[发明专利]采用可采光太阳能集热技术的被动式蓄能太阳能通风系统

说明书

 

技术领域

本发明涉及自然能源利用技术领域，具体涉及一种采用可采光太阳能集热技术的被动式蓄能太阳能通风系统。

背景技术

随着可预见的化石能源价格攀升与降低二氧化碳排放量需求，很多国家都出台了强制性政策，要求在减少化石能源利用量的同时提高能源利用效率。其中降低建筑能耗是达成此目标的关键：在欧洲，建筑能源消费可达终端能源的37％，2004年；在美国，可达41%，2002年；在中国，可达40％，2008年。降低建筑能耗的一种重要途径是加强围护结构的绝热能力、提供更加严格的气流组织与热量管理。

基于热压通风的被动式通风设计是利用太阳能强化了烟囱效应，在特制的狭长风道内形成了较强的热压，使空气在热压驱动下流动从而达到通风效果，以满足室内通风需求，减小了风机等通风设备的机械负荷。

采用被动式太阳能通风技术的建筑，能够利用太阳能源进行免费通风，同时避免了因日射负荷导致的室内温度过高，这一技术在具体应用时却出现了一些技术瓶颈。

被动式太阳能通风技术严重依赖于具有一定随机性的太阳能，在日间日照强度太大，太阳能能量过余时，室内通风量比设计要求要高，造成夏季室内热负荷增大与太阳能能能源的浪费。在日照强度不高的时间以及太阳能能源匮乏的夜间，太阳能通风系统则会出现无法达到室内所需的通风量的问题，甚至无法正常工作。同时现阶段成型的太阳能通风技术无法适应建筑在不同季节的通风/降温/采暖需求。

另外，被动式太阳能通风技术所采用的集热板，多采用固定式金属板材，并在向阳面涂有高吸收率的涂层。对于窗墙比不大的建筑，由于集热金属板无法移动，严重影响室内采光效率，这是被动式太阳能通风技术一直无法推广的重要原因之一。

采用可启闭式太阳能集热系统的被动式蓄能太阳能通风技术，旨在综合解决上述技术问题，并且整合两种技术的节能优势，综合起到降低建筑空调能耗，强化通风，提高室内热舒适性的作用。

本发明在考虑太阳能利用以及自然冷源热源利用的同时，注重建筑美观，设计简洁实用，对于有大型玻璃幕墙的建筑立面改造，仅需额外开上下两个通风口即可。同时在光线不足或者热量不足以形成热压时，可采用采光模式，提高室内采光效率。并且可以适应冬季、夏季以及过渡季节对于温度、通风的需求，具有经济节能的优势，宏观上具有电网的削峰填谷功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适于各种季节的被动式蓄能太阳能通风技术，克服现有技术层面上的缺点和不足：在提高建筑热舒适性和降低风机能耗的前提下保证建筑物的采光效率和整体美观性。

本发明通过以下技术方案实现：

采用可采光太阳能集热技术的被动式蓄能太阳能通风系统， 包括安装在墙体上的通风道框架、相隔一定间距平行地固定在风道框架上的室外侧钢化双层玻璃罩及室内侧钢化双层玻璃罩，所述室内侧钢化双层玻璃罩及室外侧钢化双层玻璃罩的上方及下方与通风道框架之间均设有通风口，所述通风口处分别设置有可转动的用于开启和关闭通风口的室内侧上风门、室内侧下风门、室外侧上风门、室外侧下风门；

所述室外侧钢化双层玻璃罩面向室内侧钢化双层玻璃罩的一侧由上而下均匀设置有可转动式集热蓄热片。

进一步地，所述可转动式集热蓄热片包括向阳面的集热层和和封装在可转动式集热蓄热片内的蓄热层。

进一步地，所述集热层的材料为铜，也可以是其他高导热系数金属。

进一步地，所述集热层的厚度为0.3mm-0.6mm。

进一步地，所述集热层的外表面涂有选择性深色吸收涂层。

进一步地，所述蓄热层的材料为膨胀石墨石蜡复合相变材料或石蜡，或者其他有机或无机的蓄热材料。

进一步地，所述可转动式集热蓄热片之间设置有密封胶圈。

风道厚度根据具体建筑立面高度及所在城市室外温度湿度数据进行设计。

通过控制可转动式集热蓄热片转动与风门启闭，可以保证本系统在不同季节、不同光照度下运行不同模式，其中包括：夏季通风模式，冬季通风模式，冬季采暖模式，换气采光模式，纯采光模式。

可转动式集热蓄热片安装于室外侧内表面，与室内墙面有通风风道与室内侧钢化双层玻璃罩隔开，而与室外环境也有室外侧钢化双层玻璃罩隔开，这样有效防止了收集、存储的热量在非设计工况通过维护结构导入室内，防止了存储的热量泄露。采用钢化双层玻璃罩，能配合现有建筑采用的玻璃幕墙里面效果，且能加固通风风道；利用双层玻璃内的空气作为绝热材料，有效降低成本，减少绝热材料厚度，利于安装。