CN106836522A - 一种自调节相变特朗贝墙体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自调节相变特朗贝墙体，由外到内依次包括玻璃层(1)、空气层(2)、第一相变墙层(3)、第一隔热层(4)、混凝土墙体层(5)、第二隔热层(6)、以及第二相变墙层(7)，其中，第一相变墙层(3)的相变温度为27℃～29℃；第二相变墙层(7)的相变温度为17℃～19℃；第一相变墙层(3)和第二相变墙层(7)均是由包括高密度聚乙烯、膨胀石墨、以及石蜡在内的原材料经过熔融共混处理得到的。本发明通过对其关键的储热墙的结构及其设置方式、通风口的设置方式及开关状态切换条件等进行改进，与现有技术相比能够有效解决特朗贝墙冬季无太阳时供热不足和夏季过热的问题。
Description
技术领域
本发明属于民用建筑领域，更具体地，涉及一种自调节相变特朗贝墙体，可应用于民用建筑采暖与空调节能、太阳能利用、绿色建筑节能、被动式建筑节能等领域。
背景技术
在全球能源消耗量中，建筑领域占了约40％，而其中用于供冷、供暖占比为60％。在能源与环境的双重影响下，建筑节能技术日益受到关注，其中特朗贝被动墙***由于其良好的节能效果得到了广泛关注。该传统的特朗贝墙用于冬季供暖，但存在冬季无太阳时供热不足和夏季过热的问题，限制了其节能潜力和应用推广。
特朗贝墙是一种被动式太阳能利用***。这种墙通常由石头、砖或者混凝土等制成，具有很大的热惰性。通常墙被刷成黑色，安装在距离玻璃很近的地方，这样在玻璃与墙之间就形成了一个空气层。特朗贝墙吸收太阳辐射，同时还有部分热量通过墙与玻璃间的空气层以自然对流的方式传入建筑。墙的外表面吸收的太阳辐射通过热阻很大的墙以导热的方式缓慢地传到内表面，再通过辐射或对流的方式传入室内。通常在涂成黑色的储热墙上有两个开口，通过这两个开口，空气可以在空气层与室内之间流动。
特朗贝墙的热特性、节能潜力、热舒适性等得到了广泛地研究。现有的技术中，特朗贝墙多用于民用建筑采暖，白天阳光充足时通过空气层吸收并储存太阳能，阴天或夜间无阳光时释放热量。特朗贝墙可以减少全年供暖的能源消耗量，同时可以提高室内的热舒适性，节能效果显著。但在夏季，特朗贝墙可能引起室内过热。现有的技术中特朗贝墙一般只用于冬季，在夏季还是通过传统的外遮阳方式减少热负荷。另一部分研究通过改变储热墙以及玻璃框架上开口的不同开关模式试图提高其全年适用性，结果表明在冬季与夏季使用不同的开口组合模式确实可以使其在全年发挥作用。但是由于不同组合方式的调节需要手动操作，在环境变化时，不能及时调节到位，同时需要专人操作，因此限制了其使用。这是现有技术的第一个局限。
从上述介绍中可以看到，特朗贝墙可以实现节能效果主要是由于墙的储热性能。墙的热容量大小直接影响到特朗贝墙的作用大小，进而影响其节能性能。在传统的特朗贝墙***中，由于其属于显热储能，因此要保证墙的储热量就要采用很厚的墙。这也限制了特朗贝墙的使用。为解决这一问题，考虑使用潜热储能。建筑中一般利用相变材料进行潜热储能。建筑节能领域常用的相变材料按照化学成分分为有机相变材料和无机相变材料。无机相变材料包括一些水合盐，蓄热密度大，相变温度在室温附近，价格低廉。但是容易发生过冷及析出现象，性能不稳定，同时可能会对容器产生腐蚀。而有机相变材料(包括石蜡类和脂肪酸等)，具有较高的相变潜热，无过冷及析出现象，性能稳定，无毒，无腐蚀性，价格便宜，因此非常适合用于建筑节能领域。
