CN109184007B - 一种建筑保温结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑保温结构，包括墙体，还包括设于墙体外表面的太阳能光伏板、与太阳能光伏板相连的蓄电池、水泵、循环水管，蓄电池与水泵电性连接，墙体包括从内到外依次设置的结构层、保温层、填充层，循环水管部分设于填充层内，循环水管的一端从填充层穿出后先经过地下再与水泵的进水端相连，循环水管的另一端从填充层穿出后与水泵的出水端相连。水的比热容大，用循环水管为墙体降温，相对于在单纯地在墙体中设置保温层，其降温效率高很多，并且，夏季，地下温度低于地表，冬季，地下温度高于地表，水管中的水流入地下与地下换热后，夏季有降水温效果，冬季有升水温效果，水再经过地下再流回墙体中，与填充层换热，达到高效地保温的目的。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种建筑保温结构。
背景技术
我国目前面临节能减排的巨大压力，建筑能耗量约占全国总用能量的24％-30％，居能耗首位。其中，墙体的节能是建筑节能中最重要的一部分。建筑的外墙体是建筑热量交换的界面，实现保温技术及节能材料则成为建筑节能的主要实现方式。现有技术中，通常选用如聚苯乙烯、酚醛泡沫、聚氨酯等导热系数小的材料作为隔热材料来减弱热转移过程，但是现有技术取得的隔热效果并不理想，如果要加强隔热效果只能增加隔热材料的填充厚度，但这样会增加建筑物重量和体积，所以单纯采用隔热材料来保温方法并不可取。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种高效保温的建筑墙体。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
一种建筑保温结构，包括墙体，还包括设于所述墙体外表面的太阳能光伏板、与所述太阳能光伏板相连的蓄电池、水泵、循环水管，所述蓄电池与所述水泵电性连接，所述墙体包括从内到外依次设置的结构层、保温层、填充层，所述循环水管部分设于填充层内，所述循环水管的一端从所述填充层穿出后先经过地下再与水泵的进水端相连，所述循环水管的另一端从所述填充层穿出后与水泵的出水端相连。
进一步地，所述循环水管设于所述填充层中的部分呈蛇形，所述循环水管设于所述填充层中的部分包括若干水平水管和若干竖向设置的圆弧水管，所述水平水管通过所述圆弧水管首尾相连。
进一步地，所述保温层和所述填充层之间设有防水层。
进一步地，所述填充层的原材料为豆石混凝土。
进一步地，包括填充模块，所述填充层以及所述循环水管设于填充层内的部分由所述填充模块拼接而成。
进一步地，还包括热交换箱，所述热交换箱包括壳体、竖向地设于所述壳体中的半导体制冷片、竖向设置的蛇形金属管，壳体的顶部设有两个开口，两个所述开口分别设于所述半导体制冷片的冷面侧的上方和所述半导体制冷片的热面侧的上方，所述蛇形金属管设于壳体中、并且位于所述半导体制冷片的冷面侧或热面侧，两个所述开口在竖直方向的投影均完全覆盖所述蛇形金属管在竖直方向的投影，所述蛇形金属管两端分别设有进水口和出水口，所述热交换箱设于所述墙体与所述水泵之间，所述循环水管上设有断开部，所述断开部的两端分别与所述进水口和出水口相连，所述蓄电池与所述半导体制冷片电性连接。
进一步地，所述蛇形金属管上端设有提手，所述提手设于所述开口中，所述提手的材料为电木，所述蛇形金属管的材料为铜，所述壳体的材料为电木。
进一步地，所述蛇形金属管的侧面与所述半导体制冷片的冷面或热面抵接。
进一步地，所述蛇形金属管的管截面呈方形。
进一步地，所述循环水管设于所述填充层中的部分为一体成型的聚氯乙烯软管。
本发明的有益效果是：水的比热容大，用循环水管为墙体降温，相对于在单纯地在墙体中设置保温层，其降温效率高很多，并且，夏季，地下温度低于地表，冬季，地下温度高于地表，水管中的水流入地下与地下换热后，夏季有降水温效果，冬季有升水温效果，水再经过地下再流回墙体中，与填充层14换热，夏季起到降低墙体温度的作用，冬季起到升高墙体温度的作用，建筑物需要消耗的空调耗能缩减，达到高效地保温的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的示意图；
图2是本发明的填充层和循环水管的示意图；
图3是本发明的热交换箱的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1至图3，是本发明的实施例，具体地：
