CN209989976U - 坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置。所述装置包括通风墙体、通风屋面、平板集热器、外墙板风阀和导流风阀，所述通风墙体包括内墙和外墙，所述外墙下部设有多个室外进风洞口，所述内墙顶部设有多个室内进风洞口，所述通风屋面包括通风屋面上层和通风屋面下层，通风墙体和通风屋面内有一空气流道；所述平板集热器设于通风屋面的空气流道内；所述外墙板风阀设于室外进风洞口中；所述导流风阀在室内进风口摆动设置。与相关技术相比，本实用新型提供的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置解决了太阳能需求量与季节不匹配的问题，有效降低了空调能耗，是一种太阳能利用率高、节能效果好的隔热装置。

Description

坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置
技术领域
本实用新型涉及屋面隔热技术领域，尤其涉及一种坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置。
背景技术
提高墙体和屋面的隔热性能，对减少过强太阳辐射对室内热环境的影响至关重要，是改善室内热环境的一个重要措施。加强室内通风，带走室内多余热量，降低室内有害气体浓度，是人体健康的重要保证。传统的外墙隔热方式，是在外墙的结构层上，先铺结合层，再铺保温隔热层及保护层的构造墙体；传统的屋面隔热方式，是在屋顶的结构层上，先铺保温隔热层，再铺防水层及保护层构造的屋面，但是这种墙体和屋面不能对室内热环境进行调节，更多地依赖于空调、风扇，造成建筑能耗巨大，因此建筑节能已成为我国关注的重点，同时太阳能作为一种清洁的可再生资源，在节能建筑中应用前景广阔。
目前我国关于太阳能在建筑中的应用主要是太阳能热水系统，其次是太阳能采暖，太阳能热水系统大多用于小型建筑单体或大型建筑的小建筑单元中，虽然太阳能热水系统在我国已实现部分运用，但在合理性和使用性上依然存在问题。夏季太阳辐照资源较多，室内有隔热需求，需要减少过强太阳辐射对室内环境的影响；冬季太阳辐照资源较少，住户有采暖需求，生活热水需求量大，但传统的太阳能建筑太阳能利用率不高，不能在冬夏两季充分利用太阳辐照资源满足需求。
我国冬冷夏热地区，绝大多数低层住宅采用主动的方式改善室内热环境，热舒适需求和节能需求相矛盾。在夏季太阳辐射过强时，空气不流通的室内缺少有效的通风措施，造成室内热环境差，空气质量差，因此只能采取其他措施来满足人体的热舒适及健康要求，比如在夏季大量使用电风扇、空调，这样不仅造成了能源浪费，而且不能在本质上满足节能需求的同时改善室内热环境及空气质量。
因此为了解决太阳能需求量与季节不匹配的问题，满足节能需求的同时可以改善室内热环境，急需一种新型墙体和屋面隔热装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置，能在满足住户生活热水需求的同时，在夏季利用丰富的太阳能资源改善室内热环境。本实用新型隔热和通风性能好，便于控制，节能环保，可有效降低空调运行成本。
本实用新型采用的技术方案是：一种坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置，其包括：
通风墙体，其包括内墙和外墙；所述外墙下部水平方向均匀设有多个室外进风洞口，所述内墙顶部水平方向均匀设有多个室内进风洞口；
通风屋面，其与所述通风墙体具有一倾斜坡度，其包括通风屋面上层和通风屋面下层，所述通风屋面上层与所述外墙的位置对应；所述通风屋面下层包括屋顶结构层和设于所述屋顶结构层下端且与内墙位置对应的屋面结构层；
所述外墙和内墙之间、通风屋面上层和通风屋面下层之间形成一空气流道；
平板集热器，其设于所述通风屋面上层和通风屋面下层之间的空气流道内；
多个外墙板风阀，其设于多个所述室外进风洞口中；
多个导流风阀，在所述内墙临近所述室内进风洞口设置，并向所述外墙或屋面结构层摆动设置。
优选的，所述平板集热器包括主体、位于所述主体下方的保温板、收容于所述主体内的集热循环水管、连接于所述集热循环水管进水端的进水管、连接于所述集热循环水管出水端的出水管和分别设于所述主体两端的集热器端口风阀，所述进水管和出水管均与生活储热水箱连接。
优选的，所述平板集热器为非封闭型平板集热器，其内设有深色吸热表面。
优选的，所述外墙的每1.0m2面积设置有0.1 - 0.3 m2的所述平板集热器的集热面积，所述平板集热器的安装倾斜角度与所述通风屋面的坡度保持一致。
优选的，所述外墙与内墙之间的间距为0.1m-0.4m，所述外墙厚度为50mm-120mm，为不透明材料件。
优选的，所述室外进风洞口底部标高高于室外地面20-40cm；所述室内进风洞口顶部标高低于室内吊顶底部20-40cm。
优选的，所述室外进风洞口高度为5-20cm，其横向总宽度与外墙墙体总宽度的比值为0.3-0.7。
优选的，所述室内进风洞口高度为5-10cm，其横向总宽度与外墙墙体总宽度的比值为0.2-0.8。
优选的，所述通风屋面上层和通风屋面下层、屋顶结构层之间的间距为0.1m-0.2m，通风屋面的坡度为15o-40o，坡屋面最顶端设有允许空气排出的开口。
