CN106545096B - 一种太阳能蓄热式被动太阳房 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能蓄热式被动太阳房，太阳能热水器与房顶取暖组件连通，玻璃封板的内侧设置有被动通风换热墙体，被动通风换热墙体的上部设有上通风组件，被动通风换热墙体的上部设有下通风组件，上通风组件使得气流从空腔流向室内，下通风组件使得气流从室内流向空腔。本发明通过设置被动通风换热墙体，通过外蜂窝结构传热层和内蜂窝结构传热层，利用蜂窝多孔结构，提高太阳能的吸收率和储存量，使得相变蓄热箱内的热量缓慢的释放到室内，水隔层利用水比热容大的性质，降低地下对能耗的损失，上通风组件和下通风组件能够保证气流的流向，实现室内气流的循环，保证热气从上部流入，冷气从下部流出的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能蓄热式被动太阳房，属于太阳能利用技术领域。
背景技术
近年来，我国建筑业蒸蒸日上，建筑用电量及其能耗也迅猛增长。建筑耗能大约占全国总能耗的20%～30%，在不久的将来，将占30%～40%，达到世界发达国家的水平。而且在我国总能耗中，清洁能源仅占一小部分。与煤、石油、铀等矿物燃料相比,太阳能具有普遍、清洁、长久和量大四大优点。太阳能的利用形式多种多样,其中建立特朗勃集热墙的被动式太阳就是一种有效形式，因此，发展太阳房建筑对减少环境污染、节约有限的能源具有重要的意义。
太阳房建筑，简单地说就是能够直接吸收和利用太阳能的建筑。被动式而太阳房建筑，就是通过建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理，以及建筑材料和结构的恰当选择，使其在冬季能集取、蓄存和分配太阳能，在不同程度上满足建筑物的采暖要求，而在夏季又能遮蔽太阳辐射和散逸室内热量，使之达到降温的目的。
但是，目前的被动太阳房的太阳能利用率较低，对蓄热能力和效率也较低，在冬季仍然需要设置煤电等供暖设备，影响建筑能耗，因此，需要设计一种新颖的太阳能蓄热式被动太阳房，提高蓄热效果和能耗利用率。
发明内容
本发明针对现有的技术问题，提供一种太阳能蓄热式被动太阳房，目的是提高太阳能蓄热的效果和建筑能耗的利用率，减少不可再生能源的消耗，拟解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能蓄热式被动太阳房，其包括房顶、太阳能热水器、玻璃封板、被动通风换热墙体、保温板、混凝土后墙、房顶取暖组件和地下隔热组件，其特征在于，所述的房顶的阳面设置有太阳能热水器，所述的太阳能热水器与所述的房顶取暖组件连通，所述的玻璃封板封闭设置在被动太阳房的阳面，所述的玻璃封板的内侧设置有被动通风换热墙体，所述的玻璃封板与被动通风换热墙体之间设置有20-120cm宽度的空腔，所述的被动通风换热墙体的上部设置有上通风组件，所述的被动通风换热墙体的上部设置有下通风组件，所述的上通风组件使得气流从空腔流向室内，所述的下通风组件使得气流从室内流向空腔，该被动太阳房的背面为混凝土后墙，且混凝土后墙的内壁上设置有保温板。
进一步，作为优选，所述被动通风换热墙体包括支撑钢板、相变材料蓄热箱、外蜂窝结构传热层和内蜂窝结构传热层，其中，所述的支撑钢板作为支撑墙体主架结构，所述的支撑钢板的上端设置与之垂直的支撑顶板，所述的支撑顶板朝向被动房外部设置，所述的支撑钢板与所述的支撑顶板之间为一体结构设置，且所述的玻璃封板的上端固定设置于所述的支撑顶板上，所述的支撑钢板的内壁上粘贴固定设置有内蜂窝结构传热层，所述的支撑钢板的外壁上粘贴固定设置有外蜂窝结构传热层，所述的外蜂窝结构传热层的外部固定设置有相变材料蓄热箱，且所述的相变材料蓄热箱与所述的外蜂窝结构传热层接触的表面设置有散热孔，以便将热量传递给所述的外蜂窝结构传热层，所述的上通风组件和下通风组件结构相同，且上通风组件与下通风组件的安装方向相反，所述的上通风组件和下通风组件均包括上圆盖板、支撑条、固定座和固定孔，所述的上圆盖板为圆柱瓶盖结构，且所述的上圆盖板的内壁上连接设置有多个支撑条，且所述的支撑条排列组成圆环形，且相邻的两个支撑条之间设置有通气槽口，所述的支撑条的端部设置有固定座，所述的固定座上设置有圆周设置有多个固定孔，被动太阳房的地基内设置有水隔层，所述的水隔层的上表面离被动太阳房的地面的距离为6-10cm，且所述的水隔层的深度至少为20cm，被动太阳房的房顶取暖组件包括设置在吊顶内部的盘形散热管，所述的盘形散热管与所述的太阳能热水器连通。