在现有的研究中，已经有人提出把相变材料应用于特朗贝墙中以提高其节能性能。有研究比较了不同相变材料在特朗贝墙***中的作用，采用无机盐作为相变材料，但是对于无机盐封装以及具体种类没有给出解决方案。还有研究通过数学分析以及模拟仿真说明相变材料在特朗贝墙中的作用。但是这些研究都没有给出具体的应用形式，也没有解决PCM的封装问题，因此不适合实际使用。另有一部分研究使用铝做的容器作为相变材料的封装容器，把相变材料放在墙的内表面或者外表面。这种方式虽然找到了封装方法，但是由于使用一种相变材料(只有一个相变温度)，不能在冬季和夏季均发挥作用。这是现有技术的第二个局限。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种自调节相变特朗贝墙体，其中通过对其关键的储热墙的结构及其设置方式、通风口的设置方式及开关状态切换条件等进行改进，与现有技术相比能够有效解决特朗贝墙冬季无太阳时供热不足和夏季过热的问题，实现对室内温度的自调节；并且该自调节相变特朗贝墙体所使用的几类通风口其开关状态均可以根据多个温度传感器检测的温度值自动切换，实现自动调节，有效避免了人为操作所带来的不便。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种自调节相变特朗贝墙体，其特征在于，该自调节相变特朗贝墙体由外到内依次包括玻璃层(1)、空气层(2)、第一相变墙层(3)、第一隔热层(4)、混凝土墙体层(5)、第二隔热层(6)、以及第二相变墙层(7)，其中，
所述第一相变墙层(3)的相变温度为27℃～29℃；该第一相变墙层(3)是由包括高密度聚乙烯、膨胀石墨、以及第一类石蜡在内的原材料经过熔融共混处理得到的，其中所述第一类石蜡的相变温度为27℃～29℃；
所述第二相变墙层(7)的相变温度为17℃～19℃；该第二相变墙层(7)是由包括高密度聚乙烯、膨胀石墨、以及第二类石蜡在内的原材料经过熔融共混处理得到的，其中所述第二类石蜡的相变温度为17℃～19℃；
此外，所述玻璃层(1)用于与室外环境直接接触；所述第二相变墙层(7)用于与室内环境直接接触。
作为本发明的进一步优选，所述空气层(2)的厚度为0.1m～0.2m；所述第一相变墙层(3)的厚度为0.02m～0.04m；所述第一隔热层(4)的厚度为0.05～0.1m；所述混凝土墙体层(5)的厚度为0.24～0.36m；所述第二隔热层(6)的厚度为0.05m～0.1m；所述第二相变墙层(7)的厚度为0.02m～0.04m。
作为本发明的进一步优选，对于所述第一相变墙层(3)，所述高密度聚乙烯在该第一相变墙中的质量百分比为15％～20％，所述膨胀石墨在该第一相变墙中的质量百分比为0～5％；对于所述第二相变墙层(7)，所述高密度聚乙烯在该第二相变墙层中的质量百分比为15％～20％，所述膨胀石墨在该第二相变墙层中的质量百分比为0～5％。
作为本发明的进一步优选，该自调节相变特朗贝墙体设置在南面，所述自调节相变特朗贝墙体与地面垂直；并且在与该自调节相变特朗贝墙体相对的北面还设置有北外墙，所述自调节相变特朗贝墙体与所述北外墙、以及顶板、其他墙面、地面一起包围形成的空间即室内空间；
所述玻璃层(1)上设置有第一类通风口(V1)；所述第一相变墙层(3)、所述第一隔热层(4)、所述混凝土墙体层(5)、所述第二隔热层(6)、以及所述第二相变墙层(7)上均设置有第二类通风口(V2)和第三类通风口(V3)，所述第二类通风口(V2)距地面的距离大于所述第三类通风口(V3)距地面的距离；所述北外墙上设置有第四类通风口(V4)；
所述第一类通风口(V1)、所述第二类通风口(V2)与所述第四类通风口(V4)在与地面相垂直的任意一条直线上的投影相重合；所述第一类通风口(V1)、所述第二类通风口(V2)、所述第三类通风口(V3)与所述第四类通风口(V4)上分别设置有开关，用于切换该第一类通风口(V1)、该第二类通风口(V2)、该第三类通风口(V3)、以及该第四类通风口(V4)的开与关的状态；
