CN117329714B - 一种太阳能蓄热墙体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及节能建筑技术领域，具体公开了一种太阳能蓄热墙体，包括太阳能热水器、上侧开口设置的液斗和曲折设置的换热管，太阳能热水器主要由保温蓄水箱和真空管组成，所述真空管位于保温蓄水箱下方，且真空管内腔和保温蓄水箱内腔连通，所述换热管的一端和保温蓄水箱的内腔底部连通，换热管的另一端向下延伸，所述换热管靠近保温蓄水箱的位置安装有第一控制阀，所述换热管向下延伸的一端伸入到液斗内，所述换热管靠近液斗的位置安装有第二控制阀，本太阳能蓄热墙体对室内加热可控降低室内无人时热量浪费，且对墙体的加热均匀提高墙体对室内加热的升温速度。

Description

一种太阳能蓄热墙体

技术领域

本发明涉及节能建筑技术领域，具体为一种太阳能蓄热墙体。

背景技术

蓄热墙体利用建筑墙体的吸热、储热和释放热能能力来调节室内温度，建筑墙体吸收并储存热量，在室内温度下降时释放热能，建筑墙体减少室内温度波动，降低空调和供暖***的能耗。

现有技术采用建筑墙体储存热能，建筑墙体的热能释放不受控制，建筑墙体的温度高于室内温度时建筑墙体便向室内释放热量，当建筑屋内无人时不能控制建筑墙体停止释放热能，造成热能的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种太阳能蓄热墙体，对室内加热可控降低室内无人时热量浪费，且对墙体的加热均匀提高墙体对室内加热的升温速度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能蓄热墙体，包括太阳能热水器、上侧开口设置的液斗和曲折设置的换热管，太阳能热水器主要由保温蓄水箱和真空管组成，所述真空管位于保温蓄水箱下方，且真空管内腔和保温蓄水箱内腔连通，所述换热管的一端和保温蓄水箱的内腔底部连通，换热管的另一端向下延伸，所述换热管靠近保温蓄水箱的位置安装有第一控制阀，所述换热管向下延伸的一端伸入到液斗内，所述换热管靠近液斗的位置安装有第二控制阀。

换热管位于墙体内或者换热管位于墙体和墙外保温层之间，所述换热管向下延伸的一端低于保温蓄水箱。

作为本发明的一种优选技术方案，所述换热管和保温蓄水箱之间设有第一环形壳体和上侧开口设置的第二环形壳体，所述第二环形壳***于第一环形壳体内，且第二环形壳体外周侧和第一环形壳体内壁贴合，所述第一环形壳体内腔和保温蓄水箱内腔通过第一连接管连通，第一环形壳体内腔和保温蓄水箱内腔通过第二连接管连通，所述第一连接管高于第二连接管，所述换热管靠近保温蓄水箱的一端和第二环形壳体内腔的底部连通。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，外部空调的冷凝水管***到第二环形壳体中。

作为本发明的一种优选技术方案，所述换热管靠近液斗的位置和吸气管的一端连通，所述吸气管上安装有第三控制阀，所述吸气管沿远离换热管的方向倾斜向上设置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述换热管靠近液斗的位置和吸气管的一端连通，所述吸气管上安装有第三控制阀，所述吸气管位于第二控制阀的上方。

作为本发明的一种优选技术方案，所述换热管靠近保温蓄水箱的位置安装有负压表，所述第一控制阀位于负压表和保温蓄水箱之间。

作为本发明的一种优选技术方案，所述液斗的下方设有液箱，所述液箱对应液斗的位置开设有进液口，所述液箱内腔和保温蓄水箱内腔通过导管连通，所述导管上安装有液泵。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一控制阀和第二控制阀均为电磁控制阀。