优选的，所述通风屋面上层外表面敷设一1mm厚的白色防水涂料层，所述通风屋面下层的上表面和内墙、外墙外表面敷设一1mm-3mm厚的反射性涂料层。
与相关技术相比，本实用新型所提供的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置具有以下有益效果：
一、在满足住户生活热水需求的同时，在夏季利用丰富的太阳能资源改善室内热环境，解决了太阳能需求量与季节不匹配的问题，有效降低了空调能耗，是一种太阳能利用率高、节能效果好的隔热装置；
二、可用于增强墙体隔热效果，加强室内通风，并可制备生活热水，适用于有坡屋顶的低层住宅等小型化建筑。
附图说明
图1为本实用新型提供的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置的结构示意图；
图2为本实用新型提供的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置中的平板集热器的局部剖结构示意图；
图3为本实用新型提供的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置的墙体通风隔热模式的示意图；
图4为本实用新型提供的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置的室内对流散热模式的示意图。
具体实施方式
以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
如图1所示，本实施例提供的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置包括包括通风墙体1、通风屋面2、室外进风洞口3、室内进风洞口4、空气流道5、外墙板风阀6、导流风阀7和平板集热器8。
所述通风墙体1包括内墙11和外墙12。所述外墙12的厚度50mm-120mm，材料要求为不透光的材料。所述外墙12下部水平方向均匀设有2-5个室外进风洞口3，所述室外进风洞口3底部标高高于室外地面20-40cm，所述室外进风洞口3高度为5-20cm，其横向总宽度与外墙墙体总宽度的比值为0.3-0.7。所述内墙顶部水平方向均匀设有2-5室内进风洞口4，所述室内进风洞口4顶部标高低于室内吊顶底部20-40cm。所述室内进风洞口4的高度为5-10cm，其横向总宽度与外墙墙体总宽度的比值为0.2-0.8。
所述通风屋面2与所述通风墙体1具有一倾斜坡度，该坡度为15°-40°，其包括通风屋面下层21和通风屋面上层22。所述通风屋面上层22与所述外墙12的位置对应。所述通风屋面下层21包括屋顶结构层211和设于所述屋顶结构层211下端、且与内墙11位置对应的屋面结构层212。坡屋面最顶端设有允许空气排出的开口，允许空气排出。
所述通风屋面上层22的外表面为具备一定热反射能力的材料，其外表面可涂有1mm厚白色防水涂料，为增强隔热效果，可在通风屋面下层21上表面和内墙、外墙的外表面喷涂1mm-3mm厚的高反射性涂料。
所述外墙12和内墙11之间、通风屋面上层22和通风屋面下层21之间形成所述空气流道5。所述外墙12与内墙11之间的间距为0.1m-0.4m，所述通风屋面上层22和通风屋面下层21之间的间距为0.1m-0.2m。
所述外墙板风阀6的数量与所述室外进风洞口3的数量对应，在每个所述室外进风洞口3中均有设置。所述导流风阀7的数量与所述室内进风洞口4的数量对应，分别在所述内墙11临近所述室内进风洞口4设置，所述导流风阀7枢接于内墙11上端转角处，并向所述外墙11或屋面结构层212摆动设置。如图1所示，导流风阀7和屋面结构层212接触的位置设为b，导流风阀7和外墙11接触的位置设为a。
如图2所示，所述平板集热器8非封闭型平板集热器，其包括主体81、位于所述主体81下方的保温板82、收容于所述主体81内的集热循环水管83、连接于所述集热循环水管83进水端的进水管84、连接于所述集热循环水管83出水端的出水管85和分别设于所述主体81两端、允许空气进出的集热器端口风阀86。所述主体81上表面为透明玻璃盖板，所述进水管84和出水管85均与生活储热水箱（未图示）连接。平板集热器8的集热面积根据通风外墙的外表面积确定，外墙的每1.0m2面积设置0.1 - 0.3 m2的集热面积，其安装倾斜角度与屋面坡度保持一致。
如图1、图2所示，所述平板集热器8设于所述通风屋面上层22和通风屋面下层21之间的空气流道5内，其下表面通过保温板82与屋顶结构层211相固定。所述平板集热器8内部为深色吸热表面，上下端允许空气进出，并通过所述集热器端口风阀86进行控制。用户有生活热水需求时，关闭所述平板集热器8上下端的集热器端口风阀86，使所述平板集热器8处于封闭状态，利用所述平板集热器8吸收的太阳辐射产生热量，加热循环流经集热器的水，以制备生活热水。
所述通风墙体1和通风屋面2为双层结构，双层墙体底部及顶部分别设置室外进风洞口4和室内进风洞口4，坡屋面最顶端设有出口，通风屋面的空气流道5内设有非封闭型平板集热器8，允许气流自下而上穿过平板集热器8内部，平板集热器8收集太阳辐射能量加热内部的空气，驱动空气在墙体和屋面内外双层结构间的空气流道内进行流动。
本实用新型提供的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置有三种工作方式：
