耦合可再生能源的蓄能调温墙体系统的制作方法_2

文档序号:9100860阅读:来源:国知局
里面的水媒直接与浅层土壤换热;
[0021]当房间温度高于相变材料熔化温度时,相变材料熔化,吸收热量,将房间内多余的热量储存在相变材料中,相变材料里面吸收的热量通过浅层土壤换热管里面的低温水或者是夜晚开启门窗带走,完成吸热放热过程;
[0022](3)过渡季节工况模式:
[0023]关闭太阳能装置和浅层土壤换热管,开启调温墙体所在房间的门窗,控制房间内的空气流动;当室温过冷时,系统将开启冬季工况模式;当室温过热时,系统将开启夏季工况模式,通过工况模式转化来维持过渡季节室内热环境的舒适和稳定。
[0024]与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
[0025]1.本实用新型耦合可再生能源的蓄能调温墙体系统将太阳能与相变材料结合利用,提高了太阳能供暖的平均能量利用率。经过测试,冬季工况下,本实用新型太阳能热利用效率达到了 62.3%,比平均水平高出21.3%。
[0026]2.本实用新型中采用在墙体内设置相变储能板材,能使相变储能板材在白天蓄存太阳能热量,在太阳能辐射小的雨雪日和无太阳能的夜间释放其储存的热量,有效的解决了太阳能热利用的非连续性及分布不均的缺陷。相比于普通无蓄能环节的太阳能供暖系统,本实用新型通过蓄能使太阳能热利用的时间得到了延续,使辅助热源的工作时间降低甚至在白日辐射量较大的工况下为零,因此,提高了整个系统的运营经济性。相比于有蓄能环节的太阳能供暖系统,本实用新型采用供热末端与墙体结合的方式,即相变储能板材内设置小管径盘管,一方面扩大了散热面积,有利于实现低温供暖,另一方面,增强了墙体的蓄热能力及热惰性,降低了建筑围护结构的热耗散。相比于普通被动式相变蓄能墙体的蓄存直射太阳能辐射以及空调、供暖系统的余热,本实用新型将集热式太阳能热源、土壤冷源和热量的管状热媒输送连接成一个整体,使相变材料蓄存的可再生能源量更多,提高对可再生资源的循环利用。
[0027]3.整套系统在运行过程中只有两个水栗使用少量的电能,在过渡季节耗电量更少,辅助能源用能减少显著。很大程度上节约了常规能源,降低了二氧化碳的排放量。
[0028]4.从热舒适角度来说,再无其他供能设备的条件下,经测试:冬季,装有本实用新型系统的测试房间平均温度比无本实用新型系统的普通房间温度增高了 5.2°C左右。夏季,房间平均温度比无本实用新型系统的普通房间温度低3°C左右。将温差换算成房屋冷热负荷差,可见本实用新型系统的应用可产生巨大的节能效益。
[0029]本实用新型使用方法在冬季工况下,按照太阳辐射照度,将辐射照度分为1、I1、III三个等级,依据太阳能辐射照度三个等级的变化,通过墙体中相变材料蓄放热以及惰性延迟,达到不用辅助热源或少用辅助热源的目的;在夏季工况下,系统通过与浅层土壤冷量换热,循环水作为载冷媒将冷量储存于墙体相变材料中,在室内温度超过舒适温度时,通过相变材料的蓄放热过程,将冷量释放于室内,使室内维持舒适温度范围,再结合开窗自然通风,室内热舒适效果更佳;在过渡季节工况:当室温过冷时,系统将开启冬季工况模式;当室温过热时,系统将开启夏季工况模式,通过模式转化来维持过渡季节室内热环境的舒适和稳定。
[0030]本实用新型耦合可再生能源的蓄能调温墙体系统的使用方法将太阳能、相变材料与建筑围护结构结合,一方面增加了围护结构单位质量的蓄热能力及热惰性,取得更好的热舒适及节能效果,另一方面,使太阳能热利用技术可以全天甚至全气候应用,随着辅助热源的少用或者不用,太阳能热利用技术的运营经济性也随之提高。此外,为了使本实用新型的系统能够实现跨季节运行,还利用了土壤冷源作为夏季的供冷/蓄冷能源,形成冬季太阳能热源供热、夏季土壤源供冷和相变墙体蓄能的三级耦合式利用。
