CN115031420A - 一种近零能耗建筑及其温度控制系统 - Google Patents

一种近零能耗建筑及其温度控制系统 Download PDF

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胡文博
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刘贝贝
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Abstract

本发明提供一种近零能耗建筑及其温度控制系统，其中温度控制系统包括：向阳侧设备，具有向阳侧集热蓄热墙和第一隔热层，第一隔热层设置在向阳侧集热蓄热墙的外侧，所述向阳侧集热蓄热墙的顶部设置有进气孔、底部设置有出气孔；背阳侧设备，具有背阳侧集热蓄热墙和第二隔热层，第二隔热层设置在背阳侧集热蓄热墙的外侧；玻璃墙，其设置在所述近零能耗建筑的向阳侧，与所述向阳侧之间具有设定距离，并且底部设置有通风孔。本发明的技术方案，能够提高太阳能的利用率，改善墙体在冬季的保温性能，降低建筑的能源消耗量，并使建筑内空气温度分布均匀，提高近零能耗建筑的舒适度。

Description

一种近零能耗建筑及其温度控制系统
技术领域
本发明属于建筑温度控制技术领域，具体涉及一种近零能耗建筑及其温度控制系统。
背景技术
在气温寒冷的地区，例如中国的北方地区，建筑的保温性能是其设计时需要重点考虑的方面，而如何减少建筑在取暖时的能耗，是减少建筑使用成本的重要研究方向。目前，常用方法是在建筑的向阳侧设置集热蓄热墙，通过集热蓄热墙吸收太阳能以对室内进行加热处理，但是由于集热蓄热墙只能在建筑的向阳侧吸收太阳能，使位于向阳侧的温度升高，而背阳侧无法吸收太阳能，如此便会造成建筑内向阳侧部分和非向阳侧部分的温度差异较大，室内热舒适性相对较差。
综上所述可知，现有技术中的建筑，在冬季其温度控制系统存在建筑内空气温度分布不均匀，舒适性差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种近零能耗建筑及其温度控制系统，以至少改善上述现有技术中建筑的温度控制系统存在舒适性差的问题。
为至少解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种近零能耗建筑的温度控制系统，包括：向阳侧设备，其用于设置在近零能耗建筑的向阳侧，具有向阳侧集热蓄热墙和第一隔热层，并且所述第一隔热层设置在所述向阳侧集热蓄热墙的外侧，所述向阳侧集热蓄热墙的顶部设置有进气孔、底部设置有出气孔；背阳侧设备，其用于设置在近零能耗建筑的背阳侧，具有背阳侧集热蓄热墙和第二隔热层，并且所述第二隔热层设置在所述背阳侧集热蓄热墙的外侧；玻璃墙，其设置在所述近零能耗建筑的外部并位于所述近零能耗建筑的向阳侧，与所述向阳侧之间具有设定距离，并且底部设置有通风孔。
根据本发明的一个实施例，所述通风孔设置有第一挡板，所述第一挡板用于打开/闭合所述通风孔。
根据本发明的一个实施了，所述进气孔设置有第二挡板，所述出气孔设置有第三挡板，所述第二挡板用于打开/闭合所述进气孔，所述第三挡板用于打开/闭合所述出气孔。
根据本发明的一个实施例，所述近零能耗建筑设置有多层，各层之间设置有相应有通气孔，所述向阳侧设备为多个，多个向阳侧设备与近零能耗建筑的层数相同且一一对应设置。
根据本发明的一个实施例，所述玻璃墙与所述近零耗建筑的向阳侧之间设置有多个第四挡板，并且各第四挡板的位置分别各向阳侧设备的高度相应，用于打开/闭合所述近零能耗建筑各层之间的连通。
