CN107192057B - 以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***，包括：树叶单元，其包括以可拆卸方式设置在建筑物的窗户或外墙体上，且具有透光效果的第一末梢，以及固定设置在建筑物外墙体的围护结构上的第二末梢，其中，所述第一末梢与所述第二末梢采用和/或的形式存在于树叶单元中；树枝单元，其包括分别连通至第一末梢、第二末梢的入料口、出料口的两组支管；树干单元，其包括分别与各支管连通的两组干管；其中，所述两组干管通过一溶液循环单元进而与室内溶液除湿设备对接连接，实现对建筑物内外进行温湿度调节，以构成仿生树节能输配***。

Description

以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***

技术领域

本发明涉及一种在建筑节能、可再生情况下使用的节能***。更具体地说，本发明涉及一种用在建筑物外墙面情况下的以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***。

背景技术

建筑节能是现今最被关注的、也是发展最迅速的技术之一。由于全球范围内的能源、环境问题，使得占据全球能耗达1/4～1/3的建筑能耗备受关注。而造成建筑能耗的主要成分(负荷)，为通过建筑物***护结构影响到室内环境的热量(热能传递、热负荷)及水量(湿传递)。减少室外环境对室内的影响有大量的技术，其中加强围护结构的保温属于传统和较为有效的手段。这方面尤以欧洲，主要是德国的技术为先导。其中所提出的“被动式建筑”目前被国际上公认为最有效、最先进的建筑节能技术。

第一种技术：被动式节能技术的原理，是尽量加强建筑围护结构的保温隔热性能，以及加强所有缝隙部分的密封性能。对于半透明围护结构部分，即门窗玻璃部分，则强调要采用足够的遮阳技术减少阳光的入射量。其存在的最大问题在于其出发点是面向处于高纬度地区的冬冷地区，其所希望解决的问题，也是冬冷地区在冬季的建筑物热量损失问题。由于冬冷地区的气象条件表现为室外空气温度持续低于室内温度，室内热量也因此持续地向室外流失，所以加强维护结构保温能力，减少冷空气向室内的渗透无疑是非常有效的手段。但该技术的局限性也同时在于其超强的隔热能力，由于建筑物所处的室外环境随着日夜交替和季节转换处于波动状态，而室温则由于人体的舒适需求或各类与人类相关的室内活动，基本全年位于一个相对稳定的范围。也就是说，在室外温度趋近室温的情况下，由于室内的人员及设备发热，建筑物的向外散热成为了必须。而当室外气温高于室温的情况下，则又需要尽可能阻止室外的热量进入室内。也就是说，在从纯粹的由室内向室外散热的状态过渡到允许甚至要增强室内向室外散热，进而要阻隔室外向室内传热，以致要强行将室内热量带出的逐步过渡过程中，被动式建筑的局限性愈加明显。

第二种技术：外墙动态阻热的技术，是在建筑物的***护结构中埋设冷热媒管路***。在管内流动冷热媒时，可以形成一个对于室内而言较为理想的传热效果，用来降低围护结构的投资，和采用尽可能低品位的能源代替室内供冷供热***消除围护结构负荷。同时，对于高湿地区的建筑物而言，室内的空气相对湿度过高也是造成人员舒适度降低和有些室内生产、工作和设备运行受影响的较重要原因。控制室内相对湿度所需要的能耗在高湿地区非常之高，而相应的节能措施目前也属于前沿技术范畴。其中溶液除湿技术便属于非常先进的空气湿度控制技术(溶液除湿可见清华大学科技丛书《溶液除湿》。其存在的问题在于其冷热源的采集范围及品位。由于冷热媒位于围护结构之间，与室外环境之间仅有很小的热阻(部分墙体)，所以其中一部分的能量将无谓地改变了外墙周边的空气温度。因此该冷热媒的工作温度应当尽可能介于室温与室外温度之间，并且尽可能的采用周边无限供应的可再生能源。这就要求周边的环境需要无限提供该品位的能源。当周边该能源的供应受限时，外墙的动态阻热层就将不得不采用其它的能源形式。而由于其与室外环境相邻的位置，如果采用的是经制备过的高品位能源，则其能量损失将大过其它常规能源***形式。

