CN105928223A - 平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统，包括防火保温板1、平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2、通风空调系统3及太阳能空调设备管道系统4；该幕墙本体2，由平板太阳能集热器、保温条及塑木方木组成；所述平板太阳能集热器，由集分水管、吸热管及吸热板构成，并在吸热管及吸热板的背面喷涂一层蓄热保温层214；该幕墙本体2既是保温蓄热装饰板，又是太阳能集热器，可大幅提升外墙或屋面的保温蓄热能力；提升太阳能集热器的光热转化效能，还可通过太阳能空调设备管道系统，将所获得的热媒水作为吸收式制冷机组驱动热源制冷，以达到降低空调供暖能耗的目的。本发明构造简单、省空间，应用范围广、绿色低碳。

Description

平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统
技术领域
本发明涉及一种平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统，特别涉及平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统的安装方法。
背景技术
目前，已有的传统平板太阳能热水器一般仅限于安装在屋面或阳台上，不仅功能单一，而且，由于受安装位置所限，所获取的太阳能免费热水也较有限，此外，在太阳能建筑一体化方面也存在不太理想的问题。
发明内容
针对上述不足，本发明提供一种太阳能建筑一体化完美结合、大幅提升太阳能热水器利用范围，且兼具保温蓄热采暖功效的平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统。
为了达成上述目的，本发明技术方案是：
本发明实例一，包括固接在结构外墙或钢结构钢骨架外侧或既有建筑外墙的基层板和防火保温板1、平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2、通风空调系统3及太阳能空调设备管道系统4；所述平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2，由平板太阳能集热器21、保温条2A、2A′和2A″及塑木方木2B组成；
所述防火保温板1与平板太阳能集热器21之间形成一层10～30mm用于通风空调绝热保温的空腔层3A；
本发明不仅适用于幕墙上，也适用于坡屋面。
所述平板太阳能集热器21外表面采用EVA胶膜粘贴一层具有高达96％的透光率，轻便、耐候性好的氟塑料薄膜(ETFE膜)对平板太阳能集热器21表面吸热涂膜加以保护。
本发明实例二，包括固接在结构外墙或钢结构钢骨架外侧或既有建筑外墙的基层板和防火保温板1、平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2、通风空调系统3及太阳能空调设备管道系统4；所述平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2，由平板太阳能集热器21、保温条2A′和2A″、塑木方木2B′、采光玻璃面板22及卡固条23和23′组成；所述防火保温板1与平板太阳能集热器21之间形成一层10～30mm用于通风空调绝热保温的空腔层3A；
所述采光玻璃面板22，用卡固条23和23′及自攻钉2C与塑木方木2B′固接，并用橡胶密封条21E加以密封；
本发明不仅适用于幕墙上，也适用于坡屋面。
本发明实例三，包括固接在结构外墙或钢结构钢骨架外侧或既有建筑外墙的基层板和防火保温板1、平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2及通风空调系统3；所述平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2，由平板太阳能集热器21、保温条2A′和2A″、塑木方木2B′、遮阳卷帘24、采光玻璃面板22及卡固条23和23′组成；所述防火保温板1与平板太阳能集热器21之间形成一层10～30mm用于通风空调绝热保温的空腔层3A；
所述采光玻璃面板22，用卡固条23和23′及自攻钉2C与塑木方木2B′固接，并用橡胶密封条21E加以密封；
本发明不仅适用于幕墙上，也适用于坡屋面。
所述平板太阳能集热器21，采用膨胀螺栓21A或螺栓、固接角码21B、螺栓21C和U型卡固件21D′与结构墙体或轻钢骨架固接。