根据本发明的一个实施例，所述温度控制系统还包括太阳能设备，所述太阳能设备连接有至少一个换热盘管，所述换热盘管设置在所述背阳侧集热蓄热墙和/或向阳侧集热蓄热墙的内侧。
根据本发明的一个实施例，所述换热盘管包括第一换热盘管和第二换热盘管，其中所述第一换热盘管设置在所述向阳侧集热蓄热墙的内侧，第二换热盘管设置在所述背阳侧集热蓄热墙的内侧。
根据本发明的一个实施例，所述太阳能设备包括太阳能热水器、热水箱和水泵，所述第一换热盘管与所述第二换热盘管并联设置，所述热水箱的进水口连接太阳能热水器的出水口、出水口连接水泵的进水口，所述第一换热盘管的进水口通过连接所述水泵的出水口、出水口连接所述太阳能热水器的进水口，所述第二换热盘管的入水口通过连接所述水泵的出水口、出水口连接所述太阳能热水器的进水口。
根据本发明的一个实施例，所述近零能耗建筑设置有多层，所述第一换热盘管包括多个弯曲结构的第一换热子盘管，所述第二换热盘管包括多个第二换热子盘管，各第一换热子盘管分别设置在所述近零能耗建筑各层的向阳侧，各第二换热子盘管分别设置在所述近零能耗建筑各层的背阳侧。
第二方面，本发明还提供了一种近零能耗建筑，包括向阳侧、背阳侧以及上述任意一项实施例所述的温度控制系统。
本发明提供的技术方案，近零能耗建筑的温度控制系统包括向阳侧设备、背阳侧设备和玻璃墙，其中向阳侧设备具有向阳侧集热蓄热墙和第一隔热层，第一隔热层设置在向阳侧集热蓄热墙的外侧，向阳侧集热蓄热墙的顶部设置有进气孔、底部设置有出气孔；背阳侧设备具有背阳侧集热蓄热墙和第二隔热层，第二隔热层设置在背阳侧集热蓄热墙的外侧；玻璃墙设置在近零能耗建筑的向阳侧，与所述向阳侧之间具有设定距离，并且底部设置有通风孔。上述向阳侧集热蓄热墙可以吸收太阳辐射，以使玻璃墙与向阳侧蓄热墙之间空气的温度升高，然后通过进气孔进入室内，并在空气对流的作用下从出气孔排出，即本发明的技术方案能够利用太阳能产生空气热流以使室内的空气温度升高。由于本发明的技术方案能够利用太阳能对空气进行加热，然后在空气对流的作用下输送室内以使室内的温度升高，与现有技术中只采用集热蓄热墙的方式相比，可以保证室内温度的均匀性，从而提高建筑的舒适度。
附图说明
图1是本发明实施例中近零能耗建筑的温度控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中设有第一挡板和第二挡板的近零能耗建筑的温度控制系统的结构示意图；
图3是本发明实施例中多层近零能耗建筑的结构示意图；
图4是本发明实施例中一种设有太阳能设备的近零能耗建筑的结构示意图；
图5是本发明实施例中另一种设有太阳能设备的多层近零能耗建筑的结构示意图；
图6是本发明实施例中循环回路的结构示意图。
上述图1-图6中包括：向阳侧集热蓄热墙11、第一隔热层12、第一换热盘管13、进气孔111、出气孔112、背阳侧集热蓄热墙21、第二隔热层22、第二换热盘管23、太阳能设备3、太阳能热水器31、热水箱32、水泵33、第二挡板41、第三挡板42、第四挡板43、第五挡板44、第六挡板45、第一通气孔51、第二通气孔52、第六挡板61、第七挡板62。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域技术人员应知，下文所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
