CN211949077U - 一种相变与充气调节的节能幕墙系统 - Google Patents
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Abstract
一种相变与充气调节的节能幕墙系统涉及建筑节能领域。为解决目前利用气液相变材料实现自动遮阳的节能门窗的气囊容易在空腔阻塞，响应速度慢且遮阳不均匀，不能实现高大幕墙遮阳，且不能夏季通风散热，冬季辐射传热损失大的问题，本发明提出一种相变与充气调节的节能幕墙系统，包括：气泵，气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组，气液相变材料储存罐，气液相变材料，幕墙模块。其有益效果是利用气液相变材料驱动均匀分布的遮阳球实现尺寸高大幕墙模块快速均匀地遮阳，同时在夏季遮阳条件下实现空腔和室内自然通风，在冬季低于相变温度时，利用所述遮阳球的昼夜充气调节，白天吸收太阳辐射采暖，夜间减少辐射和对流传热损失，提高建筑全年能效。
Description
技术领域
此实用新型涉及建筑节能领域，尤其是涉及一种相变与充气调节的节能幕墙系统。
背景技术
通过围护结构传递的热量通常占建筑能耗的主要部分，特别是门窗幕墙围护结构的性能对建筑节能具有重要意义。对于具有夏季防热和冬季防寒需求的建筑来说，传统的固定式幕墙围护结构往往不能同时满足冬夏两季截然相反的热工性能需求，有季节性调节的必要。现有幕墙技术中常采用由机械控制的动态遮阳百叶来应对环境变化，但大型金属百叶造价较高，重量大，机械构件调控会耗费较多电能，难以满足当下建筑轻质化，低能耗，高适应性的发展需求。气液相变材料在气化过程中体积会明显增大，较高的气化体积膨胀系数使气液相变材料作为一种无需外部能源接入的调节驱动材料成为可能。目前工程中多把气液相变材料作为蓄热材料使用，以材料层的形式复合到围护结构中，忽视了其作为驱动材料的潜力。如授权公告号为CN101832001A的专利《自调温相变储能板》，将若干密封的相变材料单元作为自调温储能层加入到建筑板材中，使其具有储能、隔热和自动稳定室内温度的作用。授权公告号为CN202578436U的专利《一种可实现自动遮阳的节能窗》，将气液相变材料作为驱动材料充入具有反光涂层的密闭气囊中，堆放至中空玻璃空腔下部，夏季相变材料气化后气囊膨胀使得其堆积高度变大，进而对中空玻璃窗产生遮阳作用，冬季通过集热平板吸收热量向室内传热，减少室内热量损失。但气囊散乱堆放会使气囊受热不均，难以完全有效膨胀，同时散乱堆放的气囊膨胀后容易在玻璃空腔中阻塞，难以快速充满整个空腔，遮阳不均匀，响应速度慢，故障率高，长期使用会使气囊磨损；冬季集热板吸收热量时刻是白天，过量太阳辐射可能会造成室内过热，而夜间需要更好保温时所述集热板又不能吸热，室内外之间辐射换热依然比较大，冬季节能效果不高；且集热板较小的表面积吸热量少，不足以对室内热环境产生根本影响，如采用较大的吸热面积则会遮挡室内视线，影响窗的基本功能。
发明内容
为了解决目前采用气液相变材料封闭气囊的自动遮阳节能窗中所述气囊受热不均，难以有效膨胀，且所述气囊膨胀后容易在玻璃空腔中阻塞，难以快速充满整个空腔，遮阳不均匀，响应速度慢，故障率高，长期使用会使气囊磨损，无法用于高大幕墙模块遮阳；采用所述集热板冬季吸收热量时刻过量太阳辐射会造成室内过热，而夜间需要更好保温时所述集热板又不能吸热，冬季室内外辐射换热损失依然比较大，且集热板较小的表面积吸收热量少，不足以对室内热环境产生根本影响，冬季节能效能不高的问题，本实用新型提出一种相变与充气调节的节能幕墙系统。
为实现以上目标，本实用新型提出的一种相变与充气调节的节能幕墙系统，包括：气泵，气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组，气液相变材料储存罐，气液相变材料，幕墙模块；所述幕墙模块包括：遮阳球网格结构支架，遮阳球，遮阳球气嘴，幕墙模块中气液输送次管路，底框架，顶框架，两侧竖框架，室外侧玻璃，室内侧玻璃，室外侧玻璃顶部可开闭通风口，室外侧玻璃底部可开闭通风口，室内侧玻璃底部可开闭通风口，以及由所述底框架，顶框架，两侧竖框架，室外侧玻璃和室内侧玻璃围成的充满空气的空腔。