此外，还设置有第一温度传感器(PT1)、第二温度传感器(PT2)、以及第三温度传感器(PT3)，其中，所述第一温度传感器(PT1)位于所述空气层(2)内，用于检测所述空气层(2)的温度；所述第二温度传感器(PT2)位于所述室内空间内，用于检测所述室内空间的温度；所述第三温度传感器(PT3)位于室外，该第三温度传感器(PT3)用于检测室外的温度；
所述第一温度传感器(PT1)、所述第二温度传感器(PT2)和所述第三温度传感器(PT3)均与所述第一类通风口(V1)、所述第二类通风口(V2)、所述第三类通风口(V3)、所述第四类通风口(V4)的开关分别连接，用于根据检测得到的温度值切换各个开关的状态；记所述第一温度传感器(PT1)检测到的温度值为T1，所述第二温度传感器(PT2)检测到的温度值为T2，所述第三温度传感器(PT3)检测到的温度值为T3，则
当室外为冬季时，
当T1>T2时，所述第二类通风口(V2)和所述第三类通风口(V3)均为开的状态，所述第一类通风口(V1)和所述第四类通风口(V4)均为关闭的状态；
当T1<T2时，所述第一类通风口(V1)、所述第二类通风口(V2)、所述第三类通风口(V3)、以及所述第四类通风口(V4)均为关闭的状态；
当室外为夏季时，
当T3<T2时，所述第一类通风口(V1)、所述第二类通风口(V2)、以及所述第四类通风口(V4)均为开的状态，所述第三类通风口(V3)为关闭的状态；
当T3>T2时，所述第一类通风口(V1)、所述第二类通风口(V2)、所述第三类通风口(V3)、以及所述第四类通风口(V4)均为关闭的状态。
作为本发明的进一步优选，所述其他墙面包括东外墙和西外墙；所述顶板为屋顶。
作为本发明的进一步优选，所述第二类通风口(V2)的边缘距离所述顶板的最短距离为0.2m；所述第四类通风口(V4)的边缘距离地面的最短距离为0.2m；优选的，所述顶板距离地面的距离为3m。
作为本发明的进一步优选，所述第一类通风口(V1)为3个矩形，所述矩形的长度方向平行于地面，所述矩形宽度方向垂直于地面；任意一个所述矩形的长度均为0.5m，宽度为0.3m。
作为本发明的进一步优选，所述第二类通风口(V2)为3个矩形，所述矩形的长度方向平行于地面，所述矩形宽度方向垂直于地面，任意一个所述矩形的长度均为0.5m，宽度为0.3m；
所述第三类通风口(V3)为3个矩形，所述矩形的长度方向平行于地面，所述矩形宽度方向垂直于地面，任意一个所述矩形的长度均为0.5m，宽度为0.3m；
所述第四类通风口(V4)为3个矩形，所述矩形的长度方向平行于地面，所述矩形宽度方向垂直于地面，任意一个所述矩形的长度均为0.5m，宽度为0.3m。
作为本发明的进一步优选，所述第一温度传感器(PT1)是用于检测所述空气层(2)中距离地面2m位置处的温度；所述第二温度传感器(PT2)是用于检测所述室内空间中距离地面2m位置处的温度。
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于在显热储能墙体(即对应混凝土墙体层)内外两个表面分别设置相变温度不同的定型相变墙板，形成具备双层定型相变材料板的储热墙结构体；本发明通过使用不同熔点的石蜡制成不同相变温度的定型相变材料板，可满足夏季和冬季不同的室外条件以及室内温度需求。相变墙层(包括第一相变墙层和第二相变墙层)均是由包括高密度聚乙烯、膨胀石墨、以及石蜡在内的原材料经过熔融共混处理得到的，其中高密度聚乙烯是作为支撑材料，膨胀石墨是作为添加剂，石蜡则作为主体相变材料，通过控制高密度聚乙烯、膨胀石墨、石蜡三者的质量百分比，其中高密度聚乙烯、膨胀石墨两者的质量百分比分别优选控制为15％～20％、0～5％(尤其是15％、5％，膨胀石墨的质量百分比可优选为至少3％)，余量即对应为石蜡，既保证了相变墙层其潜热储能的作用，又能有效保证相变材料发生相变前后的封装稳定性。