本发明提供了一种近零能耗建筑和一种近零能耗建筑的温度控制系统，由于其中的温度控制系统应用于近零能耗建筑，因此下文中以近零能耗建筑为例，对本申请的技术方案做详细的介绍。
如图1所示，本申请所提供的近零能耗建筑具有向阳侧和背阳侧，其中向阳侧位于每日接收阳光照射时长较长的方向，背阳侧位于每日接收阳光照射较短或者不能接收阳光照射的方向，例如，在中国的华北地区，向阳侧位于朝南的方向，背阳侧位于朝北的方向。
本申请中的近零能耗建筑还设置有温度控制系统，该系统包括向阳侧设备、背阳侧设备和玻璃墙，其中向阳侧设备设置在近零能耗建筑的向阳侧，背阳侧设备设置在近零能耗建筑的背阳侧；上述玻璃墙为双层玻璃墙，也可以为更多层玻璃墙，其设置在近零能耗建筑外部靠近向阳侧的位置，并与向阳侧之间有设定距离下面结合具体应用场景，对本申请温度控制系统中的向阳侧设备、背阳侧设备和玻璃墙做详细的介绍。
如图1所示，在本实施例中，上述向阳侧设备设置在近零能耗建筑的向阳侧，包括向阳侧集热蓄热墙11和第一隔热层12，其中第一隔热层12设置在向阳侧集热蓄热墙11的外侧，并且向阳侧集热蓄热墙11的顶部设置有进气孔111、底部设置有出气孔112；上述背阳侧设备包括背阳侧集热蓄热墙21和第二隔热层22，并且第二隔热层22设置在背阳侧集热蓄热墙21的外侧。上述玻璃墙14的底部设置有通风孔15，通风孔31用于保持近零能耗建筑中空气的流动性。
本实施例中的近零能耗建筑，其温度控制系统的工作原理为：太阳光可以透过玻璃墙14照射在向阳侧集热蓄热墙11上，向阳侧集热蓄热墙11吸收太阳辐射热，墙体外表面温度升高。向阳侧集热蓄热墙11所吸收到的太阳辐射热分为四部分：第一部分通过玻璃墙向室外散热，第二部分加热玻璃墙3与向阳侧集热蓄热墙1之间的夹层内的空气，由于夹层内空气受热后密度变小，使得夹层内的空气上升到向侧面集热蓄热墙11顶部，通过进气孔111进入室内，使房间温度升高，同时室内的空气通过出气孔112排除到玻璃墙14与向阳侧集热蓄热墙11之间，从而形成热气循环；第三部分通过向阳侧集热蓄热墙11的墙体向室内辐射热量，加热墙体的内表面空气，通过自然对流方式加热室内空气，使房间温度升高；第四部分热量则由向阳侧集热蓄热墙11内的蓄热材料吸收，将热量贮存在向阳侧集热蓄热墙11内。上述背阳侧集热蓄热墙21可以起到保温作用，防止室内的热量通过背阳侧散发出去，从而提高对室内空气的加热效果。
综上所述可知，本申请所提供的技术方案，能够将玻璃墙14与向阳侧集热蓄热墙11之间的空气加热，并使加热后的空气通过进气孔111进入到近零能耗建筑的室内以对其进行加热，并且将室内的低温空气通过出气孔112排出，由于本申请的技术方案是通过向室内通入热空气对室内进行加热的，因此可以对室内进行均匀加热，以提高近零能耗建筑的舒适性。
在一个实施例中，上述通风孔15处设置有第一挡板，当第一挡板闭合时，可以将通风孔15关闭，当第一挡板打开时，可以将通风孔15打开。当通风孔15打开时，可以加快玻璃墙14与向阳侧集热蓄热墙11之间空间内的空气流动，当通风孔15关闭时，可以降低玻璃墙14与向阳侧集热蓄热墙11之间空间内的空气流动。
如图2所示，在一个实施例中，在进气孔111处活动设置有第二挡板41，在出气孔112处活动设置有第三挡板42，可以通过控制第二挡板41和第三挡板42的闭合和打开，调节室内的通风性能，例如，当室内的温度较高时，可以将第二挡板41和第三挡板42关闭以停止提升室内的温度。
