CN110130566B - 一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置及其应用，该透光蓄热装置由相变玻璃砖砌筑而成，用作建筑物的墙体，相变玻璃砖为内装有相变材料的空心玻璃砖；相变材料为氯化钙水溶液或脂肪酸；相变玻璃砖的制备方法为在空心玻璃砖的上方钻孔，将相变材料加热成液体后注入空心玻璃砖空腔内，并在空心玻璃砖空腔的上部留有空气缝隙，空气缝隙的高度为空腔高度的3～6％；该透光蓄热装置应用于复合蓄热系统中，复合蓄热系统包括从室外到室内依次设置的玻璃外幕层、空气隔热层和透光蓄热装置。与现有技术相比，本发明克服了传统蓄热体厚重而不透光的缺点，新型透光蓄热装置轻质、透光，减少了建筑材料的使用，减少人工采光，具有蓄热、防热功能。

Description

一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置及其应用

技术领域

本发明涉及建筑节能领域，尤其是涉及一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置及其应用。

背景技术

通过目前绿色建筑常用技术研究后发现，绿色建筑的节能基本技术主要还是围护结构节能保温技术，虽然现阶段围护结构节能保温技术已发展相当成熟，但也不难发现其所存在的不足，围护结构节能还需要拓展。绿色建筑技术中，利用建筑蓄热来实现节能和可再生能源利用是一条很好的思路。基于传统建筑材料的建筑显热蓄热若想实现良好的蓄热效果，围护结构就需要超出常用的厚度，将会是对材料极大的浪费。常用的建筑蓄热材料及蓄热方式更是难以满足现阶段建筑不断高层化和轻质化的发展，急需有所突破。较少的材料用量，较强的建筑蓄热能力，以相变材料为基础的潜热蓄热方式恰恰可以满足这些要求。

目前用于相变蓄热围护结构的市场化产品—FTC自调温相变节能材料，可作为保温材料的替代产品，有着良好的节能效果和应用优势。但目前相变蓄热在实际应用上所存在的问题，诸如产品制备、经济性、耐久性、安全性、产品标准以及相关建筑节能评价方法的缺失等问题。导致目前的建筑案例较少，还都是以示范性为主，市场化产品也比较单一。

中国专利CN206438641U公布了一种复合型太阳能蓄热墙体，包括从室外到室内依次设置的玻璃层、空气隔热层和蓄热墙体层；所述空气隔热层内设有可沿空气隔热层的高度方向伸缩的遮阳层，所述遮阳层通过驱动装置设置在所述空气隔热层内，所述蓄热墙体层内填充有相变储能材料，可以大大增强本实用新型的蓄热效率，减少本实用新型的体量和荷载，节约建筑材料，减少施工难度和时间，改良效果显著。但是该专利技术中的蓄热墙体由于为不透明材料，导致内部的相变材料对太阳能的吸收效果不好，对能量的储存和利用效果不佳；并且，该专利的技术中的墙体无法满足室内自然采光的需求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置，该透光蓄热装置由相变玻璃砖砌筑而成，所述相变玻璃砖为内装有相变材料的空心玻璃砖；所述相变材料为氯化钙水溶液(无机相变材料)或脂肪酸(有机相变材料)。

该透光蓄热装置作为建筑物的墙体使用，起到采光保温的作用。

所述相变玻璃砖的制备方法为在所述空心玻璃砖的上方钻孔，将所述相变材料加热成液体后注入所述空心玻璃砖空腔内，并在所述空心玻璃砖空腔的上部留有空气缝隙，所述空气缝隙的高度为所述空腔高度的3～6％。

采用玻璃砖代替传统的混凝土蓄热体，使得透光蓄热装置具有质轻、透光的优点，使得建筑中人工采光的设备以及材料大大减小，符合节能环保的要求。

采用透光的相变玻璃砖材料作为蓄热体，可以在相变材料温度不变的情况下进行相变潜热蓄热，因此本发明的相变玻璃砖制成的透光蓄热装置的蓄热效果优于传统的混凝土制成的显热蓄热墙体，使得围护结构的厚度大大降低，从而减少了建筑材料的使用，达到节约建筑材料、减轻建筑自重的效果。

