CN115682790A - 一种热管嵌入式相变控温墙体 - Google Patents
一种热管嵌入式相变控温墙体 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115682790A CN115682790A CN202211360018.3A CN202211360018A CN115682790A CN 115682790 A CN115682790 A CN 115682790A CN 202211360018 A CN202211360018 A CN 202211360018A CN 115682790 A CN115682790 A CN 115682790A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat pipe
- heat
- wall body
- phase change
- glass cover
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000008859 change Effects 0.000 title claims abstract description 43
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 45
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 claims description 13
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 8
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 6
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003570 air Substances 0.000 description 45
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Building Environments (AREA)
Abstract
本发明涉及建筑节能技术领域，具体是一种热管嵌入式相变控温墙体，包括设于墙体外的玻璃盖板，玻璃盖板与墙体合围形成热通道；玻璃盖板的顶端开设有第一风口，底端开设有第二风口；墙体置于玻璃盖板内的一侧的顶端开设有第三风口，底端开设有第四风口；墙体置于玻璃盖板内的一侧设有用于吸收并存储热通道内热量的相变装置；还包括有用于传输热量的热管，热管包括热管蒸发段和热管冷凝段，热管蒸发段嵌入相变装置内，热管冷凝段通过支架平行设置于屋顶；热管冷凝段上设置有用于向外辐射热量的辐射板。在夏季白天，热通道内温度升高时，相变装置能够吸收热通道内的热量，并通过热管和辐射板将热量传递至室外，有效减少室内冷负荷。
Description
技术领域
本发明涉及建筑节能技术领域，具体是一种热管嵌入式相变控温墙体。
背景技术
随着我国城镇化的不断发展，能源需求急剧增加，能源消耗带来的环境问题也日趋严重，节能减排已成为保证我国经济与社会健康、平稳发展的必然要求。在中国，建筑能耗占社会总能耗的40%以上，其中空调和采暖能耗约占建筑能耗的50%，建筑节能已经成为目前的焦点问题。
太阳能TROMBE墙作为一种典型的被动式太阳能利用形式，能够在冬季为室内提供采暖与通风，相关研究表明太阳能TROMBE墙的使用可以减少30%的建筑采暖能耗。
然而在炎热的夏季，室外温度高以及太阳辐射强度较大都会使TROMBE墙系统中的热通道内温度急剧升高，导致室内冷负荷的增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热管嵌入式相变控温墙体，能够在热通道内温度升高时吸收热通道内的热量，并将热量传递至室外，有效减少室内冷负荷。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种热管嵌入式相变控温墙体，包括：
设于墙体外的玻璃盖板，所述玻璃盖板与墙体合围形成热通道；所述玻璃盖板的顶端开设有第一风口，底端开设有第二风口；所述墙体置于所述玻璃盖板内的一侧的顶端开设有第三风口，底端开设有第四风口；所述墙体置于所述玻璃盖板内的一侧设有用于吸收并存储所述热通道内热量的相变装置；
还包括有用于传输热量的热管，所述热管包括热管蒸发段和热管冷凝段，所述热管蒸发段嵌入所述相变装置内，所述热管冷凝段通过支架平行设置于屋顶；所述热管冷凝段上设置有用于向外辐射热量的辐射板；当所述相变装置内的温度达到所述热管的启动温度时，所述热管蒸发段吸收所述相变装置内的热量后传输至所述热管冷凝段，并由所述辐射板向外辐射散出。
进一步的，所述玻璃盖板的内表面敷设有用于集热和光电转化的太阳能光伏板。
进一步的，还包括有罩设于所述辐射板外的密封罩、设于所述密封罩上的活动百叶以及用于控制所述活动百叶开启或关闭的控制绳；所述控制绳伸入室内以供人为控制所述活动百叶的开启或关闭。
进一步的，所述密封罩的外壁和所述活动百叶的外表面均涂抹有隔热涂层。