在一个实施例中，近零能耗建筑设置有多层，温度控制系统包括设置在各层的向阳侧设备，并且还活动设置有与各层高度相应的挡板。以图3所示出的结构为例，近零能耗建筑具有三层，各层的向阳侧设置有相应的向阳侧设备，并且第一层顶部所对应的位置设置有第四挡板43，第二层顶部所对应的位置设置有第五挡板44，第三层顶部所对应的位置设置有第第六板45。本实施例的设置方式，当第四挡板43、第五挡板44和第六挡板45闭合时，可以将近零能耗建筑的三层之间相互分离；当第四挡板43、第五挡板44和第六挡板45打开时，可以将近零能耗建筑的第一层、第二层和第三层连通。因此，本实施例的设置方式，可以提高对近零能耗建筑室内温度调节的灵活度。
上述近零能耗建筑具的相邻两层之间通过相应的通气孔连接，并且各通气孔设置有相应的挡板。以图3所示出的结构为例，近零能耗建筑具有三层，其中第一层与第二层之间设置有第一通气孔51，第二层与第三层之间设置有第二通气孔52，其中第一通气孔51设置有第七挡板61，第二通气孔52设置有第八挡板62，当第七挡板61打开时，可以将第一层与第二层连通；当第八挡板62打开时，可以将第二层与第三层连通。本实施例的设置方式，当需要对各层的温度单独进行调节时，可以将各第一挡板41打开、第六挡板61或第七挡板62关闭，以将第一层、第二层和第三层分离；当需要对各层的温度进行统一控制时，可以将第二层和第三层的第一挡板41闭合、第六挡板61或第七挡板62打开，从而将第一层、第二层和第三层连通。
在一个实施例中，温度控制系统中还具有太阳能设备3，该太阳能设备3设置在近零能耗建筑的顶部，该太阳能设备3连接有至少一个换热盘管，该换热盘管设置在上述背阳侧集热蓄热墙21和/或向阳侧集热蓄热墙11的内侧。
如图4所示，在一个实施例中，上述换热盘管包括设置在向阳侧集热蓄热墙11的第一换热盘管13，和设置在背阳侧集热蓄热墙21的第二换热盘管23，第一换热盘管13和第二换热盘管23并联设置，并且与太阳能设备3连通以形成循环回路。在上述循环回路中设置有水，太阳能设备3可以吸收太阳能以对水进行加热，使水的温度升高以形成热水；当热水流动到背阳侧集热蓄热墙21时，可以对室内背阳侧的空气进行加热，当热水流动到向阳侧集热蓄热墙11时，可以对室内向阳侧的空气进行加热。本实施例的设置方式，可以通过太阳能设备3对室内的空气进行进一步的加热，从而保证对室内空气加热的效果。
在一个实施例中，上述太阳能设备3包括太阳能热水器31、热水箱32和水泵33，并且与第一换热盘管13、第二换热盘管14连接分别形成循环回路，即热水箱32的进水口连接太阳能热水器71的出水口、出水口连接水泵33的进水口，第一换热盘管13的进水口通过供水管道34连接水泵33的出水口、出水口连接太阳能热水器31的进水口；第二换热盘管23的入水口通过供水管道34连接水泵33的出水口、出水口连接太阳能热水器31的进水口。本实施例的设置方式，太阳能热水器31可以利用太阳能对循环回路中的水进行加热，并在循环水泵33的作用下，将热量传递至近零能耗建筑的室内，从而提高对近零能耗建筑室内温度调节的可靠性。
进一步地，在一个实施例中，如图5所示，第一换热盘管13包括多个第一换热子盘管，第二换热判官23包括多个第二换热子盘管，第一换热盘管和第二换热盘管均为弯曲结构，并且各第一换热子盘管分别设置在近零能耗建筑对应层的向阳侧，各第二换热子盘管分别设置在近零能耗建筑对应层的背阳侧。将第一换热盘管13和第二换热盘管23设置成弯曲结构，能够增加第一换热盘管13和第二换热盘管23的散热面积，从而提高对室内空气加热的效果。
以上公开的本发明的实施例只是用于帮助阐明本发明的技术方案，并没有尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种近零能耗建筑的温度控制系统，其特征在于，包括：
