CN114353159A - 一种调温系统、地板储能结构和节能的建筑物 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种调温系统、地板储能结构和节能的建筑物。调温系统包括室外气体收集装置、空气管路、风机和位于地板之下的储能腔；所述室外气体收集装置设有集气腔及与所述集气腔连通的进气口和出气口；所述室外气体收集装置的出气口通过所述空气管路连通至室内，所述风机设置在所述空气管路上，设置为将所述室外气体收集装置收集的空气送入室内；部分所述空气管路设置在地板之下的所述储能腔内。

Description

一种调温系统、地板储能结构和节能的建筑物

技术领域

本申请涉及但不限于温度调节技术，特别是一种调温系统、地板储能结构和节能的建筑物。

背景技术

随着能源日趋紧张，建筑节能受到了越来越多的关注，环保要求也越来越高。当前我国建筑能耗约为社会总耗能的1/4，其中采暖空调能耗是建筑能耗的50％-60％左右。目前居住建筑常用能源为市电和燃气燃煤燃油，如：使用燃气进行取暖、烧水做饭；使用市电通过各种电器设备完成照明、取暖、降温等各种功能。

在建筑房屋节能降耗、新能源利用方面，目前通常的做法是：利用单独某项节能降耗技术，如：增加建筑物密封性以降低能源消耗；提高加热装置的工作效率等。但上述方式仍然耗能较高。另外，冬天太阳光照到房屋表面上，导致表面温度上升。而这部分热能目前技术还无法有效获取，造成了浪费。夏天太阳光照到房屋表面上，导致阴面温度大幅低于阳面的温度。而这部分冷能目前技术还无法有效获取，造成了浪费。

太阳能供暖装置，可通过利用太阳能来缓解能源消耗的问题。对于目前的太阳能供暖装置，一般是利用太阳能来加热水，通过被加热的水来使室内升温，以达到供暖的目的。但这种方式的太阳能利用效率较低。

发明内容

本申请实施例提供了一种调温系统、地板储能结构和节能的建筑物，可降低能源消耗、且供热效率高、供热舒适度高。

本申请实施例提供了一种调温系统，调温系统包括室外气体收集装置、空气管路、风机和位于地板之下的储能腔；所述室外气体收集装置设有集气腔及与所述集气腔连通的进气口和出气口；

所述室外气体收集装置的出气口通过所述空气管路连通至室内，所述风机设置在所述空气管路上，设置为将所述室外气体收集装置收集的空气送入室内；

部分所述空气管路设置在地板之下的所述储能腔内。

本申请实施例还提供了一种地板储能结构，设置在室内，地板储能结构包括地坑空腔、设置在所述地坑空腔内的空气管路和储能层、以及设置在所述地坑空腔上方开口处的地板；

所述地板下方的所述空气管路呈迂回形式、水平分布；所述储能层水平设置在所述空气管路上方，且与所述空气管路接触；

所述空气管路的入口设置为通入热空气，所述储能层设置为将所述空气管路中气体的热能吸收并储存，所述空气管路的出口设置为向室内排出热空气。

本申请实施例还提供了一种节能的建筑物，节能的建筑物包括建筑主体、热空气供应装置和前述的地板储能结构，所述建筑主体包括地面，所述地面设置有所述地板储能结构；

所述空气管路的一端伸出于所述地板并与所述热空气供应装置的出气口连通，所述空气管路的另一端伸出于所述地板并连通至室内。

相比于一些技术，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供的调温系统，通过室外气体收集装置，将热空气送入室内，通过热对流的方式进行直接换热，提高对室内的供暖效果，加快室内升温速度。调温系统隐蔽性好，不会对室内美观性造成影响，有利于提高装修效果。并且，可对室内空气进行更换，提高室内空气质量。储能腔可在加热过程中进行储能，以便于在室外气体收集装置供热不足时作为备用热源启用，降低室内温度降低的速度，提高居住舒适度。

本申请实施例提供的地板储能结构，可有效调节室内温度，且装修效果好，室内美观，不会造成室内上有较大体积的供热装置等视觉效果，提高了地板储能结构的应用范围。

本申请实施例提供的节能的建筑物，节能及供热制冷效果好，供暖制冷成本低，用户的居住体验好。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例所述的调温系统的结构示意；

图2为本申请实施例所述的地板储能结构的结构示意图；

图3为本申请实施例所述的地板储能结构的结构示意图(俯视图、局部剖视)。

图示说明：

1-室外气体收集装置，2-风机，3-储能腔，31-电热膜，32-地坑凸台，33-支撑木条，34-储能层，4-空气管路，5-建筑物，51-屋顶，52-墙体，53-地面，531-地坑空腔单元，61-保温材料，62-地板，621-泡沫纸，63-空气过滤器。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