作为本发明的一种优选技术方案，所述换热管内腔沿其长度方向设有软绳，所述软绳沿其长度方向设有若干个刷毛。

作为本发明的一种优选技术方案，所述换热管为金属材质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明示例的太阳能蓄热墙体，换热管注满热水后调小第一控制阀的开度且第二控制阀完全打开，在重力作用下换热管内的热水向下流动进入液斗内，换热管内出现负压，一方面换热管内热水流动过程中蒸发成水蒸气使热水温度降低到负压环境中水的沸点以下，水蒸气在换热管流动填充换热管，使换热管对墙体各处加热均匀，提高换热管通过墙体对室内加热的升温速度，降低碳排放；另一方面换热管内维持负压，避免换热管内的水泄漏到墙体中，提高本太阳能蓄热墙体的可靠性；再一方面当换热管注满热水但换热管的弯折处存在气泡，不断进行换热管内负压后换热管重新注满热水，使换热管流满热水后存气泡的位置气泡不断变小，实现换热管的弯折处的空气气泡去除，保持换热管内的负压度。

2、本发明示例的太阳能蓄热墙体，夏季本太阳能蓄热墙体的换热管和保温蓄水箱之间设有第一环形壳体和第二环形壳体，第一环形壳体内流入保温蓄水箱内的热水，第一环形壳体中热水中的热量通过第一环形壳体和第二环形壳体对第二环形壳体内的空气加热，换热管内的空气在第二环形壳体低气压的作用下不断进入第二环形壳体内腔：一方面换热管内流动的空气通过换热管降低墙体的温度，降低室外热量通过墙体向室内传递，实现墙体的散热，降低夏季室内降温能耗；另一方面所述换热管靠近液斗的位置和吸气管的一端连通，换热管通过第三控制阀、吸气管吸出室内的空气，实现室内无能耗换气；再一方面外部空调的冷凝水管***到第二环形壳体中，冷凝水增大换热管和墙体的热交换，降低室外热量通过墙体向室内传递。

3、本发明示例的太阳能蓄热墙体，换热管内负压，关闭第一控制阀和第二控制阀，通过负压表观察换热管内气压的变化，换热管内负压出现变化即换热管出现破损，换热管的完整性检测方便。

4、本发明示例的太阳能蓄热墙体，一方面在冬季对室内加热可控降低室内无人时热量浪费，且对墙体的加热均匀提高墙体对室内加热的升温速度；另一方面在夏季降低室外热量通过墙体向室内传递，降低夏季室内降温能耗。

附图说明

图1为本发明的一实施例结构示意图；

图2为图1的去除墙体结构示意图；

图3为图2的A处结构放大示意图；

图4为图2的B处结构放大示意图；

图5为本发明的另一实施例结构示意图；

图6为图5的第一环形壳体和第二环形壳体的局部剖视结构示意图；

图7为本发明的换热管一视角结构示意图。

图中：1保温蓄水箱、2第一控制阀、3换热管、4导管、5第二控制阀、6液斗、7液箱、8负压表、9真空管、10液泵、11第一环形壳体、12吸气管、13第三控制阀、14第一连接管、15第二连接管、16第二环形壳体、17刷毛、18软绳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1、2、3、4，本实施例公开一种太阳能蓄热墙体，包括太阳能热水器、上侧开口设置的液斗6和曲折设置的换热管3，太阳能热水器主要由保温蓄水箱1和真空管9组成，真空管9位于保温蓄水箱1下方，且真空管9内腔和保温蓄水箱1内腔连通，换热管3的一端和保温蓄水箱1的内腔底部连通，换热管3的另一端向下延伸，换热管3靠近保温蓄水箱1的位置安装有第一控制阀2，换热管3向下延伸的一端伸入到液斗6内，换热管3靠近液斗6的位置安装有第二控制阀5。

换热管3位于墙体内或者换热管3位于墙体和墙外保温层之间，换热管3向下延伸的一端低于保温蓄水箱1。

进一步的，换热管3为金属材质，增加换热管3的导热性，换热管3曲折设置增大换热管3和墙体的换热面积。

本实施例的工作过程和原理是：

太阳能热水器的保温蓄水箱1内注入水，保温蓄水箱1内的水流入真空管9中，阳光照射在真空管9上，阳光对真空管9内的水加热，真空管9内温度升高的水因密度低向上流动进入保温蓄水箱1内，保温蓄水箱1内温度低的水因密度大向下流入真空管9，实现对保温蓄水箱1内的水连续加热，液斗6内加入水漫过换热管3向下延伸的一端。