向阳侧设备，其用于设置在近零能耗建筑的向阳侧，具有向阳侧集热蓄热墙和第一隔热层，并且所述第一隔热层设置在所述向阳侧集热蓄热墙的外侧，所述向阳侧集热蓄热墙的顶部设置有进气孔、底部设置有出气孔；
背阳侧设备，其用于设置在近零能耗建筑的背阳侧，具有背阳侧集热蓄热墙和第二隔热层，并且所述第二隔热层设置在所述背阳侧集热蓄热墙的外侧；
玻璃墙，其设置在所述近零能耗建筑的外部并位于所述近零能耗建筑的向阳侧，与所述向阳侧设备之间具有设定距离，并且底部设置有通风孔。
2.根据权利要求1所述的近零能耗建筑的温度控制系统，其特征在于，所述通风孔处设置有第一挡板，所述第一挡板用于打开/闭合所述通风孔。
3.根据权利要求1所述的近零能耗建筑的温度控制系统，其特征在于，所述进气孔设置有第二挡板，所述出气孔设置有第三挡板，所述第二挡板用于打开/闭合所述进气孔，所述第三挡板用于打开/闭合所述出气孔。
4.根据权利要求1所述的近零能耗建筑的温度控制系统，其特征在于，所述近零能耗建筑设置有多层，各层之间设置有相应有通气孔，所述向阳侧设备为多个，多个向阳侧设备与近零能耗建筑的层数相同且一一对应设置。
5.根据权利要求4所述的近零能耗建筑的温度控制系统，其特征在于，所述玻璃墙与所述近零耗建筑的向阳侧之间设置有多个第四挡板，并且各第四挡板的位置分别与各向阳侧设备的高度相应，用于打开/闭合所述近零能耗建筑各层之间的连通。
6.根据权利要求1所述的近零能耗建筑的温度控制系统，其特征在于，所述温度控制系统还包括太阳能设备，所述太阳能设备连接有至少一个换热盘管，所述换热盘管设置在所述背阳侧集热蓄热墙和/或向阳侧集热蓄热墙的内侧。
7.根据权利要求6所述的近零能耗建筑的温度控制系统，其特征在于，所述换热盘管包括第一换热盘管和第二换热盘管，其中所述第一换热盘管设置在所述向阳侧集热蓄热墙的内侧，第二换热盘管设置在所述背阳侧集热蓄热墙的内侧。
8.根据权利要求7所述的近零能耗建筑的温度控制系统，其特征在于，所述太阳能设备包括太阳能热水器、热水箱和水泵，所述热水箱的进水口连接太阳能热水器的出水口、出水口连接水泵的进水口，所述第一换热盘管的进水口通过连接所述水泵的出水口、出水口连接所述太阳能热水器的进水口，所述第二换热盘管的进水口通过连接所述水泵的出水口、出水口连接所述太阳能热水器的进水口。
9.根据权利要求7或8所述的近零能耗建筑的温度控制系统，其特征在于，所述近零能耗建筑设置有多层，所述第一换热盘管包括多个弯曲结构的第一换热子盘管，所述第二换热盘管包括多个第二换热子盘管，各第一换热子盘管分别设置在所述近零能耗建筑各层的向阳侧，各第二换热子盘管分别设置在所述近零能耗建筑各层的背阳侧。
10.一种近零能耗建筑，其特征在于，包括向阳侧、背阳侧以及权利要求1-9任意一项所述的温度控制系统，所述温度控制系统包括：
向阳侧设备，其设置在近零能耗建筑的向阳侧，具有向阳侧集热蓄热墙和第一隔热层，并且所述第一隔热层设置在所述向阳侧集热蓄热墙的外侧，所述向阳侧集热蓄热墙的顶部设置有进气孔、底部设置有出气孔；
背阳侧设备，其设置在近零能耗建筑的背阳侧，具有背阳侧集热蓄热墙和第二隔热层，并且所述第二隔热层设置在所述背阳侧集热蓄热墙的外侧；
玻璃墙，其设置在所述近零能耗建筑的向阳侧，与所述向阳侧之间具有设定距离，并且底部设置有通风孔。
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