本发明通过控制该自调节相变特朗贝墙体各个结构层的厚度，并通过该自调节相变特朗贝墙体7个结构层(包括玻璃层、空气层、第一相变墙层、第一隔热层、混凝土墙体层、第二隔热层、以及第二相变墙层)的整体配合，使得该相变特朗贝墙体能够实现对室内温度的自动调节，从而实现对房屋室内温度冬暖夏凉的实际需求。此外，本发明还通过控制第一相变墙层、第二相变墙层中各种组分材料的具体配比，一方面既能确保相变墙板具有良好的定型，另一方面，又通过与相变墙层的厚度参数相配合，能够有效控制各个相变墙层的潜热储能总量，确保对一定面积室内环境温度的调节效果；例如，记自调节相变特朗贝墙体的长度方向为空间长度方向，高度方向为空间高度方向，室内空间的长度等于自调节相变特朗贝墙体的长度，室内空间的高度等于自调节相变特朗贝墙体的高度，若忽略自调节相变特朗贝墙体的厚度，本发明中自调节相变特朗贝墙体可适用于满足以下条件的室内空间：不超过(4/3)*
本发明中的自调节相变特朗贝墙体，是一种具有双层定型相变结构的特朗贝墙。综合考虑特朗贝墙的应用特点，将不同特性的定型相变材料板分设在混凝土墙的内外两侧。该技术与现有技术相比，能够在全年使用，实现对室内温度的主动调节，降低建筑能耗，同时结构紧凑、适用性强、便于制造和后期维护、显著降低墙体厚度。由于定型相变材料板便于安装和维护，因此适合于现有特朗贝墙***的改造和大面积推广使用。
相变温度较高的相变材料板贴于储热墙的外侧，用于夏季；太阳辐射通过玻璃加热空气层，当空气层温度高于其相变温度时，相变材料由固态逐步融化为液态，吸收热量来降低室内温度波动，由此可减少供冷***的耗能。相变温度较低的相变材料板贴于储热墙的内侧，用于冬季；同样，太阳辐射通过玻璃加热空气层，当该相变材料板的温度高于其相变温度时，相变材料由固态逐步变为液态，将白天多余的热量吸收并储存，当室内温度降低且导致内层定型相变材料板的温度低于其相变温度时，相变材料由液态凝固，释放热量，由此减少室内温度波动，并且减少供热***的能耗。
目前现有的相变特朗贝墙主要用于冬季采暖，少数用于夏季通风，无法全年改善室内热环境。本发明通过设置第一相变层和第二相变层，并将第一相变层和第二相变层的相变温度分别控制为(28±1)℃、(18±1)℃，使得该自调节相变特朗贝墙体能够适应不同气候(例如中国五种不同的气候区)，实现与室外气候有效关联。例如，在严寒及寒冷地区，第一相变层的相变温度与该地区的室外平均干球温度接近；在夏热冬冷、夏热冬暖及温和地区，第一相变层的相变温度与该地区的室外平均湿球温度接近；而第二相变层的相变温度也与采暖时的室内设定温度接近，使得该双层相变特朗贝墙可全年改善室内热环境；第一相变层可以与夏季通风排热耦合，第二相变层可以与冬季集热蓄热耦合，并且基于对室内热环境舒适度的要求，通过在各通风口、空气夹层及室内外设置温度传感器，可根据室内外气候的变化随时调节阀门的开合，实现自调节运行。
另一方面，本发明通过在特朗贝墙***中的储热墙以及玻璃框架、北外墙上设置不同的开口，开口上设置阀门，并且加入自动控制***控制各个阀门的开关状态来实现特朗贝墙的全年使用。在夏季和冬季，通过不同高度、不同大小的开口的组合方式充分发挥其节能效果，实现其全年适用。同时，通过自动控制***，在室外环境条件变化的情况下，可以自动调节各个开口的状态，选择合适的组合方式，保证室内的热舒适性，节省人力。
按照本发明，分别在储热墙上部和下部、玻璃框架的上部以及房间北外墙上开口，开口上装电动阀控制其开启与关闭；同时使用温度传感器来测量不同部位的温度。通过温度传感器测得的温度，采用一定的控制方法控制阀门上的电动机，进而控制各个阀门的开关状态，来达到***的不同运行模式。由此，可以在夏季和冬季都利用特朗贝墙实现节能的目的，同时由于加入自动控制，能够实现自调节，使该***更加智能。
