CN107192287A - 一种具有供暖和降温功能的蓄能墙体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有供暖和降温功能的蓄能墙体，是在墙体的室内侧设有室内空气对流通道，墙体的室外侧设有室外空气对流通道，室内空气对流通道和室外空气对流通道内分别装配有贯流式风机，墙体的室内侧设有第一温度传感器，墙体的室外侧设有第二温度传感器，墙体内还装配有蓄热体，蓄热体内装配有第三温度传感器，蓄热体内插设有数排金属隔板，金属隔板的右端位于室内空气对流通道内，金属隔板的左端位于室外空气对流通道内，有益效果：本发明结构合理、技术可行，利用相变储能实现室内热量向室外转移，并实现了蓄热材料与墙体的有机结合。

Description

一种具有供暖和降温功能的蓄能墙体
技术领域
本发明涉及一种蓄能墙体，特别涉及一种具有供暖和降温功能的蓄能墙体。
技术背景
目前，建筑冬季采暖和夏季降温往往依靠不可再生的传统能源，能源在生产过程中对环境造成很大的污染，因此寻找清洁能源供暖和降温显得尤为重要，其中太阳能属现今世界上可以开发利用的最大能源，是清洁的可再生能源，但却因日夜交替而难以持续地提供热量，因此如何储存太阳能，使之成为冬季房间供热的热源成为一个新的研究课题，同时如何利用相变材料储能技术来转移室内热量以达到降低室内温度也是新的研究方向。
发明内容
本发明的目的是为了解决如何利用清洁能源冬季为室内供热以及夏季为室内散热的问题而提供的一种具有供暖和降温功能的蓄能墙体。
本发明提供的具有供暖和降温功能的蓄能墙体是在墙体的室内侧设有室内空气对流通道，墙体的室外侧设有室外空气对流通道，室内空气对流通道和室外空气对流通道内分别装配有贯流式风机，墙体的室内侧设有第一温度传感器，墙体的室外侧设有第二温度传感器，墙体内还装配有蓄热体，蓄热体内装配有第三温度传感器，蓄热体内插设有数排金属隔板，金属隔板的右端位于室内空气对流通道内，金属隔板的左端位于室外空气对流通道内，墙体上还设置有控制器，控制器分别与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和贯流式风机相连，控制器控制贯流式风机的工作。
墙体的室外侧还装配有三层绝热玻璃层，每层绝热玻璃层之间均为真空层，最外侧的绝热玻璃层的外侧装配有电动百叶窗，墙体的室外侧还设置有阳光辐射计，电动百叶窗和阳光辐射计与控制器连接，控制器根据阳光辐射计的反馈信号控制电动百叶窗的开合。
墙体室外侧的室外空气对流通道内的上下端分别设有隔热风阀，隔热风阀与控制器相连并由控制器控制开合。
墙体内设置蓄热体的部位填设有泡沫金属，蓄热体由填充于泡沫金属空隙内的相变材料组成，相变材料为石蜡，相变点介于22℃-26℃之间，分子式为CnH2n+2，根据其相变温度改变链的长度，也可以是其它种类相变材料。
本发明的工作原理：
当置于室内的第一温度传感器所测温度高于置于第二温度传感器所测温度时，白天有阳光时，阳光辐射计感应到阳光照射，由控制器控制电动百叶窗打开，墙体室外侧的室外空气对流通道内的隔热风阀关闭，阳光闷晒室外空气对流通道内的空气，空气温度上升，此时，金属隔板向组成蓄热体的泡沫金属传热，热量经金属隔板和泡沫金属传递给置于泡沫金属空隙内的固态相变材料，相变材料吸热由固态变为液态，当置于蓄热体内部的第三温度传感器感知到内部温度高于相变工况温度时，则相变材料已由固态全部变为液态，完成储能过程。置于室内的第一温度传感器感知到室内温度低于相变材料内温度时，室内空气对流通道内的贯流式风机打开，室内空气在室内空气对流通道内至下而上流动，在室内空气对流冷却下，储存在相变材料内的热量经泡沫金属和金属隔板传递给室内空气，相变材料释放热量，由液相变为固相，当置于蓄热体内的第三温度传感器所测温度低于相变温度时，室内空气对流通道内的贯流式风机停止工作，从而达到向室内空气提供热量的目的。
