CN217441871U - 一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统，所述蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统包括：阳台、室内主体和太阳能集热系统，所述阳台内设置有玻璃幕墙、通风组件和蓄热地板，所述玻璃幕墙上设置有玻璃幕墙上百叶通风口；所述室内主体内设置有地面结构、地板组件、屋顶和北向墙体，所述北向墙体上设置有北向墙体上百叶风通风口；所述太阳能集热系统包括设置在所述屋顶上的太阳能集热器、设置在所述北向墙体上的循环水泵和蓄热罐、连接在所述蓄热罐上且与所述太阳能集热器连接的管道、连接在所述管道上的盘管蓄热体和自来水补水口，其中，所述管道上设置有第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门。
Description
技术领域
本实用新型涉及可再生能源利用和被动式建筑通风领域，具体是一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统。
背景技术
传统化石能源日益短缺，全球气候变暖以及环境压力，世界各国聚焦可再生能源开发利用。太阳能资源具有取之不尽用之不竭，清洁无污染等优点，同时人类开发利用太阳能历史悠久，太阳能被广泛应用于发电、制冷和采暖等领域，技术日趋成熟。
被动式建筑通过建筑节能设计，使得建筑充分利用可再生能源，减少夏季热量堆积，增加冬季可再生能源供暖力度。随着国家“双碳”政策执行落定，各地出台被一系列动式建筑发展的目标和激励措施，被动式建筑正受到更加广泛关注，通过对建筑、设备节能式设计实现建筑使用、运营过程的低碳化、零碳化。
人们对于居住环境要求不断提高，保持室内良好的通风和适宜温度需耗费大量资源。相变材料拥有较高潜热值，可在吸热和放热中保持温度稳定，将其与建筑结构相融合，结合“烟囱效应”原理，可实现室内循环通风，提高人体舒适性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统，所述蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统包括：
阳台、室内主体和太阳能集热系统，所述阳台内设置有玻璃幕墙、通风组件和蓄热地板，所述玻璃幕墙上设置有玻璃幕墙上百叶通风口；
所述室内主体内设置有地面结构、地板组件、屋顶和北向墙体，所述北向墙体上设置有北向墙体上百叶风通风口；
所述太阳能集热系统包括设置在所述屋顶上的太阳能集热器、设置在所述北向墙体上的循环水泵和蓄热罐、连接在所述蓄热罐上且与所述太阳能集热器连接的管道、连接在所述管道上的盘管蓄热体和自来水补水口，其中，所述管道上设置有第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门。
作为本实用新型进一步的方案：所述通风组件包括设置在所述阳台内的阳台透明屏风、分别设置在所述阳台透明屏风上下两侧的阳台屏风上百叶风通风口和阳台屏风下百叶风通风口。
作为本实用新型再进一步的方案：所述蓄热地板铺设有蓄热块，所述蓄热块为封装梯级设置。
作为本实用新型再进一步的方案：所述地板组件包括设置在所述室内主体内的地板、设置在所述地面结构上的地面反射层。
作为本实用新型再进一步的方案：所述地板下部布置有所述盘管蓄热体，盘管采用U型布置。
作为本实用新型再进一步的方案：所述的太阳能集热系统经由换热介质将太阳能热量转换至所述盘管蓄热体和蓄热罐，通过所述盘管蓄热体和所述蓄热罐储存热量，实现能量的分配。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本申请充分利用被动式设计方案，将可再生能源太阳能和储能技术相结合，并利用“烟囱效应”原理，白天可实现对室内的自然通风，同时蓄热块储存大量热量，为夜晚房间的通风提供动力。通过此被动式式设计，在不使用空调设备情况下，实现对住宅的通风和温度调节，降低了建筑能耗，实现低碳化的目标。此蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑采暖通风系统可在农村地区自建房推广应用。
附图说明