总体而言，本发明通过采用热容较高的相变轻质墙体，同时设置通风口用相应的控制方法使得该自调节相变特朗贝墙体能够实现全年使用；本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，有很多优点。第一，由于采用不同特性的定型相变材料板分设在储热墙内外两侧，增大了储热墙的储热能力，减小墙的厚度，提高了特朗贝墙***的性能；同时，采用两层相变材料板使其在冬夏两季都能发挥作用，有效减小室内温度波动，提高热舒适性，同时，减少建筑供热、供冷能耗。第二，由于采用不同的通风口以及添加自动控制***，使特朗贝墙不再限制于只能在冬季使用，提高了其全年适用性；同时自动控制***的加入使整个***可以根据外界环境的变化而选择合适的运行条件，充分发挥特朗贝墙的节能潜力，对于建筑节能意义重大。因此，在上述技术水平的综合作用下，本发明所提出的新型特朗贝墙性能优异、操作方便、便于维护与改造，并能充分利用特朗贝墙的节能潜力，相比已有的技术，可以节省更多建筑能耗。
附图说明
图1为相变特朗贝墙结构示意图；
图2为相变特朗贝墙的左视详图；
图3为相变特朗贝墙的放大示意图。
图中各附图标记的含义如下：
1为low-E玻璃(规格可以为6+9A+6low-E，厚度可以为0.021m)；2为空气层(厚度可以为0.2m)；3为外层定型相变墙板(即，第一相变墙层，厚度可以为0.03m)；4为外隔热层(即，第一隔热层，厚度可以为0.05m)；5为混凝土墙体(厚度可以为0.24m)；6为内隔热层(即，第二隔热层，厚度可以为0.05m)；7为内层定型相变墙板(即，第二相变墙层，厚度可以为0.03m)；PT1为测量空气层温度的传感器(悬挂式，即，第一温度传感器)；PT2为测量室内温度的传感器(即，第二温度传感器)；PT3为测量室外温度的传感器(即，第三温度传感器)；V1为玻璃上通风口(即，第一类通风口)；V2为相变墙上部通风口(即，第二类通风口)；V3为相变墙下部通风口(即，第三类通风口)；V4为北外墙通风口(即，第四类通风口)。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
本发明中的自调节相变特朗贝墙体，其储热墙结构体从外到内依次包括外定型相变墙板层3、第一隔热层4、墙体层5、第二隔热板层6和内定型相变墙板层7。其中，外定型相变墙板层3和内定型相变墙板层7所使用的定型相变材料，是采用石蜡作为相变材料，高密度聚乙烯作为封装材料，同时加入膨胀石墨提高其导热性能。
图1是按照本发明构造的具有相变材料的特朗贝墙。图中，1为low-E玻璃，2为空气层，3为相变温度28℃的定型相变材料板，4为普通混凝土墙体，5为相变温度为18℃的定型相变材料板。本例考虑在我国夏热冬冷地区使用，因此特朗贝墙设置在南面，其余外墙均铺设保温层。考虑本例中房间尺寸长×宽×高为3.0m×3.0m×3.0m，在相变墙不同高度上开通风口，上下各三个:下部开口距离地板0.2m，上部开口距离天花板0.2m，尺寸为0.5m×0.3m；北外墙在距离天花板0.2m的地方同样开通风口，通风口尺寸与上述相同。另本例玻璃采用low-e玻璃，玻璃上部距离天花板0.2m的地方同样开三个通风口，尺寸为0.5m×0.3m，另上述通风口均采用电动阀门。本例中玻璃与储热墙之间距离(即空气层2的厚度)为0.2m。本例中温度测量采用PT100温度传感器，在室内以及空气层中距离地板2m的地方悬挂温度传感器采集温度，同样室外温度也由温度传感器测得。