当置于室外的第二温度传感器所测温度高于置于室内的第一温度传感器所测温度且室内温度高于相变温度时，由控制器发出信号，电动百叶窗关闭，室外空气对流通道内的隔热风阀关闭，室内空气对流通道内的贯流式风机打开，室内空气在室内空气对流通道内与金属隔板对流换热，金属隔板被室内空气加热后，热量经金属隔板和泡沫金属向相变材料传递，相变材料在吸收相变潜热后由固相变为液相，此工况下，室内空气热量被转移至相变材料中，当置于室外的第二温度传感器所测温度低于相变材料温度时(夜间)，室外空气对流通道内的贯流式风机与隔热风阀打开，室外空气在室外空气对流通道内与金属隔板对流换热，贮存于相变材料当中的热量经泡沫金属和金属隔板传递给室外空气，相变材料释放相变潜热，当蓄热体内的第三温度传感器所测温度低于相变点时，此时相变材料由液相变为固相，室外空气对流通道内的贯流式风机和隔热风阀关闭，最终室内空气热量转移至室外空气，达到降低室内温度的效果。
上述的控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、贯流式风机、电动百叶窗、阳光辐射计和隔热风阀均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进一步进行赘述。
本发明的有益效果：
本发明结构合理、技术可行，太阳能吸收效率和储能效率高，能够实现热量的储存、选择性的双向传递，充分利用太阳能向室内供热，利用相变储能实现室内热量向室外转移，并实现了蓄热材料与墙体的有机结合。
本发明所述的蓄热体选用泡沫金属材料，其多孔，内部如蜂窝状彼此相连，并具有良好的导热性能，相变材料置于泡沫金属之中，热量在向相变材料传热过程中实现了低热阻的瞬态导热，能够有效解决相变材料相变过程中易出现的空穴，相变终止的问题。
附图说明
图1为本发明主剖视结构示意图。
图2为本发明俯剖视结构示意图。
1、室内空气对流通道 2、室外空气对流通道 3、贯流式风机
4、第一温度传感器 5、第二温度传感器 6、蓄热体
7、第三温度传感器 8、金属隔板 9、控制器 10、绝热玻璃层
11、电动百叶窗 12、阳光辐射计 13、隔热风阀。
具体实施方式
请参阅图1、图2所示：
本发明提供的具有供暖和降温功能的蓄能墙体是在墙体的室内侧设有室内空气对流通道1，墙体的室外侧设有室外空气对流通道2，室内空气对流通道1和室外空气对流通道2内分别装配有贯流式风机3，墙体的室内侧设有第一温度传感器4，墙体的室外侧设有第二温度传感器5，墙体内还装配有蓄热体6，蓄热体6内装配有第三温度传感器7，蓄热体6内插设有数排金属隔板8，金属隔板8的右端位于室内空气对流通道1内，金属隔板8的左端位于室外空气对流通道2内，墙体上还设置有控制器9，控制器9分别与第一温度传感器4、第二温度传感器5、第三温度传感器7和贯流式风机3相连，控制器9控制贯流式风机3的开合。
墙体的室外侧还装配有三层绝热玻璃层10，每层绝热玻璃层10之间均为真空层，最外侧的绝热玻璃层10的外侧装配有电动百叶窗11，墙体的室外侧还设置有阳光辐射计12，电动百叶窗11和阳光辐射计12与控制器9连接，控制器9根据阳光辐射计12的反馈信号控制电动百叶窗11的开合。
墙体室外侧的室外空气对流通道2内的上下端分别设有隔热风阀13，隔热风阀13与控制器9相连并由控制器9控制开合。
墙体内设置蓄热体6的部位填设有泡沫金属，蓄热体6由填充于泡沫金属空隙内的相变材料组成，相变材料为石蜡，相变点介于22℃-26℃之间，分子式为CnH2n+2，根据其相变温度改变链的长度，也可以是其它种类相变材料。
本发明的工作原理：