进一步的，所述相变装置和墙体的接触面上均涂抹有用于导热的导热硅脂；所述相变装置包括盒体和封装于所述盒体内的相变材料，所述盒体为铝制盒体，所述相变材料的相变温度为25℃~35℃，并保留有20%的膨胀体积。
进一步的，所述热管内填充有对应工质，所述热管的启动温度低于所述相变材料的相变温度。
进一步的，所述热管蒸发段和热管冷凝段为一体成型的L型结构。
进一步的，所述辐射板和热管冷凝段的接触面上均涂抹有用于导热的导热硅脂；所述辐射板为铝制辐射板，所述铝制辐射板的表面敷设有聚四氟乙烯薄膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所提供的热管嵌入式相变控温墙体通过相变装置吸收热通道内的热量，并通过热管和辐射板将该部分热量传递至室外，能够减少室内冷负荷，防止夏季过热；在传统的TROMBE墙上加入太阳能光伏板，能够将太阳能转化为电能；在辐射板上设置一带有可开闭活动百叶的密封罩，能够达到增加热管工作时长、减少夜间辐射板反向对流换热的作用，进而实现光、热、电能的多功能应用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种热管嵌入式相变控温墙体的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种热管嵌入式相变控温墙体的正视图；
图3为本发明实施例提供的一种热管嵌入式相变控温墙体的俯视图；
图4为本发明实施例提供的热管嵌入式相变控温墙体的活动百叶关闭示意图。
图中：1墙体、2相变装置、3玻璃盖板、4-1热管蒸发段、4-2热管冷凝段、5热通道、6太阳能光伏板、7密封罩、8支架、9辐射板、10第一风口、11第二风口、12第三风口、13第四风口、14活动百叶、15控制绳。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制，在不冲突的情况下，本专利实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本发明的一个实施例中，请参阅图1，一种热管嵌入式相变控温墙体，包括设于墙体1外的玻璃盖板3，玻璃盖板3为一开口朝向墙体1的长方体结构，玻璃盖板3通过螺丝和玻璃胶固定于墙体1外侧，玻璃盖板3与墙体1合围形成热通道5；玻璃盖板3的顶端开设有第一风口10，底端开设有第二风口11；墙体1置于玻璃盖板3内的一侧的顶端开设有第三风口12，底端开设有第四风口13；热通道5内的空气通过第一风口10和第二风口11与外界的空气进行交互循环，通过第三风口12和第四风口13与室内的空气进行交互循环；墙体1置于玻璃盖板3内的一侧设有用于吸收并存储热通道5内热量的相变装置2，相变装置2通过强力胶固定于墙体1上，相变装置2和墙体1的接触面上均涂抹有用于导热的导热硅脂；相变装置2包括盒体和封装于盒体内的相变材料，盒体为铝制盒体，相变材料的相变温度为25℃~35℃，并保留有20%的膨胀体积；如图2、图3所示，还包括有用于传输热量的热管，热管包括热管蒸发段4-1和热管冷凝段4-2，热管蒸发段4-1的一端穿过玻璃盖板3插入相变装置2内，另一端与热管冷凝段4-2连接；热管冷凝段4-2设于玻璃盖板3外，并通过支架8平行设置于屋顶；当相变装置2内的温度达到热管的启动温度时，热管蒸发段4-1吸收相变装置2内的热量并将热量传输至热管冷凝段4-2；热管蒸发段4-1和热管冷凝段4-2为一体成型的L型结构，热管蒸发段4-1的长度为0.5米，热管冷凝段4-2的长度为0.4米，热管蒸发段4-1插入相变装置2内的长度为0.4米；热管内填充有对应工质，热管的启动温度低于相变材料的相变温度；如图1所示，还包括有用于向外辐射热量的辐射板9，辐射板9通过强力胶固定于热管冷凝段4-2上，热管冷凝段4-2内的热量传递给辐射板9后，由辐射板9向外辐射散出；辐射板9和热管冷凝段4-2的接触面上均涂抹有用于导热的导热硅脂；辐射板9为铝制辐射板，铝制辐射板的表面敷设有聚四氟乙烯薄膜，铝制辐射板的尺寸为400mm×600mm×2mm。
本实施例中，在冬季白天，关闭第一风口10和第二风口11，打开第三风口12和第四风口13，此时，热通道5内的空气被太阳辐射加热，在热压作用下，热通道5内被加热的高温空气从第三风口12进入室内，室内的低温空气从第四风口13进入热通道5内，进而达到给室内供暖的效果；同时，热通道5内的一部分的热量通过相变装置2储存于相变材料内。在冬季夜间，关闭第一风口10、第二风口11、第三风口12和第四风口13，此时，热通道5内的空气温度降低，相变装置2在夜间释放热量，能够减缓热通道5内空气的降温速率，进而减少室内热量向外界的流失，起到保暖效果。在夏季白天，打开第一风口10和第二风口11，关闭第三风口12和第四风口13，此时，热通道5内的空气在阳光的照射下处于高温状态，部分热量通过第一风口10排至室外，降低了热通道5内空气的温度；部分热量传入相变装置2中，以潜热形式储存在相变材料内；随着热量的增加，相变材料全部液化，热管蒸发段4-1温度升高，热管启动，热量通过热管冷凝段4-2传至辐射板9，辐射板9与室外环境进行对流换热，能够有效减少室内冷负荷。在夏季夜间，热管冷凝段4-2的温度明显低于白天时对应温度，此时热管启动，相变装置2内的热量通过热管传至辐射板9，辐射板9以辐射换热方式向夜空辐射散热，同时与周围环境也进行对流换热，相变装置2散热量明显高于白天，加快了相变材料夜间的冷却速率，能够有效将热通道5内的热量散出。