此外，本例中的相变材料采用高密度聚乙烯作为支撑材料、膨胀石墨作为添加剂以及石蜡作为主体相变材料，各原材料质量百分比例为高密度聚乙烯:膨胀石墨:石蜡为15％:5％:80％。该定型相变材料板采用熔融共混法制作，制成的定型相变材料尺寸为0.3m×0.3m×0.01m(通过将多块定型相变块相互拼接的方式予以贴附，从而形成相变墙层；另外，定型相变块也可以根据需要切割成尺寸更小的小块)。相变墙分为5层，外层是主要在夏季发挥作用的相变材料，其相变温度为28℃；内层是主要在冬季发挥作用的相变材料，其相变温度为18℃(根据相变材料的相变温度，适用于夏热冬冷地区)。通过构造这种“三明治”墙体，相应能够在全年内配合作用。
接下来，结合本例对于夏季以及冬季的运行状态进行解释。各参数物理意义见下表：
冬季：白天太阳辐射强度大，太阳辐射通过玻璃进入室内。当T1>T2时(T1、T2分别对应图1中PT1、PT2检测得到的温度)，打开V2和V3。由于太阳辐射，空气层中的空气被加热，温度上升，密度减小，热空气向上流动；到达房间上部后，热空气通过蓄热墙上的通风口进入室内，加热室内空气。在房间内释放热量后，温度下降的空气通过储热墙下部的通风口重新进入空气层中。由此，形成一个循环，空气在空气层中不断被加热，通过此循环，给室内供热，调高室内温度。同时，空气层中温度(即对应T1)大于18℃时，储热墙中相变温度为18℃的相变材料发生相变，由固态变为液态，吸收热量并储存于其中。由于相变储能与普通显热储能相比储热量更大，因此，在白天太阳辐射强度很大时，本例中的特朗贝墙可以储存更多的能量。而到了晚上，太阳辐射降低，当空气层温度逐渐降低至18℃以下时，相变材料由液态逐渐凝固，释放出白天储存的热量，通过对流的方式向两个方向传热。而当T1<T2时，室内与空气层之间的空气循环不仅不能给室内带来热量，还会加速室内与室外的传热，加速室内热量损失；因此，此时，空气循环已没有意义，关闭V2、V3。
夏季：白天太阳辐射强度大，太阳辐射通过玻璃进入室内。当T3<T2时(T2、T3分别对应PT2、PT3检测得到的温度)，打开V1和V3以及V4。由于太阳辐射，空气层中的空气被加热，温度上升，密度减小，热空气向上流动；到达房间上部后，热空气通过玻璃上的通风口排到室外，把进入建筑中的太阳辐射带走。由于向室外排风造成房间负压，新风由北外墙上的通风口V4进入补充房间排风(T3<T2)。由此，形成一个循环，空气在空气层中不断被加热，通过此循环把太阳辐射带到室外。同时当空气层中温度大于28℃时，储热墙中相变温度为28℃的相变材料发生相变，由固态变为液态，吸收热量并储存于其中，减少传入室内的热量。由于相变储能与普通显热储能相比储热量更大，因此，在白天太阳辐射强度很大时，本例中的特朗贝墙可以储存更多的能量，减少进入室内的太阳辐射，降低室内温度。而到了晚上，太阳辐射降低，当空气层温度逐渐降低至28℃以下时，相变材料由液态逐渐凝固，释放出白天储存的热量，通过上述空气循环，白天储存在相变材料中的热量被带到室外。而当T3>T2时，从北外墙上的V4进入房间的新风会提高室内温度；因此，此时，上述所述空气循环已没有意义，闭合V1、V3和V4。
综上，按照本发明可获得以下的技术优点：(1)提高冬季室内最低温度，降低夏季室内最高温度，减小室内温度波动，增加室内热舒适性；(2)适合全年使用，通过传感器自动调节阀门的开合，节省人力；(3)充分利用太阳能及自然通风，降低建筑运行能耗；(4)增加特朗贝墙的储热量，减小墙体荷载，节省建筑材料。因此，本发明专利可广泛应用于办公建筑、民用建筑等各种建筑中。本发明中的自调节相变特朗贝墙体，在冬季时(尤其对于无太阳时供热不足的情况)，其第二相变墙层7可吸收并储存太阳得热，耦合集热蓄热将热量排进室内；在夏季时，其第一相变墙层3可吸收并储存热量，耦合自然通风将热量排出室外。
