CN206310579U - 一种被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统包括空气集热机构和热水集热机构，空气集热机构包括集热墙和第一玻璃窗，集热墙的外表面覆设有吸热层，第一玻璃窗、外墙和集热墙围成空气腔，外墙上设置的出风口和回风口上分别安装有风阀；热水集热机构包括太阳能真空管集热器、保温水箱和第二玻璃窗，第二玻璃窗和外墙围成安装腔，太阳能真空管集热器和保温水箱安装在安装腔内，保温水箱由太阳能真空管集热器供热，外墙上安装有与保温水箱相通的出水管和进水管，出水管和进水管分别与室内给水系统相通；该系统结构简单、节能环保、成本低、使用寿命长，兼具空气调节和热水集热功能，可实现对太阳能的高效利用，便于推广应用。

Description

一种被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统

技术领域

本实用新型涉及一种被动式太阳能建筑的集热装置，具体是一种被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统。

背景技术

被动式太阳能建筑，是指通过建筑朝向的合理选择和周围环境的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理以及建筑材料和结构、构造的恰当选择，使建筑物在冬季能集取、蓄存并分布太阳能，从而解决建筑物的采暖问题，同时夏季通过采取遮阳等措施又能遮蔽太阳辐射，及时地疏散室内热量，从而解决建筑物的降温问题，但存在的问题是太阳能资源未能得到合理利用。被动式太阳能建筑的传统集热方式有多种，包括直接受益式、集热蓄热式、对流环路等，但均为空气调节，热媒介单一，利用率不高。

太阳能热水器，是将太阳光能转化为热能的装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用需要。传统的太阳能热水器必须安装在屋顶上，仅依靠有限的屋顶面积不足以满足每家每户的需求，尤其用地紧张的城市基本均为中高层建筑，屋顶设备多，传统的热水器安装数量更是有限，而且影响建筑美观（越是高档住宅区越明显），还容易损坏屋顶防水层。此外，传统的太阳能热水器由于暴露在室外，容易被损坏并受冰冻、雷击、积尘等不良影响，需要定时维护保养。而现有的墙体嵌入式太阳能热水器，虽然能够利用墙体空间集热，在一定程度上可提高太阳能的利用率，但墙面构造复杂、多冷桥，不利于墙体节能，且仅为热水系统的利用，无空气调节功能，不能获得较好的室内热环境。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单、节能环保、成本低、使用寿命长的被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统，其兼具空气调节和热水集热功能，可实现对太阳能的高效利用，便于推广应用。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统，包括安装于被动式太阳能建筑的外墙的空气集热机构和热水集热机构，所述的空气集热机构包括集热墙和第一玻璃窗，所述的集热墙与所述的外墙一体设置，所述的集热墙的外表面覆设有吸热层，所述的第一玻璃窗安装在所述的外墙的外侧，所述的第一玻璃窗正对所述的吸热层，所述的第一玻璃窗、外墙和集热墙围成空气腔，所述的外墙上设置有与所述的空气腔相通的朝向室内的出风口和回风口，所述的出风口位于所述的回风口的上方，所述的出风口和所述的回风口上分别安装有风阀；所述的热水集热机构包括太阳能真空管集热器、保温水箱和第二玻璃窗，所述的第二玻璃窗安装在所述的外墙的外侧，所述的第二玻璃窗和外墙围成安装腔，所述的太阳能真空管集热器和所述的保温水箱安装在所述的安装腔内，所述的太阳能真空管集热器位于所述的保温水箱的外侧，所述的保温水箱由所述的太阳能真空管集热器供热，所述的第二玻璃窗正对所述的太阳能真空管集热器，所述的外墙上安装有与所述的保温水箱相通的朝向室内的出水管和进水管，所述的出水管和所述的进水管分别与室内给水系统相通。