所述平板太阳能集热器21，是由位于左右侧的集分水管211和211′、吸热管212及吸热板213构成，并在吸热管212及吸热板213的背面喷涂一层蓄热保温层214后，粘贴一层铝箔反射层214′；
所述吸热管212两端与集分水管211和211′相互焊接联通；所述吸热板213与吸热管212焊接；
所述吸热管212的外壁均喷涂有一层膜厚为5～15um的石墨烯吸热涂膜；
所述集分水管211和211′上分别设有供水和回水的水管接口21G和21H；所述平板太阳能集热器21不仅适用于幕墙上，也适用于坡屋面。
所述集分水管211和211′是采用壁厚1.2～2.5mm的截面尺寸为20～30mm*25～40mm的矩形无缝不锈钢管或Φ20mm～Φ30mm无缝铜管或无缝不锈钢管制成。
所述吸热管212，由位于除上下端以外的吸热管2121和位于上下端的吸热管2122构成；
所述吸热管2121，是采用壁厚为1.0～2.0mm、截面尺寸为8～10mm*10～20mm的矩形无缝铜管或Φ10mm～Φ15mm无缝铜管制成；
所述吸热管2122，是采用壁厚1.2～2.5mm的截面尺寸为20～30mm*25～40mm的矩形无缝不锈钢管或无缝铜管，或Φ20mm～Φ30mm的无缝铜管或无缝不锈钢管制成。
所述蓄热保温层214为均匀喷涂在吸热管212及吸热板213的背面的一层5～30mm厚的相变蓄能防火保温砂浆。
本发明具有以下优点及有益效果：
平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2既是保温蓄热装饰板，又是太阳能集热器，可谓是太阳能建筑一体化的完美结合。
平板太阳能集热器21附设有一层蓄热保温层214，在获得免费热水的同时，可大幅提升外墙或屋面的保温蓄热能力；提升平板太阳能集热器21的光热转化效能。冬季时可直接用于辅助采暖供热，夏季时则通过与溴化锂吸收式制冷机组等设备配套构成的太阳能空调设备管道系统4，将所获得的热媒水作为吸收式制冷机组驱动热源制冷，以大幅降低空调、供暖的能耗，同时通过换热水箱或板换将冷却后的水通过供回水管路循环至平板太阳能集热器21，并不断将平板太阳能集热器21内夏季过高的温度带走，加以降温，从而使外墙或屋面保持在一定的恒温范围内，降低室内采暖及空调能耗。
此外，可在冬季时，通过智能温控器开启电动回风口331，通过通风空调系统3将平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2内阳光辐射得热的暖气输送到室内，并与室内空气形成对流，达到辅助供暖的效果和降低通风空调能耗的目的；夏季时则可通过智能温控器开启顶端电动排风口，在风的负压和烟囱效应作用下，并通过通风空调系统3将幕墙内温度过高的空气排出，从而达到降低平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2内的温度；降低通风空调能耗的目的。
本发明构造简单、由于是直接安装在外墙或屋面上，省空间，所以，应用范围得以大幅扩展；安装简单，可实现产业化装配式施工，也降低了建造安装成本；绿色低碳。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种实施方式的立面图；
图2为沿着图1的1-1线的断面图，是本发明实例一的一种实施方式的纵向断面图；
图3为沿着图1的2-2线的断面图，是本发明实例一的一种实施方式的横向断面图；
图4为沿着图1的1-1线的断面图，是本发明实例二的一种实施方式的纵向断面图；
图5为沿着图1的2-2线的断面图，是本发明实例二的一种实施方式的横向断面图；
图6为本发明实例三的一种实施方式的纵向断面图；
图7为本发明实例三的一种实施方式的横向断面图；
图8为本发明所涉及的一种平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2的示意性透视图。
具体实施方式
为了更清楚的表达本发明，下面参照附图对本发明的实施方式进行进一步说明。
本发明实例一，如图1～图3所示，包括固接在结构外墙或钢结构钢骨架外侧或既有建筑外墙的基层板和防火保温板1、平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2、通风空调系统3及太阳能空调设备管道系统4；所述平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2，由平板太阳能集热器21、保温条2A、2A′和2A″及塑木方木2B组成；
所述防火保温板1与平板太阳能集热器21之间形成一层10～30mm用于通风空调绝热保温的空腔层3A；
所述平板太阳能集热器21，采用膨胀螺栓21A或螺栓、角码21B、螺栓21C和U型卡固条21D与结构墙体或轻钢骨架固接，并用橡胶密封条21E加以密封；