由上可知，现有技术中第一种技术的适应范围小，被动式的节能技术最大的缺点就在于其优良的隔热效果，其对于室内温度需要向外散热时，无法有效的将室内温度向外传递，造成反效果；第二种技术的缺点在于，其虽然能适应较宽的使用范围，给室内带来较好的使用体验，但其缺点就在于需要配置其它动力形式制备高品位能源，以其能在低品位能源不能满足时仍然处于工作状态，并对室内的温度进行调节控制，因而出现部分无谓能耗。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***，其能够能通过树叶单元的配合，增强***护结构的功能，使其从“冷血动物”的单纯保温形式进化到“恒温动物”的可以形成“血液循环的”散热形式，从而进一步以此降低外部热量对室内温度的影响，从而减少供冷能耗，以使其能适应不同的使用环境；同时通过溶液循环单元，使得其与室内的溶液除湿设备连通，用于通过溶液除湿技术控制室内的相对湿度，进而对建筑物内外进行温湿度调节，且因其内部循环介质采用的是溶液，故无需对整个循环介质进行温度调节，故其整个的能源消耗较低，成本可控。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***，包括：

树叶单元，其包括以可拆卸方式设置在建筑物的窗户或外墙体上，且具有透光效果的第一末梢，以及固定设置在建筑物外墙体的围护结构上的第二末梢，其中，所述第一末梢与所述第二末梢采用和/或的形式存在于树叶单元中；