【附图说明】
[0031]图1是本实用新型耦合可再生能源的蓄能调温墙体系统一种实施例的整体构造平面结构示意图;
[0032]图2是本实用新型耦合可再生能源的蓄能调温墙体系统一种实施例的整体构造立体结构示意图;
[0033]图3是本实用新型耦合可再生能源的蓄能调温墙体系统一种实施例的调温墙体I的结构示意图;
[0034]图4是本实用新型耦合可再生能源的蓄能调温墙体系统一种实施例的相变材料的DSC测试图;
[0035]图中,I调温墙体、2太阳能装置、3浅层土壤换热管、1-1内墙抹灰层、1-2相变蓄能板材、1-3粘结砂楽、1-4内部墙体、1-5外墙抹灰层、1-6小管径盘管、2-1太阳能集热器、2-2水箱、2-3辅助热源、2-4太阳能装置水栗、2-5太阳能装置流量计、2_6排气阀、2_7管路第一电磁阀、2-8管路第二电磁阀、2-9水箱第一电磁阀、2-10太阳能第一电磁阀、2-11太阳能第二电磁阀、2-12太阳能第三电磁阀、2-13水箱第二电磁阀、2-14外接生活用热水管阀门、2-15外接补水管阀门、3-1供水管路三通换向阀、3-2回水管路三通换向阀、3-3换热管水栗、3-4换热管流量计。
【具体实施方式】
[0036]本实用新型耦合可再生能源的蓄能调温墙体系统(简称调温墙体系统或系统,参见图1-3)包括调温墙体1、太阳能装置2和浅层土壤换热管3 ;太阳能装置2安装在调温墙体I的房间屋顶上,浅层土壤换热管3埋在地下;调温墙体I同时与太阳能装置2和浅层土壤换热管3连接;
[0037]所述浅层土壤换热管3 —端连接有供水管路三通换向阀3-1、换热管水栗3-3和换热管流量计3-4,另一端通过管路连接有回水管路三通换向阀3-2 ;
[0038]所述太阳能装置2包括可追踪型槽式太阳能集热器2-1 (或太阳能集热器)、水箱2-2、辅助热源2-3、太阳能装置水栗2-4、太阳能装置流量计2-5、排气阀2_6、管路第一电磁阀2-7、管路第二电磁阀2-8、水箱第一电磁阀2-9、太阳能第一电磁阀2-10、太阳能第二电磁阀2-11、太阳能第三电磁阀2-12和水箱第二电磁阀2-13 ;所述水箱2_2内设有辅助热源2-3,可追踪型槽式太阳能集热器2-1进水处设有排气阀2-6 ;
[0039]所述调温墙体I (参见图3)沿室内到室外的方向依次包括内墙抹灰层1-1、相变蓄能板材1-2、粘结砂浆1-3、内部墙体1-4和外墙抹灰层1-5,所述相变储能板材1-2沿墙体高度方向上均匀嵌有小管径盘管1-6 ;所述小管径盘管1-6的进水端和出水端均位于调温墙体I的底部,小管径盘管1-6的进水端依次通过浅层土壤换热管3的换热管流量计3-4、换热管水栗3-3及供水管路三通换向阀3-1与浅层土壤换热管3的出水端连接;浅层土壤换热管3的进水端通过水管与回水管路三通阀3-2的一端连接;回水管路三通阀3-2的另一端与小管径盘管1-6的出水端连接,回水管路三通阀3-2的第三端通过水箱第二电磁阀
2-13与水箱2-2的左端相连,回水管路三通阀3-2的第三端依次通过管路第二电磁阀2-8、太阳能第一电磁阀2-10与水箱的右端连接;管路第二电磁阀2-8又通过太阳能装置流量计
2-5与可追踪型槽式太阳能集热器2-1的出水端连接;可追踪型槽式太阳能集热器2-1的出水端通过管路第一电磁阀2-7与供水管路三通换向阀3-1的第三端相连,同时可追踪型槽式太阳能集热器2-1的出水端通过管路第一电磁阀2-7及水箱第一电磁阀2-9
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