当置于室内的第一温度传感器4所测温度高于置于第二温度传感器5所测温度时，白天有阳光时，阳光辐射计12感应到阳光照射，由控制器9控制电动百叶窗11打开，墙体室外侧的室外空气对流通道2内的隔热风阀13关闭，阳光闷晒室外空气对流通道2内的空气，空气温度上升，此时，金属隔板8向组成蓄热体6的泡沫金属传热，热量经金属隔板8和泡沫金属传递给置于泡沫金属空隙内的固态相变材料，相变材料吸热由固态变为液态，当置于蓄热体6内部的第三温度传感器7感知到内部温度高于相变工况温度时，则相变材料已由固态全部变为液态，完成储能过程。置于室内的第一温度传感器4感知到室内温度低于相变材料内温度时，室内空气对流通道1内的贯流式风机3打开，室内空气在室内空气对流通道1内至下而上流动，在室内空气对流冷却下，储存在相变材料内的热量经泡沫金属和金属隔板8传递给室内空气，相变材料释放热量，由液相变为固相，当置于蓄热体6内的第三温度传感器7所测温度低于相变温度时，室内空气对流通道1内的贯流式风机3停止工作，从而达到向室内空气提供热量的目的。
当置于室外的第二温度传感器5所测温度高于置于室内的第一温度传感器4所测温度且室内温度高于相变温度时，由控制器9发出信号，电动百叶窗11关闭，室外空气对流通道2内的隔热风阀13关闭，室内空气对流通道1内的贯流式风机3打开，室内空气在室内空气对流通道1内与金属隔板8对流换热，金属隔板8被室内空气加热后，热量经金属隔板8和泡沫金属向相变材料传递，相变材料在吸收相变潜热后由固相变为液相，此工况下，室内空气热量被转移至相变材料中，当置于室外的第二温度传感器5所测温度低于相变材料温度时(夜间)，室外空气对流通道2内的贯流式风机3与隔热风阀13打开，室外空气在室外空气对流通道2内与金属隔板8对流换热，贮存于相变材料当中的热量经泡沫金属和金属隔板8传递给室外空气，相变材料释放相变潜热，当蓄热体6内的第三温度传感器7所测温度低于相变点时，此时相变材料由液相变为固相，室外空气对流通道2内的贯流式风机3和隔热风阀13关闭，最终室内空气热量转移至室外空气，达到降低室内温度的效果。
上述的控制器9、第一温度传感器4、第二温度传感器5、第三温度传感器7、贯流式风机3、电动百叶窗11、阳光辐射计12和隔热风阀13均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进一步进行赘述。

Claims (4)

1.一种具有供暖和降温功能的蓄能墙体，其特征在于：是在墙体的室内侧设有室内空气对流通道，墙体的室外侧设有室外空气对流通道，室内空气对流通道和室外空气对流通道内分别装配有贯流式风机，墙体的室内侧设有第一温度传感器，墙体的室外侧设有第二温度传感器，墙体内还装配有蓄热体，蓄热体内装配有第三温度传感器，蓄热体内插设有数排金属隔板，金属隔板的右端位于室内空气对流通道内，金属隔板的左端位于室外空气对流通道内，墙体上还设置有控制器，控制器分别与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和贯流式风机相连，控制器控制贯流式风机的工作。
2.根据权利要求1所述的一种具有供暖和降温功能的蓄能墙体，其特征在于：所述的墙体的室外侧还装配有三层绝热玻璃层，每层绝热玻璃层之间均为真空层，最外侧的绝热玻璃层的外侧装配有电动百叶窗，墙体的室外侧还设置有阳光辐射计，电动百叶窗和阳光辐射计与控制器连接，控制器根据阳光辐射计的反馈信号控制电动百叶窗的开合。
3.根据权利要求1所述的一种具有供暖和降温功能的蓄能墙体，其特征在于：所述的墙体室外侧的室外空气对流通道内的上下端分别设有隔热风阀，隔热风阀与控制器相连并由控制器控制开合。
4.根据权利要求1所述的一种具有供暖和降温功能的蓄能墙体，其特征在于：所述的墙体内设置蓄热体的部位填设有泡沫金属，蓄热体由填充于泡沫金属空隙内的相变材料组成，相变材料为石蜡，相变点介于22℃-26℃之间。
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