以上提出的一种相变与充气调节的节能幕墙系统，与现有具有相变材料密闭气囊的自动遮阳节能门窗相比的共有特征是具有气液相变材料，具有顶框架，底框架和两侧竖框架组成的门窗框架，同时具有室内侧玻璃，室外侧玻璃，以及由所述顶框架，底框架，两侧竖框架，室内侧玻璃和室外侧玻璃围成的空腔。
以上提出的一种相变与充气调节的节能幕墙系统，其特征是具有气泵，气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组，气液相变材料储存罐，以及所述幕墙模块内部的遮阳球网格结构支架，遮阳球，遮阳球气嘴，幕墙模块中气液输送次管路，室外侧玻璃顶部可开闭通风口，室外侧玻璃底部可开闭通风口，室内侧玻璃底部可开闭通风口。
以上提出的一种相变与充气调节的节能幕墙系统，其特征在于所述遮阳球是由可弹性伸缩变形的材料制成，具有不透明或半透明的金属或金属化合物表面材质，非密闭，有进出气口，且通过所述遮阳球气嘴与所述幕墙模块中气液输送次管路连接，可通过所述气泵充入空气或充入气液相变材料，并可依靠自身弹性收缩放出空气或放出气液相变材料的气球；且所述遮阳球气嘴是一端连接所述幕墙模块中气液输送次管路，另一端连接所述遮阳球的开口截面逐渐扩大的喇叭口形状的气嘴，且所述气嘴扩大开口方向与重力方向相反；所述遮阳球和遮阳球气嘴的一种具体实施方式是具有塑料喇叭口气嘴的金属色的乳胶气球，不排除其他功能类似的遮阳球具体实施方式存在。一种具体实施方式的所述气液相变材料的相变温度可在25℃至35℃之间。
以上提出的一种相变与充气调节的节能幕墙系统，其特征在于所述遮阳球和所述遮阳球气嘴均匀分布安装于所述幕墙模块中的遮阳球网格结构支架的节点位置，由支承件挑出使所述遮阳球气嘴向上安装，并使所述遮阳球的位置在所述幕墙模块的空腔内部均匀分布，在利用气液相变材料体积变化驱动所述遮阳球的调节过程中，所述遮阳球只有扩张收缩变化，没有平移运动，因此不会产生与所述室外侧玻璃和室内侧玻璃的显著摩擦阻力，在遮阳调节时不会导致遮阳球阻塞和磨损，所述幕墙模块遮阳均匀，故障率低，耐久性好。
以上提出的一种相变与充气调节的节能幕墙系统，其特征在于所述气泵，气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组，气液相变材料储存罐组成的系统，在夏季可通过所述气泵向所述气液相变材料储存罐中充气，增大所述气液相变材料储存罐内气压，可使所述气液相变材料通过所述气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组，所述幕墙模块中气液输送次管路，所述遮阳球气嘴，充入所述遮阳球，并可在所述气泵停止充气后调节所述气液输送管道上的控制阀组，阻止所述气液相变材料从所述遮阳球中流出并回流进入所述气液相变材料储存罐；在冬季可通过所述气泵直接充空气进入所述遮阳球，并可在所述气泵停止充气后调节所述气液输送管道上的控制阀组，阻止空气从所述遮阳球中放出；可通过调节所述气液输送管道上的控制阀组实现夏季和冬季运行模式的灵活转换；所述气液相变材料储存罐中具有分隔所述气泵充入的压缩空气和所述气液相变材料的不透气隔膜。
以上提出的一种相变与充气调节的节能幕墙系统，其特征在于所述遮阳球结合所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口，所述室外侧玻璃底部可开闭通风口，以及所述室内侧玻璃底部可开闭通风口，可实现夏季相变驱动自动遮阳条件下的室内通风散热，保持室内热舒适；夏季白天利用相变材料气化使所述遮阳球膨胀，增大所述幕墙模块的遮阳面积，且当室外空气温度低于室内空气温度时，使所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口，所述室外侧玻璃底部可开闭通风口，和所述室内侧玻璃底部可开闭通风口都打开，使所述空腔和