我国是太阳能资源丰富的国家之一，年太阳能辐射总量为3300-8400MJ/m²，充分利用太阳能是建筑节能的有效途径之一。近年来随着对太阳能研究的深入，太阳能的应用越来越广，比如太阳能电、太阳能热水。但是就目前来说，太阳能发电，除了20％发电被利用外，剩余部分没有被利用，因此太阳能利用效率还是非常有限，相关技术也有限。

利用相变材料储能也是近些年的热点，但相变材料应用在建筑或室内直接使用的不多，因此如何应用相变材料，需要更深入的研究。

本申请实施例提供了一种调温系统，如图1至图3所示，调温系统包括室外气体收集装置1、空气管路4、风机2和位于地板62之下的储能腔3；室外气体收集装置1设有集气腔及与集气腔连通的进气口和出气口；室外气体收集装置1的出气口通过空气管路4连通至室内，风机2设置在空气管路4上，设置为将室外气体收集装置1收集的空气送入室内；部分空气管路4设置在地板62之下的储能腔3内。

室外气体收集装置1将室外热空气收集后，通过风机2进行输送，热空气经空气管路4进入室内，通过热对流的方式直接与室内进行换热。

在热空气流经空气管路4进入室内的过程中，由于部分空气管路4设置在地板62的储能腔3内，因此，地板62也会温度升高，整个地板62均可作为热源向室内散热，散热均匀，提高了室内人员的舒适度。

室外气体收集装置1可以直接收集室外温度较高的气体，例如：室外被阳光照射而温度较高的气体；也可以是收集普通气体后，在室外气体收集装置1中对气体进行加热后再向室内输送。

本申请实施例提供的室温调节系统，通过室外气体收集装置1，将热空气送入室内，既可通过热对流的方式进行直接换热，地板下空腔里的热空气透过地板62通过传导、对流、辐射的方式将热量扩散到室内，提高了对室内的供暖效果，加快室内升温速度。并且，可对室内空气进行更换，提高室内空气质量。

在一示例性实施例中，如图3所示，设置在储能腔3内的空气管路4呈迂回形式。

空气管路4呈迂回形式(蛇形分布)，提高了在地板62之下的储能腔3内分布的均匀性，使空气管路4通过整个地板62向室内散热分布更加均匀，并且，迂回形式的空气管路4长度较长，相对增加了空气管路4的辐射散热，提高了供热的舒适度。此外，分布面积更大的空气管路4，便于与其他吸热结构(例如：储能层34)更好的接触。

在一示例性实施例中，如图2和图3所示，调温系统还包括设置在储能腔3内的储能层34，储能层34设置为吸收并储存空气管路4中气体的热能。储能层34设置在储能腔3内的空气管路4的上方，且储能层34与空气管路4接触。储能层34包括多根并排设置的空心管，空心管内填充有相变材料。

热空气流经空气管路4进入室内的过程中，热空气的部分热能被储能层34吸收储存，当室外气体收集装置1停止工作时，储能层34可作为代替热源进行工作，进行室内热循环，将储能层34储存的热能释放，通过空气管路4将热能送入室内，节约能源，防止室内温度降低过快，提高用户的使用体验。

应当理解的是，调温系统还可包括设置在储能腔3内的加热装置，如：电热膜31。在室外气体收集装置1不能收集到热空气时，电热膜31可作为热源提供热量，以使调温系统可应用于多种复杂环境中。

在一示例性实施例中，如图2所示，储能层34和储能腔3内的空气管路4均水平设置。

储能层34和空气管路4在墙体52的地板62下均水平设置(即平行于水平面)，便于安装，且占用空间小，便于设置多层。

在一示例性实施例中，储能腔3内的空气管路4在高度方向上设置为一层或多层，和/或，储能层34在高度方向上设置为一层或多层。

空气管路4设置为多层，可以提高散热效果。储能层34设置为多层，提高吸收存储热能的效果。

在一示例性实施例中，室外气体收集装置1包括：设置在建筑物5朝阳侧的第一室外气体收集装置1，和/或，设置在建筑物5背阴侧的第二室外气体收集装置1。室外气体收集装置1包括外壳、透光板和集热板，外壳和透光板合围形成集气腔，集热板设置在集气腔中。

室外气体收集装置1的进气口和出气口均与集气腔连通。

第一室外气体收集装置1设置在建筑物5的朝阳侧，在收集气体的同时，集热板吸收太阳能以加热集气腔内收集的气体，气体被加热后送入室内，以提高室内温度，节约能源，无需额外耗电。