本发明不仅适用于幕墙上，也适用于坡屋面。
在图1～图3示出的所述平板太阳能集热器21外表面采用EVA胶膜粘贴一层具有高达96％的卓越透光率，轻便、耐候性好的氟塑料薄膜(ETFE膜)对平板太阳能集热器21表面吸热涂膜加以保护。
本发明实例二，如图1、图4和图5所示，包括固接在结构外墙或钢结构钢骨架外侧或既有建筑外墙的基层板和防火保温板1、平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2、通风空调系统3及太阳能空调设备管道系统4；所述平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2，由平板太阳能集热器21、保温条2A′和2A″、塑木方木2B′、采光玻璃面板22及卡固条23和23′组成；所述防火保温板1与平板太阳能集热器21之间形成一层10～30mm用于通风空调绝热保温的空腔层3A；
所述采光玻璃面板22，用卡固条23和23′及自攻钉2C与塑木方木2B′固接，并用橡胶密封条21E加以密封；
本发明不仅适用于幕墙上，也适用于坡屋面。
在图1～图5示出的所述太阳能空调设备管道系统4，由平板太阳能集热器21、连接三通管41、连接四通管42、热媒水供水主管43、热媒水回水主管44、吸热保温装饰板45；埋入地下分别与热媒水供水主管43和热媒水回水主管44相连的供水干管和回水干管，以及设置于太阳能空调控制室内的温控循环泵、膨胀罐、板换、循环泵、储热水箱及水源热泵或空气源热泵或吸收式制冷机组、冷却塔、储冷水箱组成，此外，还包括供暖供冷管道循环系统和房间空调末端。
即利用平板太阳能集热器21所获得的热媒水作为吸收式制冷机组驱动热源制冷，或直接用于冬季辅助采暖供热，以大幅降低空调、供暖的能耗，同时通过换热水箱或板换将冷却后的水通过供回水管路循环至平板太阳能集热器21，并不断将平板太阳能集热器21内夏季过高的温度带走，加以降温，以大幅降低空调用电能耗，但当遇到阴天时，可采用水源热泵或空气源热泵和储热水箱或储冷水箱中的冷热源供暖供冷。
本发明实例三，如图6和图7所示，包括固接在结构外墙或钢结构钢骨架外侧或既有建筑外墙的基层板和防火保温板1、平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2及通风空调系统3；所述平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2，由平板太阳能集热器21、保温条2A′和2A″、塑木方木2B′、遮阳卷帘24、采光玻璃面板22及卡固条23和23′组成；所述防火保温板1与平板太阳能集热器21之间形成一层10～30mm用于通风空调绝热保温的空腔层3A；
所述采光玻璃面板22，用卡固条23和23′及自攻钉2C与塑木方木2B′固接，并用橡胶密封条21E加以密封；
所述遮阳卷帘24，采用占空间小、遮阳隔热、防紫外线、使用寿命长的全涤纶无纺布、拉珠式手动卷帘；
本发明不仅适用于幕墙上，也适用于坡屋面。
在图4～图7示出的所述平板太阳能集热器21，采用膨胀螺栓21A或螺栓、固接角码21B、螺栓21C和U型卡固件21D′与结构墙体或轻钢骨架固接。
在图2～图7示出的所述平板太阳能集热器21之间缝隙采用保温条2A、2A′和2A″，塑木方木2B或塑木方木2B′和尼龙胀栓2C′镶嵌密实，并与墙体固接牢固。
在图2～图8示出的所述平板太阳能集热器21，是由位于左右侧的集分水管211和211′、吸热管212及吸热板213构成，并在吸热管212及吸热板213的背面喷涂一层蓄热保温层214后，粘贴一层铝箔反射层214′；
所述吸热管212两端与集分水管211和211′相互焊接联通；所述吸热板213与吸热管212焊接；
所述吸热管212的外壁均喷涂有一层膜厚为5～15um的石墨烯吸热涂膜；
所述集分水管211和211′上分别设有供水和回水的水管接口21G和21H；
所述平板太阳能集热器21规格尺寸：长*宽*厚为2150～1600mm*600～1200mm*20～35mm；所述平板太阳能集热器21不仅适用于幕墙上，也适用于坡屋面。
在图3、图5、图7和图8示出的所述集分水管211和211′是采用壁厚1.2～2.5mm的截面尺寸为20～30mm*25～40mm的矩形无缝不锈钢管或Φ20mm～Φ30mm无缝铜管或无缝不锈钢管制成。
在图1和图8示出的所述水管接口21G和21H分别设置在集分水管211和211′上下两侧或上下对角顶端或上下两顶端，具体设置部位需根据平板太阳能集热器21安装外墙和屋面的部位不同及太阳能热媒管道布设形式和路径的不同来选定。