（1）外墙通风隔热模式
如图1、图3所示，本装置墙体对外墙通风隔热模式的工作原理为：将导流风阀7打开至b位置，打开外墙板风阀6，所述平板集热器8上下的集热器端口风阀86处于打开状态，照射在屋顶的太阳辐射热一部分被通风屋面上层22上表面反射，另一部分被平板集热器8吸收并传入空气流道5，吸收的部分太阳能将由通风屋面下层21上表面反射回空气流道5，平板型集热器8吸收太阳辐射的热能，吸收的热能传递给空气流道5内的空气，空气吸收热量后，形成的热气流沿坡屋面上升，最终通过屋脊处空隙排出，室外温度较低的空气从外墙12勒脚处的室外进风洞口3不断被吸进空气流道5内，以带走内墙11表面热量，最终达到墙体降温的效果。
（2）室内通风散热模式
如图1、图4所示，本装置墙体对室内通风散热模式的工作原理为：打开导流风阀7至a位置，关闭外墙板风阀6，所述平板集热器8吸收太阳辐射产生的热能，加热空气流道5内空气，热空气沿坡屋面上升，通过屋脊处空隙排出，并促进内墙11上部开口不断吸入聚集在室内顶部的热空气，从而加强室内空气对流，带走室内余热，以防止室内温度过高，保证室内的空气质量。
（3）用于制备生活热水的工作方式
本装置墙体对制备生活热水的工作原理为：关闭所述平板集热器8上下的集热器端口风阀86，所述平板集热器8内部密闭，防止所述平板集热器8与空气流道5内空气对流换热，开启集热循环水泵（未图示），利用平板集热器8吸收的热量加热流经平板集热器8的水，以制备生活热水，并自出水管85流至储热水箱。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置，其特征在于，包括：
通风墙体，其包括内墙和外墙；所述外墙下部水平方向均匀设有多个室外进风洞口，所述内墙顶部水平方向均匀设有多个室内进风洞口；
通风屋面，与所述通风墙体具有一倾斜坡度，其包括通风屋面上层和通风屋面下层，所述通风屋面上层与所述外墙的位置对应；所述通风屋面下层包括屋顶结构层和设于所述屋顶结构层下端且与内墙位置对应的屋面结构层；
所述外墙和内墙之间、通风屋面上层和通风屋面下层之间形成一空气流道；
平板集热器，其设于所述通风屋面上层和通风屋面下层之间的空气流道内；
多个外墙板风阀，其设于多个所述室外进风洞口中；
多个导流风阀，在所述内墙临近所述室内进风洞口设置，并向所述外墙或屋面结构层摆动设置。
2.根据权利要求1所述的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置，其特征在于，所述平板集热器包括主体、位于所述主体下方的保温板、收容于所述主体内的集热循环水管、连接于所述集热循环水管进水端的进水管、连接于所述集热循环水管出水端的出水管和分别设于所述主体两端的集热器端口风阀，所述进水管和出水管均与生活储热水箱连接，所述保温板与屋顶结构层相固定。
3.根据权利要求1或2所述的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置，其特征在于，所述平板集热器为非封闭型平板集热器，其内设有深色吸热表面。
4.根据权利要求1或2所述的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置，其特征在于，所述外墙的每1.0m2面积设置有0.1 - 0.3 m2的所述平板集热器的集热面积，所述平板集热器的安装倾斜角度与所述通风屋面的坡度保持一致。
5.根据权利要求1或2所述的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置，其特征在于，所述外墙与内墙之间的间距为0.1m-0.4m，所述外墙厚度为50mm-120mm，为不透明材料件。
6.根据权利要求1或2所述的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置，其特征在于，所述室外进风洞口底部标高高于室外地面20-40cm；所述室内进风洞口顶部标高低于室内吊顶底部20-40cm。
7.根据权利要求6所述的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置，其特征在于，所述室外进风洞口高度为5-20cm，其横向总宽度与外墙墙体总宽度的比值为0.3-0.7。
8.根据权利要求6所述的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置，其特征在于，所述室内进风洞口高度为5-10cm，其横向总宽度与外墙墙体总宽度的比值为0.2-0.8。
9.根据权利要求1或2所述的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置，其特征在于，所述通风屋面上层和通风屋面下层之间的间距为0.1m-0.2m；所述通风屋面的坡度为15o-40o，坡屋面最顶端设有允许空气排出的开口。
10.根据权利要求1或2所述的坡屋面太阳能集热驱动的双层通风墙体隔热装置，其特征在于，所述通风屋面上层外表面敷设一1mm厚的白色防水涂料层，所述通风屋面下层的上表面和内墙、外墙外表面敷设一1mm-3mm厚的反射性涂料层。
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