进一步，作为优选，所述的相变材料蓄热箱与所述的外蜂窝结构传热层之间设置有吸热涂层。
进一步，作为优选，所述玻璃封板的上部和中部设置有通风孔。
进一步，作为优选，所述盘形散热管为螺旋结构。
进一步，作为优选，所述支撑钢板由铝合金板替代。
进一步，作为优选，所述太阳能热水器与所述的盘形散热管之间设置有循环水泵。
进一步，作为优选，所述的上通风组件和下通风组件均为透明结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过设置被动通风换热墙体，通过外蜂窝结构传热层和内蜂窝结构传热层，利用蜂窝多孔结构，提高了太阳能的吸收率和储存量，使得相变蓄热箱内的热量缓慢的释放到室内，提高室内的能耗利用率，同时，设置了房顶取暖组件，进一步提高取暖效果，在地下隔热组件设置水隔层，利用水比热容大的性质，降低地下对能耗的损失，保证建筑内室温效果，此外，上通风组件和下通风组件能够保证气流的流向，实现室内气流的循环，保证热气从上部流入，冷气从下部流出的效果。
附图说明
图1是本发明的一种太阳能蓄热式被动太阳房的结构示意图；
图2是本发明的一种太阳能蓄热式被动太阳房的的上通风组件或下通风组件的结构示意图；
其中，1、房顶，2、支撑钢板，3、玻璃封板，4、通风孔，5、地基，6、水隔层，7、保温板，8、混凝土后墙，9、相变材料蓄热箱，10、吸热涂层，11、外蜂窝结构传热层，12、内蜂窝结构传热层，13、上通风组件，14、下通风组件，15、支撑顶板，16、太阳能热水器，17、吊顶，18、盘形散热管，19、上圆盖板，20、支撑条，21、固定座，22、固定孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种太阳能蓄热式被动太阳房，其包括房顶1、太阳能热水器16、玻璃封板3、被动通风换热墙体、保温板7、混凝土后墙8、房顶取暖组件和地下隔热组件，其特征在于，所述的房顶1的阳面设置有太阳能热水器16，所述的太阳能热水器16与所述的房顶取暖组件连通，所述的玻璃封板3封闭设置在被动太阳房的阳面，所述的玻璃封板3的内侧设置有被动通风换热墙体，所述的玻璃封板3与被动通风换热墙体之间设置有20-120cm宽度的空腔，所述的被动通风换热墙体的上部设置有上通风组件13，所述的被动通风换热墙体的上部设置有下通风组件14，所述的上通风组件使得气流从空腔流向室内，所述的下通风组件使得气流从室内流向空腔，该被动太阳房的背面为混凝土后墙8，且混凝土后墙8的内壁上设置有保温板7。
在本实施例中，所述被动通风换热墙体包括支撑钢板2、相变材料蓄热箱9、外蜂窝结构传热层11和内蜂窝结构传热层12，其中，所述的支撑钢板作为支撑墙体主架结构，所述的支撑钢板2的上端设置与之垂直的支撑顶板15，所述的支撑顶板朝向被动房外部设置，所述的支撑钢板与所述的支撑顶板之间为一体结构设置，且所述的玻璃封板3的上端固定设置于所述的支撑顶板15上，所述的支撑钢板2的内壁上粘贴固定设置有内蜂窝结构传热层11，所述的支撑钢板的外壁上粘贴固定设置有外蜂窝结构传热层12，所述的外蜂窝结构传热层的外部固定设置有相变材料蓄热箱9，且所述的相变材料蓄热箱9与所述的外蜂窝结构传热层接触的表面设置有散热孔，以便将热量传递给所述的外蜂窝结构传热层，所述的上通风组件13和下通风组件14结构相同，且上通风组件与下通风组件的安装方向相反，所述的上通风组件和下通风组件均包括上圆盖板19、支撑条20、固定座21和固定孔22，所述的上圆盖板19为圆柱瓶盖结构，且所述的上圆盖板19的内壁上连接设置有多个支撑条20，且所述的支撑条20排列组成圆环形，且相邻的两个支撑条20之间设置有通气槽口，所述的支撑条20的端部设置有固定座21，所述的固定座21上设置有圆周设置有多个固定孔22，被动太阳房的地基内设置有水隔层6，所述的水隔层6的上表面离被动太阳房的地面的距离为6-10cm，且所述的水隔层的深度至少为20cm，被动太阳房的房顶取暖组件包括设置在吊顶内部的盘形散热管，所述的盘形散热管与所述的太阳能热水器连通。
其中，所述的相变材料蓄热箱与所述的外蜂窝结构传热层之间设置有吸热涂层10。所述玻璃封板的上部和中部设置有通风孔4。所述盘形散热管为螺旋结构。