建筑室内自然通风散热，同时可避免所述空腔的热空气在室外风压作用下倒灌入室内；当室外空气温度高于室内空气温度时，使所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口和所述室外侧玻璃底部可开闭通风口打开，同时关闭所述室内侧玻璃底部可开闭通风口，使室外空气从空腔底部进入，顶部排出，使空腔散热，从而减少向室内传热；夏季夜间所述空腔温度降低到所述相变材料的相变温度之下，所述遮阳球收缩，所述幕墙模块被所述遮阳球遮挡面积减少时，使所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口，所述室外侧玻璃底部可开闭通风口，和所述室内侧玻璃底部可开闭通风口同时打开，使所述空腔和建筑室内自然通风散热。
以上提出的一种相变与充气调节的节能幕墙系统，其特征在于所述遮阳球结合所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口，所述室外侧玻璃底部可开闭通风口，以及所述室内侧玻璃底部可开闭通风口，实现冬季低于所述相变材料的相变温度条件下所述遮阳球的昼夜充气调节，增大白天室内的太阳辐射得热，减少夜间室内的辐射散热损失，节约建筑能耗；冬季白天有太阳辐射时，调节所述气液输送管道上的控制阀组，使所述遮阳球放气收缩，使更多太阳辐射透过所述幕墙模块进入室内，增大室内太阳辐射得热采暖；冬季夜间调节所述气液输送管道上的控制阀组，使所述遮阳球充入空气膨胀，遮挡所述幕墙模块，减少室内红外辐射散热；同时冬季全天使所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口，所述室外侧玻璃底部可开闭通风口，以及所述室内侧玻璃底部可开闭通风口保持关闭，使所述空腔中形成封闭空气间层，以减少室内传热损失。
本实用新型提出的一种相变与充气调节的节能幕墙系统可实现的有益效果包括：夏季利用充有气液相变材料的均匀分布的所述遮阳球自动进行遮阳调节，解决了现有具有气液相变材料密闭气囊的自动遮阳节能门窗遮阳时，当门窗下边框固定的集热平板被气化的气液相变材料胀大的气囊遮挡后，所述气囊升温速率降低，扩张速率下降，进而使得所述空腔内气囊填充高度增长缓慢而有限，且容易在所述空腔内阻塞，遮阳响应速度降低，故障率高，无法实现高大幕墙模块快速而均匀地遮阳的问题，可以实现尺寸高大的幕墙模块快速而均匀地遮阳；同时一种相变与充气调节的节能幕墙系统还可实现夏季条件下，利用相变材料驱动所述遮阳球实现自动遮阳时，结合可开闭通风口，实现空腔和建筑室内自然通风，有利于建筑夏季遮阳通风散热节能；同时一种相变与充气调节的节能幕墙系统还可实现冬季低于所述气液相变材料的相变温度条件下，利用所述遮阳球的昼夜充气调节，白天增大太阳辐射吸收用于采暖，夜间减少辐射和对流散热损失，有利于建筑冬季节能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1为本实用新型所述一种相变与充气调节的节能幕墙系统的系统构成图。
图2a为本实用新型所述一种相变与充气调节的节能幕墙系统的幕墙模块室外侧透视角度结构示意图。
图2b为本实用新型所述一种相变与充气调节的节能幕墙系统的幕墙模块室内侧透视角度结构示意图。
图3a为本实用新型所述一种相变与充气调节的节能幕墙系统的网格结构支架节点垂直于室内侧玻璃表面与室外侧玻璃表面的局部剖面图。
图3b为本实用新型所述一种相变与充气调节的节能幕墙系统的网格结构支架节点平行于室内侧玻璃表面与室外侧玻璃表面的局部剖面图。
图4a为本实用新型所述一种相变与充气调节的节能幕墙系统夏季白天当室外空气温度低于室内空气温度时遮阳与通风降温状态示意图。
图4b为本实用新型所述一种相变与充气调节的节能幕墙系统夏季白天当室外空气温度高于室内空气温度时遮阳与通风降温状态示意图。
图5为本实用新型所述一种相变与充气调节的节能幕墙系统夏季夜间通风降温状态示意图。
图6为本实用新型所述一种相变与充气调节的节能幕墙系统冬季日间太阳辐射得热与空腔保温状态示意图。
