CN104975654A - 建筑智能复合外隔热调温系统 - Google Patents

Abstract

建筑智能复合外隔热调温系统，本发明将保护层1、保温层2、管道层3、连接层4复合于建筑基层墙体外表，智能控制器9根据室内、外气候仪14、15监测的温度，并结合热媒供回水温度计12、13监测的温度，控制控制阀门组10、11及冷热源6、7和循环动力装置8，驱动热媒在输送管网5和管道层3内进行循环，对外墙或屋面进行调温，起到既保温隔热，又调节建筑的散热、得热量的综合作用，从而维持室内温度稳定舒适。本发明模仿哺乳动物恒温机能，在采取建筑被动节能措施的前提下，优先选择低品位可再生能源作为主动节能措施，因而在较低能耗水平上保持室内温度稳定舒适，属于一种绿色生态的建筑节能系统。

Description

建筑智能复合外隔热调温系统

技术领域：

本发明属于绿色建筑技术领域，具体涉及将被动节能与主动节能结合的仿生学隔热调温系统及其控制方法。 

背景技术：

我国每年新建建筑约20亿平方米，相当于加拿大建筑保有量，而随着经济发展和人民生活水平的提高，人们对于建筑舒适度要求也越来越高，空调、采暖越来越普及，这也造成建筑能耗不断加大。2013年全社会消耗煤炭35亿吨，石油2亿吨，比2000年上升了一倍还多，节能减排形势十分紧迫。而建筑能耗占全社会能耗的30％左右，且建筑在使用阶段的能耗占全寿命周期总能耗的90％以上，因此国家大力推进绿色建筑的发展，以追求建筑全寿命周期内的节约，实现节地、节水、节能、节材、舒适的综合效益。 

本发明是在这种背景下提出的。本发明将建筑被动节能技术与主动节能技术相结合，既满足被动节能的规定要求，又能利用常规或可再生能源实现室温的稳定和舒适，能够应用于不同热工分区，从而提升居住体验，提高建筑的品质。因此该发明是发展绿色建筑，建设资源节约环境友好型社会的迫切需求。 

发明内容：

本发明旨在提供一种新的建筑智能外保温隔热调温系统，在满足建筑被动节能前提的同时，可采用多种方式尤其是可再生能源来对建筑进行调温，满足舒适性需求并实现主动节能。 

复合外保温隔热调温系统，包括： 

保护层：在围护层的最外侧，用于保护保温层； 

保温层：为轻质保温材料，起到隔热作用，位于保护层和管道层之间； 

管道层：以循环管道构成的盘管或网面，位于保温层与基层墙体之间； 

连接层：包裹和固定管道层，并与基层墙体连接，将管道层的热量传递给主体； 

冷、热源：提供调节温度所需冷热量的制冷、制热装置； 

循环动力装置：为循环泵组或风机组，驱动热媒循环； 

输送管网：连接管道层、冷热源、水泵，构成循环系统，并包含循环系统必要的补水定压装置及其他附件； 

控制部分：包括智能控制器、控制阀门组、热媒供水温度计、热媒回水温度计、室外气候仪、室内气候仪。 

进一步地，所述的保护层为砂浆、金属板、瓷板、涂料、油漆、玻璃、木板、混凝土、砖砌体、石材、塑料、油毡等单一材质或以上材料的复合材质，包括屋面复合防水结构。 

进一步地，所述的保温层为聚苯板、挤塑聚苯板、胶粉聚苯颗粒保温浆料、STP超薄绝热板、加气混凝土砌块、水泥基复合膨胀玻化微珠保温浆料、玻璃棉、发泡玻璃、中空玻璃、岩棉、保温砂浆、相变保温隔热材料、聚氨酯复合板材、发泡混凝土、软木、空气夹层等常用单一材质或复合材质。 

进一步地，所述的管道层为金属管道、塑料管道、复合管道、直接成形带有流道的金属复合板或毛细管网栅。 

进一步地，所述管道层的管道截面为圆形、椭圆形、矩形、圆角矩形。 

进一步地，所述的连接层为砂浆、金属结构、粘结剂、混凝土、塑料、粘土或复合结构。 

进一步地，其特征在于在现场制作时，须按照连接层——管道层——保温层——保护层的次序。 

进一步地，在工厂模块化预制时，可将管道层、保温层、保护层一体化制作，在现场施工连接层。 

进一步地，所述管道层、输送管网、冷热源、循环动力装置连接，形成循环系统。 

进一步地，所述冷、热源为太阳能、土壤源、浅表水源、地热水源、海水源、空气源、余热废热等可再生能源或免费能源的集热或换热装置，或上述多种能源方式的组合，当可再生能源或免费能源不可利用时或不足时，采用热泵机组、冷水机组、锅炉、辅助电加热等二次能源方式作为冷、热源或辅助冷、热源。 