换热管3注水操作：当需要对室内进行加热，第一控制阀2打开、第二控制阀5关闭，保温蓄水箱1内的热水流入换热管3内，换热管3内的空气进入保温蓄水箱1内，然后关闭第一控制阀2、打开第二控制阀5，在重力作用下换热管3内的热水向下流动进入液斗6内，换热管3内出现负压，换热管3内热水竖直方向的高度低于十米。

换热管3释放热能操作：调节第一控制阀2的开度使保温蓄水箱1内的热水连续低流速流入换热管3内，由于换热管3内负压，换热管3内热水流动过程中蒸发成水蒸气使热水温度降低到负压环境中水的沸点以下，水蒸气在换热管3流动填充换热管3，使换热管3对墙体各处加热均匀，增大换热管3通过墙体对室内加热的升温速度，换热管3内不断进行负压环境下热水蒸发成水蒸气、水蒸气热量通过换热管3传递到墙体上水蒸气冷凝成液滴、液滴流入到液斗6中，换热管3内负压环境得以维持使换热管3内热水在负压环境中不断蒸发成水蒸气。

关闭第一控制阀2和/或关闭第二控制阀5，使本太阳能蓄热墙体停止对室内加热。

若换热管3直接灌满流动的热水，采用流动的热水对墙体加热：热水在换热管3的流动过程中热水的温度不断降低，使墙体不同位置的温升不同，影响室内的升温速度，并且墙体温度高处向室外热量流失大，热量损耗大；换热管3内热水流量大造成热水循环使用的能耗高。

进一步的，若换热管3注水操作中换热管3内注满热水但换热管3的弯折处存在气泡，气泡会影响换热管3的负压度：重复换热管3注水操作，不断进行换热管3内负压后换热管3重新注满热水，换热管3内气压逐次降低，使换热管3流入热水后存气泡的位置气泡不断变小，实现换热管3的弯折处的空气气泡去除，保持换热管3内的负压度。

进一步的，本太阳能蓄热墙体的换热管3内维持负压，避免换热管3内的水泄漏到墙体中，提高本太阳能蓄热墙体的可靠性。

进一步的，换热管3向下延伸部分长度为5-10m，换热管3向下延伸部分位于墙体外，换热管3向下延伸部分低于换热管3曲折设置部分。

进一步的，换热管3释放热能操作过程中且换热管3靠近第一控制阀2处，换热管3轴向截面中热水的横截面与换热管3内腔轴向横截面的比值为1：2-50。

实施例二：

如图5、6所示，本实施例公开了一种太阳能蓄热墙体，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例换热管3和保温蓄水箱1之间设有内部中空的第一环形壳体11和内部中空的第二环形壳体16，第二环形壳体16的上侧开口设置，第二环形壳体16位于第一环形壳体11内，且第二环形壳体16外周侧和第一环形壳体11内壁贴合，第一环形壳体11内腔和保温蓄水箱1内腔通过第一连接管14连通，第一环形壳体11内腔和保温蓄水箱1内腔通过第二连接管15连通，第一连接管14高于第二连接管15，换热管3靠近保温蓄水箱1的一端和第二环形壳体16内腔的底部连通。

进一步的，换热管3向下延伸的一端未伸入液斗6或者液斗6内没有水。

进一步的，第一环形壳体11的外侧设有保温层套。

本实施例的工作过程和原理是：

夏季本太阳能蓄热墙体的换热管3和保温蓄水箱1之间设有第一环形壳体11和第二环形壳体16，第一环形壳体11内流入保温蓄水箱1内的热水，第一环形壳体11中热水中的热量通过第一环形壳体11和第二环形壳体16对第二环形壳体16内的空气加热，第二环形壳体16内的空气受热密度变小向上移动然后离开第二环形壳体16内腔使第二环形壳体16内气压降低，换热管3内的空气在第二环形壳体16低气压的作用下进入第二环形壳体16内腔然后被加热然后离开第二环形壳体16内腔，实现换热管3内空气向第二环形壳体16内腔连续移动，换热管3向下延伸的一端不断吸入空气，换热管3内流动的空气通过换热管3降低墙体的温度，降低室外热量通过墙体向室内传递，实现墙体的散热，降低夏季降温能耗。

