房屋內(nèi)建造和使用該太陽能相變儲熱墻時，使高溫相變層10朝南，低溫相變層13朝北，并在該太陽能相變儲熱墻的上部設(shè)置上通風(fēng)口 2，下部設(shè)置下通風(fēng)口 9。
[0033]由圖1、圖2可知，本發(fā)明提供的帶有太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)，其具體構(gòu)造為:由圍護(hù)結(jié)構(gòu)17、玻璃蓋板5、太陽能相變儲熱墻、熱水系統(tǒng)及通風(fēng)口組成。該通風(fēng)系統(tǒng)的外墻由圍護(hù)結(jié)構(gòu)17和玻璃蓋板5構(gòu)成，其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)17為空心磚墻體，玻璃蓋板5為雙層中空玻璃。外墻的東、西、北、上、下側(cè)都由圍護(hù)結(jié)構(gòu)17構(gòu)成，外墻的南側(cè)由玻璃蓋板5構(gòu)成。外墻內(nèi)設(shè)有太陽能相變儲熱墻和熱水系統(tǒng)，且外墻上開設(shè)有通風(fēng)口。通風(fēng)口包括上通風(fēng)口 2、下通風(fēng)口 9、室外進(jìn)風(fēng)口 16和室外排放口 3，且室外進(jìn)風(fēng)口 16、室外排風(fēng)口 3、上通風(fēng)口 2和下通風(fēng)口9上均設(shè)有能夠打開和關(guān)閉的擋風(fēng)板。具體的，北側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)17的上部設(shè)有室外進(jìn)風(fēng)口 16，南側(cè)玻璃蓋板5的上部設(shè)有室外排風(fēng)口 3。太陽能相變儲熱墻靠近玻璃蓋板5設(shè)置，且高溫相變層10朝南，太陽能相變儲熱墻與玻璃蓋板5之間留有空氣通道7。太陽能相變儲熱墻與上側(cè)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)17之間設(shè)有上通風(fēng)口 2，太陽能相變儲熱墻與下側(cè)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)17之間設(shè)有下通風(fēng)口 9。熱水系統(tǒng)由水箱1、分水器4、集熱水管12、集水器8、出水閥15依次連接組成。熱水系統(tǒng)為同程式布置，其中包括若干根集熱水管12，每根集熱水管12的兩端分別與分水器4和集水器8相連通。集熱水管12垂直的埋覆于太陽能相變儲熱墻的低溫相變層13內(nèi)，分水器4和集水器8水平的埋覆于太陽能相變儲熱墻的低溫相變層13內(nèi)，分水器4、集水器8和集熱水管12與低溫相變層13內(nèi)的相變微膠囊緊密接觸。水箱I設(shè)置在上側(cè)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)17的上方，并通過管路與分水器4相連通。出水閥15位于太陽能相變儲熱墻的外部，并通過管路與集水器8相連通。分水器4、集熱水管12、集水器8的材質(zhì)為高導(dǎo)熱率銅。
[0034]由圖2可知，熱水系統(tǒng)的工作流程為:通過家庭自來水系統(tǒng)為水箱I注入一定量的冷水，水在重力的作用下流入分水器4，再由分水器4流入各集熱水管12中，集熱水管12從太陽能相變儲熱墻中吸收熱量，集熱水管12中的冷水被加熱，并匯聚在集水器8。當(dāng)住宅需要使用生活熱水時，打開出水閥15放出熱水即可。冬季熱水系統(tǒng)停止使用。
[0035]下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明提供的帶有太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)在冬季白天、冬季夜間、夏季白天、夏季夜間四種典型工況下的工作模式。
[0036]由圖3可知，本發(fā)明提供的帶有太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)的冬季白天的工作模式為:關(guān)閉室外排風(fēng)口 3和室外進(jìn)風(fēng)口 16，打開上通風(fēng)口 2和下通風(fēng)口 9，升起外隔熱卷簾6與內(nèi)隔熱卷簾14。熱水系統(tǒng)停用。太陽輻射通過玻璃蓋板5后到達(dá)太陽能相變儲熱墻，被太陽能相變儲熱墻吸收，太陽能相變儲熱墻被加熱，太陽能相變儲熱墻中各相變層中的相變材料達(dá)到各自的相變點(diǎn)熔化進(jìn)行相變蓄熱。玻璃蓋板5與空氣層抑制了太陽能相變儲熱墻所吸收的輻射熱向外散失，空氣通道7內(nèi)的空氣受到太陽輻射，并與太陽能相變儲熱墻產(chǎn)生對流換熱，熱空氣上升并由上通風(fēng)口 2進(jìn)入室內(nèi)。室內(nèi)下部的冷空氣通過下通風(fēng)口9被吸入空氣通道7內(nèi)。太陽能相變儲熱墻同時向室內(nèi)放熱，加熱室內(nèi)空氣。因此，室內(nèi)空氣形成了熱循環(huán)流動，有效的提高了室內(nèi)熱舒適度。