上述实施例中的自调节相变特朗贝墙体，其各个层结构的厚度可以灵活调整，其中，空气层2的厚度可以为0.1m～0.2m，第一相变墙层3的厚度可以为0.02m～0.04m(尤其是0.03m)，第一隔热层4的厚度可以为0.05～0.1m，混凝土墙体层5的厚度可以为0.24～0.36m，第二隔热层6的厚度可以为0.05m～0.1m，第二相变墙层7的厚度可以为0.02m～0.04m(尤其是0.03m)，均可实现良好的对室内温度的调节作用。第一相变墙层3与第二相变墙层7两者除了各个对应的第一类石蜡、第二类石蜡的相变温度不同外，各个相变墙层中，高密度聚乙烯、膨胀石墨、石蜡三者的质量百分比例可以相同，也可以互不相同；对于任意一类相变墙层，只要高密度聚乙烯在该相变墙层中的质量百分比为15％～20％，膨胀石墨的质量百分比为0～5％即可(余量即对应石蜡)。
除上述详细说明的各个组件外，本发明特朗贝墙中的各个功能组件均可参考相关现有技术(尤其是涉及特朗贝墙体的现有技术)进行制作与设置。本发明中的高密度聚乙烯、膨胀石墨等均满足现有技术的常规定义；作为主体相变材料的石蜡其相变温度的调节可以选用不同相变温度的石蜡原材料获得；本发明中的相变层(包括外层定型相变墙板3、内层定型相变墙板7)，其相变温度允许设定温度附近±1℃的偏差。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种自调节相变特朗贝墙体，其特征在于，该自调节相变特朗贝墙体由外到内依次包括玻璃层(1)、空气层(2)、第一相变墙层(3)、第一隔热层(4)、混凝土墙体层(5)、第二隔热层(6)以及第二相变墙层(7)，其中，
所述第一相变墙层(3)的相变温度为27℃～29℃；该第一相变墙层(3)是由包括高密度聚乙烯、膨胀石墨、以及第一类石蜡在内的原材料经过熔融共混处理得到的，其中所述第一类石蜡的相变温度为27℃～29℃；
所述第二相变墙层(7)的相变温度为17℃～19℃；该第二相变墙层(7)是由包括高密度聚乙烯、膨胀石墨、以及第二类石蜡在内的原材料经过熔融共混处理得到的，其中所述第二类石蜡的相变温度为17℃～19℃；
此外，所述玻璃层(1)用于与室外环境直接接触；所述第二相变墙层(7)用于与室内环境直接接触。
2.如权利要求1所述自调节相变特朗贝墙体，其特征在于，所述空气层(2)的厚度为0.1m～0.2m；所述第一相变墙层(3)的厚度为0.02m～0.04m；所述第一隔热层(4)的厚度为0.05～0.1m；所述混凝土墙体层(5)的厚度为0.24～0.36m；所述第二隔热层(6)的厚度为0.05m～0.1m；所述第二相变墙层(7)的厚度为0.02m～0.04m。
3.如权利要求1所述自调节相变特朗贝墙体，其特征在于，对于所述第一相变墙层(3)，所述高密度聚乙烯在该第一相变墙中的质量百分比为15％～20％，所述膨胀石墨在该第一相变墙中的质量百分比为0～5％；对于所述第二相变墙层(7)，所述高密度聚乙烯在该第二相变墙层中的质量百分比为15％～20％，所述膨胀石墨在该第二相变墙层中的质量百分比为0～5％。
4.如权利要求1所述自调节相变特朗贝墙体，其特征在于，该自调节相变特朗贝墙体设置在南面，所述自调节相变特朗贝墙体与地面垂直；并且在与该自调节相变特朗贝墙体相对的北面还设置有北外墙，所述自调节相变特朗贝墙体与所述北外墙、以及顶板、其他墙面、地面一起包围形成的空间即室内空间；
所述玻璃层(1)上设置有第一类通风口(V1)；所述第一相变墙层(3)、所述第一隔热层(4)、所述混凝土墙体层(5)、所述第二隔热层(6)、以及所述第二相变墙层(7)上均设置有第二类通风口(V2)和第三类通风口(V3)，所述第二类通风口(V2)距地面的距离大于所述第三类通风口(V3)距地面的距离；所述北外墙上设置有第四类通风口(V4)；