本实用新型被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统安装在有太阳光入射的外墙上。工作时，集热墙上的吸热层吸热，加热空气腔，安装在出风口和回风口上的风阀打开时，室内冷空气自回风口进入空气腔被加热，同时热空气自出风口流向室内，如此循环，向室内供热，实现室内空气集热和调节作用，完成被动式太阳能建筑的采暖；在实现空气集热功能的同时，开启热水集热机构，来自室内给水系统的冷水自进水管进入保温水箱，太阳能真空管集热器吸收太阳光热量并向保温水箱供热，保温水箱内的水被加热，加热后的热水可经出水管流入室内给水系统，实现热水集热功能，满足室内热水使用需要。冬季时节可以同时开启空气集热机构和热水集热机构，在不需要空气集热的夏季时节可以关闭回风口和出风口上的风阀，仅开启热水集热机构。本实用新型被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统结构简单、节能环保、成本低、使用寿命长，兼具空气调节和热水集热功能，可充分利用大面积的外墙面积，实现对太阳能的高效利用，便于推广应用。

作为优选，所述的吸热层为厚度100～300mm的无光黑色油漆层。

作为优选，所述的第一玻璃窗和所述的第二玻璃窗均为高透光玻璃窗。进一步地，所述的高透光玻璃窗为反射率1%、透光率90%、厚度8～15mm的高透光玻璃窗，以确保系统对太阳能的利用率。

作为优选，所述的空气腔和所述的安装腔相通，所述的第一玻璃窗和所述的第二玻璃窗一体设置，以使系统结构更紧凑，便于系统的安装和维护。

作为优选，所述的回风口的面积是所述的出风口的面积的1.2～1.8倍，以提高并保证出风效率，确保室内空气调节效果。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型提供的被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统，结构简单、节能环保、成本低、使用寿命长。安装使用后，冬季时节可以同时开启空气集热机构和热水集热机构，在不需要空气集热的夏季时节可以关闭回风口和出风口上的风阀，仅开启热水集热机构。该系统兼具空气调节和热水集热功能，可充分利用大面积的外墙面积，实现对太阳能的高效利用，便于推广应用。

附图说明

图1为实施例中被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统的正面结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为图1中B-B剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1的被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统，如图所示，包括安装于被动式太阳能建筑的外墙3的空气集热机构和热水集热机构，空气集热机构包括集热墙12和第一玻璃窗11，集热墙12与外墙3一体设置，集热墙12的外表面覆设有吸热层13，第一玻璃窗11安装在外墙3的外侧，第一玻璃窗11正对吸热层13，第一玻璃窗11、外墙3和集热墙12围成空气腔14，外墙3上设置有与空气腔14相通的朝向室内（即图2和图3中的外墙右侧）的出风口31和回风口32，回风口32的面积是出风口31的面积的1.6倍，出风口31位于回风口32的上方，出风口31和回风口32上分别安装有风阀（图中未示出）；热水集热机构包括太阳能真空管集热器22、保温水箱23和第二玻璃窗21，第二玻璃窗21安装在外墙3的外侧，第二玻璃窗21和外墙3围成安装腔24，太阳能真空管集热器22和保温水箱23安装在安装腔24内，太阳能真空管集热器22位于保温水箱23的外侧，保温水箱23由太阳能真空管集热器22供热，第二玻璃窗21正对太阳能真空管集热器22，外墙3上安装有与保温水箱23相通的朝向室内的出水管33和进水管34，出水管33和进水管34分别与室内给水系统（图中未示出）相通；第一玻璃窗11和第二玻璃窗21均为高透光玻璃窗。

实施例2的被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统，如图所示，包括安装于被动式太阳能建筑的外墙3的空气集热机构和热水集热机构，空气集热机构包括集热墙12和第一玻璃窗11，集热墙12与外墙3一体设置，集热墙12的外表面覆设有吸热层13，吸热层13为厚度200mm的无光黑色油漆层，第一玻璃窗11安装在外墙3的外侧，第一玻璃窗11正对吸热层13，第一玻璃窗11、外墙3和集热墙12围成空气腔14，外墙3上设置有与空气腔14相通的朝向室内（即图2和图3中的外墙右侧）的出风口31和回风口32，回风口32的面积是出风口31的面积的1.5倍，出风口31位于回风口32的上方，出风口31和回风口32上分别安装有风阀（图中未示出）；热水集热机构包括太阳能真空管集热器22、保温水箱23和第二玻璃窗21，第二玻璃窗21安装在外墙3的外侧，第二玻璃窗21和外墙3围成安装腔24，太阳能真空管集热器22和保温水箱23安装在安装腔24内，太阳能真空管集热器22位于保温水箱23的外侧，保温水箱23由太阳能真空管集热器22供热，第二玻璃窗21正对太阳能真空管集热器22，外墙3上安装有与保温水箱23相通的朝向室内的出水管33和进水管34，出水管33和进水管34分别与室内给水系统（图中未示出）相通；第一玻璃窗11和第二玻璃窗21均为反射率1%、透光率90%、厚度10mm的高透光玻璃窗，空气腔14和安装腔24相通，第一玻璃窗11和第二玻璃窗21一体设置，即第一玻璃窗11和第二玻璃窗21实为同一块玻璃，此时空气集热机构和热水集热机构毗邻，可使系统结构更紧凑，便于安装和维护。