一种建筑保温结构，包括墙体1，还包括设于所述墙体1外表面的太阳能光伏板7、与所述太阳能光伏板7相连的蓄电池6、水泵3、循环水管2，所述蓄电池6与所述水泵3电性连接，所述墙体1包括从内到外依次设置的结构层11、保温层12、填充层14，所述循环水管2部分设于填充层14内，所述循环水管2的一端从所述填充层14穿出后先经过地下再与水泵3的进水端相连，所述循环水管2的另一端从所述填充层14穿出后与水泵3的出水端相连。
靠近室内部分为结构层11，结构层上附加保温层12，保温材料可以为从传统的聚苯乙烯挤塑板、玻璃棉、橡塑保温材料等多种材料，按照该材料的施工需求进行结构设计。保温层12外设置填充层14，填充层14中设置水管来保温，填充层14的材料选择传热率较高的材料来传递热量。
该结构的工作原理如下：太阳能光伏板7发电并将电能存储在蓄电池6中，蓄电池6与水泵3电性连接，使得循环水管2中的水启动循环。夏季，地下温度低于地表，当室外太阳辐射较强时，墙体1的表面接收到大量热量，温度上升。而结构层11温度较低，因此在温差的驱动下，热量开始向内传递。热量到填充层14时，循环水管2里的水经过地下后温度较低，于是循环水管2里的水吸收热量，使填充层14的温度降低，其与保温层12、结构层11的温度差值减小，减少了热量传递，室内温度升高的速度减慢，需要消耗的空调制冷时长及能耗缩减，达到节能减排的目的。冬季，地下温度高于地表，墙体1表面温度低，循环水管2中的水经过地下后温较高，使得填充层14的温度升高，减少墙体中的温差，室内温度降低的速度减慢，需要消耗的空调制热时长及能耗缩减，达到节能减排的目的。
进一步地，所述循环水管2设于所述填充层14中的部分呈蛇形，所述循环水管2设于所述填充层14中的部分包括若干水平水管和若干竖向设置的圆弧水管，所述水平水管通过所述圆弧水管首尾相连。蛇形设置的好处是水路结构简单，水平水管和圆弧水管可以是单独生产的部件也可以是一体的部件，在大型的建筑物的墙面上，须使用单独生产的水平水管和圆弧水管来降低水管的成本和运输以及施工成本。
进一步地，所述保温层12和所述填充层14之间设有防水层13。由于大型的建筑物的墙面上，须使用单独生产的水平水管和圆弧水管，水平水管和圆弧水管之间的连接处存在漏水的可能性，所以需要设置防水层13，防止水渗漏而造成对保温层的破坏。
进一步地，所述填充层14的原材料为豆石混凝土。豆石混凝土是能实现均热和蓄热作用的材料，并且具有良好的防水作用，豆石表面光滑，不会对水管造成破坏。
进一步地，包括填充模块，所述填充层14以及所述循环水管2设于填充层14内的部分由所述填充模块拼接而成。填充模块可以由工厂预制，方便事先将其中的水管排布好，后续施工简单方便，后续施工时，只需要在填充模块之间、水管周围涂抹未干的豆石混泥土，待其完全干燥凝固后即可。而在建筑施工现场，在填充层14中铺设循环水管2的难度是很大的。
进一步地，还包括热交换箱4，所述热交换箱4包括壳体41、竖向地设于所述壳体41中的半导体制冷片42、竖向设置的蛇形金属管43，壳体41的顶部设有两个开口，两个所述开口分别设于所述半导体制冷片42的冷面侧的上方和所述半导体制冷片42的热面侧的上方，所述蛇形金属管43设于壳体41中、并且位于所述半导体制冷片42的冷面侧或热面侧，两个所述开口在竖直方向的投影均完全覆盖所述蛇形金属管43在竖直方向的投影，所述蛇形金属管43两端分别设有进水口和出水口，所述热交换箱4设于所述墙体1与所述水泵3之间，所述循环水管2上设有断开部，所述断开部的两端分别与所述进水口和出水口相连，所述蓄电池6与所述半导体制冷片42电性连接。
为了增加保温效率，可以加长在地下铺设的循环水管2的长度的方式，或者加深循环水管2在地下铺设的深度，但是这样会带来成本增加和对地下环境影响增加的坏处，为了避免上述缺陷，所以本发明在墙体1与水泵3之间设置了热交换箱4，来增加本发明的一种建筑保温结构的保温效率。而半导体制冷片42具有价格低、结构简单的优点，并且该热交换箱4同时具有制冷和制热的功能，在需要切换制冷和制热功能时，只需要将蛇形金属管43的位置在半导体制冷片42在冷面和热面之间切换即可。并且水泵属于耗电量较小的器件，在国内大部分地区大部分季节，太阳能光伏板7发电都可以同时供水泵3和热交换箱4用电，具有节能减排的好处。