空心玻璃砖是以烧熔的方式将两片玻璃胶合在一起，再用白色胶搅和水泥将边隙密合，可依玻璃砖的尺寸、大小、花样、颜色来做不同的设计表现。空心玻璃砖由两块半坯在高温下熔接而成，由于中间是密闭的腔体并且存在一定的微负压，具有透光、不透明、隔音、热导率低、强度高、耐腐蚀、保温、隔潮等特点。玻璃砖最常见的形状为正方形，最常见的玻璃砖的长、宽、厚度为190*190*80mm/95mm，145*145*80mm/95mm，其他的还有240*240*80mm、240*115*80mm，及异形砖，如190*90*80mm。

所述空心玻璃砖空腔的长度与所述空心玻璃砖长度的比例为85～88％，所述空心玻璃砖空腔的宽度与所述空心玻璃砖宽度的比例为85～88％；所述空心玻璃砖空腔的厚度与所述空心玻璃砖厚度的比例为60～68％。采用标准玻璃砖产品可以节省成本，玻璃砖内部空腔的厚度太大则可能导致相变材料换热时间太长、内部难以发生相变，而空腔过小则可能导致容纳相变材料过少，导致蓄热效果不好。

所述空心玻璃砖空腔的表面为雾面或压纹玻璃。采用雾面或压纹玻璃，使得太阳光进入室内的光线更加柔和，提高舒适度；并且粗糙面增加了传热面积，更有利于晶体的成核和生长，因此将空腔内设为雾面或压纹结构还能够提供相变材料凝固时需要的晶核，促进相变材料在该凸起结构上形成晶核，使得相变材料更容易凝固，提高该蓄热墙体的调节温度的能力。

根据相变材料的固液状态变化，所述相变材料的透光率为30～80％(透光率是基于相变材料在厚度5cm的玻璃砖中时的透光率)，相变材料密度为800～1500kg/m³，相变潜热为140～180kJ/kg。

目前常用在建筑中的相变材料主要有结晶水合盐类、石蜡、多元醇、羧酸、酯、高分子聚合物等。本发明采用的相变材料为氯化钙水溶液(无机)或脂肪酸(有机)，具有以下特点：相变温度合适，接近人体舒适温度；具有足够大的相变潜热；相变的可逆性好，可靠性佳，使用寿命长；相变时膨胀或收缩性小；无毒、无腐蚀性、防火、不污染环境；制作原料价廉易得；易与建筑材料相容，不影响建筑材料的机械性和强度。

所述透光蓄热装置由相变玻璃砖通过自下而上，逐层对缝砌筑制成。

应用于复合蓄热系统中，所述复合蓄热系统包括从室外到室内依次设置的玻璃外幕层、空气隔热层和透光蓄热装置；这种复合蓄热系统可作为集热墙使用，应做建筑物的墙体。

所述玻璃外幕层和所述蓄热墙体上部和下部均设有通风口，所述通风口上设有通风口挡板。这种带通风口的复合蓄热系统可应用于冬季蓄热、夏季防热或者空调蓄冷等情况。

所述的玻璃外幕层、空气隔热层和透光蓄热装置的厚度比例大约为10～30：300～500：50～80；外幕层及透光蓄热层上的通风口位置，应使上、下通风口的中心高差尽可能大，以保证空气隔热层中空气流动的热动力，本发明中将上、下通风口为位置优化为：所述玻璃外幕层的上部通风口与下部通风口的中心高度差至少为2m；所述透光蓄热装置的上部通风口与下部通风口的中心高度差至少为2m。

所述复合蓄热系统应用于蓄热工况、防热工况和空调蓄冷工况；

在蓄热工况时，所述玻璃外幕层上的通风口关闭，所述透光蓄热装置上的通风口开启，所述空气隔热层内经太阳能加热的空气经过透光蓄热装置的上部通风口进入室内，室内冷空气从透光蓄热装置的下部通风口进入所述空气隔热层；

在防热工况时，所述玻璃外幕层上的通风口开启，所述透光蓄热装置上的通风口关闭，所述空气隔热层内的热空气经过玻璃外幕层的上部通风口排出室外，室外空气从玻璃外幕层的下部通风口进入所述空气隔热层；