本发明的一个实施例中，请参阅图1，玻璃盖板3的内表面敷设有用于集热和光电转化的太阳能光伏板6；还包括有罩设于辐射板9外的密封罩7、设于密封罩7上的活动百叶14以及用于控制活动百叶14开启或关闭的控制绳15；如图4所示，控制绳15伸入室内以供人为控制活动百叶14的开启或关闭；密封罩7的外壁和活动百叶14的外表面均涂抹有隔热涂层。
本实施例中，太阳能光伏板6吸收太阳能后能够将吸收的太阳能转化为电能；当热管冷凝段4-2的温度高于热管蒸发段4-1的温度时，热管不工作，经过实验测试测得，热管冷凝段4-2的温度高于热管蒸发段4-1的温度的时间通常为早上7:30至下午15:30，因此在白天时间段内，通过室内人员手动控制关闭活动百叶14，通过隔热涂层在该时间段内反射太阳光，以降低热管冷凝段4-2的温度，能够增加热管的工作时长。傍晚开始，打开活动百叶14，辐射板9开始与天空进行辐射换热，由于夜间辐射板9的温度低于其周围空气的温度，会出现辐射板9从周围空气吸收热量的情况，此时位于辐射板9四周的密封罩7能够有效减少夜间的对流换热量。在冬季白天，关闭第一风口10和第二风口11，打开第三风口12和第四风口13，关闭活动百叶14，此时，热管不启动，热管蒸发段4-1储存热量，能够增加供热稳定性，进一步延长供热时间；热管冷凝段4-2吸收热量，能够提高屋顶的保温性能；当室内温度偏高时，开启活动百叶14，部分热量通过热管传递至辐射板9并传至室外，能够调节室内的热量，实现室内温度可控。在冬季夜间，关闭第一风口10和第二风口11，关闭第三风口12和第四风口13，关闭活动百叶14，此时，活动百叶14上低反射率的隔热保温叶片朝外，能够提高屋顶的保温性能，延长相变装置2的供热时间，增强墙体1的保温性能；热管蒸发段4-1和热管冷凝段4-2蓄热量进一步增加，能够提高室内温度的可控性。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (8)
1.一种热管嵌入式相变控温墙体，其特征在于，包括：
设于墙体（1）外的玻璃盖板（3），所述玻璃盖板（3）与墙体（1）合围形成热通道（5）；所述玻璃盖板（3）的顶端开设有第一风口（10），底端开设有第二风口（11）；所述墙体（1）置于所述玻璃盖板（3）内的一侧的顶端开设有第三风口（12），底端开设有第四风口（13）；所述墙体（1）置于所述玻璃盖板（3）内的一侧设有用于吸收并存储所述热通道（5）内热量的相变装置（2）；
还包括有用于传输热量的热管，所述热管包括热管蒸发段（4-1）和热管冷凝段（4-2），所述热管蒸发段（4-1）嵌入所述相变装置（2）内，所述热管冷凝段（4-2）通过支架（8）平行设置于屋顶；所述热管冷凝段（4-2）上设置有用于向外辐射热量的辐射板（9）；当所述相变装置（2）内的温度达到所述热管的启动温度时，所述热管蒸发段（4-1）吸收所述相变装置（2）内的热量后传输至所述热管冷凝段（4-2），并由所述辐射板（9）向外辐射散出。
2.根据权利要求1所述的热管嵌入式相变控温墙体，其特征在于，所述玻璃盖板（3）的内表面敷设有用于集热和光电转化的太阳能光伏板（6）。
3.根据权利要求1所述的热管嵌入式相变控温墙体，其特征在于，还包括有罩设于所述辐射板（9）外的密封罩（7）、设于所述密封罩（7）上的活动百叶（14）以及用于控制所述活动百叶（14）开启或关闭的控制绳（15）；所述控制绳（15）伸入室内以供人为控制所述活动百叶（14）的开启或关闭。
4.根据权利要求3所述的热管嵌入式相变控温墙体，其特征在于，所述密封罩（7）的外壁和所述活动百叶（14）的外表面均涂抹有隔热涂层。
5.根据权利要求1所述的热管嵌入式相变控温墙体，其特征在于，所述相变装置（2）和墙体（1）的接触面上均涂抹有用于导热的导热硅脂；所述相变装置（2）包括盒体和封装于所述盒体内的相变材料，所述盒体为铝制盒体，所述相变材料的相变温度为25℃~35℃，并保留有20%的膨胀体积。
6.根据权利要求5所述的热管嵌入式相变控温墙体，其特征在于，所述热管内填充有对应工质，所述热管的启动温度低于所述相变材料的相变温度。
7.根据权利要求1所述的热管嵌入式相变控温墙体，其特征在于，所述热管蒸发段（4-1）和热管冷凝段（4-2）为一体成型的L型结构。
8.根据权利要求1所述的热管嵌入式相变控温墙体，其特征在于，所述辐射板（9）和热管冷凝段（4-2）的接触面上均涂抹有用于导热的导热硅脂；所述辐射板（9）为铝制辐射板，所述铝制辐射板的表面敷设有聚四氟乙烯薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211360018.3A CN115682790A (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 一种热管嵌入式相变控温墙体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211360018.3A CN115682790A (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 一种热管嵌入式相变控温墙体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115682790A true CN115682790A (zh) | 2023-02-03 |