树枝单元，其包括分别连通至第一末梢、第二末梢的入料口、出料口的两组支管；

树干单元，其包括分别与各支管连通的两组干管；

其中，所述两组干管通过一溶液循环单元进而与室内溶液除湿设备对接连接，实现对建筑物内外进行温湿度调节，以构成仿生树节能输配***。

优选的是，其中，所述第一末梢包括：

分别用于与两组支管进行接驳的第一分液组件及第一集液组件；

分别连通至第一分液组件、第一集液组件，以释出或回收溶液的第一溶液通道；

设置在第一溶液通道外侧，且具有浸润功能的第一储水装置；

其中，所述第一溶液通道被配置为采用具有渗透性，且半透性质的材料制成。

优选的是，其中，所述第一末梢还包括设置在最外层以对内部结构进行保护，且具有防水透气功能的面层。

优选的是，其中，所述第一溶液通道被配置为采用中空纤维膜、板式膜中任意一种材料制成；

所述第一储水装置被配置为采用高分子水凝胶材料制成；

所述面层被配置为采用防水透气膜聚四氟乙烯制成。

优选的是，其中，所述第二末梢包括：

分别用于与两组支管进行接驳的第二分液组件及第二集液组件；

分别连通至第二分液组件、第二集液组件，以释出或回收溶液的第二溶液通道；

设置在第二溶液通道外侧，且具有浸润功能的第二储水装置；

设置在最里层以使其具有可嵌入外墙围护结构的底层；

设置在最外层以对内部结构进行保护，且具有防水透气功能的装饰面层。

优选的是，其中，所述第二溶液通道被配置为采用防水透气布、中空纤维膜、板式膜中任意一种材料制成；

所述第二储水装置被配置为采用高分子水凝胶材料制成；

所述底层被配置为采用玻镁板制成；

所述装饰面层被配置为采用浆料覆盖或防水透气的面砖构成。

优选的是，其中，所述溶液循环单元包括：

连通至第一末梢和/或第二末梢入液口的稀溶液罐；

连通至第一末梢和/或第二末梢出液口的浓溶液罐；

设置在两组干管上进而对稀溶液罐、浓溶液罐溶液流动状态进行控制的第一溶液泵及流量控制阀。

优选的是，其中，所述稀溶液罐、浓溶液罐之间通过一旁通阀进而连通；

所述稀溶液罐中的溶液被配置为采用氯化锂、溴化锂中的任意一种，或氯化锂与氯化钙混合溶液，且溶液浓度被配置为30-40％。

优选的是，其中，所述稀溶液罐上设置有用于向罐内充入纯净水或溶液的第一进料口，以及用于回收溶液除湿设备除湿后稀溶液的第二进料口；

所述浓溶液罐上设置有一用于向罐内充入纯净水的第三进料口，以及用于回收经第一末梢和/或第二末梢蒸腾后浓溶液的第四进料口；

所述稀溶液罐的底部设置有向第一末梢和/或第二末梢输出稀溶液的第一出料口；

所述浓溶液罐的底部设置有向室内除湿设备输出浓溶液的第二出料口，且所述第二出料口与室内除湿设备之间还设置有第二溶液泵。

本发明至少包括以下有益效果：本发明能够通过树叶单元的配合，增强***护结构的功能，使其从“冷血动物”的单纯保温形式进化到“恒温动物”的可以形成“血液循环的”散热形式，从而进一步以此降低外部热量对室内温度的影响，从而减少供冷能耗，以使其能适应不同的使用环境，改变现有建筑节能中围护结构技术在低纬度地区面临的不适应问题，通过采用带有蒸腾作用能力的溶液***形成***护结构的仿生功能，带走围护结构外表面的热量，从而减少建筑物的冷负荷；通过使用溶液作为介质，在利用蒸腾作用的原理带走围护结构外表面热量的同时，得到浓缩的溶液，为室内的溶液除湿节省了能量，同时由于溶液的循环和改变浓度仅需要驱动溶液泵，和按照浓度需求添加纯净水或浓溶液，故该***除了溶液泵的驱动能耗和消耗蒸腾消失的水分外，无其他任何能耗，故该***的节能效果将极为可观。相比常规夏季空调***的耗电，溶液泵的驱动能耗仅为同类***的15％左右。而***护结构的负荷，即能耗则占建筑能耗的50％左右，尤其是住宅类***，在未考虑新风负荷的前提下，***护结构的负荷即能耗几乎可达到全部夏季空调能耗的70％～80％。另外同时通过溶液循环单元，使得其与室内的溶液除湿设备连通，用于通过溶液除湿技术控制室内的相对湿度，进而对建筑物内外进行温湿度调节。且因其内部循环介质采用的是溶液，故无需对整个循环介质进行温度调节，故其整个的能源消耗较低，成本可控。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***的结构组成框图；

图2为本发明的另一个实施例中第一末梢的组装示意图；

图3为本发明的另一个实施例中第一末梢的平面俯视示意图；

图4为本发明的另一个实施例中第一末梢的侧面截面示意图；

图5为本发明的另一个实施例中第二末梢的组装示意图；

图6为本发明的另一个实施例中第二末梢的平面俯视示意图；

图7为本发明的另一个实施例中第二末梢的侧面截面示意图；

图8为本发明的另一个实施例中第一末梢的其中一种结构组成示意图；

图9为本发明的另一个实施例中第一末梢的另外一种结构组成示意图；

图10为本发明的另一个实施例中第一末梢的组成及功能框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1示出了根据本发明的一种以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***的实现形式，其中包括：

树叶单元，其包括以可拆卸方式设置在建筑物的窗户或外墙体上，且具有透光效果的第一末梢1，作为“叶子”的末梢叫做第一末梢或A型蒸腾末梢；以及固定设置在建筑物外墙体的围护结构上的第二末梢2，“表皮”的末梢叫做第二末梢或B型末梢，其中，所述第一末梢与所述第二末梢采用和/或的形式存在于树叶单元中，这使得A型末梢可根据安装位置不同如窗、玻璃上而做成半透明形式，以便悬挂在半透明围护结构(窗、玻璃)外侧，从而同时起到遮阳和允许部分光线透过以保证采光的效果，但若其与末梢的“表皮”一样用于嵌入围护结构外表面，就可以做成不透光的结构，以成为建筑物***护结构的一部分；

树枝单元，其包括分别连通至第一末梢、第二末梢的入料口、出料口的两组支管3，其用于组成叶子与树干之间连通的经脉，使得溶液循环单元中的溶液可顺利的输送至树叶，并在蒸发后进行回收；