图7为本实用新型所述一种相变与充气调节的节能幕墙系统冬季夜间室内热辐射反射减少传热损失与空腔保温状态示意图。
图中：1.气泵，2.气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组，3.气液相变材料储存罐，4.幕墙模块，21.气液输送管道，22.气液输送管道上的控制阀组，221.幕墙模块相变液输送总管开关阀，222.幕墙模块排气总管开关阀，223.气液相变材料储存罐的相变液输出总管开关阀，224.气液相变材料储存罐的充气总管开关阀，225.旁通充气管开关阀，226.吸气放气阀，227.气体管路总放气开关阀，31.气液相变材料，32.隔膜，33.气液相变材料储存罐中的压缩空气，41.遮阳球网格结构支架，42.遮阳球，43.遮阳球气嘴，44.幕墙模块中气液输送次管路，45.顶框架，46.底框架，47.两侧竖框架，481.室外侧玻璃，482.室内侧玻璃，49.空腔，411.支架杆件，412.支承件，421.遮阳球的不透明或半透明的金属或金属化合物表面材质，451. 室外侧玻璃顶部可开闭通风口，461.室外侧玻璃底部可开闭通风口，462.室内侧玻璃底部可开闭通风口。
具体实施方式
结合附图和具体实施方式对本实用新型详细描述如下。虽然附图中展示出本实用新型的实施例和具体实施方式，但是本实用新型不应被展示出的实施例的具体实施方式所限制。
为解决目前采用气液相变材料封闭气囊的自动遮阳节能窗中所述气囊受热不均，难以有效膨胀，且所述气囊膨胀后容易在玻璃空腔中阻塞，难以快速充满整个空腔，遮阳不均匀，响应速度慢，故障率高，长期使用会使气囊磨损，无法使高大幕墙模块快速而均匀地遮阳；采用所述集热板冬季吸收热量时刻过量太阳辐射会造成室内过热，而夜间需要更好保温时所述集热板又不能吸热，冬季辐射传热损失大，且集热板较小的表面积吸收热量少，不足以对室内热环境产生根本影响，冬季能效不高的问题，本实用新型提出一种相变与充气调节的节能幕墙系统；所述一种相变与充气调节的节能幕墙系统可针对不同季节昼夜环境条件，利用气液相变材料驱动改变幕墙模块遮阳状态并结合通风散热，有效降低夏季建筑室内得热，利用充气驱动改变幕墙模块保温状态，有效降低建筑冬季室内热损失，可用于建筑节能领域。
如图1，图2a，图2b，图3a，图3b所示，本实用新型提出的一种相变与充气调节的节能幕墙系统，由气泵1，气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组2，气液相变材料储存罐3，幕墙模块4组成；所述气泵1用于驱动空气，所述气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组2包括气液输送管道21和气液输送管道上的控制阀组22；所述气液相变材料储存罐3中存有气液相变材料31，并通过不透气的隔膜32与压缩空气33的存储空间隔开，可使得所述气液相变材料31在所述压缩空气33体积膨胀时，从所述气液相变材料储存罐3中排出，或在所述压缩空气33体积缩小时，流回所述气液相变材料储存罐3中；所述幕墙模块4包括：遮阳球网格结构支架41，遮阳球42，遮阳球气嘴43，幕墙模块中气液输送次管路44，顶框架45，底框架46，两侧竖框架47，室外侧玻璃481，室内侧玻璃482，室外侧玻璃顶部可开闭通风口451，室外侧玻璃底部可开闭通风口461，室内侧玻璃底部可开闭通风口462，以及由所述顶框架45，底框架46，两侧竖框架47，室外侧玻璃481和室内侧玻璃482围成的充满空气的空腔49；所述气液输送管道21连接所述气液输送管道上的控制阀组22，所述气泵1，所述气液相变材料储存罐3以及多个所述幕墙模块4，并可通过所述气液输送管道上的控制阀组22控制所述幕墙模块4充所述气液相变材料31，或充空气，或排出所述气液相变材料31，或排出空气的状态；所述幕墙模块4中的所述遮阳球42用于遮阳以及阻隔室内外之间的辐射传热，所述遮阳球42的开口连接所述遮阳球气嘴43，所述遮阳球气嘴43连接所述幕墙模块中气液输送次管路44，用于向所述遮阳球42中输送所述气液相变材料31或输送空气；所述幕墙模块中气液输送次管路44连接所述气液输送管道21和所述遮阳球气嘴43，用于在所述幕墙模块4中输送所述气液相变材料31或输送空气；所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口451，所述室外侧玻璃底部可开闭通风口461，以及所述室内侧玻璃底部可开闭通风口462用于所述幕墙模块4的通风状态调节，所述空腔49用于夏季通风散热与冬季保温减少热损失。