上述空气集热和热水集热一体化系统安装在有太阳光入射的外墙3上，太阳能真空管集热器22和保温水箱23集成安装于外墙3上的安装腔24内，可有效保护太阳能真空管集热器22和保温水箱23，避免损坏，太阳能真空管集热器22向保温水箱23供热的供热方式可采用现有技术。

工作时，集热墙12上的吸热层13吸热，加热空气腔14，在出风口31和回风口32上的风阀打开时，室内冷空气自回风口32进入空气腔14被加热，同时热空气自出风口31流向室内，如此循环，向室内供热，实现室内空气集热和调节作用，完成被动式太阳能建筑的采暖；在实现空气集热功能的同时，开启热水集热机构，来自室内给水系统的冷水自进水管34进入保温水箱23，太阳能真空管集热器22吸收太阳光热量并向保温水箱23供热，保温水箱23内的水被加热，加热后的热水可经出水管33流入室内给水系统，实现热水集热功能，满足室内热水使用需要。冬季时节可以同时开启空气集热机构和热水集热机构，在不需要空气集热的夏季时节可以关闭回风口32和出风口31上的风阀，仅开启热水集热机构。

Claims (6)

1.一种被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统，其特征在于：包括安装于被动式太阳能建筑的外墙的空气集热机构和热水集热机构，所述的空气集热机构包括集热墙和第一玻璃窗，所述的集热墙与所述的外墙一体设置，所述的集热墙的外表面覆设有吸热层，所述的第一玻璃窗安装在所述的外墙的外侧，所述的第一玻璃窗正对所述的吸热层，所述的第一玻璃窗、外墙和集热墙围成空气腔，所述的外墙上设置有与所述的空气腔相通的朝向室内的出风口和回风口，所述的出风口位于所述的回风口的上方，所述的出风口和所述的回风口上分别安装有风阀；所述的热水集热机构包括太阳能真空管集热器、保温水箱和第二玻璃窗，所述的第二玻璃窗安装在所述的外墙的外侧，所述的第二玻璃窗和外墙围成安装腔，所述的太阳能真空管集热器和所述的保温水箱安装在所述的安装腔内，所述的太阳能真空管集热器位于所述的保温水箱的外侧，所述的保温水箱由所述的太阳能真空管集热器供热，所述的第二玻璃窗正对所述的太阳能真空管集热器，所述的外墙上安装有与所述的保温水箱相通的朝向室内的出水管和进水管，所述的出水管和所述的进水管分别与室内给水系统相通。

2.根据权利要求1所述的一种被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统，其特征在于：所述的吸热层为厚度100～300mm的无光黑色油漆层。

3.根据权利要求1所述的一种被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统，其特征在于：所述的第一玻璃窗和所述的第二玻璃窗均为高透光玻璃窗。

4.根据权利要求3所述的一种被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统，其特征在于：所述的高透光玻璃窗为反射率1%、透光率90%、厚度8～15mm的高透光玻璃窗。

5.根据权利要求1所述的一种被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统，其特征在于：所述的空气腔和所述的安装腔相通，所述的第一玻璃窗和所述的第二玻璃窗一体设置。

6.根据权利要求1所述的一种被动式太阳能建筑的空气集热和热水集热一体化系统，其特征在于：所述的回风口的面积是所述的出风口的面积的1.2～1.8倍。