[发明专利]建筑一体化太阳能综合热利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能综合热利用系统。

背景技术

随着我国城市化进程的加速，建筑能耗将不可避免地大幅度增加。我国北方城镇采暖能耗占全国城镇建筑总能耗的40％，是建筑能源消耗的最大组成部分。同时，由于目前我国采暖以煤为主要能源，因此采暖燃煤造成的环境污染也相当严重。近年来，随着我国建筑节能标准的提高，建筑密闭性显著增强，导致房间换气次数过低，北方地区冬季室内空气质量普遍较差，通风换气问题亟待解决。在能源与环境的双重压力下，研究开发高效、低成本、易于推广的可再生能源建筑利用技术就变得愈加重要和迫切。

太阳能是最为理想的可再生能源，我国已经成为太阳能热水器安装面积最大的国家，但太阳能热水系统的发展也面临一个长期以来没有解决的问题，即集热构件与建筑缺乏有机的结合来利用太阳能。因此，需要创新思路，提高太阳能集热构件与建筑的一体化程度，推动太阳能热利用技术的发展。

玻璃幕墙具有丰富多变的外装饰效果，在建筑墙体装饰中得到了广泛应用，但与传统的非透明外墙相比，在可接受的造价范围内，透明玻璃幕墙的热工性能要差得多，导致采用透明玻璃幕墙的建筑能耗过高，例如单层玻璃幕墙的传热系数高达5.5～6.0w/m²·℃，约为节能墙体的9～10倍。近几年出现的双层皮玻璃幕墙的热工性能较单层玻璃幕墙有所改善，具有保温隔热功能，但仍属于被动利用太阳能的构件，对太阳辐射热并未主动加以利用，另外其造价较普通墙体和单层玻璃幕墙也高得多，因此其推广应用受到了限制。为了降低玻璃幕墙建筑的能耗，我国“公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)”明确要求：“不宜提倡在建筑立面上大面积应用玻璃(或其他透明材料的)幕墙。如果希望建筑的立面有玻璃的质感，提倡使用非透明的玻璃幕墙，即玻璃的后面仍然是保温隔热材料和普通墙体。”这种结构的玻璃幕墙，墙体和幕墙玻璃间的空气间层在冬季能够提高墙体的保温性能，但在夏季由于间层中的空气不流动，其温度可能过高而导致房间的热量远高于普通墙体房间，同时这种结构的玻璃幕墙也没有解决主动利用太阳能的问题。针对上述各种玻璃幕墙存在的问题，为了提高玻璃幕墙建筑保温隔热性能并充分利用太阳能，根据流场与温度场协同原理，本发明提出了一种基于无盖板渗透型集热器和玻璃幕墙的建筑一体化太阳能综合热利用系统。

发明内容

本发明为了解决现有建筑中的玻璃幕墙结构没有主动利用太阳能的问题、墙体和幕墙玻璃之间不流动的空气间层在夏季温度过高而导致相应房间的热量远高于普通墙体房间致使空调负荷增大的问题以及夏季太阳能热量没有有效利用的问题，进而提供了一种建筑一体化太阳能综合热利用系统。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：本发明所述太阳能综合热利用系统包括建筑外墙、电动百叶风口、电动密闭阀、风道、风机、第一电动密闭阀、第二电动密闭阀、空气-水翅片管换热器、水泵、保温储热水箱、出水管、进水管、浮球阀、半容积式水加热器、第一风道和第二风道，所述太阳能综合热利用系统还包括复合太阳能集热构件，所述复合太阳能集热构件包括若干块吸热玻璃和集热框架体，所述复合太阳能集热构件的周边与建筑外墙的外表面密闭连接且二者之间形成有空腔，所述电动百叶风口设在复合太阳能集热构件上端上并与空腔连通，风道的一端与空腔连通，风道的另一端与空气-水翅片管换热器连接，风机设置在风道上，风机和空气-水翅片管换热器之间的风道与第一风道的一端连通，第一风道和空气-水翅片管换热器之间的风道与第二风道的一端连通，电动密闭阀设置在第一风道上，第一电动密闭阀设置在第二风道上，第二电动密闭阀设置在第一风道和第二风道之间的风道上，出水管的一端与空气-水翅片管换热器的出水口连通，出水管的另一端与保温储热水箱的进水口连通，进水管的一端与空气-水翅片管换热器的进水口连通，进水管的另一端与保温储热水箱的出水口连通，水泵设置在进水管上，半容积式水加热器的进水口与保温储热水箱通过水管连接，保温储热水箱内设有浮球阀；所述若干块吸热玻璃对应安装在集热框架体设有的开口上，所述集热框架体的外表面上均布冲压有若干个半球形凹坑，在每个半球形凹坑的上半部分开有孔径为1～1.5mm的通孔。