如图2a，图2b，图3a，图3b所示，所述遮阳球42是由可弹性伸缩变形的材料制成，具有不透明或半透明的金属或金属化合物表面材质421，非密闭，有进出气口，且通过所述遮阳球气嘴43与所述幕墙模块中气液输送次管路44连接，可充入空气而膨胀，或因充入所述气液相变材料31的气化而膨胀，并可依靠自身弹性收缩，放出空气或放出所述气液相变材料31的气球；所述不透明或半透明的金属或金属化合物表面材质421具有反射太阳短波辐射，减少室内外红外长波辐射透过的功能；所述遮阳球气嘴43是一端连接所述幕墙模块中气液输送次管路44，另一端开口截面逐渐扩大的喇叭口形状的气嘴，且所述遮阳球气嘴43的喇叭口开口方向与重力方向相反，向上扩大开口以便于扩大支承所述遮阳球42的接触面积防止所述遮阳球42体积膨胀后倒伏，同时便于汇集所述遮阳球42内壁面上凝结下流的所述气液相变材料31；所述气液相变材料31充入所述遮阳球42后，当所述空腔49内部温度等于或高于所述气液相变材料31的相变温度时会由液态转变为气态体积膨胀，导致所述遮阳球42体积膨胀，所述遮阳球42依靠增大的体积加大对所述幕墙模块4的遮阳面积；所述气液相变材料31充入所述遮阳球42后，当所述空腔49内部温度低于所述气液相变材料31的相变温度时会由气态转变为液态体积收缩，导致所述遮阳球42体积收缩，进而使所述遮阳球42减少对所述幕墙模块4的遮阳面积，一种具体实施方式的所述气液相变材料31的相变温度可在25℃至35℃之间；所述遮阳球42的一种具体实施方式是具有塑料喇叭口气嘴的金属色的乳胶气球，不排除其他功能类似的所述遮阳球42具体实施方式存在；所述遮阳球42和所述遮阳球气嘴43均匀分布安装于所述遮阳球网格结构支架41的节点位置，由固定于支架杆件411上的支承件412挑出所述遮阳球气嘴43，使所述遮阳球42的位置在所述幕墙模块4的空腔49内部均匀分布，在利用所述气液相变材料31相变调节所述遮阳球42或充空气调节所述遮阳球42过程中，所述遮阳球42只有扩张收缩变化，没有平移运动，因此不会产生与所述室外侧玻璃481以及所述室内侧玻璃482的显著摩擦阻力，不会导致所述遮阳球42在所述空腔49中阻塞磨损，因此所述幕墙模块4遮阳均匀，故障率低，耐久性好。
如图1，图2a，图2b，图3a，图3b所示，所述气泵1，所述气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组2，所述气液相变材料储存罐3组成的系统可向所述遮阳球42中充入所述气液相变材料31，实现所述幕墙模块4夏季自动遮阳调节，也可向所述遮阳球42中充入空气，使所述幕墙模块4冬季夜间减少室内辐射热损失；其一种具体实施方式是将所述幕墙模块相变液输送总管开关阀221，幕墙模块排气总管开关阀222，气液相变材料储存罐的相变液输出总管开关阀223，气液相变材料储存罐的充气总管开关阀224，吸气放气阀226，气体管路总放气开关阀227同时打开，且所述旁通充气管开关阀225关闭，然后打开所述气泵1向所述气液相变材料储存罐3中充气，增大所述气液相变材料储存罐3内压缩空气33空间的气压，通过所述隔膜32压迫，使所述气液相变材料31通过所述气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组2，所述幕墙模块中气液输送次管路44，所述遮阳球气嘴43，充入所述遮阳球42中；并可在所述气泵1停止运行同时保持所述幕墙模块相变液输送总管开关阀221，幕墙模块排气