[发明专利]一种组合式热管系统及其应用的建筑结构

说明书

本发明提供一种组合式热管系统及其应用的建筑结构，所述组合式热管系统包括：至少一个第一热管，倾斜置于建筑结构中，第一热管的蒸发段靠近建筑结构的外壁，冷凝段靠近建筑结构的内壁；至少一个第二热管，倾斜置于建筑结构中，第二热管的蒸发段靠近建筑结构的内壁，冷凝段靠近建筑结构的外壁；第一管路，与各第一热管的蒸发段相连，用于向第一热管中充灌工作介质或排空第一热管中的工作介质；第二管路，与各第二热管的蒸发段相连，用于向第二热管中充灌工作介质或排空第二热管中的工作介质。本发明可以在屋体室内需要制冷时将热量快速传递到室外，在屋体室内需要采暖时，将室外热量快速传递到室内，可以减少空调制冷和采暖能耗，节约能源。

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，特别是涉及节能建筑技术领域，具体为一种组合式热管系统及其应用的建筑结构。

背景技术

热管是利用工作介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程(即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热)，使热量快速传导。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点可以通过真空程度和介质的选择进行控制，得到不同启动温度的热管。在热管的蒸发段温度高于液体沸点时，管芯内的工作液体受热蒸发，并带走热量，蒸汽从中心通道流向热管的冷凝段，凝结成液体，同时放出潜热，在重力或者毛细吸附作用下，液体回流到蒸发段。这样，就完成了一个闭合循环，从而将大量的热量从加热段传到散热段。当加热段在下，冷却段在上，热管呈竖直放置时，工作液体的回流靠重力足可满足，无须毛细结构的管芯，这种不具有多孔体管芯的热管被称为热虹吸管。

热管(heat pipe)技术被广泛应用在宇航、军工等行业，特别是用于增强换热。热管可以快速高效的传热，其导热能力可到金属铜的数十倍甚至上百倍。

在建筑领域，特别是夏热冬冷地区，由于建筑热惰性的存在和太阳辐射作用，冬季和春季部分时段室外温度高于室内，室外比较温暖时室内仍旧较为阴冷。将室外热量快速大量的传递到室内，可以改善室内热舒适状况，并减少采暖能耗。在夏季和秋季，部分时段室外较为凉爽，但是由于建筑室内设备人员发热和建筑的热惰性，室内温度高于室外。此时，将室内热量快速传递到室外，可以降低室内温度，使室内变得凉爽，减少空调制冷能耗。既有研究主要集中于冬季通过热管将室外太阳辐射热高效的传导到室内，而不考虑其他季节热管的积极或消极作用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种组合式热管系统及其应用的建筑结构，用于解决现有技术中无法利用热管根据季节调节室内温度的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的实施例提供一种组合式热管系统，应用于建筑结构中，所述建筑结构为屋体的墙体或屋顶；所述组合式热管系统包括：至少一个第一热管，倾斜置于建筑结构中，所述第一热管的蒸发段靠近所述建筑结构的外壁，冷凝段靠近所述建筑结构的内壁；至少一个第二热管，倾斜置于建筑结构中，所述第二热管的蒸发段靠近所述建筑结构的内壁，冷凝段靠近所述建筑结构的外壁；第一管路，与各所述第一热管的蒸发段相连，用于向所述第一热管中充灌工作介质或排空所述第一热管中的工作介质；第二管路，与各所述第二热管的蒸发段相连，用于向所述第二热管中充灌工作介质或排空所述第二热管中的工作介质。

于本发明的一实施例中，所述第一热管的冷凝段高于蒸发段；所述第二热管的冷凝段高于蒸发段。

于本发明的一实施例中，所述第一热管的启动温度为10℃～24℃；所述第二热管的启动温度为25℃以上。

于本发明的一实施例中，所述第一热管与水平面的夹角为30°～60°；所述第二热管与水平面的夹角为30°～60°。

于本发明的一实施例中，所述第一热管的管径为3cm～5cm；所述第二热管的的管径为3cm～5cm。

于本发明的一实施例中，各所述第一热管之间的间距、各所述第二热管之间的间距以及所述第一热管与所述第二热管之间的间距均为20cm～35cm。