在空调蓄冷工况时，所述玻璃外幕层上的通风口关闭，所述透光蓄热装置上的通风口开启。

在冬季状况，透光蓄热装置中的相变材料难以依靠太阳辐射自然相变。但可以以主动式的方式，利用余热废热或夜间廉价电力，来降低采暖负荷，提高室内热舒适性。

所述透光蓄热装置可用作建筑的玻璃外墙或者内部隔墙。

所述透光蓄热装置还可以控制相变玻璃砖与普通玻璃砖的分布，使得墙体表面肌理发生变化，得到具有一定肌理图案的墙体，满足美感的需求。

与现有技术相比，本发明采用透光的空心玻璃砖和相变材料制成透光蓄热装置，克服了传统蓄热体(一般采用混凝土)厚重而不透光的缺点，新型蓄热装置轻质透光，减少了建筑材料的使用，蓄热体透光可减少人工采光，利用材料相变潜热使得蓄、放热效果更佳。

本发明设计的复合蓄热系统可以针对不同工况实现调整室内温度的需求，该蓄热墙可针对不同季节的防热和蓄热使用。将围护结构设计为双层，透光蓄热装置在内侧。冬季蓄热工况时，玻璃外幕墙通风窗关闭，透光蓄热装置通风窗开启，经太阳辐射加热的空气在室内循环流动，蓄热墙白天蓄热，夜间放热。夏季防热工况时，玻璃外幕墙通风窗开启，透光蓄热装置通风窗关闭，热空气经上通风窗排出室外，室外空气从下通风窗补充，可防止热量进入室内。

该复合蓄热系统还适用于空调蓄冷工况，玻璃外幕层通风窗关闭，设置保温窗帘关闭效果更佳，透光蓄热装置上通风窗开启，室内空调系统运行(可利用夜间用电低谷)，蓄能墙蓄冷，白天释放冷量。实现用电的移峰填谷。

该墙体可以代替部分窗和隔墙，实现节能，既保证了通透性，又可发挥蓄热作用，减少热量流失；该墙体可作为相变玻璃砖集热墙使用，可代替外墙及内部隔墙，可通过材料的相变组成不同肌理，营造不同的空间氛围。

附图说明

图1为本发明中相变玻璃砖的制备过程；

图2为本发明中透光蓄热装置的结构示意图；

图3为本发明中透光蓄热装置作为集热墙的使用模式；

图4为本发明中复合蓄热系统的冬季工作模式；

图5为本发明中复合蓄热系统的夏季工作模式；

图6为本发明中复合蓄热系统所在的实验室平面图；

图7为传统的无透光蓄热装置所在的实验室平面图；

图8为第一实验阶段中本发明的复合蓄热系统和传统墙体温度测量结果；

图9为第二实验阶段中本发明的复合蓄热系统和传统墙体温度测量结果；

图10为本发明中相变玻璃砖以不同的砌筑方式结合相变带来的肌理变化图；

图中，1为空心玻璃砖，2为圆孔，3为相变材料，4为空气缝隙，5为密封胶，6为相变玻璃砖，7为透光蓄热装置，71为透光蓄热装置上通风口，72为透光蓄热装置下通风口，8为空气隔热层，9为玻璃外幕层，91为玻璃外幕层上通风口，92为玻璃外幕层下通风口，10为冷空气，11为热空气，12为第一自然光，13为第二自然光，14为门，15为传统特朗伯集热墙，16为相变-特朗伯集热墙，17为相变-透光蓄热装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置，用作建筑物的墙体，该透光蓄热装置由相变玻璃砖砌筑而成，相变玻璃砖为内装有相变材料的空心玻璃砖；相变材料为氯化钙水溶液(无机相变材料)；相变材料的透光率为30％(厚度5cm的玻璃砖中)，相变材料密度为1500kg/m³，相变潜热为180kJ/kg。

相变玻璃砖6的制备方法为采用如图1所示的方形的空心玻璃砖1作为相变材料的容器；该空心玻璃砖1的尺寸为190mm*190mm*50mm，每片玻璃砖净容积约1L；封装过程为先在玻璃砖上方钻开一个直径2cm的圆孔2，将相变材料3加热成液体后充入，考虑材料相变的体积变化，上方保留一定的空气缝隙4，所述空气缝隙的高度为空腔高度的3％；然后再将圆孔用密封胶5封闭。利用制备得到的相变玻璃砖6搭接成透光蓄热装置7，如图2所示。