[0037]由圖4可知，本發(fā)明提供的帶有太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)的冬季夜間的工作模式為:關(guān)閉所有通風(fēng)口，升起內(nèi)隔熱卷簾14，降下外隔熱卷簾6。熱水系統(tǒng)停用。太陽能相變儲熱墻的各相變層將白天儲存的熱量逐漸釋放，靠近太陽能相變儲熱墻的空氣被加熱，被加熱的氣流同室內(nèi)氣流通過對流向室內(nèi)供暖。由于相變材料蓄熱能力大，熱惰性強(qiáng)，能夠在夜間長時間進(jìn)行供暖。同時，外隔熱卷簾6阻止太陽能相變儲熱墻的熱量向室外側(cè)散失。
[0038]由圖5可知，本發(fā)明提供的帶有太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)的夏季白天的工作模式為:打開室外進(jìn)風(fēng)口 16、室外排風(fēng)口 3與下通風(fēng)口 9，關(guān)閉上通風(fēng)口 2，升起外隔熱卷簾6，降下內(nèi)隔熱卷簾14，熱水系統(tǒng)正常使用。太陽輻射被太陽能相變儲熱墻吸收，太陽能相變儲熱墻被加熱，太陽能相變儲熱墻的各相變層中的相變材料達(dá)到各自的相變點(diǎn)熔化進(jìn)行相變蓄熱。埋覆在太陽能相變儲熱墻中的集熱水管12吸收熱量產(chǎn)生熱水，降低太陽能相變儲熱墻的熱量。空氣通道7內(nèi)的空氣受到太陽輻射和太陽能相變儲熱墻散熱而上升，通過室外排風(fēng)口 3排出。室外空氣通過室外進(jìn)風(fēng)口 16被吸入室內(nèi)，與室內(nèi)空氣混合，再通過下通風(fēng)口 9被吸入空氣通道7內(nèi)。因此，室內(nèi)形成了良好的自然通風(fēng)，有效降低室內(nèi)溫度。
[0039]由圖6可知，本發(fā)明提供的帶有太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)的夏季夜間的工作模式為:同夏季白天的操作方式，即打開室外進(jìn)風(fēng)口 16、室外排風(fēng)口3與下通風(fēng)口9，關(guān)閉上通風(fēng)口 2，升起外隔熱卷簾6，降下內(nèi)隔熱卷簾14，熱水系統(tǒng)正常使用。太陽能相變儲熱墻的各相變層將白天儲存的熱量逐漸釋放，空氣通道7內(nèi)的空氣受太陽能相變儲熱墻散熱而上升，通過室外排風(fēng)口 3排出。室外低溫空氣通過室外進(jìn)風(fēng)口 16被吸入室內(nèi)，與室內(nèi)空氣混合，再通過下通風(fēng)口9被吸入空氣通道7內(nèi)。由于太陽能相變儲熱墻內(nèi)的相變材料蓄熱能力大，熱惰性強(qiáng)，能夠長時間向空氣通道7散熱，夜間依然能夠強(qiáng)化室內(nèi)自然通風(fēng)，并供給生活熱水。
[0040]上述結(jié)合附圖進(jìn)行說明的具體內(nèi)容只是示意性的，并非構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域的研究人員在本發(fā)明提供的一種太陽能相變儲熱墻及帶有太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，不需付出創(chuàng)造性勞動而做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽能相變儲熱墻，其特征在于:該太陽能相變儲熱墻由填充有相變材料的高溫相變層(10)、中溫相變層(11)和低溫相變層(13)依次連接構(gòu)成，且高溫相變層(10)、中溫相變層(11)和低溫相變層(13)內(nèi)填充的相變材料的相變溫度依次降低。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能相變儲熱墻，其特征在于:所述的高溫相變層(10)的外側(cè)設(shè)有能夠升降的外隔熱卷簾(6)，低溫相變層(13)的外側(cè)設(shè)有能夠升降的內(nèi)隔熱卷簾(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能相變儲熱墻，其特征在于:所述的高溫相變層(10)的外表面涂有吸熱涂層。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的太陽能相變儲熱墻，其特征在于:所述的高溫相變層(10)、中溫相變層(11)和低溫相變層(13)內(nèi)填充的相變材料為無機(jī)相變材料或有機(jī)相變材料，高溫相變層(10)內(nèi)填充的相變材料的相變溫度為38?420C、中溫相變層(II)內(nèi)填充的相變材料的相變溫度為28?32 0C、低溫相變層(13)內(nèi)填充的相變材料的相變溫度為18?22 Γ。