图1为蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统一种实施例的冬季工况示意图。
图2为蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统一种实施例的夏季工况示意图。
图3为蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统一种实施例中蓄热地板、蓄热块的结构示意图。
图4为蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统一种实施例中蓄热块的结构示意图。
图5为蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统一种实施例中盘管蓄热体的结构示意图。
图中：1、蓄热块；2、阳台屏风下百叶风通风口；3、地面结构；4、地面反射层；5、盘管蓄热体；6、地板；7、室内主体；8、第一阀门；9、第二阀门；10、第三阀门；11、自来水补水口；12、循环水泵；13、蓄热罐；14、第四阀门；15、第五阀门；16、北向墙体；17、北向墙体上百叶风通风口；18、管道；19、太阳能集热器；20、阳台透明屏风；21、屋顶；22、阳台屏风上百叶风通风口；23、玻璃幕墙上百叶通风口；24、阳台；25、玻璃幕墙；26、蓄热地板。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。
另外，本实用新型中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1～5，本实用新型实施例中，一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统，所述蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统包括：
阳台24、室内主体7和太阳能集热系统，所述阳台24内设置有玻璃幕墙25、通风组件和蓄热地板26，所述玻璃幕墙25上设置有玻璃幕墙上百叶通风口23，其中，所述通风组件包括设置在所述阳台24内的阳台透明屏风20、分别设置在所述阳台透明屏风20上下两侧的阳台屏风上百叶风通风口22和阳台屏风下百叶风通风口2，所述蓄热地板26铺设有蓄热块1，所述蓄热块1为封装梯级设置。
所述室内主体7内设置有地面结构3、地板组件、屋顶21和北向墙体16，所述北向墙体16上设置有北向墙体上百叶风通风口17，其中，所述地板组件包括设置在所述室内主体7内的地板6、设置在所述地面结构3上的地面反射层4，所述地板6下部布置有所述盘管蓄热体5，盘管采用U型布置。
所述太阳能集热系统包括设置在所述屋顶21上的太阳能集热器19、设置在所述北向墙体16上的循环水泵12和蓄热罐13、连接在所述蓄热罐13上且与所述太阳能集热器19连接的管道18、连接在所述管道18上的盘管蓄热体5和自来水补水口11，其中，所述管道18上设置有第一阀门8、第二阀门9、第三阀门10、第四阀门14、第五阀门15，所述的太阳能集热系统经由换热介质将太阳能热量转换至所述盘管蓄热体5和蓄热罐13，通过所述盘管蓄热体5和所述蓄热罐13储存热量，实现能量的分配。
需要说明的是，在冬季时，关闭北向墙体上百叶风通风口17和玻璃幕墙上百叶通风口23，打开阳台屏风下百叶风通风口2和阳台屏风上百叶风通风口22。白天时，太阳光通过玻璃幕墙25照射进入阳台24，一方面加热阳台24空气，空气受热上升，通过阳台屏风上百叶风通风口22进入室内，而室内较冷的空气则往室内下沉，通过阳台屏风下百叶风通风口2进入阳台24，吸收太阳光热量，最后形成室内外的通风。另一方面，太阳光直射到蓄热地板26，蓄热块1由多种不同相变温度的蓄热材料组成，由上至下的相变温度逐渐降低，蓄热材料吸收太阳光热量并储存。同时，太阳能集热系统也同步运行，打开第一阀门8、第二阀门9和第五阀门15，关闭第三阀门10和第四阀门14，通过循环水泵12驱动换热介质形成循环，换热介质经过太阳能集热器19加热后，流经第二阀门9，进入室内盘管蓄热体5，将太阳能热量储存到蓄热体13，换热介质再经过第一阀门8，通过蓄热罐13，提前给蓄热罐13预热，当盘管蓄热体5完成蓄热后，关闭第一阀门8和第二阀门9，打开第三阀门10，将太阳能热量储存至蓄热罐13里。