实施例三：

如图5、6所示，本实施例公开了一种太阳能蓄热墙体，其结构与实施例二的结构大致相同，不同之处在于，外部空调的冷凝水管***到第二环形壳体16中。

本实施例的工作过程和原理是：

打开第一控制阀2和打开第二控制阀5，外部空调的冷凝水由空调的室内机冷凝器上流出，空调的冷凝水温度低于室外温度，空调的冷凝水流入第二环形壳体16内腔底部，然后冷凝水由第二环形壳体16流入到换热管3中，冷凝水由换热管3流入液斗6中，冷凝水增大换热管3和墙体的热交换，降低室外热量通过墙体向室内传递。

进一步的，液斗6和外部的冷凝水排水管连通。

实施例四：

如图5所示，本实施例公开了一种太阳能蓄热墙体，其结构与实施例三的结构大致相同，不同之处在于，本实施例换热管3靠近液斗6的位置和吸气管12的一端连通，吸气管12上安装有第三控制阀13，吸气管12沿远离换热管3的方向倾斜向上设置，吸气管12远离换热管3的一端伸入到室内。

本实施例的工作过程和原理是：

打开第一控制阀2、第二控制阀5、第三控制阀13，换热管3向下延伸的一端伸入液斗6中，空调的冷凝水流入液斗6中，换热管3向下延伸的一端位于液斗6的冷凝水中。

换热管3通过第三控制阀13、吸气管12吸出室内的空气，实现室内无能耗换气。

实施例五：

如图5、6所示，本实施例公开了一种太阳能蓄热墙体，其结构与实施例二的结构大致相同，不同之处在于，本实施例换热管3靠近液斗6的位置和吸气管12的一端连通，吸气管12上安装有第三控制阀13，吸气管12位于第二控制阀5的上方，吸气管12远离换热管3的一端伸入到室内。

本实施例的工作过程和原理是：

打开第一控制阀2、第三控制阀13，关闭第二控制阀5，换热管3通过第三控制阀13、吸气管12吸出室内的空气，实现室内换气。

实施例六：

如图1、2、3、5、6所示，本实施例公开了一种太阳能蓄热墙体，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例换热管3靠近保温蓄水箱1的位置安装有负压表8，第一控制阀2位于负压表8和保温蓄水箱1之间。

本实施例的工作过程和原理是：

当换热管3内负压，关闭第一控制阀2和第二控制阀5，通过负压表8观察换热管3内气压的变化，换热管3内负压出现变化即换热管3出现破损，换热管3的完整性检测方便。

实施例七：

如图1、2、3、4所示，本实施例公开了一种太阳能蓄热墙体，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例液斗6的下方设有液箱7，液箱7对应液斗6的位置开设有进液口，液箱7内腔和保温蓄水箱1内腔通过导管4连通，导管4上安装有液泵10。

本实施例的工作过程和原理是：

流入到液斗6内的水溢出然后流入液箱7，液箱7内的水通过液泵10和导管4进入保温蓄水箱1内，实现水资源的循环利用，减少水资源浪费。

实施例八：

如图1、2、3、4所示，本实施例公开了一种太阳能蓄热墙体，其结构与实施例一或者实施例七的结构大致相同，不同之处在于，本实施例第一控制阀2和第二控制阀5均为电磁控制阀，第一控制阀2和第二控制阀5均与外部的控制开关组电连接，使本太阳能蓄热墙体的热能释放控制方便。

本发明中所使用的第一控制阀2、第二控制阀5、液泵10等均为现有技术中的常用电子元件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。

