CN115095930B - 一种智能调节Trombe墙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能调节Trombe墙，包括热致色玻璃、墙体、智能控制器，所述墙体外侧间隔设置热致色玻璃，热致色玻璃和墙体之间形成空气流道；所述墙体上开设上通风口和下通风口，上通风口、下通风口位于室内一侧上方设置上挡板、下挡板；所述智能控制器控制上挡板和下挡板的开启和关闭；所述热致色玻璃上端和墙体之间铰接有第一伸缩杆，热致色玻璃下端和墙体之间连接第二伸缩杆；所述智能控制器控制第一伸缩杆、第二伸缩杆运动，从而调整热致色玻璃两端与墙体的间距以及热致色玻璃立面面向太空的位置，以满足不同季节对温度的需求。本发明解决了传统Trombe墙夏天夜晚阻挡墙体散热以及白天光污染的问题。

Description

一种智能调节Trombe墙
技术领域
本发明属于能源利用领域，具体涉及一种智能调节Trombe墙。
背景技术
1966年，法国科学研究中心太阳能研究室的Trombe教授发明了一种利用太阳能给室内供暖的墙体装置，随后这种墙体装置被命名为Trombe墙。该墙体装置可以在冬季白天吸收太阳能加热室内空气，在冬季夜晚利用空气导热系数小的特性给墙体保温，同样利用空气导热系数小的特性在夏季白天可以减少进入室内的热量。但该墙体存在夏季夜晚影响墙体散热的缺点，而且现有的Trombe墙因其平行于墙体安装，存在光污染问题。
现有文献中，中国专利申请号201410558931.3公开了一种太阳能多功能墙。该方案使用普通玻璃来透过太阳光，使用履带式硅胶对空气流道内侧的空气进行除湿、除甲醛。该发明克服了传统Trombe墙功能单一缺点，既能用来采暖或通风，又能在冬季对房间进行供暖、除甲醛，还能在夏季对房间进行除湿。但是，该现有技术存在以下缺陷：在夏天存在透光性大，同时会造成光污染的问题。由于玻璃安装位置固定，并没有解决传统Trombe墙夏天夜晚阻挡墙体散热问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种能够解决现有玻璃夏天透光性大，同时会造成光污染，且传统Trombe墙夏天夜晚阻挡墙体散热的问题的智能调节Trombe墙。
技术方案：本发明的智能调节Trombe墙包括热致色玻璃、墙体、智能控制器，所述墙体外侧间隔设置热致色玻璃，热致色玻璃和墙体之间形成空气流道；
所述墙体上开设上通风口和下通风口，上通风口、下通风口位于室内一侧上方设置上挡板、下挡板；所述智能控制器控制上挡板和下挡板的开启和关闭；所述热致色玻璃上端和墙体之间铰接有第一伸缩杆，热致色玻璃下端和墙体之间连接第二伸缩杆；所述智能控制器控制第一伸缩杆、第二伸缩杆运动，从而调整热致色玻璃两端与墙体的间距以及热致色玻璃立面面向太空的位置，以满足不同季节对温度的需求。
所述热致色玻璃随温度变化自动调节颜色，从而调节对太阳的反射率。
所述热致色玻璃内侧靠近下方的位置安装温度计，用以监测热致色玻璃温度，根据玻璃温度来调整其位置。
所述智能控制器根据温度计的测量温度，自动调节第一伸缩杆、第二伸缩杆长度。
所述热致色玻璃上端和第一伸缩杆之间安装有曲柄连杆，通过曲柄连杆将第一伸缩杆斜置，从而调整热致色玻璃立面面向太空的位置。
所述第一伸缩杆、第二伸缩杆上套设软连接，以解决伸缩杆、热致色玻璃及墙体之间的漏气问题。
有益效果：本发明的技术方案与现有技术相比，其有益效果在于：解决了传统Trombe墙夏天夜晚散热问题，以及白天光污染问题；同时可提高冬季白天进入室内的热量，夏季减少进入室内的热量，达到在冬季白天给室内供暖，在冬季夜晚给墙体保温；在夏季白天减少通过墙体进入室内的热量；在夏季夜晚给房间降温的效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为智能调节Trombe墙在冬季白天的运行示意图；
图3为智能调节Trombe墙在冬季夜晚的运行示意图；
图4为智能调节Trombe墙在夏季白天的运行示意图；
图5为智能调节Trombe墙在夏季夜晚的运行示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明的技术方案进行详细描述。
如图1所示，本发明的智能调节Trombe墙包括热致色玻璃1、墙体2、第一软连接3、第二软连接4、第一伸缩杆5、第二伸缩杆6、温度计7、智能控制器8、空气流道9、上挡板10、下挡板11、上通风口12、下通风口13、曲柄连杆14。墙体2为普通墙体，方位为建筑物南墙。墙体2外侧间隔设置热致色玻璃1，热致色玻璃1随温度变化自动调节颜色，从而调节对太阳的反射率。热致色玻璃1内侧靠近下方的位置安装温度计7，温度计7采用T型热电偶，用以监测热致色玻璃1温度。热致色玻璃1和墙体2之间形成空气流道9。墙体2上开设上通风口12和下通风口13，上通风口12位于室内一侧上方设置上挡板10，上挡板10能够阻挡上通风口12的进出气流，具有良好的气密和保温性能。下通风口13位于室内一侧上方设置下挡板11，下挡板11能够阻挡下通风口13的进出气流，具有良好的气密和保温性能。智能控制器8控制上挡板10和下挡板11的开启和关闭。热致色玻璃1上端和墙体2之间铰接有第一伸缩杆5，具体铰接方式为，热致色玻璃1上端和第一伸缩杆5之间安装有曲柄连杆14，通过曲柄连杆14将第一伸缩杆5斜置，从而调整热致色玻璃1面向太空的位置。热致色玻璃1下端和墙体2之间连接第二伸缩杆6。第一伸缩杆5、第二伸缩杆6由镀锌钢套管组成，其可来回伸缩。智能控制器8控制第一伸缩杆5、第二伸缩杆6运动，从而调整热致色玻璃1两端与墙体2的间距以及热致色玻璃1立面面向太空的位置，以满足不同季节对温度的需求。第一伸缩杆5上套设第一软连接3，第二伸缩杆6上套设第二软连接4，第一软连接3、第二软连接4由防水、防晒、耐老化、气密性好的帆布组成。第一软连接3、第二软连接4的设置是为了解决伸缩杆、热致色玻璃及墙体之间的漏气问题。智能控制器8根据温度计7的测量温度，自动调节第一伸缩杆5、第二伸缩杆6长度，实现智能调节。智能控制器8安装在房间15内。
下面分冬日、冬夜、夏昼、夏夜四种情形分别对本方案的运行进行说明解释。
如图2所示，在冬季白天，打开上挡板10、下挡板11，通过智能控制器8将第二伸缩杆6伸长(第二软连接4会随之伸长)，通过曲柄连杆14将第一伸缩杆5斜置，白天太阳光照射到热致色玻璃1上，因为冬季室外气温较低，热致色玻璃1对太阳反射率降低，绝大多数太阳光能够透过热致色玻璃1进而加热空气流道9内的空气，少部分太阳光被反射回太空。空气流道9内热空气上升，在房间15内经过换热后冷却下沉，进而形成循环；同时墙体2也可以蓄热，达到给室内供暖的目的。图中虚线箭头表示气流方向。
如图3所示，在冬季夜晚，关闭上挡板10、下挡板11，通过智能控制器8，将第一伸缩杆5和第二伸缩杆6调至水平状态，达到最短水平长度。此时热致色玻璃1和墙体2之间存在静止的空气，而空气导热系数很小(101325Pa，20℃时，导热系数为0.0259W/(m·K))，阻挡了墙体2向室外环境的散热，从而起到给房间15保温的目的。图中曲线以及空气流道9内的斜线表示温降曲线。
如图4所示，在夏季白天，关闭上挡板10、下挡板11，通过智能控制器8，将第二伸缩杆6伸长，将第一伸缩杆5斜置。白天太阳光照射到热致色玻璃1上，因为夏季室外气温较高，热致色玻璃1对太阳反射率增大，绝大多数太阳光被热致色玻璃1反射回太空。同时热致色玻璃1和墙体2之前充满静止的空气，空气导热系数小，降低了外墙表面温度，进而起到减少进入房间15热量的目的。图中曲线以及空气流道9内的斜线表示温降曲线。
如图5所示，在夏季夜晚，通过智能控制器8，将第二伸缩杆6伸长，将第一伸缩杆5斜置。此时热致色玻璃1斜对太空，热致色玻璃1向太空散热，表面温度降低，进而冷却房间15内空气，相比于平行墙体2的安装方式，热致色玻璃1斜置时相对天空开阔度更大，能够和太空进行更多的辐射换热，热致色玻璃1被冷却。当热致色玻璃1表面温度低于室内房间15温度时，打开上挡板10、下挡板11，上通风口12的热空气被冷却下沉，从下通风口13进入室内，形成循环，进而起到给房间15降温的目的。图中虚线箭头表示气流方向。