具体地，空心玻璃砖空腔的长度与空心玻璃砖长度的比例为85％，空心玻璃砖空腔的宽度与空心玻璃砖宽度的比例为85％；空心玻璃砖空腔的厚度与空心玻璃砖厚度的比例为60％；并且为了室内光线更舒适，空心玻璃砖空腔的内表面为雾面玻璃。

透光蓄热装置7可作为集热墙的使用，现有技术中有将相变-特朗伯集热墙16代替传统特朗伯集热墙15，但是这种技术得到的墙体采光不足，本发明中将透光蓄热装置7代替传统特朗伯集热墙15，使得室内视野更加开阔，采光更好，更好的利用了自然光，如图3所示。相变-特朗伯集热墙16从室外到室内依次设置的玻璃外幕层、空气隔热层和透光蓄热装置。

实施例2

一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置，该透光蓄热装置由相变玻璃砖砌筑而成，相变玻璃砖为内装有相变材料的空心玻璃砖；相变材料为脂肪酸(有机相变材料)；相变材料的透光率为80％(厚度5cm的玻璃砖中)，密度为1000kg/m³，相变潜热为150kJ/kg。

相变玻璃砖6的制备方法为采用如图1所示的方形的空心玻璃砖1作为相变材料的容器；该空心玻璃砖1的尺寸为190mm*190mm*50mm，每片玻璃砖净容积约1L；封装过程为先在玻璃砖上方钻开一个直径2cm的圆孔2，将相变材料3加热成液体后充入，考虑材料相变的体积变化，上方保留一定的空气缝隙4，述空气缝隙的高度为空腔高度的6％；然后再将圆孔用密封胶5封闭。利用制备得到的相变玻璃砖6通过自上而下，对缝砌筑制成透光蓄热装置7。

具体地，空心玻璃砖空腔的长度与空心玻璃砖长度的比例为88％，空心玻璃砖空腔的宽度与空心玻璃砖宽度的比例为88％；空心玻璃砖空腔的厚度与空心玻璃砖厚度的比例为80％；并且为了室内光线更舒适，空心玻璃砖空腔的内表面为压纹玻璃。

本发明利用得到透光蓄热装置7进一步制成了复合蓄热系统，复合蓄热系统包括从室外到室内依次设置的玻璃外幕层9、空气隔热层和透光蓄热装置7；玻璃外幕层9、空气隔热层和透光蓄热装置7的厚度比例为10：400：50。玻璃外幕层9和蓄热墙体7上部和下部均设有通风口，通风口上设有通风口挡板；外幕层及透光蓄热层上的通风口位置，应使上、下通风口的中心高差尽可能大，以保证空气隔热层中空气流动的热动力，玻璃外幕层的上部通风口与下部通风口的中心高度差至少为2m；透光蓄热装置的上部通风口与下部通风口的中心高度差至少为2m。

复合蓄热系统可应用于冬季蓄热工况，如图4所示，在蓄热工况时，玻璃外幕层上的通风口关闭，透光蓄热装置上的通风口开启，空气隔热层内经太阳能(即第一自然光14)加热的热空气11经过透光蓄热装置上部通风口71进入室内，室内冷空气10从透光蓄热装置的下部通风口72进入空气隔热层，在房间侧墙上设有门14。

复合蓄热系统可应用于夏季防热工况，如图5所示，在防热工况时，玻璃外幕层上的通风口开启，透光蓄热装置上的通风口关闭，空气隔热层内的热空气11经过玻璃外幕层上部通风口91排出室外，室外冷空气从玻璃外幕层下部通风口92进入空气隔热层；夏季复合蓄热系统工作时，可以在晚上进行，晚上室外空气为凉空气；外部月光(第二自然光13)可以照进屋内。