第二室外气体收集装置1设置在建筑物5的背阴侧，收集温度较低的气体以平衡室内温度至适宜范围。

并且，第一室外气体收集装置1和第二室外气体收集装置1还可用作通风设备，更换室内污浊气体，改善室内空气质量。此时，第一室外气体收集装置1和第二室外气体收集装置1内的集热板可更换为反射板。

在室外气体收集装置1上，可以设置通风组件，夏天在室外气体收集装置1不工作时，将通风组件开启，使室外气体收集装置1内部空气温度不致过高。

本申请实施例还提供了一种地板储能结构，设置在室内，如图2所示，地板储能结构包括地坑空腔、设置在地坑空腔内的空气管路4和储能层34、以及设置在地坑空腔上方开口处的地板62；地板62下方的空气管路4呈迂回形式、水平分布；储能层34水平设置在空气管路4上方，且与空气管路4接触；空气管路4的入口设置为通入热空气，储能层34设置为将空气管路4中气体的热能吸收并储存，空气管路4的出口设置为向室内排出热空气。

地板储能结构作为相对独立的结构，可应用于多种场景中：如楼房地面53、地下建筑等。

空气管路4的一端引入热空气，热空气经空气管路4进入室内，通过热对流的方式直接与室内进行换热。在热空气流经空气管路4进入室内的过程中，由于部分空气管路4与储能层34接触，因此，储能层34也会温度升高，吸收并储存热能备用。

引入的热空气可以是室外气体收集装置1收集得到，也可以由其它加热装置加热获取。

本申请实施例提供了一种节能的建筑物5，如图1所示，节能的建筑物5包括建筑主体、热空气供应装置和前述的地板储能结构，建筑主体包括地面53，地面53设置有地板储能结构；空气管路4的一端伸出于地板62并与热空气供应装置的出气口连通，空气管路4的另一端伸出于地板62并连通至室内。

采用了前述墙体52地板储能结构的建筑物5，可高效节能地调节建筑物5内的温度：在冬天温度较低的情况下，室外气体收集装置1收集热空气并输入室内，提高室内温度；在夏天温度较低的情况下，室外气体收集装置1收集冷空气并输入室内，降低室内温度。建筑物5无需再安装空调等耗电量较高的供暖设备，能耗低、使用成本低。

在一示例性实施例中，如图2和图3所示，地坑空腔内设有地坑凸台32，地坑凸台32将地坑空腔分隔为多个相对独立的地坑空腔单元531。

在地坑凸台32上可设置凹槽用于空气管路4的通过。在多个相对独立的地坑空腔单元531分别进行安装等工作，安装效率高且便于后期维修等。

在一示例性实施例中，如图1所示，建筑主体还包括墙体52和屋顶51；墙体52包括基墙和设置在基墙内侧的保温层，和/或，屋顶51包括保温层和设置在保温层下方的吊顶层。

墙体52包括基墙和设设置在基墙内侧的保温层，屋顶51包括保温层和设置在保温层下方的吊顶层，可进一步提高建筑物5的保温性能，提高室温调节系统的温度调节效果。

保温层的具体选用，可根据实际情况调整，例如：屋顶51的保温层可以是保温棉层。

在实际使用中：

一、安装：

把“集热箱+空气输送器”安装到房屋有阳光的外墙或屋顶51上，把管道引入室内。部分集热箱也可安装到房屋阴面外墙上，用于收集冷空气，完成室外的设备安装。

在室内地坑里，在地坑底面和四周坑壁表面刷胶，铺设反射隔热保温层，用胶把电热膜31粘在反射隔热保温板表面，把电线引出到地板62之上，连接到室内节能控制系统。在电热膜31上铺设蛇形空气管道，蛇形空气管道与从室外引进的热空气管道连接在一起，把蛇形空气管道的另外一端从地板62中伸出来，并与室内空气过滤器63安装在一起(空气管路4包括室外部分、地板62之下蛇形部分和从地板62中伸出的部分)。在蛇形管道上水平安装相变材料管。在地坑凸台32之上间隔铺设找平支撑木条33，在地坑空腔里安装温度传感器，把线引出到地板62之上，连接到室内节能控制系统。在支撑木条33之上铺设泡沫纸，在泡沫纸之上铺设安装木地板62。

二、系统运行：

启动房屋的节能控制系统，检测地板62空腔内的温度、太阳能电池集热箱(即室外气体收集装置1)内的温度、室内空气温度，检测热空气输出器(即风机2)和管道节门状态，此时热空气输出器不启动、管道节门处于关闭状态。