总管开关阀222打开，保持所述旁通充气管开关阀225关闭，将所述气液相变材料储存罐的相变液输出总管开关阀223，气液相变材料储存罐的充气总管开关阀224，吸气放气阀226，气体管路总放气开关阀227关闭，阻止充入所述遮阳球42内的所述气液相变材料31从所述遮阳球42中流出，回流进入所述气液相变材料储存罐3；在冬季来临前所述空腔49内部温度达不到所述气液相变材料31的相变温度从而无法实现自动遮阳时，可将所述气液相变材料储存罐的相变液输出总管开关阀223，气液相变材料储存罐的充气总管开关阀224，吸气放气阀226，气体管路总放气开关阀227，旁通充气管开关阀225打开，并保持所述幕墙模块相变液输送总管开关阀221，幕墙模块排气总管开关阀222打开，因所述遮阳球42具有弹性且所述气液相变材料储存罐3的顶部标高不超过所述幕墙模块4的底部标高，所述遮阳球42内底部汇集的所述气液相变材料31会在所述遮阳球42弹性收缩力与重力的共同作用下回流至所述气液相变材料储存罐3中，所述气液相变材料31完全回流出所述幕墙模块4进入所述气液相变材料储存罐3后，可关闭所述幕墙模块相变液输送总管开关阀221，所述气液相变材料储存罐的相变液输出总管开关阀223，气液相变材料储存罐的充气总管开关阀224，旁通充气管开关阀225，吸气放气阀226，气体管路总放气开关阀227，使所述幕墙模块4处于太阳辐射透过率最大的状态，有利于增加冬季白天建筑室内太阳辐射得热；冬季夜间需要减少通过所述幕墙模块4的红外辐射散热损失时，可打开所述幕墙模块排气总管开关阀222，所述旁通充气管开关阀225，所述吸气放气阀226，关闭所述气体管路总放气开关阀227，并保持所述气液相变材料储存罐的相变液输出总管开关阀223和所述气液相变材料储存罐的充气总管开关阀224，以及所述幕墙模块相变液输送总管开关阀221关闭，启动所述气泵1直接充空气进入所述遮阳球42，使所述遮阳球42体积膨胀，增大遮挡所述幕墙模块4，利用所述遮阳球42的不透明或半透明的金属或金属化合物表面材质421减少室内外红外辐射传热，并可在所述气泵1停止充空气后将所述旁通充气管开关阀225，所述吸气放气阀226关闭，并保持所述幕墙模块排气总管开关阀222打开，保持所述气体管路总放气开关阀227，所述气液相变材料储存罐的相变液输出总管开关阀223和所述气液相变材料储存罐的充气总管开关阀224，以及所述幕墙模块相变液输送总管开关阀221关闭，阻止空气从所述遮阳球42中放出；在冬季日间有太阳辐射时可再次将所述吸气放气阀226，所述气体管路总放气开关阀227打开，并保持所述幕墙模块排气总管开关阀222打开，保持所述幕墙模块相变液输送总管开关阀221，气液相变材料储存罐的相变液输出总管开关阀223，所述气液相变材料储存罐的充气总管开关阀224，所述旁通充气管开关阀225关闭，利用所述遮阳球42自身的弹性使所述遮阳球42内部的空气排出，并通过所述气体管路总放气开关阀227和所述吸气放气阀226排出到室内；所述吸气放气阀226的吸放气口处于室内，使得所述气泵1，所述气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组2可把室内空气充入所述气液相变材料储存罐3或充入所述遮阳球42，或把所述气液相变材料储存罐3或所述遮阳球42内的空气排入室内，减少冬季因室内外换气带来的室内能耗损失；通过调节所述气液输送管道上的控制阀组22可实现所述一种相变与充气调节的节能幕墙系统夏季和冬季运行模式的灵活转换。
