[发明专利]多孔土坯储热的超低温对流辐射供暖系统

说明书

技术领域

本发明涉及储能及暖通技术领域，具体涉及一种利用土坯储热并通过对流与辐射向房间供暖的超低温供暖系统。

背景技术

由于太阳能存在间歇性和不稳定性，而冬季建筑供暖的热能却需要是连续和稳定的，因此在将太阳能应用到建筑供暖的过程中，有必要开发低成本的储热和供暖技术。太阳能集热器的效率与其出口温度成反向变化关系，低温储热供暖系统可有效降低太阳能集热器所需的出口温度，提高其转化效率。目前常用的低温供暖技术主要是低温地板辐射供暖技术，该技术主要利用地面辐射传热方式向房间供暖，因供暖面积大而使供暖温度显著低于同等条件下的普通散热器的供暖温度。本发明所公开的技术主要利用多孔土坯进行储热，并利用储热体外表面辐射和内部多孔隙对流换热两种传热方式同时向房间供暖，具有储热成本低和供暖温度低两个优势。

从目前已公开的文献看，同时利用储热体外表面辐射和内部多孔隙对流两种传热方式同时向房间供暖的文献还没有。检索已公开的文献资料，有代表性的文章有2013年大连理工大学硕士研究生论文“热风式太阳能地板储热系统热性能研究”，该文献研究了一种仅利用地板表面进行辐射传热的混凝土储热供暖系统，没有使用储热体内部孔隙进行对流换热，并且该文献利用混凝土进行储热，储热材料成本高，限制了其应用推广价值。

检索专利文献，有一项技术与本专利技术较为类似。该项技术是已授权的“农村住房太阳能供暖装置”的实用新型专利技术，其专利申请号为2009201010823，该技术以空气为传热介质，以设置在地下的卵石作为储热介质，主要通过低温辐射进行被动式供暖，在被动式辐射供暖技术供暖功率不够时，再通过风机将地下卵石间的热空气抽出，输送到第一和第二热风幕散热器中进行主动供暖。这项技术中明显存在着以下问题：

1. 储热材料不容易获取。选用卵石做储热材料，虽然卵石便宜但对于平原、沙漠、黄土高源等地区而言，卵石不容易获取，且要经过长距离运输，成本较高；而用混凝土做储热材料，需要大容量储热时，储热需用体量大，其成本亦较高。

2. 储热体外形不规则，形成良好通风和换热所需的有规则堆放较为困难。卵石储热体外形多为水流冲刷随机形成的不规则椭圆形，大小不一，当需要的储热体量较大时，要做到有规则的大量堆放难度较高，而随机堆放使得部分区域流阻小，气流通过量大，储放热效果好，部分区域流阻大，气流通过量小，储放热效果差。

3. 实心储热体的内部储放热较为困难。卵石储热体形成的不规则椭圆形状，其表面层的储放热较为容易，但其内部材料的储放热必须通过石材的导热才能到达表面，而石材的导热系数较低，一般在2.5W/（m·K）左右，因此对于大尺寸卵石，则热量较难从卵石表面向中心部位传热，对于小尺寸卵石，则卵石堆积密度大，热空气较难穿过卵石堆积体，因此堆积在一起的卵石体储放热能力差。

4. 供暖过程中消耗能量。当低温地板辐射供暖方式不能满足房间的供暖功率要求时，该技术启动抽风机将储热体内的热空气直接输送到房间内，此时需要消耗额外的能量为房间供暖，提高的系统的安装成本和供暖运行成本。

5. 需要较大的温差才能有效供暖。低温地板辐射供暖技术虽然较普通散热器供暖温度低，但也需要在比室温高15℃时才能有较高的供暖功率，温度较低时供暖功率明显下降，不能有效保证室内的温暖温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种多孔土坯储热的超低温对流辐射供暖系统。

本发明是多孔土坯储热的超低温对流辐射供暖系统，它包括房屋地基和围墙3，还包括多孔土坯储热的超低温对流辐射供暖系统，在两个相对或相邻的围墙3内侧、与围墙3相距1cm～50cm的地方建有隔板7，其中一侧的隔板7与围墙3围成的空间构成热风风道6，与其相对或相邻的隔板7和邻近的围墙3围成的空间构成冷风风道16，在构成热风风道6的围墙3、楼板18或隔板7上开设有进风孔1，在每个进风孔1内设有阀门或挡板2，在构成冷风风道16的围墙3、楼板18或隔板7上开设有出风孔14，在每个出风孔14内设有阀门或挡板15，在每间房子组成热风风道6的隔板7靠近屋顶的上方开设有热风百叶窗5，在每间房子组成冷风风道16的隔板7靠近地面的地方开设有冷风百叶窗17，热风风道6和冷风风道16的由隔板7、楼板18或围墙3封闭起来，在房屋地基上铺设有保温板13，热风风道6和冷风风道16分别与土坯储热装置相联通，所述土坯储热装置由土坯11、设置在土坯11组合体通风孔两端的上汇流道9和下汇流道10、及四围围护结构构成，其中上汇流道9与热风风道6的下端相联通，下汇流道10与冷风风道16的下端相联通。

本发明的有益之处在于：