CN112082274A - 一种有效减热损失的复合型特朗伯墙体 - Google Patents

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Abstract

特朗伯墙体是一种典型的被动式太阳能技术，可以有效降低建筑物的能耗。水墙***也是一种经典的建筑围护结构，因为它既允许部分太阳辐射进入建筑物，也可以利用水的高比热容在夜间进行保温。本发明将特朗伯墙体与水墙相结合，提出了一种有效减少热损失的复合型特朗伯墙体。该发明可在夜间利用土壤热源、天然水源等低品位能源，让低温水在水墙中进行循环以减少建筑的热损失。本发明结构简单，成本低廉，可有效降低室内的热量耗散，保证室内的热舒适性。

Description

一种有效减热损失的复合型特朗伯墙体
技术领域
本发明涉及太阳能建筑集热技术领域，特别涉及一种水墙和特朗伯墙的组合供暖***。
背景技术
目前建筑物中使用的大部分能源来自化石燃料，这种做法不仅极大地影响了我国的能源安全，而且对环境产生负面影响。为了减少建筑物中不可再生能源的过度消耗，研究人员开展了各方面的研究，将太阳能技术与建筑结合将是大规模发展可再生能源，降低建筑中传统化石能源消耗比例的重要解决途径。
特朗伯墙体是在建筑方面利用太阳能的一种有效方式。但特朗伯墙也存在一些缺点，限制了其推广和使用。在夜间或长时间的阴天期间，大量的热量会从房间内部通过特朗伯墙体传递到室外，导致房间的热量损失，增加了能源消耗，这个问题对于气候寒冷的地区尤为显著。
在寒冷的冬季，围护结构的温度明显低于室内温度，且从室内到室外呈梯度分布。尤其是玻璃因为隔热性能较差，温度接近室外温度。不过人们通常忽视了冬季室内热环境非均匀分布的特征，只着眼于采用高于室内要求温度的热源来维持室内所需温度。实际上，可以利用低于室温的水对建筑进行保温，可有效减少室内的散热。如果将自然环境中的土壤热源、天然水源进行充分利用，完全可以减少室内向外界传递的热量，从而减少高品位供热的需求进而减少供热能耗。
对于保持建筑物的热舒适性和降低能耗，水墙是一个有效的解决方案。水墙与其他被动建筑技术(如高性能混凝土的使用等)相比有着独特的优势，因为它允许部分太阳辐射进入建筑物，从而满足白天对照明的需求。水墙还具有在白天和夜晚之间防止室温大幅度波动的能力。因此，它具有保持建筑物的热舒适性和减小能量消耗的巨大潜力。
发明内容
本发明针对上述现有特朗伯墙体存在的不足做出改进，具体涉及一种将水墙与特朗伯墙体结合的新型墙体，可以有效减少墙体在夜间或阴天的热损失。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种有效减少热损失的复合特朗伯墙体，包括集热蓄热墙和水墙***，集热蓄热墙和水墙***之间的空间为空气流道；集热蓄热墙底部设有室内下通风口，顶部设有室内上通风口；室内下通风口处设置有下挡板，室内上通风口处设置有上挡板。
进一步的，所述的集热蓄热墙的外表面固定有集热板，其为表面喷涂了太阳能吸收涂层薄金板。
进一步的，所述的集热蓄热墙的结构，主体为240mm粘土砖，室内侧安装50mm泡沫聚苯乙烯板进行内保温；所述空气流道的宽度选取范围为100～200mm。
进一步的，所述水墙***包括两块高透光板，其可以为聚碳酸酯板、有机玻璃板等；两板之间的空间为水流道，在水流道的下部开设有入水口，上部开设有出水口，水流通过入水口处的输水泵进行输送。所述输水泵为由电机驱动的离心式输出泵。
进一步的，所述高透光板材料厚度为10～15mm,可见光透过率大于80％；所述水流道的宽度选取范围为20～80mm。
进一步的，所述的入水口处的水源为低温度的水(一般低于室内温度，高于环境温度)，其可以来源于自然环境中的土壤热源、天然水源等。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明充分利用低品位能源，减小了传统特朗伯墙体在寒冷天气下的夜间或阴天热损失；该装置结构简单，易于实现。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的构造示意图。
图2为本发明实施例在晴天的运行示意图。
图3为本发明实施例在夜间(阴天)的运行示意图。
图中标号说明：1-集热蓄热墙，2-集热板，3-室内下通风口，4-室内上通风口，5-空气流道，6-上挡板，7-下挡板，8-高透光板，9-水流道，10-入水口，11-输水泵，12-出水口，13-围护结构。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
在辐照充足的晴天，可见光和近红外可以透过水墙(此时水流道9处于排空状态)到达集热板2，其上的太阳能选择性吸热涂层将太阳能转化为热能。转化的热能一部分用来加热空气流道5中的空气，另一部分通过集热蓄热墙1向室内传导。热量传导过程中部分热量蓄存于集热蓄热墙1内，另一部分传向室内。同时，上挡板6和下挡板7处于打开状态，室内的低温空气从室内下通风口3进入空气流道5并被加热，在浮升力的作用下，加热后的空气通过室内上通风口4重新进入室内，进而为房间提供热空气。当房间内温度超过人体舒适温度后，有两种方式可供调节室内温度：(1)可以调节上挡板6和下挡板7的开度控制热空气流量；(2)启动水墙***，使水流道9中充满液体，水层的存在可以减小太阳辐射的透过率，同时降低空气流道5的温度。以上两种调节方法也可同时使用。
在夜间或阴天时，关闭室内上通风口3和室内下通风口4，集热蓄热墙5自身的储存的热量可向室内辐射供暖。同时，开启水墙***，在水流道9中通入低温的水(高于室外温度，低于室内温度)，可以阻隔室内向室外的传热量，减小集热蓄热墙1的热损失。可以直接利用湖泊水源作为低温热源。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种有效减少热损失的复合型特朗伯墙体，其特征在于：包括集热蓄热墙(1)和水墙***，所述集热蓄热墙(1)和水墙***之间的空间为空气流道(5)，所述集热蓄热墙(1)底部设有室内下通风口(3)，顶部设有室内上通风口(4)，所述室内下通风口(3)、室内上通风口(4)处分别设置有下挡板(7)和上挡板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种有效减少热损失的复合型特朗伯墙体，其特征在于：所述的集热蓄热墙(1)的外表面固定有集热板(2)，其为表面喷涂了太阳能选择性吸收涂层的薄金属板。
3.根据权利要求2所述的集热蓄热墙(1)，其特征在于：所述的集热蓄热墙(1)的结构，主体为240mm粘土砖，室内侧安装50mm泡沫聚苯乙烯板进行内保温；所述空气流道(5)的宽度选取范围为100～200mm。
4.根据权利要求1所述的一种有效减少热损失的复合型特朗伯墙体，其特征在于：所述水墙***包括两块高透光板(8)，两板之间的空间为水流道(9)，在水流道(9)的下部开设有入水口(10)，上部开设有出水口(12)，水流通过入水口(10)处的输水泵(11)进行输送。
5.根据权利要求4所述的水墙***，其特征在于：所述高透光板(8)材料为聚碳酸酯板或有机玻璃板，其厚度为10～15mm,可见光透过率大于80；所述水流道(9)的宽度选取范围为20～80mm。
6.根据权利要求4所述的水墙***，其特征在于：所述输水泵(11)为由电机驱动的离心式输出泵。
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CN113432311A (zh) * 2021-06-09 2021-09-24 江苏大学 一种温室太阳能集热***及方法
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