所述第一类通风口(V1)、所述第二类通风口(V2)与所述第四类通风口(V4)在与地面相垂直的任意一条直线上的投影相重合；所述第一类通风口(V1)、所述第二类通风口(V2)、所述第三类通风口(V3)与所述第四类通风口(V4)上分别设置有开关，用于切换该第一类通风口(V1)、该第二类通风口(V2)、该第三类通风口(V3)、以及该第四类通风口(V4)的开与关的状态；
此外，还设置有第一温度传感器(PT1)、第二温度传感器(PT2)、以及第三温度传感器(PT3)，其中，所述第一温度传感器(PT1)位于所述空气层(2)内，用于检测所述空气层(2)的温度；所述第二温度传感器(PT2)位于所述室内空间内，用于检测所述室内空间的温度；所述第三温度传感器(PT3)位于室外，该第三温度传感器(PT3)用于检测室外的温度；
所述第一温度传感器(PT1)、所述第二温度传感器(PT2)和所述第三温度传感器(PT3)均与所述第一类通风口(V1)、所述第二类通风口(V2)、所述第三类通风口(V3)、所述第四类通风口(V4)的开关分别连接，用于根据检测得到的温度值切换各个开关的状态；记所述第一温度传感器(PT1)检测到的温度值为T1，所述第二温度传感器(PT2)检测到的温度值为T2，所述第三温度传感器(PT3)检测到的温度值为T3，则
当室外为冬季时，
当T1>T2时，所述第二类通风口(V2)和所述第三类通风口(V3)均为开的状态，所述第一类通风口(V1)和所述第四类通风口(V4)均为关闭的状态；
当T1<T2时，所述第一类通风口(V1)、所述第二类通风口(V2)、所述第三类通风口(V3)、以及所述第四类通风口(V4)均为关闭的状态；
当室外为夏季时，
当T3<T2时，所述第一类通风口(V1)、所述第二类通风口(V2)、以及所述第四类通风口(V4)均为开的状态，所述第三类通风口(V3)为关闭的状态；
当T3>T2时，所述第一类通风口(V1)、所述第二类通风口(V2)、所述第三类通风口(V3)、以及所述第四类通风口(V4)均为关闭的状态。
5.如权利要求4所述自调节相变特朗贝墙体，其特征在于，所述其他墙面包括东外墙和西外墙；所述顶板为屋顶。
6.如权利要求4所述自调节相变特朗贝墙体，其特征在于，所述第二类通风口(V2)的边缘距离所述顶板的最短距离为0.2m；所述第四类通风口(V4)的边缘距离地面的最短距离为0.2m；优选的，所述顶板距离地面的距离为3m。
7.如权利要求4所述自调节相变特朗贝墙体，其特征在于，所述第一类通风口(V1)为3个矩形，所述矩形的长度方向平行于地面，所述矩形宽度方向垂直于地面；任意一个所述矩形的长度均为0.5m，宽度为0.3m。
8.如权利要求4所述自调节相变特朗贝墙体，其特征在于，所述第二类通风口(V2)为3个矩形，所述矩形的长度方向平行于地面，所述矩形宽度方向垂直于地面，任意一个所述矩形的长度均为0.5m，宽度为0.3m；
所述第三类通风口(V3)为3个矩形，所述矩形的长度方向平行于地面，所述矩形宽度方向垂直于地面，任意一个所述矩形的长度均为0.5m，宽度为0.3m；
所述第四类通风口(V4)为3个矩形，所述矩形的长度方向平行于地面，所述矩形宽度方向垂直于地面，任意一个所述矩形的长度均为0.5m，宽度为0.3m。
9.如权利要求4所述自调节相变特朗贝墙体，其特征在于，所述第一温度传感器(PT1)是用于检测所述空气层(2)中距离地面2m位置处的温度；所述第二温度传感器(PT2)是用于检测所述室内空间中距离地面2m位置处的温度。
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