晚上时，蓄热地板26在白天储存了大量热量，晚上该部分热量释放，加热阳台24空间内的空气，并在热压作用下，热气由阳台屏风上百叶风通风口22进入室内，室内冷空气则由阳台屏风下百叶风通风口2进入阳台24，形成循环，保证了建筑的连续通风换气。同时，盘管蓄热体5也会储存大量热量，用于补充蓄热体蓄热不足时，充当地板6辐射，保证房间的温度舒适性。
在夏季时，关闭阳台屏风上百叶风通风口22，打开阳台屏风下百叶风通风口2、北向墙体上百叶风通风口17和玻璃幕墙上百叶通风口23。白天时，阳关直射阳台24，加热阳台24空气，空气受热上升通过玻璃幕墙上百叶通风口23流动至室外，室内空气由阳台屏风下百叶风通风口2进入阳台24，同时，室外较新鲜低温的空气由北向墙体上百叶风通风口17进入室内，保证了室内的空气能给流通。另一方面，蓄热地板26吸收太阳能转换为热能储存。由于夏季室内不需要供暖，因此，对于太阳能集热系统而言，此时需关闭第一阀门8、第二阀门9和第四阀门14，打开第三阀门10和第五阀门15，太阳能集热器19所转换热量经由换热介质全部储存至蓄热罐13内。晚上时，蓄热地板26释放热量，加热阳台24空气，形成类似白天的空气流通，保证了室内充足新风。蓄热罐13所储存的热量，关闭第一阀门8、第二阀门9、第三阀门10和第五阀门15，打开第四阀门14，自来水经由自来水补水口11进入蓄热罐13，取出蓄热罐13白天储存的热量，再通过循环水泵12将获得热水供给室内生活热水。夏季室内盘管蓄热体5未直接储存热量，但因盘管蓄热体5的存在，其具有较高的热量储存性能，保证了室内温度波动起伏较小，营造较为舒适的室内环境。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统，其特征在于，所述蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统包括：
阳台(24)、室内主体(7)和太阳能集热系统，所述阳台(24)内设置有玻璃幕墙(25)、通风组件和蓄热地板(26)，所述玻璃幕墙(25)上设置有玻璃幕墙上百叶通风口(23)；
所述室内主体(7)内设置有地面结构(3)、地板组件、屋顶(21)和北向墙体(16)，所述北向墙体(16)上设置有北向墙体上百叶风通风口(17)；
所述太阳能集热系统包括设置在所述屋顶(21)上的太阳能集热器(19)、设置在所述北向墙体(16)上的循环水泵(12)和蓄热罐(13)、连接在所述蓄热罐(13)上且与所述太阳能集热器(19)连接的管道(18)、连接在所述管道(18)上的盘管蓄热体(5)和自来水补水口(11)，其中，所述管道(18)上设置有第一阀门(8)、第二阀门(9)、第三阀门(10)、第四阀门(14)、第五阀门(15)。
2.根据权利要求1所述的一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统，其特征在于，所述通风组件包括设置在所述阳台(24)内的阳台透明屏风(20)、分别设置在所述阳台透明屏风(20)上下两侧的阳台屏风上百叶风通风口(22)和阳台屏风下百叶风通风口(2)。
3.根据权利要求1所述的一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统，其特征在于，所述蓄热地板(26)铺设有蓄热块(1)，所述蓄热块(1)为封装梯级设置。
4.根据权利要求1所述的一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统，其特征在于，所述地板组件包括设置在所述室内主体(7)内的地板(6)、设置在所述地面结构(3)上的地面反射层(4)。
5.根据权利要求4所述的一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统，其特征在于，所述地板(6)下部布置有所述盘管蓄热体(5)，盘管采用U型布置。
6.根据权利要求1所述的一种蓄热块与烟囱效应耦合的被动式建筑通风系统，其特征在于，所述的太阳能集热系统经由换热介质将太阳能热量转换至所述盘管蓄热体(5)和蓄热罐(13)，通过所述盘管蓄热体(5)和所述蓄热罐(13)储存热量，实现能量的分配。
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