如图4a，图4b，图5所示，本实用新型提出的一种相变与充气调节的节能幕墙系统中的所述遮阳球42在夏季充有所述气液相变材料31后，结合所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口451，室外侧玻璃底部可开闭通风口461，以及所述室内侧玻璃底部可开闭通风口462，可实现夏季利用所述气液相变材料31驱动，自动改变所述幕墙模块4的遮阳状态条件下的室内通风散热，保持室内热舒适；夏季白天太阳辐射强烈需要遮阳时，所述气液相变材料31气化使所述遮阳球42膨胀，增大所述幕墙模块4的遮阳面积，同时当室外空气温度低于室内空气温度时，可打开所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口451，室外侧玻璃底部可开闭通风口461，以及所述室内侧玻璃底部可开闭通风口462，利用所述空腔49中产生的热压，或利用所述空腔49中产生的热压和室外风压的组合效应，使所述空腔49中的空气向上流动，同时带动建筑室内空气通过所述室内侧玻璃底部可开闭通风口462进入所述空腔49后向上流动，增强建筑室内自然通风散热；同时由于室外风压在所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口451以及室外侧玻璃底部可开闭通风口461处风压基本相同，再叠加所述空腔49的热压，可保证所述空腔49中的空气向上流动，并通过所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口451排出，避免所述空腔49的热空气在室外风压大于所述空腔49内部热压时大量倒灌入室内增加室内得热；当室外空气温度高于室内空气温度时，打开所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口451和所述室外侧玻璃底部可开闭通风口461，同时关闭所述室内侧玻璃底部可开闭通风口462，利用所述空腔49中产生的热压，或利用所述空腔49中产生的热压和室外风压的组合效应使室外空气从所述空腔49底部通过所述室外侧玻璃底部可开闭通风口461进入，通过所述空腔49向上运动，带走热量从所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口451排出，使所述空腔49散热，减少向建筑室内传热；夏季夜间所述空腔49内的空气温度降低到所述遮阳球42内部充有的所述气液相变材料31的相变温度之下时，所述气液相变材料31转变为液态而体积缩小，使得所述遮阳球42在自身弹性力作用下收缩，所述幕墙模块4被所述遮阳球42遮挡面积减少，更多的室内热量可通过红外辐射方式传到室外，同时保持所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口451与所述室外侧玻璃底部可开闭通风口461打开，同时打开所述室内侧玻璃底部可开闭通风口462，利用室外风压，结合室内外空气的热压，使所述空腔49和建筑室内自然通风散热，提升建筑室内热舒适度。
如图6，图7所示，本实用新型提出的一种相变与充气调节的节能幕墙系统中所述遮阳球42结合所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口451，所述室外侧玻璃底部可开闭通风口461，以及所述室内侧玻璃底部可开闭通风口462，实现冬季时所述空腔49内部空气温度低于所述气液相变材料31的相变温度条件下所述遮阳球42的昼夜充气调节，增大白天室外有太阳辐射时建筑室内的太阳辐射得热，同时减少夜间建筑室内的辐射散热，节约建筑能耗；冬季白天有太阳辐射时，调节所述气液输送管道上的控制阀组22，使所述遮阳球42放气收缩，一种调节所述气液输送管道上的控制阀组22的具体实施方式是将所述吸气放气阀226，所述气体管路总放气开关阀227打开，并保持所述幕墙模块排气总管开关阀222打开，保持所述幕墙模块相变液输送总管开关阀221，气液相变材料储存罐的相变液输出总管开关阀223，所述气液相变材料储存罐的充气总管开关阀224，所述旁通充气管开关阀225关闭，利用所述遮阳球42自身的弹性使所述遮阳球42内部的空气排出，并通过所述气体管路总放气开关阀227和所述吸气放气阀226排出到室内，所述遮阳球42放气收缩后对所述幕墙模块4的遮挡减少，可使更多太阳辐射透过所述幕墙模块4进入建筑室内，增加建筑室内太阳辐射直接得热用于采暖；冬季夜间调节所述气液输送管道上的控制阀组22，使所述遮阳球42充入空气膨胀，一种调节所述气液输送