树干单元，其包括分别与各支管连通的两组干管4，其在建筑物围护结构外表面分布溶液循环管路***作为“树干”，用以输送溶液；

其中，所述两组干管通过一溶液循环单元5进而与室内溶液除湿设备6对接连接，实现对建筑物内外进行温湿度调节，以构成仿生树节能输配***。采用这种方案中树叶单元的“叶子”或“表皮”将由溶液通道(如毛细管)和浸润材料(叶肉/皮肤)组成组合式平面材料，使得溶液循环单元中浓度较低的溶液可以通过溶液通道分散到平面各部分，以进入带有半透膜性质的末梢部分，并在末梢部分改变溶液浓度后再度返回，形成溶液循环；同时溶液中的水分通过膜壁进入作为第一储水装置的浸润材料，并在环境温度较高、水蒸气分压力较低的情况下发生蒸腾作用，通过水的气液相变带走围护结构表面的热量，以起到对建筑物***结构的调温作用，进而实现对室内外温度的调节，同时其与室内溶液除湿设备连接，通过输送浓溶液进入室内除湿末端对室内的湿度进行调节，其在整个过程中，只需要提供溶液运行的动力，无需其它设备为输配***提供能量，进而使得其节能环保，具有适应性强，可实施效果好，可操作性强，稳定性好，节能环保，成本可控的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图2-4所示，在另一种实例中，所述第一末梢包括：

分别用于与两组支管进行接驳的第一分液组件及第一集液组件10，其均包括与两组支管11进行接驳的接管以及与其连接的集液器、分液器12，其中接管应设置为具有快插功能，以便于其从支管上脱离，且两组支管上应别设置有与接管相配合的插拔自锁机构，以在接管***时，与接管连接，在接管拔出时对支管上的接口进行自锁，防止溶液溢出；

分别连通至第一分液组件、第一集液组件，以释出或回收溶液的第一溶液通道13，其用于将溶液中的水分可以通过溶液通道渗透而出，使得其在工作过程中，流经其的溶液能去除相应部分的水分，提升溶液浓度；

设置在第一溶液通道外侧，且具有浸润功能的第一储水装置14，其用于吸收第一溶液通道释出的水分，并进行缓慢释放，类似于人体出汗和植物叶脉蒸腾的能力，以质交换的方式更加高效地带走进入到***结构的热量，实现对室内外温度的调节；

其中，所述第一溶液通道被配置为采用具有渗透性，且半透性质的材料制成，这使得其不仅能释出水价，在关键点如窗户上设置时能够不遮挡全部阳光，保持室内的明亮度。采用这种方案的A型末梢使得溶液中的水，渗入浸润材料，并向周边空气蒸发，带走建筑***护结构表面的热量，使建筑***结构的温度可调整，进而控制进入室内的热量，具可实施效果好，操作性强，节能环保，适应性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图2-4所示，在另一种实例中，所述第一末梢还包括设置在最外层以对内部结构进行保护，且具有防水透气功能的面层15。采用这种方案的外层采用防水透气材料保护，仅能使蒸腾的水蒸气释出，又能防止水分渗入内部结构对其工作效果造成影响，具有可实施效果好，适应性好，产品稳定性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，所述第一溶液通道被配置为采用防水透气布、中空纤维膜、板式膜中任意一种材料制成，末梢部采用的带有半透膜性质的材料，如防水透气布、中空纤维膜、板式膜等材料，形成具有蒸腾能力的“叶子”；

所述第一储水装置被配置为采用高分子水凝胶材料制成，高分子水凝胶是以水为分散介质的凝胶，其是一种具有三维网络结构的新型高分子材料，不溶于水，但能吸收大量的水分而显著溶胀，并且能够在显著溶胀之后保持原有结构而不被溶解，是集吸水、保水、缓释于一体的功能性材料，其原理则是具有网状交联结构的水溶性高分子引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水基团与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基则遇水膨胀，故有含水量高、吸水释水、储能释能、性状柔软、良好的生物相容性；

所述面层被配置为采用防水透气膜聚四氟乙烯制成，防水透气膜(呼吸纸)是一种新型的高分子防水材料。从制作工艺上讲，防水透气膜的技术要求要比一般的防水材料高的多；同时从品质上来看，防水透气膜也具有其他防水材料所不具备的功能性特点，EPTFE(聚四氟乙烯)是最新一代防水透气材料，世界一流厂均采用此种材料，再结合各自公司的研发复合处理技术开发出各有特长的不同品牌的EPTFE复合面料，其防水透气性均是当今最出色的。采用这种方案的A型末梢的结构为以中空纤维作为溶液通道，周边覆盖半透明浸润材料，浸润材料的吸水性能类似于海绵；而通过防水透气层使得内部的浸润材料可自由的以水蒸气的形式对外呼吸，具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好，适应性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图5-7所示，在另一种实例中，所述第二末梢包括：