在图2、图4、图6和图8示出的所述吸热管212，由位于除上下端以外的吸热管2121和位于上下端的吸热管2122构成；
所述吸热管2121，是采用壁厚为1.0～2.0mm、截面尺寸为8～10mm*10～20mm的矩形无缝铜管或Φ10mm～Φ15mm无缝铜管制成；
所述吸热管2122，是采用壁厚1.2～2.5mm的截面尺寸为20～30mm*25～40mm的矩形无缝不锈钢管或无缝铜管，或Φ20mm～Φ30mm的无缝铜管或无缝不锈钢管制成。
在图2～图8示出的所述吸热板213是采用0.4mm～2.0mm厚的铝合金基材加工而成的矩形板，并在该板的外表面喷涂有一层膜厚为0.3um的蓝钛涂膜或黑铬或5～15um的石墨烯吸热涂膜。
在图4～图7示出的所述采光玻璃面板23，为91％以上的高透光率的3.2mm～5mm厚超白低铁布纹钢化玻璃或超白低铁钢化玻璃。
在图2～图8示出的所述蓄热保温层214为均匀喷涂在吸热管212及吸热板213的背面的一层5～30mm厚的相变蓄能防火保温砂浆，以提升平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2的保温蓄热性能和采暖效果及光热的利用效能，达到降低室内空调能耗的目的。
在图2～图7示出的所述防火保温板1，采用表面粘贴有一层铝箔导热反射层的40mm厚以上石墨聚苯乙烯保温板或无机改性聚氨酯防火保温板或ZYT改性酚醛防火保温板的或热固型聚苯乙烯防火保温板制成。
在图1～图7示出的所述通风系统3，由送排风道31、空腔层3A、顶端的水平通风管与电动排风口及窗口通风空调系统32构成；
所述送排风道31的底端起始送风口均设在地面上或地下室；
所述顶端的水平通风管与电动排风口设在送排风道31的顶端，并相互连通；
所述窗口通风空调系统32，由位于保温窗下的电动回风口321、穿墙回风洞口322、矩形通风管、通风道、电动新风口、空气过滤网、进风通道、送风机、空气过滤网及进风口构成；
当夏季平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2内温度过高时，便可通过智能温控器开启顶端电动排风口，在风的负压和烟囱效应作用下，经地面上或地下室的送风口进入后，沿送排风道31向上流经平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2内的空腔层3A，再经送排风道31向上至顶端的水平通风管及电动排风口排出，不断地通过这种空气对流将幕墙本体2内温度过高的空气排出，从而达到降低平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2内的温度；降低室内空调能耗。
冬季时，通过智能温控器开启电动回风口321，室内空气经穿墙回风洞口322回风至空腔层3A，将平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2内阳光辐射得热的暖气经矩形通风管、通风道、进风通道、送风机、空气过滤网及进风口输送到室内，并与室内空气形成对流，达到辅助供暖的效果和降低通风空调能耗的目的。
在图1～图8示出的所述平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2的制作安装方法，除在现浇结构或砖混结构或钢结构上采用现场安装外，还可在PC预制构件装配式住宅安装中，采用工厂化装配式施工，即构造柱结合部的部件需在现场安装外，穿墙回风洞口322的预留；防火保温板1；平板太阳能集热采暖保温幕墙本体2均可在工厂里预制墙板构件时完成，或装配在墙板预制构件上，并随墙板预制构件现场一次吊装完成。
本发明不仅限于以上几个公开的具体实施例，本领域任何采用同等替换或等效变换方式的技术方案均应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统，包括固接在结构外墙或钢结构钢骨架外侧或既有建筑外墙的基层板和防火保温板(1)、平板太阳能集热采暖保温幕墙本体(2)、通风空调系统(3)及太阳能空调设备管道系统(4)；其特征在于，所述平板太阳能集热采暖保温幕墙本体(2)，由平板太阳能集热器(21)、保温条(2A、2A′、2A″)及塑木方木(2B)组成；
所述防火保温板(1)与平板太阳能集热器(21)之间形成一层10～30mm用于通风空调绝热保温的空腔层(3A)；
所述平板太阳能集热器(21)，采用膨胀螺栓(21A)或螺栓、角码(21B)、螺栓(21C)和U型卡固条(21D)与结构墙体或轻钢骨架固接，并用橡胶密封条(21E)加以密封；
本发明不仅适用于幕墙上，也适用于坡屋面。
