CN213390681U - 呼吸式相变Trombe墙 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种呼吸式相变Trombe墙，包括Trombe墙本体和位于Trombe墙本体外侧的玻璃层，玻璃层与Trombe墙本体之间形成空腔；Trombe墙本体由外到内依次为二氧化钛涂料层、第一相变层、混凝土层、保温层和第二相变层；玻璃层的上、下部分别设有第一窗扇，玻璃层上分布有锚固件，锚固件依次穿过二氧化钛涂料层和第一相变层，并固定在混凝土层内部；Trombe墙本体的中部设有窗户，上、下部分别设有与空腔相通的且正对各自的第一窗扇的通风口，每个通风口处均设有第二窗扇；Trombe墙本体上部的通风口内安装有风机。该Trombe墙的节能效益十分显著，能够实现冬、夏季室内冷、热负荷的削峰填谷。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑制造技术领域，具体是一种呼吸式相变Trombe墙。
背景技术
随着经济的快速发展和生活水平的日益提高，人们对室内冷、热舒适度的要求越来越高，使得建筑能耗占终端能耗的比例日益增大，中国终端能耗中建筑耗能占比已经接近1/3，建筑节能已经成为民生与社会可持续发展的重要问题。在公共建筑的全年能耗中，大约50％-60％的能耗来源于空调制冷与采暖系统，因此建筑节能和室内冷、热舒适度的研究受到国内外的广泛关注。
Trombe墙是利用太阳能可再生能源进行室内热环境控制和调节的一种建筑，广泛应用于低能耗建筑及被动式建筑中。但是传统的Trombe墙具有功能单一、冬夏季不能兼顾、能源利用效率低等弊端。现有的能够实现冬夏季兼顾的Trombe墙都是与地源热泵耦合，结构复杂，成本高，难以适用于高层建筑。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种呼吸式相变Trombe 墙。
本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：
一种呼吸式相变Trombe墙，包括Trombe墙本体和位于Trombe墙本体外侧的玻璃层，玻璃层与Trombe墙本体之间形成空腔；其特征在于，Trombe墙本体由外到内依次为二氧化钛涂料层、第一相变层、混凝土层、保温层和第二相变层；玻璃层的上、下部分别设有第一窗扇，玻璃层上分布有锚固件，锚固件依次穿过二氧化钛涂料层和第一相变层，并固定在混凝土层内部；Trombe墙本体的中部设有窗户，上、下部分别设有与空腔相通的且正对各自的第一窗扇的通风口，每个通风口处均设有第二窗扇；Trombe墙本体上部的通风口内安装有风机。
所述二氧化钛涂料层采用纳米二氧化钛涂料制成，其厚度为2mm。
所述保温层采用玻璃纤维保温棉制成，其厚度为120mm。
所述玻璃层采用钢化玻璃制成，其厚度为10-12mm。
所述混凝土层的厚度为370mm；第一相变层和第二相变层的厚度均为4～5mm；空腔的厚度为600mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的两个相变层均采用具有双相变点的复合相变材料制成，充分利用复合相变材料的蓄热优势，不仅提高了第一相变层和第二相变层的蓄热能力，还能实现冬、夏季室内冷、热负荷的削峰填谷，节能效益十分显著，而且结构简单，既适用于高层建筑，又适用于农村独栋建筑。
2、本实用新型在Trombe墙本体的外侧设有二氧化钛涂料层，利用二氧化钛在紫外光的驱动下通过光催化可降解甲醛的原理，可通过空气流动对室内污染物进行祛除与净化，提高室内空气品质，提升室内的舒适度。
附图说明
图1为本实用新型沿墙厚度方向的剖视图；
图中：1、混凝土层；2、第一相变层；3、保温层；4、第二相变层；5、玻璃层；6、第一窗扇；7、锚固件；8、通风口；9、风机；10、二氧化钛涂料层；11、空腔。
具体实施方式
下面结合具体附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供一种呼吸式相变Trombe墙(参见图1)，包括Trombe墙本体和位于Trombe墙本体外侧的玻璃层5，玻璃层5与Trombe墙本体之间形成用于空气流动的空腔11；Trombe墙本体由外到内依次为二氧化钛涂料层10、第一相变层2、混凝土层1、保温层3和第二相变层4；玻璃层5的上、下部分别设有第一窗扇6，玻璃层5上分布有锚固件7，锚固件7依次穿过二氧化钛涂料层10和第一相变层2并插入固定于混凝土层1内部；Trombe墙本体的中部设有窗户，使用者打开窗户，通过手持支撑杆开闭第一窗扇6；Trombe墙本体的上、下部分别设有与空腔11相通的且正对各自的第一窗扇6的通风口8，每个通风口8处均设有开闭通风口8的第二窗扇(图中未画出)；Trombe墙本体上部的通风口8内安装有促进空气流动的风机9，风机9位于相应第二窗扇的外侧与混凝土层1固连。
所述二氧化钛涂料层10采用纳米二氧化钛涂料制成，利用甲醛在紫外光照射下可以被二氧化钛分解为二氧化碳和水的原理，可对室内残留的甲醛进行祛除与净化，提高室内空气品质；二氧化钛涂料层10的厚度为2mm。
所述保温层3采用玻璃纤维保温棉制成，保温层3的厚度为120mm。
所述玻璃层5采用钢化玻璃制成，玻璃层5的厚度为10-12mm。
所述混凝土层1的厚度为370mm；第一相变层2和第二相变层4的厚度均为4～5mm；空腔11的厚度为600mm。
所述风机9的型号为QJ-400。