分别用于与两组支管进行接驳的第二分液组件及第二集液组件20；

分别连通至第二分液组件、第二集液组件，以释出或回收溶液的第二溶液通道21，其构成表皮呼吸的经脉；

设置在第二溶液通道外侧，且具有浸润功能的第二储水装置22，其用于吸收第二溶液通道释出的水分，并进行缓慢释放，类似于人体出汗和植物叶脉蒸腾的能力，以质交换的方式更加高效地带走进入到***结构的热量，实现对室内外温度的调节；

设置在最里层以使其具有可嵌入外墙围护结构的底层23，其作用在于使得其能构成一平板结构，利于其与外墙围护结构复合嵌入；

设置在最外层以对内部结构进行保护，且具有防水透气功能的装饰面层24，因其与安装部是固定安装，故其作用在于使得其具有保持内部结构对外呼吸的作用，同时要兼具美观。采用这种方案B型末梢的结构为以中空纤维膜为溶液通道，周边覆盖浸润材料；外层则采用适合于外墙铺设的具有透气功能的装饰材料，如浆料覆盖，或防水透气面砖覆盖，使得其与安装部的结合具有稳定性好，适应性好，美观的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，所述第二溶液通道被配置为采用防水透气布、中空纤维膜、板式膜中任意一种材料制成，末梢部采用的带有半透膜性质的材料，如防水透气布、中空纤维膜、板式膜等材料，形成具有出汗能力的“表皮”；

所述第二储水装置被配置为采用高分子水凝胶材料制成；

所述底层被配置为采用玻镁板制成，其是以氧化镁，氯化镁，和水三元体系，经配置和加改性剂而制成的，性能稳定的镁质胶凝材料，以中碱性玻纤网为增强材料，以轻质材料为填充物复合而成的新型不燃性装饰材料。采用特殊生产工艺加工而成，具有防火、防水、无味、无毒、不冻、不腐、不裂、不变、不燃、高强质轻、施工方便、使用寿命长等特点，在全国同类产品中有复合的特殊性能，其作用在于使得产品能构成平板状结构，便于其方便的安装在建筑物的***防护结构上，如与***防护结构卡接，插接，粘合等方式；

所述装饰面层被配置为采用浆料覆盖或防水透气的面砖构成，其作用在于对其内部结构进行保护，同时使其与建筑物的***防护结构很好的配合，进而实现内部结构中水分的蒸腾释出。采用这种方案具有可实施效果好，可操作性强，适应性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图1所示，在另一种实例中，所述溶液循环单元包括：

连通至第一末梢和/或第二末梢入液口的稀溶液罐50；

连通至第一末梢和/或第二末梢出液口的浓溶液罐51；

设置在两组干管上进而对稀溶液罐、浓溶液罐溶液流动状态进行控制的第一溶液泵52及流量控制阀(未示出)，溶液循环***包括循环驱动(溶液泵)、缓冲储存(溶液罐)、流量控制(控制阀)、浓度控制(混合罐)等部分，使得溶液的浓度、流量均可以根据需求控制，其中，溶液***的储存将分为稀溶液和浓溶液两个储罐。其中稀溶液罐负责在高温季节向***提供合适浓度的稀溶液，浓溶液储罐则负责搜集***中已经失去部分水分而浓缩的溶液，浓溶液罐和稀溶液罐可以作为室内溶液除湿***的一部分，即以浓溶液罐提供除湿溶液，而稀溶液罐负责搜集除湿后的稀溶液，溶液循环***还可以对溶液进行温度控制，即在必要时对溶液进行加热或者冷却，以进一步提高溶液的能力。采用这种方案具有使得溶液循环***能与树叶、树枝、树干等部件相互配合，进而使得其内部的溶液循环更加顺畅，具有可实施效果好，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图1所示，在另一种实例中，所述稀溶液罐、浓溶液罐之间通过一旁通阀53进而连通，其用于溶液循环***不与室内除湿设备连接的情况下，通过二者的连通对稀溶液罐的浓度进行调整；

所述稀溶液罐中的溶液被配置为采用氯化锂、溴化锂中的任意一种，或氯化锂与氯化钙混合溶液，且溶液浓度被配置为30-40％。采用这种方案中如***运行不与溶液除湿部分功能对接，则需要采用旁通阀将浓溶液重新导入稀溶液罐，并通过再次注入纯净水方式稀释成为合适浓度的稀溶液，同时溶液循环***中所使用的溶液应具有除湿能力强、流动性好、不易发生结晶的溶液，其溶液的浓度视所采用的溶液物理化学性质而定，具有可实施效果好，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