2.如权利要求1所述的平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统，其特征在于，所述平板太阳能集热器(21)外表面采用EVA胶膜粘贴一层具有高达96％的透光率，轻便、耐候性好的氟塑料薄膜(ETFE膜)对平板太阳能集热器(21)表面吸热涂膜加以保护。
3.另一种平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统，包括固接在结构外墙或钢结构钢骨架外侧或既有建筑外墙的基层板和防火保温板(1)、平板太阳能集热采暖保温幕墙本体(2)、通风空调系统(3)及太阳能空调设备管道系统(4)；其特征在于，所述平板太阳能集热采暖保温幕墙本体(2)，由平板太阳能集热器(21)、保温条(2A′、2A″)、塑木方木(2B′)、采光玻璃面板(22)及卡固条(23、23′)组成；所述防火保温板(1)与平板太阳能集热器(21)之间形成一层10～30mm用于通风空调绝热保温的空腔层(3A)；
所述采光玻璃面板(22)，用卡固条(23、23′)及自攻钉(2C)与塑木方木(2B′)固接，并用橡胶密封条(21E)加以密封；
本发明不仅适用于幕墙上，也适用于坡屋面。
4.另一种平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统，包括固接在结构外墙或钢结构钢骨架外侧或既有建筑外墙的基层板和防火保温板(1)、平板太阳能集热采暖保温幕墙本体(2)及通风空调系统(3)；其特征在于，所述平板太阳能集热采暖保温幕墙本体(2)，由平板太阳能集热器(21)、保温条(2A′、2A″)、塑木方木(2B′)、遮阳卷帘(24)、采光玻璃面板(22)及卡固条(23、23′)组成；所述防火保温板(1)与平板太阳能集热器(21)之间形成一层10～30mm用于通风空调绝热保温的空腔层(3A)；
所述采光玻璃面板(22)，用卡固条(23、23′)及自攻钉(2C)与塑木方木(2B′)固接，并用橡胶密封条(21E)加以密封；
本发明不仅适用于幕墙上，也适用于坡屋面。
5.如权利要求3或4所述的平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统，其特征在于，所述平板太阳能集热器(21)，采用膨胀螺栓(21A)或螺栓、固接角码(21B)、螺栓(21C)和U型卡固件(21D′)与结构墙体或轻钢骨架固接。
6.如权利要求1或3或4所述的平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统，其特征在于，所述平板太阳能集热器(21)，是由位于左右侧的集分水管(211、211′)、吸热管(212)及吸热板(213)构成，并在吸热管(212)及吸热板(213)的背面喷涂一层蓄热保温层(214)后，粘贴一层铝箔反射层(214′)；
所述吸热管(212)两端与集分水管(211和211′)相互焊接联通；所述吸热板(213)与吸热管(212)焊接；
所述吸热管(212)的外壁均喷涂有一层膜厚为5～15um的石墨烯吸热涂膜；
所述集分水管(211、211′)上分别设有供水和回水的水管接口(21G、21H)；所述平板太阳能集热器(21)不仅适用于幕墙上，也适用于平屋面。
7.如权利要求6所述的平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统，其特征在于，所述集分水管(211、211′)是采用壁厚1.2～2.5mm的截面尺寸为20～30mm*25～40mm的矩形无缝不锈钢管或Φ20mm～Φ30mm无缝铜管或无缝不锈钢管制成。
8.如权利要求6所述的平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统，其特征在于，所述吸热管(212)，由位于除上下端以外的吸热管(2121)和位于上下端的吸热管(2122)构成；
所述吸热管(2121)，是采用壁厚为1.0～2.0mm、截面尺寸为8～10mm*10～20mm的矩形无缝铜管或Φ10mm～Φ15mm无缝铜管制成；
所述吸热管(2122)，是采用壁厚1.2～2.5mm的截面尺寸为20～30mm*25～40mm的矩形无缝不锈钢管或无缝铜管，或Φ20mm～Φ30mm的无缝铜管或无缝不锈钢管制成。
9.如权利要求6所述的平板太阳能集热采暖保温幕墙与屋面及通风空调系统，其特征在于，所述蓄热保温层(214)为均匀喷涂在吸热管(212)及吸热板(213)的背面的一层5～30mm厚的相变蓄能防火保温砂浆。
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