管道上的控制阀组22的具体实施方式是可打开所述旁通充气管开关阀225，所述吸气放气阀226，关闭所述气体管路总放气开关阀227，并保持所述气液相变材料储存罐的相变液输出总管开关阀223和所述气液相变材料储存罐的充气总管开关阀224，以及所述幕墙模块相变液输送总管开关阀221关闭，保持所述幕墙模块排气总管开关阀222打开，启动所述气泵1直接充空气进入所述遮阳球42，使所述遮阳球42体积膨胀，遮挡所述幕墙模块4，减少室内外之间的红外辐射换热，节约建筑采暖能耗；同时冬季全天关闭所述室外侧玻璃顶部可开闭通风口451，所述室外侧玻璃底部可开闭通风口461，以及所述室内侧玻璃底部可开闭通风口462，使所述空腔49中形成封闭空气间层，又因为所述遮阳球42对所述空腔49中的空气还有阻碍对流的作用，还可减少所述空腔中的对流换热，从而能够更有效地减少室内外传热损失。
需要注意的是，以上具体实施方式是对本实用新型的解释，并非是限制本实用新型具有更多实施例的可能性。比如把本实用新型中一些构造和构件同原理变形设计的实施例，又比如提取本实用新型部分实施例局部特征，同原理重新组合的实施例。此外，一些公知的技术和构造细节也没有在具体实施方式中详细列出，以便更清楚地表达本实用新型的主要内容。以上关于本实用新型的具体实施方式描述并不排除符合本实用新型主要内容，与本实用新型原理相同的其他实施例的存在，而具有与本实用新型相同的部分或全部特征组合的实施例，也应当理解为属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种相变与充气调节的节能幕墙系统，包括气泵，气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组，气液相变材料储存罐，气液相变材料，幕墙模块；与现有具有相变材料密闭气囊的自动遮阳节能门窗相比的共有特征是所述幕墙模块具有气液相变材料，顶框架，底框架和两侧竖框架组成的门窗框架，室外侧玻璃，室内侧玻璃，以及由所述顶框架，底框架，两侧竖框架，室外侧玻璃和室内侧玻璃围成的空腔；其特征是：具有气泵，气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组，气液相变材料储存罐，以及所述幕墙模块内部的遮阳球网格结构支架，遮阳球，遮阳球气嘴，幕墙模块中气液输送次管路，室外侧玻璃顶部可开闭通风口，室外侧玻璃底部可开闭通风口，室内侧玻璃底部可开闭通风口。
2.根据权利要求1所述的一种相变与充气调节的节能幕墙系统，其特征在于所述遮阳球是由可弹性伸缩变形的材料制成，具有不透明或半透明的金属或金属化合物表面材质，非密闭，有进出气口，且通过所述遮阳球气嘴与所述幕墙模块中气液输送次管路连接，可充入空气或充入气液相变材料，并可依靠自身弹性收缩放出空气或放出气液相变材料的气球；且所述遮阳球气嘴是一端连接所述幕墙模块中气液输送次管路，另一端连接所述遮阳球的开口截面逐渐扩大的喇叭口形状的气嘴，且所述气嘴扩大开口方向与重力方向相反。
3.根据权利要求1所述的一种相变与充气调节的节能幕墙系统，其特征在于所述气泵，气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组，气液相变材料储存罐组成的系统，在夏季可通过所述气泵向所述气液相变材料储存罐中充空气，增大所述气液相变材料储存罐内气压，使气液相变材料通过所述气液输送管道及气液输送管道上的控制阀组，所述气液输送次管路，所述遮阳球气嘴，充入所述遮阳球，并可在所述气泵停止运行后调节所述气液输送管道上的控制阀组，阻止气液相变材料从所述遮阳球中流出并回流进入所述气液相变材料储存罐；在冬季可通过所述气泵直接充空气进入所述遮阳球，并可在所述气泵停止充气后调节所述气液输送管道上的控制阀组，阻止空气从所述遮阳球中放出；且所述气液相变材料储存罐中具有分隔所述气泵充入的空气和所述气液相变材料的不透气隔膜。
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