Claims (6)

1.一种智能调节Trombe墙，其特征在于：包括热致色玻璃(1)、墙体(2)、智能控制器(8)，所述墙体(2)外侧间隔设置热致色玻璃(1)，热致色玻璃(1)和墙体(2)之间形成空气流道(9)；
所述墙体(2)上开设上通风口(12)和下通风口(13)，上通风口(12)、下通风口(13)位于室内一侧上方设置上挡板(10)、下挡板(11)；所述智能控制器(8)控制上挡板(10)和下挡板(11)的开启和关闭；
所述热致色玻璃(1)上端和墙体(2)之间铰接有第一伸缩杆(5)，热致色玻璃(1)下端和墙体(2)之间连接第二伸缩杆(6)；
所述智能控制器(8)控制第一伸缩杆(5)、第二伸缩杆(6)运动，从而调整热致色玻璃(1)两端与墙体(2)的间距以及热致色玻璃(1)立面面向太空的位置，以满足不同季节对温度的需求。
2.根据权利要求1所述的智能调节Trombe墙，其特征在于：所述热致色玻璃(1)随温度变化自动调节颜色，从而调节对太阳的反射率。
3.根据权利要求1所述的智能调节Trombe墙，其特征在于：所述热致色玻璃(1)内侧靠近下方的位置安装温度计(7)，用以监测热致色玻璃(1)温度。
4.根据权利要求3所述的智能调节Trombe墙，其特征在于：所述智能控制器(8)根据温度计(7)的测量温度，自动调节第一伸缩杆(5)、第二伸缩杆(6)长度。
5.根据权利要求1所述的智能调节Trombe墙，其特征在于：所述热致色玻璃(1)上端和第一伸缩杆(5)之间安装有曲柄连杆(14)，通过曲柄连杆(14)将第一伸缩杆(5)斜置，从而调整热致色玻璃(1)面向太空的位置。
6.根据权利要求1至5任一项所述的智能调节Trombe墙，其特征在于：所述第一伸缩杆(5)、第二伸缩杆(6)上套设软连接。
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