在本实施例中，第一相变层2和第二相变层4均采用具有双相变点的复合相变材料制成，复合相变材料的一个相变点为26.25℃(即低相变点)，另一个相变点为34.58℃(即高相变点)，这种复合相变材料的储热容量高达109.17J/g，且在500次循环后衰减不到1％；通过双相变点的复合相变材料，能够提高第一相变层2和第二相变层4的蓄热能力，复合相变材料的成分具体参见文献《Manxiang Zhao,Xu Zhang,Xiangfei Kong.Preparation andcharacterization ofa novel composite phase change material with double phasechange points based on nanocapsules[J].Renewable Energy:147(2020)374-384.》。
本实用新型的工作原理和工作流程是：
在冬季日间阳光充足时(太阳光的温度能达到复合相变材料的低相变点)，关闭玻璃层 5上的第一窗扇6和Trombe墙本体上的窗户，打开风机9和所有通风口8处的第二窗扇；太阳光照射在玻璃层5上，对空腔11内的空气进行升温，升温后的空气在风机9和热压作用下通过Trombe墙本体上部的通风口8进入室内，提升室内的温度；室内冷空气通过Trombe墙本体下部的通风口8进入空腔11内吸收太阳光的热量，然后再通过Trombe墙本体上部的通风口8进入室内，如此循环对室内进行升温；当温度达到复合相变材料的低相变点时，第一相变层2和第二相变层4吸收多余的热量，完成热量的存储；
在冬季日间阳光不充足或者冬季夜间时(太阳光的温度不能达到复合相变材料的低相变点)，关闭玻璃层5上的第一窗扇6、所有通风口8处的第二窗扇以及Trombe墙本体上的窗户，风机9不工作；当空腔11内的空气温度低于复合相变材料的低相变点时，第一相变层2 释放储存的热量，对空腔11内的空气进行升温，对Trombe墙本体进行保温，进而提升室内温度；当室内温度低于复合相变材料的低相变点时，第二相变层4释放储存的热量，对室内进行升温，充分利用两个相变层畜存的热量提升室内温度；第一相变层2与第二相变层4可以实现室内负荷的“削峰填谷”，充分利用太阳光的热量，进而步降低室内采暖能耗；
在夏季温度较高时(太阳光的温度达到复合相变材料的高相变点)，关闭玻璃层5上的第一窗扇6、所有通风口8处的第二窗扇和Trombe墙本体上的窗户，风机9不工作；阳光充足时可使空腔11内的空气温度最高达到40～50℃，温度达到复合相变材料的双相变点，第一相变层2的蓄热能力较强，能够吸收太阳光的大部分热量，阻挡室外的热量经过Trombe墙本体传入室内，从而大幅度降低室内冷负荷，实现建筑节能；当夜间或阳光不充足，空腔11 内的空气温度只能达到复合相变材料的低相变点时，第一相变层2能够吸收部分热量，也能降低室内冷负荷；当室内温度达到复合相变材料的低相变点时，第二相变层4吸收室内热量，进一步降低室内冷负荷；
在夏季温度较低时(太阳光的温度不能达到复合相变材料的低相变点)，打开玻璃层5 上的第一窗扇6、所有通风口8处的第二窗扇以及Trombe墙本体上的窗户，使室外的低温空气进入室内，第一相变层2与第二相变层4释放热量，通过空气流动将热量排到室外；当温度更低时，第一相变层2与第二相变层4储存更多的冷源，用来抵消次日通过玻璃层5进入的热量以及室内产生的热量。
本实用新型未述及之处适用于现有技术。
Claims (5)
1.一种呼吸式相变Trombe墙，包括Trombe墙本体和位于Trombe墙本体外侧的玻璃层，玻璃层与Trombe墙本体之间形成空腔；其特征在于，
Trombe墙本体由外到内依次为二氧化钛涂料层、第一相变层、混凝土层、保温层和第二相变层；玻璃层的上、下部分别设有第一窗扇，玻璃层上分布有锚固件，锚固件依次穿过二氧化钛涂料层和第一相变层，并固定在混凝土层内部；Trombe墙本体的中部设有窗户，上、下部分别设有与空腔相通的且正对各自的第一窗扇的通风口，每个通风口处均设有第二窗扇；Trombe墙本体上部的通风口内安装有风机。
2.根据权利要求1所述的呼吸式相变Trombe墙，其特征在于，所述二氧化钛涂料层采用纳米二氧化钛涂料制成，其厚度为2mm。
3.根据权利要求1所述的呼吸式相变Trombe墙，其特征在于，所述保温层采用玻璃纤维保温棉制成，其厚度为120mm。
4.根据权利要求1所述的呼吸式相变Trombe墙，其特征在于，所述玻璃层采用钢化玻璃制成，其厚度为10-12mm。
5.根据权利要求1所述的呼吸式相变Trombe墙，其特征在于，所述混凝土层的厚度为370mm；第一相变层和第二相变层的厚度均为4～5mm；空腔的厚度为600mm。
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| CN202021846823.3U CN213390681U (zh) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | 呼吸式相变Trombe墙 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115095930A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-09-23 | 南京大学 | 一种智能调节Trombe墙 |
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2020
- 2020-08-31 CN CN202021846823.3U patent/CN213390681U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115095930A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-09-23 | 南京大学 | 一种智能调节Trombe墙 |
| CN115095930B (zh) * | 2022-06-29 | 2024-05-28 | 南京大学 | 一种智能调节Trombe墙 |
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