作为另一实施例，所述支撑钢板由铝合金板替代。所述太阳能热水器与所述的盘形散热管之间设置有循环水泵。所述的上通风组件和下通风组件均为透明结构。
本发明通过设置被动通风换热墙体，通过外蜂窝结构传热层和内蜂窝结构传热层，利用蜂窝多孔结构，提高了太阳能的吸收率和储存量，使得相变蓄热箱内的热量缓慢的释放到室内，提高室内的能耗利用率，同时，设置了房顶取暖组件，进一步提高取暖效果，在地下隔热组件设置水隔层，利用水比热容大的性质，降低地下对能耗的损失，保证建筑内室温效果，此外，上通风组件和下通风组件能够保证气流的流向，实现室内气流的循环，保证热气从上部流入，冷气从下部流出的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种太阳能蓄热式被动太阳房，其包括房顶、太阳能热水器、玻璃封板、被动通风换热墙体、保温板、混凝土后墙、房顶取暖组件和地下隔热组件，其特征在于，所述的房顶的阳面设置有太阳能热水器，所述的太阳能热水器与所述的房顶取暖组件连通，所述的玻璃封板封闭设置在被动太阳房的阳面，所述的玻璃封板的内侧设置有被动通风换热墙体，所述的玻璃封板与被动通风换热墙体之间设置有20-120cm宽度的空腔，所述的被动通风换热墙体的上部设置有上通风组件，所述的被动通风换热墙体的上部设置有下通风组件，所述的上通风组件使得气流从空腔流向室内，所述的下通风组件使得气流从室内流向空腔，该被动太阳房的背面为混凝土后墙，且混凝土后墙的内壁上设置有保温板；
所述的上通风组件和下通风组件结构相同，且上通风组件与下通风组件的安装方向相反，所述的上通风组件和下通风组件均包括上圆盖板、支撑条、固定座和固定孔，所述的上圆盖板为圆柱瓶盖结构，且所述的上圆盖板的内壁上连接设置有多个支撑条，且所述的支撑条排列组成圆环形，且相邻的两个支撑条之间设置有通气槽口，所述的支撑条的端部设置有固定座，所述的固定座上设置有圆周设置有多个固定孔，被动太阳房的地基内设置有水隔层，所述的水隔层的上表面离被动太阳房的地面的距离为6-10cm，且所述的水隔层的深度至少为20cm，被动太阳房的房顶取暖组件包括设置在吊顶内部的盘形散热管，所述的盘形散热管与所述的太阳能热水器连通。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能蓄热式被动太阳房，其特征在于：所述被动通风换热墙体包括支撑钢板、相变材料蓄热箱、外蜂窝结构传热层和内蜂窝结构传热层，其中，所述的支撑钢板作为支撑墙体主架结构，所述的支撑钢板的上端设置与之垂直的支撑顶板，所述的支撑顶板朝向被动房外部设置，所述的支撑钢板与所述的支撑顶板之间为一体结构设置，且所述的玻璃封板的上端固定设置于所述的支撑顶板上，所述的支撑钢板的内壁上粘贴固定设置有内蜂窝结构传热层，所述的支撑钢板的外壁上粘贴固定设置有外蜂窝结构传热层，所述的外蜂窝结构传热层的外部固定设置有相变材料蓄热箱，且所述的相变材料蓄热箱与所述的外蜂窝结构传热层接触的表面设置有散热孔，以便将热量传递给所述的外蜂窝结构传热层。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能蓄热式被动太阳房，其特征在于：所述的相变材料蓄热箱与所述的外蜂窝结构传热层之间设置有吸热涂层。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能蓄热式被动太阳房，其特征在于：所述玻璃封板的上部和中部设置有通风孔。
5.根据权利要求2所述的一种太阳能蓄热式被动太阳房，其特征在于：所述盘形散热管为螺旋结构。
6.根据权利要求2所述的一种太阳能蓄热式被动太阳房，其特征在于：所述支撑钢板由铝合金板替代。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种太阳能蓄热式被动太阳房，其特征在于：所述太阳能热水器与所述的盘形散热管之间设置有循环水泵。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种太阳能蓄热式被动太阳房，其特征在于：所述的上通风组件和下通风组件均为透明结构。
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