复合蓄热系统可应用于空调蓄冷工况，玻璃外幕层上的通风口关闭，透光蓄热装置上的通风口开启。

本实施例提供一种利用材料相变潜热的透光蓄热墙，用作绿色建筑、节能建筑的蓄热体。通过将相变材料封装在玻璃砖中，利用这种玻璃砖砌筑成为建筑内部的蓄热体。该蓄热体具有较高的蓄热能力，可以结合不同的热源和气流组织，达到建筑节能的目的。如冬季白天吸收太阳辐射蓄热，夜间放热；夏季利用自然通风或空调系统蓄冷，白天释放冷量。可以实现减小室内温度波动，降低建筑物的采暖和空调负荷，或对电力起到削峰填谷的作用(利用用电低谷低价的政策，在夜间用电低谷时利用空调系统制冷、相变蓄热围护结构蓄冷，白天相变围护结构逐渐释放冷量)。

实施例3

本实施例中的复合蓄热系统与实施例2中相同，在实验室内对该含有复合蓄热系统的实验室和无透光蓄热装置的实验室的节能性能进行测试，如图6和图7所示。对有相变墙体房间温度、过渡空间温度(即空气隔热层)、对比房间温度以及室外温度进行测量，测量结果如图8和图9所示。

以同济大学围护结构节能实验室相变墙体为对象进行了实验测试。该相变墙体，以空心玻璃砖为封装容器，填充相变材料，然后搭建而成。实验方案分两次实测。第一阶段为接近冬季的过渡季节11月，相变材料可自然相变，在测量实验室内各区域的温度，并取平均值，测量结果如图8所示。第二阶段为冬季12月，相变材料无自然相变，采用供热系统促使相变材料发生相变，开启供热系统一段时间，相变材料固体变为液体，同时存储热量。当相变墙体处于基本完全相变时，关闭热源，由于室外环境的作用，房间温度开始降低，此时相变墙相变材料开始凝结，同时释放热量来影响房间温度，记录实验室温度变化，如图9所示。

第一阶段实验，有相变墙体实验室与无相变墙体普通实验室对比，相变墙体材料从记录伊始就已经在阳光辐射的作用下发生相变，由固态变为液态，吸收存储了热量。此时为pm6:00，室内房间温度开始随室外环境温度逐步下降，次日am7:00.室外环境温度达到最低。该过程中相变材料由液态向固态转化，向周围环境释放热量。受室外气候的影响，相变墙在第一天和第二天均发生了相变过程，而后日期里相变墙体材料基本处于固态状态，无相变变化。

在相变墙体材料无状态变化，也就是不产生作用时候，有相变墙体房间和对比房间无区别。在相变材料的作用下，两房间的最低温度差在第一天和第二天分别为0.6℃，0.3℃，相变材料第一天对于热量的蓄放量大于第二天的蓄放量。说明相变墙体有自然辐射作用的状态下有一定的温控效果，一定程度上来说提升了房间的温度；总之相变墙体对于室内温度有一定的提升作用，比无相变墙体实验室内温度高0.6℃(第二天高0.2℃)，温度波谷时间到来比无相变墙体实验室晚2小时。

第二阶段实验，a、c阶段为利用供热系统使房间升温阶段，此阶段，相变材料由固态变为液态，相变墙体存储热量。b、d阶段为供热系统关闭后的房间状态，相变材料放热。当相变材料基本变为液态，两房间温度基本一致时候，关闭热源时。房间温度开始下降。由于传热过程需要时间，所以相变材料仍然保持一小段时间吸热状态，而后开始凝固放热。在e阶段，有相变墙体房间仍能在很长一段时间内维持房间平均温度在16.4℃(无任何供热设备)。而对比房间，从曲线可以直观的看出，又有一段时间使用了供热系统，但是一关闭，房间温度很快变化，而且长时间段处于15℃以下。从a到e整个阶段上来说，相变墙体房间两次使用供热系统，对比房间则使用了三次供热系统。从整个阶段的室内舒适性上来说，对比房间远远不及相变墙体房间。即相变墙体使用了较少的采暖能源，又提高了室内的热舒适性。冬季状况下，相变墙体可实现对废热余热或是夜间廉价电量的有效利用，降低采暖能耗的同时又保证了良好的室内热环境。总之，利用供热系统使相变墙体蓄热后，同时关闭热源，同样条件下，一段时间后，有相变墙体实验室比无相变墙体实验室高3.8℃(第二天为2.8℃)。