实施例九：

如图7所示，本实施例公开了一种太阳能蓄热墙体，其结构与实施例一或者实施例二的结构大致相同，不同之处在于，本实施例换热管3内腔沿其长度方向设有软绳18，软绳18沿其长度方向设有若干个刷毛17。

本实施例的工作过程和原理是：

软绳18和刷毛17配合使用：一方面软绳18和刷毛17降低换热管3内热水的流速，增强换热管3内负压时换热管3内热水蒸发效果；另一方面在对换热管3维护时，转动软绳18使软绳18带动刷毛17在换热管3内转动，实现换热管3内壁附着物清理方便，保证换热管3内外的热传递效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种太阳能蓄热墙体，包括太阳能热水器，太阳能热水器由保温蓄水箱（1）和真空管（9）组成，所述真空管（9）位于保温蓄水箱（1）下方，且真空管（9）内腔和保温蓄水箱（1）内腔连通，其特征在于：还包括上侧开口设置的液斗（6）和曲折设置的换热管（3），所述换热管（3）的一端和保温蓄水箱（1）的内腔底部连通，换热管（3）的另一端向下延伸，所述换热管（3）靠近保温蓄水箱（1）的位置安装有第一控制阀（2），所述换热管（3）向下延伸的一端伸入到液斗（6）内，所述换热管（3）靠近液斗（6）的位置安装有第二控制阀（5）；

换热管（3）位于墙体内或者换热管（3）位于墙体和墙外保温层之间，所述换热管（3）向下延伸的一端低于保温蓄水箱（1）；

所述换热管（3）和保温蓄水箱（1）之间设有第一环形壳体（11）和上侧开口设置的第二环形壳体（16），所述第二环形壳体（16）位于第一环形壳体（11）内，且第二环形壳体（16）外周侧和第一环形壳体（11）内壁贴合，所述第一环形壳体（11）内腔和保温蓄水箱（1）内腔通过第一连接管（14）连通，第一环形壳体（11）内腔和保温蓄水箱（1）内腔通过第二连接管（15）连通，所述第一连接管（14）高于第二连接管（15），所述换热管（3）靠近保温蓄水箱（1）的一端和第二环形壳体（16）内腔的底部连通。

2.根据权利要求1所述的太阳能蓄热墙体，其特征在于：其中，外部空调的冷凝水管***到第二环形壳体（16）中。

3.根据权利要求2所述的太阳能蓄热墙体，其特征在于：所述换热管（3）靠近液斗（6）的位置和吸气管（12）的一端连通，所述吸气管（12）上安装有第三控制阀（13），所述吸气管（12）沿远离换热管（3）的方向倾斜向上设置。

4.根据权利要求1所述的太阳能蓄热墙体，其特征在于：所述换热管（3）靠近液斗（6）的位置和吸气管（12）的一端连通，所述吸气管（12）上安装有第三控制阀（13），所述吸气管（12）位于第二控制阀（5）的上方。

5.根据权利要求1所述的太阳能蓄热墙体，其特征在于：所述换热管（3）靠近保温蓄水箱（1）的位置安装有负压表（8），所述第一控制阀（2）位于负压表（8）和保温蓄水箱（1）之间。

6.根据权利要求1所述的太阳能蓄热墙体，其特征在于：所述液斗（6）的下方设有液箱（7），所述液箱（7）对应液斗（6）的位置开设有进液口，所述液箱（7）内腔和保温蓄水箱（1）内腔通过导管（4）连通，所述导管（4）上安装有液泵（10）。

7.根据权利要求1所述的太阳能蓄热墙体，其特征在于：所述第一控制阀（2）和第二控制阀（5）均为电磁控制阀。

8.根据权利要求1所述的太阳能蓄热墙体，其特征在于：所述换热管（3）内腔沿其长度方向设有软绳（18），所述软绳（18）沿其长度方向设有若干个刷毛（17）。

9.根据权利要求1所述的太阳能蓄热墙体，其特征在于：所述换热管（3）为金属材质。