进一步地，所述控制部分的智能控制器根据室内外温度和热媒供回水温度及其变化趋势进行综合判断，从而有效控制水泵、冷热源、阀门组，实现工况切换和系统调节。 

进一步地，所述系统的温度调节方式可以控制热媒的流量和温差，也可以根据温度调节的需要调节热媒的供应温度。 

本发明的优点是通过保温层将围护结构传热减少，通过管道层将主体冷却并蓄能，保持室内温度的稳定性，能够适应较大的室外气候波动。 

本发明的优点还在于优先选择低品位可再生能源作为冷热源，在提高舒适度的同时，并不增加过多能耗。 

本发明的优点还在于热媒在管道层流动平缓，将冷热源、循环水泵等有噪声的设备安装于户外或单独机房，因此户内更加安静。 

本发明的特点还在于使热泵、冷水机组等传统冷热源在夏季出水温度为16～21℃，高于传统空调系统所需要7℃；而在冬季出水温度为30～35℃，低于传统空调系统所需要45℃，从而大幅提高能效比。 

本发明的特点还在于可以与其他空调方式结合，如热湿单独处理、新风热回收、置换送风、天棚辐射等方式，以满足不同的高舒适度低能耗需求，实现绿色建筑的目标。可大幅提升房地产品牌的竞争力。 

本发明还具有工业化定制、模块化安装的优势，进一步提升高效、节材、环保的效果。 

附图说明：

本发明包括的附图是用来提供对本发明的进一步理解，结合在本申请中并构成本申请的一部分。 

图1为本发明的建筑智能复合外隔热调温系统的示意图； 

图2为外墙安装外隔热调温结构； 

图3为屋面安装外隔热调温结构； 

图4为架空楼板安装外隔热调温结构。 

图5、6、7为管道层的3种管道流程和主管、支管布置方式。 

图8为实施例1系统示意图，即本发明在夏热冬冷地区海边建筑的一种应用方式。采用海水换热器和太阳能集热器作为冷、热源。 

图9为实施例2系统示意图，即本发明在夏热冬冷地区海边建筑的一种应用方式。仅采用海水换热器冷却。 

图10为实施例3系统示意图，即本发明在寒冷地区建筑的一种应用方式。采用风冷热泵冷、热源，夏季采用高温冷水，冬季采用低温热水，比风冷热泵常规工况设置更加节能。 

具体实施方式：

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明。 

实施例1： 

如图8所示，本发明的复合外隔热调温系统在夏热冬冷地区海边建筑一种应用方式。该系统包括：外保护层 2.保温层 3.管道层 4.连接层 5.输送管网 8.循环泵 9.智能控制器 10，11.控制阀门组 12.热媒供水温度计 13.媒回水温度计 14.室外温度计 15.室内温度计 16.海水换热器 17.太阳能集热器。 

在夏季，当室内气温超过设定值时，智能控制器9发送信号将阀门组10关闭，阀门组11打开，开启循环泵8，通过海水换热器16向输送管网5和管道层3供应低于室外气温的冷水，对建筑进行冷却。 

在冬季，当室内气温低于设定值时，智能控制器9发送信号将阀门组11关闭，阀门组10打开，开启循环泵8，通过太阳能集热器13向输送管网5和管道层3供应高于室内气温的温水，对建筑进行升温。 

系统运行时，智能控制器9根据12.热媒供水温度计13.热媒回水温度计14.室外温度计15.室内温度计的数值综合判断，对水泵8进行变频调节或台数调节，改变冷热水流量和温度，实现水泵节能。 

实施例2： 

如图9所示，本发明的复合外隔热调温系统是在夏热冬暖地区海边建筑的一种应用方式，即取消冬季采暖热源。该系统包括：1.外保护层2.保温层3.管道层4.连接层5.输送管网8.循环泵9.智能控制器11.控制阀门组12.热媒供水温度计13.媒回水温度计14.室外温度计15.室内温度计16.海水换热器。 