Family
ID=85048341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211360018.3A Pending CN115682790A (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 一种热管嵌入式相变控温墙体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115682790A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116575606A (zh) * | 2023-07-13 | 2023-08-11 | 广东金信华建设工程有限公司 | 一种绿色建筑墙体结构和绿色建筑 |
-
2022
- 2022-11-02 CN CN202211360018.3A patent/CN115682790A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116575606A (zh) * | 2023-07-13 | 2023-08-11 | 广东金信华建设工程有限公司 | 一种绿色建筑墙体结构和绿色建筑 |
| CN116575606B (zh) * | 2023-07-13 | 2023-09-12 | 广东金信华建设工程有限公司 | 一种绿色建筑墙体结构和绿色建筑 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112880074B (zh) | 基于相变蓄能的主动冷却与太阳能混合通风、光伏耦合一体化系统及智能控制 | |
| CN103790244B (zh) | 一种太阳能集热和辐射制冷综合应用的特隆布墙 | |
| WO2008025849A2 (en) | A solar air system with a heat pump | |
| CN111623540B (zh) | 一种适用于建筑的多热源间接式pvt热泵系统及其运行方法 | |
| CN113374118A (zh) | 一种基于主被动调节技术的新型相变节能墙体 | |
| CN110331801B (zh) | 光伏光热蓄热双层呼吸幕墙 | |
| CN217441871U (zh) | 一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统 | |
| CN115682790A (zh) | 一种热管嵌入式相变控温墙体 | |
| CN215166831U (zh) | 一种基于主被动调节技术的新型相变节能墙体 | |
| CN209145057U (zh) | 一种太阳能室温调节墙体 | |
| CN104807206A (zh) | 严寒地区太阳能光伏光热一体化集成系统 | |
| CN113338475A (zh) | 具有动态隔热保温功能的呼吸式光伏相变复合墙体 | |
| CN103807909A (zh) | 一种新型分布式太阳能相变蓄能供暖装置及方法 | |
| CN109737486A (zh) | 一种集热蓄热墙和空气水集热器的组合供暖系统 | |
| CN113405147A (zh) | 蓄热被动式太阳房 | |
| WO2023056861A1 (zh) | 被动式相变蓄能阳光间与空气源热泵耦合供热系统 | |
| CN210463651U (zh) | 光伏发电冷热能回收利用装置 | |
| CN106677332A (zh) | 一种太阳房 | |
| CN215295114U (zh) | 蓄热被动式太阳房 | |
| CN113819545B (zh) | 一种墙体 | |
| CN213980489U (zh) | 一种双层保温及降温的采光玻璃窗 | |
| CN211735893U (zh) | 一种双排百叶帘片集热墙装置 | |
| Zheng et al. | Research on heat transfer mechanism and performance of a novel adaptive enclosure structure based on micro-channel heat pipe | |
| CN110924561A (zh) | 一种双排百叶帘片集热墙装置及使用方法 | |
| CN219713468U (zh) | 一种相变肠太阳能供暖系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |