CN208458079U - 一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统。包括透明蜂窝结构及透明盖板、表面镀有选择性吸收材料的波纹板、蓄热单元、风机、风口、墙体、保温绝热结构、遮光卷帘、空气夹层，蓄热单元夹于表面镀有选择性吸收材料的波纹板和与墙体相接的保温绝热结构之间，墙体上设置风口和风机。透明蜂窝结构及透明盖板上设置新风口。在一年四季可采取不同的运行策略，可实现冬季时向室内供热，夏季时减缓室内过热，需要通风时可自然通风，提高了室内舒适度。还可实现灵活转换“集热”与“蓄热”的功能。该系统具有结构合理，节能环保，应用领域广的特点，在太阳能建筑中有着广泛的应用前景和推广价值。

Description

一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统

技术领域

本实用新型属于建筑类的太阳能利用技术领域，具体涉及一种太阳能集热蓄热墙结 构，及其采暖通风系统的运行控制。

背景技术

随着社会的飞速发展，我国的能源利用问题日益显现，与发达国家相比，我国在能源利用方面比较落后，效率偏低。我国每年在建筑方面造成的能源浪费是比较严重的，随着我国人口不断增加和人民生活水平不断提高，建筑行业每年的能源消耗在逐渐增加，对能源 造成了非常大的浪费。要解决这些问题，调整能源结构是一个有效的方法，大量使用清洁能 源是其有效的途径。太阳能就是清洁能源的一种。

但在太阳能的利用上有其局限性，如太阳能的使用受天气和时间的影响，它不能不 间断的连续使用很长时间，且我国各地的太阳辐射强度不一，所以在太阳能利用方面，研究 的重点是优化太阳能的收集和储存。太阳能集热蓄热墙就是在建筑方面利用太阳能的一种有 效方式，但传统的太阳能集热蓄热墙会出现室内温度随室外温度波动大或夏季过热的现象， 也较少考虑室内环境的热舒适问题。

实用新型内容

针对传统太阳能集热蓄热墙的一些问题，本实用新型对传统集热蓄热墙做了改进。 提出了一种新型的太阳能集热蓄热墙采暖通风系统，该系统提高了集热蓄热墙的集热和蓄热 效率，延长集热蓄热墙的使用时间，还可以使被加热的空气直接送入室内人员工作区，提高 了室内环境的热舒适度。

本实用新型的技术方案：本系统使用透明的蜂窝结构替代传统使用的玻璃板，采用 了表面镀有选择性吸收材料的波纹板，并在集热蓄热墙中使用保温绝热结构。透明蜂窝结构 和透明盖板之间没有空隙，透明盖板内侧与波纹板之间为空气夹层，保温绝热结构与建筑外 墙体和空气夹层外框架相接，蓄热单元夹于波纹板和与墙体相接的保温绝热结构之间，墙体 上部设置一个上部风口，下部设置一个下部风口和一个风机，透明蜂窝结构及透明盖板上部 设置一个新风口。上部风口和新风口处设置风门，下部风口、风机处设置百叶型风口，新风 口处设置过滤装置。在空气夹层处设置遮光卷帘。波纹板为金属材质。蓄热单元是在金属薄 板盒内封装相变蓄热材料的单元，形状为圆柱体。透明蜂窝结构由透明材料制成，形状包含 但不仅限于六边形、四边形、圆形。透明盖板由透明材料制成。所述集热蓄热墙优先设置在 建筑南墙，也可设置在建筑东墙或西墙，多数情况下，墙体类型为窗间墙，尺寸根据实际墙 体面积确定。

本实用新型的有益效果：结构合理，节能环保。可用于旧建筑的改造或新建筑的建造。该系统使用透明蜂窝结构替代传统使用的玻璃板通过减少散热提高了集热蓄热墙的保温 效果，并使用表面镀有选择性吸收材料的波纹板来加强吸收太阳辐射，使用蓄热单元来蓄积 还未使用的能量，采用保温绝热结构使热量尽可能多的蓄在相变蓄热材料中，该系统提高了 集热蓄热墙的集热和蓄热效率。在空气夹层处加入遮光卷帘可有效防止夏季波纹板吸收过多 的热量造成夏季室内的过热。加入风机和百叶型风口可以使空气精准送入室内工作区，也可 使该系统用于高大建筑。该结构拓宽了该墙采暖系统的应用领域。该系统还可根据实际需求， 自行控制风口开闭，灵活切换使用模式。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型安装后建筑外立面图。

图3为本实用新型建筑内部风口位置图。

图4为本实用新型所述透明蜂窝结构示意图。

图5为本实用新型冬季开风机无新风采暖模式运行图。

图6为本实用新型冬季自然通风采暖模式运行图。

图7为本实用新型冬季全新风采暖模式运行图。

图8为本实用新型冬季新风加回风采暖模式运行图。

图9为本实用新型夏季模式运行图。

图10为本实用新型通风模式运行图。

图中：1.透明蜂窝结构 2.透明盖板 3.表面镀有选择性吸收材料的波纹板 4.蓄热单元 5.下部风口/风机(带风门)(5-1.风机5-2.下部风口) 6.上部风口(带风门) 7.墙体 8.保温 绝热结构 9.遮光卷帘 10.新风口(带风门) 11.室外进风口 12.空气夹层 13.窗户

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

本实用新型总的构思是：以集热蓄热墙，太阳墙，太阳能集热器的基本原理为基础， 综合三者优势，对比传统太阳能集热蓄热墙，优化了墙体性能。本实用新型提供的采暖通风 系统能达到利用太阳能强化室内自然通风，冬季供暖的功能。为详细说明本实用新型的技术 内容以及构造的目的，下面结合附图具体介绍。

由图1可知，本实用新型提供的集热蓄热墙采暖通风系统由透光部分、空气夹层部分、吸收部分、蓄热部分、墙体部分和送风部分组成。透光部分由透明盖板2和透明蜂窝结构1组成，既可透光，又可有效减少散热，对空气夹层12的空气起到保温的作用。空气夹层部分由空气夹层12组成，它是空气流通的通道，周围设有框架。吸收部分由表面镀有选择性吸收材料的波纹板3组成，该吸收材料可有效吸收太阳能，波纹板3为横置，波纹板3能增 强吸收部分对太阳辐射的吸收，波纹板3的材质为金属材质，来使其导热系数尽可能大。蓄 热部分由蓄热单元4组成，蓄热单元4内部填充相变蓄热材料，形状为圆柱体，设置方向为 横置，并且与波纹板3相接，其大小与波纹板3结构尺寸相关。墙体部分由墙体7、遮光卷 帘9和保温绝热结构8组成，墙体7为一般建筑物外墙，保温绝热结构8设置在蓄热单元4 和墙体7之间及空气夹层12和空气夹层的框架之间，可阻止蓄热材料的热量通过墙体7和空 气夹层框架流失。遮光卷帘9在夏季使用，可有效防止太阳光在夏季入射在吸收部分，减少 热量的吸收。送风部分由风机5-1、下部风口5-2(均带风门)、上部风口6(带风门)新风口 10(带风门)、室外进风口11组成，可根据不同使用模式设置不同的开闭方式。

由图2、图3可知该墙体具体安装位置和风口的大体位置设置，该实用新型一般安装 在建筑南向外墙体上，也可根据实际情况安装在东向或西向外墙体上，由于建筑墙体上一般 会安装窗户13，所以该墙体设置在建筑的窗间墙上。风口的设置为：在透明蜂窝结构1、透 明盖板2的上部设置新风口10，并附带风门和过滤装置。建筑墙体7上部设置一个上部风口 6，下部设置一个下部风口5-2和一个风机5-1。上部风口6处设置风门，下部风口5-2、风机 5-1处设置百叶型风口。风口的具体尺寸和位置根据实际建筑物情况来确定。

由图4可知该实用新型所述透明蜂窝结构，采用透明材料制成，可透光，上下使用透明盖板封住，防止热对流。蜂窝的形状为多边形，如图中所示的六边形结构或未示出的正四边形、圆形等结构。其具体使用的结构参数根据实际安装的建筑的情况来确定。

由图5可知冬季开风机无新风采暖时的工作流程为：此模式下打开上部风口6、风机 5-1，关闭下部风口5-2、新风口10、室外进风口11。室内待加热的空气由于风机的抽吸作用 从上部风口6进入空气夹层12中，阳光透过透明蜂窝结构1、透明盖板2，照射到波纹板3，使波纹板吸收热量，该热量加热送入空气夹层12内的空气后，被加热的空气再通过风机5-1被送入室内，提高室内温度。加热空气夹层12时也会将热量蓄积在蓄热单元4中，可在太阳光不充足时使用。

由图6可知冬季自然通风采暖时的工作流程为：此模式下打开上部风口6、下部风口 5-2，关闭风机5-1、新风口10、室外进风口11。室内待加热的空气由于自然通风作用由下部 风口5-2进入空气夹层12中，阳光透过透明蜂窝结构1、透明盖板2，照射到波纹板3，使波纹板吸收热量，该热量加热送入空气夹层12内的空气后，被加热的空气再通过自然通风作用 从上部风口6被送入室内，提高室内温度。加热空气夹层12时也会将热量蓄积在蓄热单元4 中，可在太阳光不充足时使用。