当需要为室内地板62供热时，如果太阳能电池集热箱内的温度低于地板62空腔内的空气温度，则不使用房屋外太阳能电池集热箱内的热空气，热空气输出器不启动、管道节门处于关闭状态。而启动电热膜31加热，电热膜31产生的热量迅速加热相变材料管和空腔里的空气，使热空气透过地板62缝隙流入室内，同时空腔的热量透过泡沫纸、地板62传入室内。另外，空腔内相变材料通过相变也储存了热量。在空腔内温度降低时，再通过相变释放出能量。根据设定条件关闭电热膜31。

如果太阳能电池集热箱内的温度高于室内地坑空腔内的空气温度一定值时，则热空气输出器启动、管道节门处于打开状态。电热膜31处于不启动状态。热空气输出器把太阳能电池集热箱空腔里的热空气抽出来，经过热空气管道送入室内地坑蛇形空气管道，热空气通过蛇形空气管道，热量通过管壁传入地坑空腔，使地坑气温温度升高，空腔的热量透过泡沫纸、地板62传入室内，同时，空腔里热空气透过地板62缝隙流入室内，如果空腔里温度还不不够，启动电热膜31加热空腔里的空气。热空气经过蛇形空气管道，从管道另外一端经过空气过滤器63进入室内，从而调节室内温度。另外，空腔内的相变材料在热空气环境中，通过相变也储存了热量。在空腔内温度降低时，再通过相变释放出能量，提高地坑空腔中空气温度。

在本申请中的描述中，需要说明的是，“上”、“下”、“一端”、“一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“装配”、“安装”应做广义理解，例如，术语“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请描述的实施例是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的技术方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它技术方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的技术方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

Claims (13)

1.一种调温系统，其特征在于，包括室外气体收集装置、空气管路、风机和位于地板之下的储能腔；所述室外气体收集装置设有集气腔及与所述集气腔连通的进气口和出气口；

所述室外气体收集装置的出气口通过所述空气管路连通至室内，所述风机设置在所述空气管路上，设置为将所述室外气体收集装置收集的空气送入室内；

部分所述空气管路设置在地板之下的所述储能腔内。

2.根据权利要求1所述的调温系统，其特征在于，设置在所述储能腔内的所述空气管路呈迂回形式。

3.根据权利要求1所述的调温系统，其特征在于，还包括设置在所述储能腔内的储能层，所述储能层设置为吸收并储存所述空气管路中气体的热能。

4.根据权利要求3所述的调温系统，其特征在于，所述储能层设置在所述储能腔内的所述空气管路的上方，且所述储能层与所述空气管路接触。

5.根据权利要求3所述的调温系统，其特征在于，所述储能层和所述储能腔内的所述空气管路均水平设置。

6.根据权利要求3所述的调温系统，其特征在于，所述储能腔内的所述空气管路在高度方向上设置为一层或多层，和/或，所述储能层在高度方向上设置为一层或多层。

7.根据权利要求3所述的调温系统，其特征在于，所述储能层包括多根并排设置的空心管，所述空心管内填充有相变材料。

8.根据权利要求1至7中任一所述的调温系统，其特征在于，所述室外气体收集装置包括：

设置在建筑物朝阳侧的第一室外气体收集装置，和/或，设置在建筑物背阴侧的第二室外气体收集装置。

9.根据权利要求1至7中任一所述的调温系统，其特征在于，所述室外气体收集装置包括外壳、透光板和集热板，所述外壳和所述透光板合围形成所述集气腔，所述集热板设置在所述集气腔中。

10.一种地板储能结构，设置在室内，其特征在于，包括地坑空腔、设置在所述地坑空腔内的空气管路和储能层、以及设置在所述地坑空腔上方开口处的地板；

所述地板下方的所述空气管路呈迂回形式、水平分布；所述储能层水平设置在所述空气管路上方，且与所述空气管路接触；

所述空气管路的入口设置为通入热空气，所述储能层设置为将所述空气管路中气体的热能吸收并储存，所述空气管路的出口设置为向室内排出热空气。

11.一种节能的建筑物，其特征在于，包括建筑主体、热空气供应装置和如权利要求10所述的地板储能结构，所述建筑主体包括地面，所述地面设置有所述地板储能结构；

所述空气管路的一端伸出于所述地板并与所述热空气供应装置的出气口连通，所述空气管路的另一端伸出于所述地板并连通至室内。

12.根据权利要求11所述的节能的建筑物，其特征在于，所述地坑空腔内设有地坑凸台，所述地坑凸台将所述地坑空腔分隔为多个相对独立的地坑空腔单元。

13.根据权利要求11所述的节能的建筑物，其特征在于，所述建筑主体还包括墙体和屋顶；

所述墙体包括基墙和设置在所述基墙内侧的保温层，和/或，所述屋顶包括保温层和设置在所述保温层下方的吊顶层。

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