进一步地，所述蛇形金属管43上端设有提手，所述提手设于所述开口中，所述提手的材料为电木，所述蛇形金属管43的材料为铜，所述壳体41的材料为电木。电木具有良好的绝热性能，蛇形金属管43上设电木提手，可以方便切换蛇形金属管43在热交换箱4中的位置。铜制的蛇形金属管43具有良好的导热性能，能够高效地从半导体制冷片42吸热或放热，虽然铜管的造价较高，但是该热交换箱4中所需的铜管的用量较小即可达到较好的保温效果。电木的壳体41同样具有较好的绝热效果。
进一步地，所述蛇形金属管43的侧面与所述半导体制冷片42的冷面或热面抵接。这样设置有利于换热，可以采取在蛇形金属管43与壳体41之间填充石棉，或者将上述壳体41的尺寸设置到壳体41侧面与所述半导体制冷片42之间的空间与所述蛇形金属管43的尺寸适配等方式，使得蛇形金属管43的侧面与所述半导体制冷片42的冷面或热面抵接。
进一步地，所述蛇形金属管43的管截面呈方形。管截面呈方形相比于管截面圆形或三角形，有利于增加蛇形金属管43与半导体制冷片42的接触面积。
进一步地，所述循环水管2设于所述填充层14中的部分为一体成型的聚氯乙烯软管。聚氯乙烯软管一般通过挤出成型制成，挤出成型是一种连续的成型方式，所以一体成型的聚氯乙烯软管的长度几乎可以不受限制，一体成型的聚氯乙烯软管用于小型的建筑中，具有没有连接点、不容易漏水的好处，可以降低建筑防水方面的成本。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包括在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种建筑保温结构，包括墙体(1)，其特征在于：还包括设于所述墙体(1)外表面的太阳能光伏板(7)、与所述太阳能光伏板(7)相连的蓄电池(6)、水泵(3)、循环水管(2)，所述蓄电池(6)与所述水泵(3)电性连接，所述墙体(1)包括从内到外依次设置的结构层(11)、保温层(12)、填充层(14)，所述循环水管(2)部分设于填充层(14)内，所述循环水管(2)的一端从所述填充层(14)穿出后先经过地下再与水泵(3)的进水端相连，所述循环水管(2)的另一端从所述填充层(14)穿出后与水泵(3)的出水端相连；
所述建筑保温结构还包括热交换箱(4)，所述热交换箱(4)包括壳体(41)、竖向地设于所述壳体(41)中的半导体制冷片(42)、竖向设置的蛇形金属管(43)，壳体(41)的顶部设有两个开口，两个所述开口分别设于所述半导体制冷片(42)的冷面侧的上方和所述半导体制冷片(42)的热面侧的上方，所述蛇形金属管(43)设于壳体(41)中、并且位于所述半导体制冷片(42)的冷面侧或热面侧，两个所述开口在竖直方向的投影均完全覆盖所述蛇形金属管(43)在竖直方向的投影，所述蛇形金属管(43)两端分别设有进水口和出水口，所述热交换箱(4)设于所述墙体(1)与所述水泵(3)之间，所述循环水管(2)上设有断开部，所述断开部的两端分别与所述进水口和出水口相连，所述蓄电池(6)与所述半导体制冷片(42)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种建筑保温结构，其特征在于：所述循环水管(2)设于所述填充层(14)中的部分呈蛇形，所述循环水管(2)设于所述填充层(14)中的部分包括若干水平水管和若干竖向设置的圆弧水管，所述水平水管通过所述圆弧水管首尾相连。
3.根据权利要求2所述的一种建筑保温结构，其特征在于：所述保温层(12)和所述填充层(14)之间设有防水层(13)。
4.根据权利要求3所述的一种建筑保温结构，其特征在于：所述填充层(14)的原材料为豆石混凝土。
5.根据权利要求4所述的一种建筑保温结构，其特征在于：包括填充模块，所述填充层(14)以及所述循环水管(2)设于填充层(14)内的部分由所述填充模块拼接而成。
6.根据权利要求1所述的一种建筑保温结构，其特征在于：所述蛇形金属管(43)上端设有提手，所述提手设于所述开口中，所述提手的材料为电木，所述蛇形金属管(43)的材料为铜，所述壳体(41)的材料为电木。
7.根据权利要求6所述的一种建筑保温结构，其特征在于：所述蛇形金属管(43)的侧面与所述半导体制冷片(42)的冷面或热面抵接。
8.根据权利要求7所述的一种建筑保温结构，其特征在于：所述蛇形金属管(43)的管截面呈方形。
9.根据权利要求1所述的一种建筑保温结构，其特征在于：所述循环水管(2)设于所述填充层(14)中的部分为一体成型的聚氯乙烯软管。
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