如图1所示，在另一种实例中，所述稀溶液罐上设置有用于向罐内充入纯净水或溶液的第一进料口54，以及用于回收溶液除湿设备除湿后稀溶液的第二进料口55；

所述浓溶液罐上设置有一用于向罐内充入纯净水的第三进料口56，以及用于回收经第一末梢和/或第二末梢蒸腾后浓溶液的第四进料口57；

所述稀溶液罐的底部设置有向第一末梢和/或第二末梢输出稀溶液的第一出料口58；

所述浓溶液罐的底部设置有向室内除湿设备输出浓溶液的第二出料口60，且所述第二出料口与室内除湿设备之间还设置有第二溶液泵61，其用于将溶液提升至除湿设备中，以保证其工作运行。采用这种方案稀溶液罐设置有下部的出口和上部两个进口。作为调节溶液浓度的第一进口可以向溶液罐注入经过处理的纯净水，用以稀释溶液，也可以注入事先混合好的溶液以提高溶液浓度。第二进口用于与溶液除湿***对接，以接收除湿后回流的稀溶液。浓溶液罐的上部同样有两个进口，一个用于接收***循环中经过末梢蒸腾后的浓溶液，另一个用于在溶液浓度过高时注入纯净水稀释溶液，以满足后续溶液除湿需求，具有可实施效果好，可操作性强，适应性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在建筑物的***护结构以两种方式设置溶液***，并用溶液循环来形成一个仿生的“表皮”，利用“表皮”的“毛细血管”即溶液循环管路***将溶液分布到建筑物的外表面，通过溶液的循环和分配***管路及终端装置的“蒸腾”大量带走围护结构外表面的热量，从而减少对建筑物内部的供冷能耗投入。

在溶液***运行时，***内部的溶液浓度应保持较低的状态。溶液浓度应随室外空气相对湿度而调节，使得溶液与室外空气间产生水蒸汽分压力差。由于室外空气的相对湿度随室外空气温度变化，温度越高，水蒸气分压力越低；而溶液的浓度越低，其水蒸气分压力越高，由此形成的由水分以水蒸气形式由溶液向室外空气渗透的动力，即蒸腾现象。而在蒸腾的过程中，由于水的相变，吸收周边的大量热量，最终实现了带走围护结构外表面热量的效果。尤其在夏季白天阳光强烈照射下，末梢充水后的蒸腾作用将极其明显，从而大量带走本将进入围护结构，并进而进入室内的热量。

对于冬季室外相对湿度较高、空气温度不是非常低(高于0℃)的场合，如***中输送浓溶液，则通过浓溶液吸收周边的水蒸气进入***形成稀溶液，同时释放相变潜热，也将能带来提高围护结构外表面温度，进而减少围护结构冬季热负荷的效果。但此时稀溶液的再次浓缩则需要通过加入高浓度浓溶液或加热蒸发来实现。

本发明是采用建筑仿生的原理，但不是所谓“形似”的模仿自然界的各类生物外形，而是从热力学、传热学的原理出发，分析动植物维护体温的机理，并在建筑物上应用这些原理形成“仿生建筑”，使得建筑物的内部温度可以通过类似于“生物机理”的方式得以控制，从而达到减少为维持内部环境温度而需要付出的能量代价的目的。

自然界的哺乳动物、植物均有通过自身的毛细循环维持体温的能力：作为哺乳动物，其特征便是外表皮下拥有丰富的毛细血管，如人体通过血液循环使得体温在室外气温接近和高于体温的情况下一直维持37℃，靠的是表皮毛细管内的血液循环和汗液蒸发；植物维持在阳光下和炎热气候下的树干温度则依靠的是毛细管的毛细里和叶脉的蒸腾作用。在植物叶脉的蒸腾作用下，树荫部分的温度要比周边阳光曝晒区域温度低十余度。

上述二者的运行环境，均发生在室外气温接近和高于室温的环境中，而这个功能正好是现在的建筑技术所缺乏的，也是处于温带、亚热带、热带地区的低纬度国家所日常面临的气象条件。因此，突破现有的技术框架，针对低纬度地区室外气温接近甚至高于室温的环境开发仿生节能技术，是本发明的目的。