由图7可知冬季全新风采暖时的工作流程为：此模式下打开新风口10、风机5-1，关闭上部风口6、室外进风口11、下部风口5-2。室外待加热的空气由于风机的抽吸作用从新风口10进入空气夹层12中，阳光透过透明蜂窝结构1、透明盖板2，照射到波纹板3，使波纹 板吸收热量，该热量加热送入空气夹层12内的空气后，被加热的空气再通过风机5-1被送入室内，提高室内温度。加热空气夹层12时也会将热量蓄积在蓄热单元4中，可在太阳光不充足时使用。

由图8可知冬季新风加回风采暖时的工作流程为；此模式下打开新风口10、上部风口6、风机5-1，关闭室外进风口11、下部风口5-2。室外和室内待加热的空气由于风机的抽吸作用分别从新风口10和上部风口6进入空气夹层12中，阳光透过透明蜂窝结构1、透明 盖板2，照射到波纹板3，使波纹板吸收热量，该热量加热送入空气夹层12内的空气后，被 加热的空气再通过风机5-1被送入室内，提高室内温度。加热空气夹层12时也会将热量蓄积 在蓄热单元4中，可在太阳光不充足时使用。

由图9可知夏季时，白天为防止室内过热，关闭所有风口，放下遮光卷帘9，遮挡太阳辐射照射到波纹板上。夜晚室外温度较低，室外的部分冷量会蓄到蓄热单元4中，在夏季室内需要冷量时，可打开风机5-1、上部风口6，关闭室外进风口11，室内待冷却的空气通过风机5-1的抽吸作用从上部风口6进入空气夹层12中进行冷却，冷却后的空气通过风机5-1送入室内，降低室内温度。

由图10可知通风模式运行的工作流程为：此模式下打开新风口10、室外进风口11、下部风口5-2，关闭上部风口6、风机5-1。阳光透过透明蜂窝结构1、透明盖板2，照射到波 纹板3，使波纹板吸收热量，该热量用于加热送入空气夹层12内的空气，室内待通风的空气 由于自然通风作用通过空气夹层12从新风口10送出室外，提高室内舒适性。用于通风作用 加热空气夹层12时热量也会蓄积在蓄热单元4中，可在太阳光不充足时使用，同时蓄热单元 4和保温绝热结构8也起到了阻止室外热量进入室内的作用。

上述结合附图进行说明的具体内容只是较佳的实施案例，并非构成对本实用新型保 护范围的限制，在本实用新型提供的一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统的基础上，不 需付出创造性劳动而做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统，主要由透明蜂窝结构(1)及透明盖板(2)、表面镀有选择性吸收材料的波纹板(3)、蓄热单元(4)、墙体(7)、保温绝热结构(8)组成，其特征在于：所述透明盖板(2)内侧与所述表面镀有选择性吸收材料的波纹板(3)之间为空气夹层(12)，所述保温绝热结构(8)与建筑外墙体(7)和空气夹层外框架相接，所述蓄热单元(4)夹于表面镀有选择性吸收材料的波纹板(3)和与墙体相接的保温绝热结构(8)之间，所述墙体(7)上设置上部风口(6)、风机(5-1)和下部风口(5-2)，所述透明蜂窝结构(1)及透明盖板(2)之间没有空隙，所述透明蜂窝结构(1)及透明盖板(2)上设置新风口(10)。

2.根据权利要求1所述的一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统，其特征在于：所述墙体(7)的上部设置一个上部风口(6)，下部设置一个风机(5-1)和一个下部风口(5-2)，所述透明蜂窝结构(1)及透明盖板(2)的上部设置一个新风口(10)。

3.根据权利要求1所述的一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统，其特征在于：所述的上部风口(6)和新风口(10)处设置风门，下部风口(5-2)、风机(5-1)处设置百叶型风口，新风口(10)处设置过滤装置。

4.根据权利要求1所述的一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统，其特征在于：所述的空气夹层(12)处设置遮光卷帘(9)。

5.根据权利要求1所述的一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统，其特征在于：所述的表面镀有选择性吸收材料的波纹板(3)的材质为金属材质。

6.根据权利要求1所述的一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统，其特征在于：所述的蓄热单元(4)是在金属薄板盒内封装相变蓄热材料的单元，所述的蓄热单元(4)的形状为圆柱体。

7.根据权利要求1所述的一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统，其特征在于：所述的透明蜂窝结构(1)为透明材料制成，形状包含但不仅限于六边形、四边形、圆形，所述透明盖板(2)为透明材料制成。

8.根据权利要求1所述的一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统，其特征在于：相对于所述的蓄热单元(4)的方向的墙体(7)处设置室外进风口(11)。

9.根据权利要求1所述的一种新型太阳能集热蓄热墙采暖通风系统，其特征在于：所述的太阳能集热蓄热墙一般设置在南侧的建筑墙体(7)上，也可设置在东或西侧的建筑墙体(7)上。