在过渡季节，相变墙体(该实验中)能够发生自然相变，但由于受太阳辐射及室内外温度影响，很难出现循环相变。相变材料对室内温度的提升作用也有限，但却有明显的温度迟滞作用。在冬季状况，相变墙体(该实验中)难以依靠太阳辐射自然相变。但可以以主动式的方式，利用余热废热或夜间廉价电力，来降低采暖负荷，提高室内热舒适性。

实施例4

一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置，用作建筑物的墙体，该透光蓄热装置由相变玻璃砖砌筑而成，相变玻璃砖为内装有相变材料的空心玻璃砖；相变材料为氯化钙水溶液(无机)；相变材料的透光率为60％(厚度5cm的玻璃砖中)，相变材料密度为800kg/m³，相变潜热为140kJ/kg。

相变玻璃砖6的制备方法为采用如图1所示的方形的空心玻璃砖1作为相变材料的容器；该空心玻璃砖1的尺寸为190mm*190mm*50mm，每片玻璃砖净容积约1L；封装过程为先在玻璃砖上方钻开一个直径2cm的圆孔2，将相变材料3加热成液体后充入，考虑材料相变的体积变化，上方保留一定的空气缝隙4，所述空气缝隙的高度为空腔高度的5％；然后再将圆孔用密封胶5封闭。利用制备得到的相变玻璃砖6搭接成透光蓄热装置7，如图2所示。

具体地，空心玻璃砖空腔的长度与空心玻璃砖长度的比例为86％，空心玻璃砖空腔的宽度与空心玻璃砖宽度的比例为86％；空心玻璃砖空腔的厚度与空心玻璃砖厚度的比例为70％；并且为了室内光线更舒适，空心玻璃砖空腔的内表面为压纹玻璃。

利用本实施例的透光蓄热装置进一步制成了复合蓄热系统，复合蓄热系统包括从室外到室内依次设置的玻璃外幕层9、空气隔热层和透光蓄热装置7；玻璃外幕层9、空气隔热层和透光蓄热装置7的厚度比例为30：300：80。玻璃外幕层9和蓄热墙体7上部和下部均设有通风口，通风口上设有通风口挡板；外幕层及透光蓄热层上的通风口位置，应使上、下通风口的中心高差尽可能大，以保证空气隔热层中空气流动的热动力，玻璃外幕层的上部通风口与下部通风口的中心高度差至少为2m；透光蓄热装置的上部通风口与下部通风口的中心高度差至少为2m。

将本实施例的相变玻璃砖在低温是可以形成一定的视觉机理效果，砌筑时考虑机理变化，营造不同的空间氛围，如图10所示。

实施例5

一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置，用作建筑物的墙体，该透光蓄热装置由相变玻璃砖砌筑而成，相变玻璃砖为内装有相变材料的空心玻璃砖；相变材料为氯化钙水溶液(无机)；相变材料的透光率为60％(厚度5cm的玻璃砖中)，相变材料密度为800kg/m³，相变潜热为140kJ/kg。

相变玻璃砖6的制备方法为采用如图1所示的方形的空心玻璃砖1作为相变材料的容器；该空心玻璃砖1的尺寸为190mm*190mm*50mm，每片玻璃砖净容积约1L；封装过程为先在玻璃砖上方钻开一个直径2cm的圆孔2，将相变材料3加热成液体后充入，考虑材料相变的体积变化，上方保留一定的空气缝隙4，所述空气缝隙的高度为空腔高度的5％；然后再将圆孔用密封胶5封闭。利用制备得到的相变玻璃砖6搭接成透光蓄热装置7，如图2所示。

具体地，空心玻璃砖空腔的长度与空心玻璃砖长度的比例为87％，空心玻璃砖空腔的宽度与空心玻璃砖宽度的比例为87％；空心玻璃砖空腔的厚度与空心玻璃砖厚度的比例为75％；并且为了室内光线更舒适，空心玻璃砖空腔的内表面为压纹玻璃。