以“仿生建筑”的角度看待建筑物，其***护结构相当于动物的外表皮。如在外表皮下植入类似于“毛细血管”的可以通过媒体循环输送和分配热量的管路***，便可模拟生物的机理实现控制建筑物内部温度的功能。如该管路***更进一步拥有能够渗透水分，使其通过向空气中蒸发而带走热量，则该***便进一步拥有了类似于人体“出汗”和植物叶脉蒸腾的能力，以“质交换”的方式更加高效地带走进入***护结构的热量。

与此同时，由于选择了溶液作为介质，代替了纯粹进行热交换的水作为媒体，该***运行时，通过控制溶液的浓度，在蒸发过程中可以得到浓缩的溶液，而该浓缩溶液在室内出现较高的湿负荷、需要向室内提供除湿能力时，可以用来作为除湿剂使用，进一步提高了建筑物的低能耗运行效果。

实施例1

以图例1的建筑物上部***为例：溶液泵通过溶液干管将稀溶液从稀溶液罐中输送到建筑物的高度，再通过溶液支管分配到每个蒸腾末梢周边；A型蒸腾末梢悬挂在建筑物外墙面，整个***外观类似爬藤植物的藤与叶分布在建筑物外墙表面；溶液管道可以采用任意塑料工程管道如PE、PPR等。浓溶液管道和稀溶液管道可以并行设置，便于末梢的进出口接入；浓溶液将通过浓溶液泵吸入***的浓溶液管道，流回浓溶液罐。

A型末梢的结构组成可如图8-9所示，其组成与功能如图10所示，其用固定件固定在墙面和玻璃上，固定方式可以是螺栓生根，也可以是真空吸附。末梢的进出口分别接入稀溶液和浓溶液的管道。

A型末梢的蒸腾在建筑物围护结构的表面进行，并且不直接嵌入建筑物外表面。该***与建筑物的关系类似于绿色爬藤，只是沿建筑物外表面分布，并在必要的位置以点固定的形式附着在外表面。该***主要起作用的季节为夏季高温时段，在冬季可以考虑收起。为防止强风对该***的破坏，可收起的***分布及固定方式有更大的灵活性。

在高温季节，室外空气温度高于室温，造成了室外热量又通过外墙和外窗进入室内的趋势。此时如能在***护结构部分拦截热流的进入便可以较小的代价减少夏季建筑能耗。此时稀溶液通过管路进入A型末梢，通过中空纤维膜分布在A型末梢的各部位。在管内外水蒸气分压力差的作用下，中空纤维膜内的水分将渗出并浸润周边的浸润材料，增大蒸腾作用的能力。

A型末梢的形状可以是根据建筑物外观要求任意设计的，除中空纤维膜、浸润材料外，应有一个类似于外表皮的保护层。该保护层应当采用防水透气材料，有一定的物理强度，并能耐受水洗。A型末梢同时可以悬挂在墙面和玻璃外表面。在悬挂在玻璃外表面时，A型末梢同时也起到了遮阳的作用。为减少遮阳本身带来的影响室内采光副作用，应在A型末端的选材和制作上考虑能透过部分可见光线的半透明材料作为选项。

冬季运行时可以采用循环浓溶液，利用浓溶液吸收周边水蒸气并相变成为水，释放出的热量可以提高围护结构外表面温度，从而降低冬季热负荷的方式节能。循环后稀溶液的再生可以考虑采用太阳能加热或废热利用，或则添加高浓度溶液补充的方式来保证持续循环。

***中所采用的溶液可以是氯化锂+氯化钙混合溶液，溶液浓度可以为30％左右。在循环过程中，混合溶液将失去约10～15％的水分，成为40％～45％浓度的溶液。此时该10％的水分将蒸发并带走热量，而45℃的溶液也正好可以作为除湿溶液使用。

为保证溶液的流动性(如血液在血管中流动)，必要时需在溶液中加入添加剂，以避免出现结晶、粘滞等问题。

实施例2

同上实施例1，溶液循环***完全一致，但采用B型末梢，如示意图中部楼层。B型末梢的设计为考虑嵌入建筑物墙体的方案。B型末梢的结构为采用中空纤维膜作为溶液通道，在周边铺设硬质浸润材料，形成一块具有一定刚性的板材。板材的两侧均应采用建筑用防水透气膜形成外表面，从而使得水蒸气能够有效渗透，而液态水不能侵入围护结构深层。