在夏季，当室内气温超过设定值时，智能控制器9发送信号将阀门组10关闭，阀门组11打开，开启循环泵8，通过海水换热器16向输送管网5和管道层3供应低于室外气温的冷水，对建筑进行冷却。 

系统运行时，智能控制器9根据12.热媒供水温度计13.媒回水温度计14.室外温度计15.室内温度计的数值综合判断，对水泵8进行变频调节或台数调节，改变冷水流量和温度，实现水泵节能。 

实施例3： 

如图10所示，本发明的复合外隔热调温系统在寒冷地区建筑的一种应用方式，冷、热源采用风冷热泵机组。该系统包括：1.外保护层 2.保温层 3.管道层 4.连接层 5.输送管网 8.循环泵 9.智能控制器11.控制阀门组 12.热媒供水温度计 13.媒回水温度计 14.室外温度计 15.室内温度计 18.风冷热泵机组。 

在夏季，当室内气温超过设定值时，智能控制器9发送信号开启循环泵8，通过风冷热泵18向输送管网5和管道层3供应低于室外气温的冷水，对建筑进行调温。循环水温设置为16～21℃。 

在冬季，当室内气温低于设定值时，智能控制器9发送信号开启循环泵8，通过风冷热泵18向输送管网5和管道层3供应高于室内气温的热水，对建筑进行升温。循环水温设置为35～30℃。 

系统运行时，智能控制器9根据12.热媒供水温度计13.媒回水温度计14.室外温度计15.室内温度计的数值综合判断，对水泵8进行变频调节或台数调节，对风冷热泵18进行能量调节和台数调节，改变冷热水流量和温度，实现系统节能。 

Claims (10)

1.建筑智能复合外保温隔热调温系统，包括：

保护层：在围护层的最外侧，用于保护保温层；

保温层：为轻质保温材料，起到隔热作用，位于保护层和管道层之间；

管道层：以循环管道构成的盘管或网面，位于保温层与基层墙体之间；

连接层：包裹和固定管道层，并与基层墙体连接，将管道层的热量传递给主体；

冷、热源：提供调节温度所需冷热量的制冷、制热装置；

循环动力装置：为循环泵组或风机组，驱动热媒循环；

输送管网：连接管道层、冷热源、水泵，构成循环系统，并包含循环系统必要的补水定压装置及其他附件；

控制部分：包括智能控制器、控制阀门组、热媒供水温度计、热媒回水温度计、室外气候仪、室内气候仪。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于用于建筑外隔热及调温。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的保护层为砂浆、金属板、瓷板、涂料、油漆、玻璃、木板、混凝土、砖砌体、石材、塑料、油毡等单一材质或以上材料的复合材料，包括屋面复合防水结构。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的保温层为聚苯板、挤塑聚苯板、胶粉聚苯颗粒保温浆料、STP超薄绝热板、加气混凝土砌块、水泥基复合膨胀玻化微珠保温浆料、玻璃棉、发泡玻璃、中空玻璃、岩棉、保温砂浆、相变保温隔热材料、聚氨酯复合板材、发泡混凝土、软木、空气夹层等常用单一材料或以上材料的复合材料。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的连接层为砂浆、金属结构、粘结剂、混凝土、塑料、粘土或以上形式的复合结构。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述管道层的管道截面为圆形、椭圆形、矩形、圆角矩形、直接成形带有流道的金属复合板及毛细管网栅。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于在现场制作时，须按照连接层——管道层——保温层——保护层的次序。在工厂模块化预制时，可将管道层、保温层、保护层一体化制作，在现场施工连接层。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于冷、热源为太阳能、土壤源、浅表水源、地热水源、海水源、空气源、余热废热等可再生能源或免费能源的集热或换热装置，或上述多种能源方式的组合，当可再生能源或免费能源不可利用或不足时，采用热泵机组、冷水机组、锅炉、辅助电加热等二次能源方式作为冷、热源或辅助冷、热源。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于热媒为水、乙二醇防冻液、盐溶液、空气。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于智能控制器根据室内外温度和热媒供回水温度及其变化趋势进行智能综合判断，从而有效控制水泵、冷热源、阀门组，实现工况切换和系统调节。