利用本实施例的透光蓄热装置进一步制成了复合蓄热系统，复合蓄热系统包括从室外到室内依次设置的玻璃外幕层9、空气隔热层和透光蓄热装置7；玻璃外幕层9、空气隔热层和透光蓄热装置7的厚度比例为30：500：80。玻璃外幕层9和蓄热墙体7上部和下部均设有通风口，通风口上设有通风口挡板；外幕层及透光蓄热层上的通风口位置，应使上、下通风口的中心高差尽可能大，以保证空气隔热层中空气流动的热动力，玻璃外幕层的上部通风口与下部通风口的中心高度差至少为2m；透光蓄热装置的上部通风口与下部通风口的中心高度差至少为2m。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置，其特征在于，该透光蓄热装置由相变玻璃砖砌筑而成，所述相变玻璃砖为内装有相变材料的空心玻璃砖；所述相变材料为氯化钙水溶液或脂肪酸；所述空心玻璃砖空腔的表面为雾面玻璃或压纹玻璃；

该透光蓄热装置应用于复合蓄热系统中，所述复合蓄热系统包括从室外到室内依次设置的玻璃外幕层、空气隔热层和透光蓄热装置；所述复合蓄热系统应用于蓄热工况、防热工况和空调蓄冷工况；

在蓄热工况时，所述玻璃外幕层上的通风口关闭，所述透光蓄热装置上的通风口开启，所述空气隔热层内经太阳能加热的空气经过透光蓄热装置的上部通风口进入室内，室内冷空气从透光蓄热装置的下部通风口进入所述空气隔热层；

在防热工况时，所述玻璃外幕层上的通风口开启，所述透光蓄热装置上的通风口关闭，所述空气隔热层内的热空气经过玻璃外幕层的上部通风口排出室外，室外空气从玻璃外幕层的下部通风口进入所述空气隔热层；

在空调蓄冷工况时，所述玻璃外幕层上的通风口关闭，所述透光蓄热装置上的通风口开启。

2.根据权利要求1所述的一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置，其特征在于，所述相变玻璃砖的制备方法为在所述空心玻璃砖的上方钻孔，将所述相变材料加热成液体后注入所述空心玻璃砖空腔内，并在所述空心玻璃砖空腔的上部留有空气缝隙，所述空气缝隙的高度为所述空心玻璃砖空腔高度的3～6％。

3.根据权利要求2所述的一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置，其特征在于，所述空心玻璃砖空腔的长度与所述空心玻璃砖长度的比例为85～88％，所述空心玻璃砖空腔的宽度与所述空心玻璃砖宽度的比例为85～88％；所述空心玻璃砖空腔的厚度与所述空心玻璃砖厚度的比例为60～80％。

4.根据权利要求1所述的一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置，其特征在于，所述相变材料的透光率为30～80％，相变材料密度为800～1500kg/m³，相变潜热为140～180kJ/kg。

5.根据权利要求1所述的一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置，其特征在于，所述透光蓄热装置由相变玻璃砖通过自下而上，对缝砌筑制成。

6.一种如权利要求1所述的利用材料相变潜热的透光蓄热装置的应用，其特征在于，应用于复合蓄热系统中，所述复合蓄热系统包括从室外到室内依次设置的玻璃外幕层、空气隔热层和透光蓄热装置。

7.根据权利要求6所述的一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置的应用，其特征在于，所述玻璃外幕层和所述蓄热墙体上部和下部均设有通风口，所述通风口上设有通风口挡板。

8.根据权利要求7所述的一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置的应用，其特征在于，所述的玻璃外幕层、空气隔热层和透光蓄热装置的厚度比例为10～30：300～500：50～80；所述玻璃外幕层的上部通风口与下部通风口的中心高度差至少为2m；所述透光蓄热装置的上部通风口与下部通风口的中心高度差至少为2m。

9.根据权利要求8所述的一种利用材料相变潜热的透光蓄热装置的应用，其特征在于，所述复合蓄热系统应用于蓄热工况、防热工况和空调蓄冷工况；

在蓄热工况时，所述玻璃外幕层上的通风口关闭，所述透光蓄热装置上的通风口开启，所述空气隔热层内经太阳能加热的空气经过透光蓄热装置的上部通风口进入室内，室内冷空气从透光蓄热装置的下部通风口进入所述空气隔热层；

在防热工况时，所述玻璃外幕层上的通风口开启，所述透光蓄热装置上的通风口关闭，所述空气隔热层内的热空气经过玻璃外幕层的上部通风口排出室外，室外空气从玻璃外幕层的下部通风口进入所述空气隔热层；

在空调蓄冷工况时，所述玻璃外幕层上的通风口关闭，所述透光蓄热装置上的通风口开启。

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