铺设时将该板材固定在建筑物的结构墙体上，成为外立面结构的一部分。B型末梢的结构应当包含能够与建筑物最终外立面材料相结合的能力，成为一个具有“皮肤”功能的夹层，但同时不影响外立面的机械强度。

B型末梢的外侧可采取干挂形式安装外墙材料，也可采用抹灰形式完成外墙。但无论何种形式，必须保持透气性，以使得末梢的蒸腾作用得以实现。

B型末梢无法应用在玻璃部分。对于想尽可能提高该***效率的场合，可以考虑将A型末梢和B型末梢结合使用，如图示最下层示意，在窗的部分采用A型末梢，而在墙的部分采用B型末梢。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***，其特征在于，包括：

树叶单元，其包括以可拆卸方式设置在建筑物的窗户或外墙体上，且具有透光效果的第一末梢，以及固定设置在建筑物外墙体的围护结构上的第二末梢，其中，所述第一末梢与所述第二末梢采用和/或的形式存在于树叶单元中；

树枝单元，其包括分别连通至第一末梢、第二末梢的入料口、出料口的两组支管；

树干单元，其包括分别与各支管连通的两组干管；

其中，所述两组干管通过一溶液循环单元进而与室内溶液除湿设备对接连接，实现对建筑物内外进行温湿度调节，以构成仿生树节能输配***；

所述第一末梢包括：

分别用于与两组支管进行接驳的第一分液组件及第一集液组件；

分别连通至第一分液组件、第一集液组件，以释出或回收溶液的第一溶液通道；

设置在第一溶液通道外侧，且具有浸润功能的第一储水装置；

其中，所述第一溶液通道被配置为采用具有渗透性，且半透性质的材料制成；

所述第一末梢还包括设置在最外层以对内部结构进行保护，且具有防水透气功能的面层；

所述第二末梢包括：

分别用于与两组支管进行接驳的第二分液组件及第二集液组件；

分别连通至第二分液组件、第二集液组件，以释出或回收溶液的第二溶液通道；

设置在第二溶液通道外侧，且具有浸润功能的第二储水装置；

设置在最里层以使其具有可嵌入外墙围护结构的底层；

设置在最外层以对内部结构进行保护，且具有防水透气功能的装饰面层；

所述溶液循环单元包括：

连通至第一末梢和/或第二末梢入液口的稀溶液罐；

连通至第一末梢和/或第二末梢出液口的浓溶液罐；

设置在两组干管上进而对稀溶液罐、浓溶液罐溶液流动状态进行控制的第一溶液泵及流量控制阀。

2.如权利要求1所述的以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***，其特征在于，所述第一溶液通道被配置为采用防水透气布、中空纤维膜、板式膜中任意一种材料制成；

所述第一储水装置被配置为采用高分子水凝胶材料制成；

所述面层被配置为采用防水透气膜聚四氟乙烯制成。

3.如权利要求1所述的以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***，其特征在于，所述第二溶液通道被配置为采用防水透气布、中空纤维膜、板式膜中任意一种材料制成；

所述第二储水装置被配置为采用高分子水凝胶材料制成；

所述底层被配置为采用玻镁板制成；

所述装饰面层被配置为采用浆料覆盖或防水透气的面砖构成。

4.如权利要求1所述的以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***，其特征在于，所述稀溶液罐、浓溶液罐之间通过一旁通阀进而连通；

所述稀溶液罐中的溶液被配置为采用氯化锂、溴化锂中的任意一种，或氯化锂与氯化钙混合溶液，且溶液浓度被配置为30-40％。

5.如权利要求1所述的以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能***，其特征在于，所述稀溶液罐上设置有用于向罐内充入纯净水或溶液的第一进料口，以及用于回收溶液除湿设备除湿后稀溶液的第二进料口；

所述浓溶液罐上设置有一用于向罐内充入纯净水的第三进料口，以及用于回收经第一末梢和/或第二末梢蒸腾后浓溶液的第四进料口；

所述稀溶液罐的底部设置有向第一末梢和/或第二末梢输出稀溶液的第一出料口；

所述浓溶液罐的底部设置有向室内除湿设备输出浓溶液的第二出料口，且所述第二出料口与室内除湿设备之间还设置有第二溶液泵。

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