5.帶有權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于:該通風(fēng)系統(tǒng)的外墻由圍護(hù)結(jié)構(gòu)(17)和玻璃蓋板(5)構(gòu)成，其中外墻的東、西、北、上、下側(cè)都由圍護(hù)結(jié)構(gòu)(17)構(gòu)成，外墻的南側(cè)由玻璃蓋板(5)構(gòu)成;且北側(cè)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(17)的上部設(shè)有室外進(jìn)風(fēng)口(16)，玻璃蓋板(5)的上部設(shè)有室外排風(fēng)口(3);外墻內(nèi)設(shè)有太陽能相變儲熱墻和熱水系統(tǒng)，其中太陽能相變儲熱墻靠近玻璃蓋板(5)設(shè)置，且太陽能相變儲熱墻的高溫相變層(10)朝南，太陽能相變儲熱墻與玻璃蓋板(5)之間留有空氣通道(7)，太陽能相變儲熱墻與上側(cè)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(17)之間設(shè)有上通風(fēng)口(2)，太陽能相變儲熱墻與下側(cè)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(17)之間設(shè)有下通風(fēng)口(9);室外進(jìn)風(fēng)口(16)、室外排風(fēng)口(3)、上通風(fēng)口(2)和下通風(fēng)口(9)上均設(shè)有能夠打開和關(guān)閉的擋風(fēng)板;熱水系統(tǒng)穿過太陽能相變儲熱墻的低溫相變層(13)進(jìn)行換熱。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的熱水系統(tǒng)由水箱(1)、分水器(4)、集水器(8)、出水閥(15)和若干根集熱水管(12)構(gòu)成，其中水箱(I)設(shè)置在上側(cè)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(17)的上方并與分水器(4)相連通，每根集熱水管(12)的兩端分別與分水器(4)和集水器(8)相連通，所有集熱水管(12)均垂直的埋覆于太陽能相變儲熱墻的低溫相變層(13)內(nèi)，分水器(4)和集水器(8)水平的埋覆于太陽能相變儲熱墻的低溫相變層(13)內(nèi)，出水閥(15)位于太陽能相變儲熱墻的外部并與集水器(8)相連通。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶有太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的分水器(4)、集熱水管(12)和集水器(8)的材質(zhì)為銅。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(17)為空心磚墻體。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的玻璃蓋板(5)為雙層中空玻璃。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種太陽能相變儲熱墻及帶有太陽能相變儲熱墻的通風(fēng)系統(tǒng)，該太陽能相變儲熱墻由相變溫度從高到低的高溫相變層、中溫相變層和低溫相變層依此連接構(gòu)成。該通風(fēng)系統(tǒng)的外墻南側(cè)由玻璃蓋板構(gòu)成，其余部分由圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且外墻的北側(cè)上部設(shè)有室外進(jìn)風(fēng)口，南側(cè)上部設(shè)有室外排風(fēng)口；太陽能相變儲熱墻位于外墻內(nèi)并靠近玻璃蓋板，且高溫相變層朝南，太陽能相變儲熱墻的上下分別設(shè)置上通風(fēng)口和下通風(fēng)口；熱水系統(tǒng)穿過太陽能相變儲熱墻進(jìn)行換熱。本發(fā)明能夠克服傳統(tǒng)集熱墻的缺點(diǎn)，具有蓄熱能力強(qiáng)，功能多樣，操作簡單，且不消耗能源的優(yōu)點(diǎn)，在夏季可以起到通風(fēng)降溫并加熱生活用水的作用，在冬季可以用來供暖，具有良好的應(yīng)用前景。
【IPC分類】F24F7/00, E04B2/00, F24J2/34, E04B1/74
【公開號】CN105569213
【申請?zhí)枴緾N201511025153
【發(fā)明人】楊肖虎, 張聯(lián)英, 李楊, 孟祥兆, 金立文
【申請人】西安交通大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月30日