模块化组装被动节能式小体量建筑转让专利
申请号 : CN202010487027.3
文献号 : CN111578360B
文献日 : 2021-07-23
发明人 : 赵玉粉
申请人 : 安徽舜安建设工程有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种模块化组装被动节能式小体量建筑,其特征在于:包括竖直设置的墙体,所述墙体内部的上端设置有储水箱,所述墙体内部的下端左侧设置有回水箱,所述储水箱和所述回水箱之间设置有循环水路;
所述储水箱的下方右侧设有第一空腔,所述第一空腔内部从左至右依次设有聚光装置、聚热管和双层玻璃,所述双层玻璃封闭所述第一空腔,所述第一空腔为真空腔,所述双层玻璃的外侧设置有百叶窗,百叶窗在环境温度小于或等于预设温度时打开,以使所述聚热管的向阳面直接接受阳光照射,同时所述聚光装置将照射到聚光装置上的阳光聚集反射到所述聚热管的背阳面,所述聚热管在阳光的作用下对其内部的介质进行加热;
所述储水箱和所述回水箱之间设置有第二空腔,所述第二空腔内部设置有散热翅片,所述墙体的左端面设有装饰墙面,所述装饰墙面封堵所述储水箱、第二空腔和回水箱;所述循环水路中的介质由所述储水箱流出后经聚热管加热,加热后的介质通过所述散热翅片对屋内进行放热后流入所述回水箱,所述回水箱内的水再经过循环水路流回所述储水箱;
所述循环水路包括给水管、加热水管、过水管、散热下水管和上水管;所述给水管竖直连通在所述储水箱的下方,所述加热水管位于所述聚热管的内部且所述加热水管的下端与所述给水管相连通,所述散热下水管位于所述第二空腔内且穿过散热翅片,所述散热下水管的下端延伸至所述回水箱内部,所述过水管水平设置在储水箱的下方,且将加热水管的上端和散热下水管的上端相连通,所述上水管沿第二空腔的右端面竖直设置,所述上水管连通所述储水箱和所述回水箱,所述上水管的下端在回水箱内的位置高于所述散热下水管的下端在回水箱内的位置,所述上水管的上端在所述储水箱内的位置高于所述储水箱内的液面高度。
2.根据权利要求1所述的模块化组装被动节能式小体量建筑,其特征在于:所述聚热管包括所述加热水管、外管及具有吸热端和放热端的环形热管;所述加热水管和所述外管的上端设有上法兰,所述加热水管和所述外管的下端设有下法兰,所述加热水管、外管、上法兰和下法兰共同围成了热管密封空间;所述环形热管绕加热水管的周向方向均匀布置,且所述环形热管的吸热端位于所述热管密封空间内,所述环形热管的放热端位于所述加热水管内,以使所述吸热端吸收太阳能热量并通过所述放热端对所述加热水管内的介质进行加热。
3.根据权利要求2所述的模块化组装被动节能式小体量建筑,其特征在于:所述聚热管的加热水管内设置有加热导流内芯;所述加热导流内芯包括支撑柱、阶梯导流板、进水口压板和出水口压板;所述支撑柱位于阶梯导流板的中间,所述阶梯导流板以所述支撑柱为中心螺旋而成,阶梯导流板的上表面临近支撑柱的一端设置有螺旋形凹槽,以使阶梯导流板具有低阶导流槽和高阶导流面;所述进水口压板位于阶梯导流板的下端,所述进水口压板的中间具有进水口;所述出水口压板位于支撑柱的上端,出水口压板封堵螺旋形凹槽;介质流通至聚热管后,在进水口压板的作用下,通过进水口沿低阶导流槽流入,并沿阶梯导流板上升,在出水口压板的作用下沿高阶导流面和出水口压板的外侧流出。
4.根据权利要求3所述的模块化组装被动节能式小体量建筑,其特征在于:所述阶梯导流板为三个,三个所述阶梯导流板采用三线螺纹的方式从下至上螺旋而成;所述阶梯导流板上的低阶导流槽的槽底面外高内低倾斜设置。
5.根据权利要求1所述的模块化组装被动节能式小体量建筑,其特征在于:所述聚光装置包括柱座、弹簧和弧形聚光板,所述柱座固定设在所述第一空腔的左端面上,所述柱座的右端具有安装柱,所述安装柱上套设有弹簧,所述弧形聚光板通过弹簧与柱座固定连接;所述弧形聚光板整体呈轴线为竖向线的圆弧形设置,且弧形聚光板的开口朝向所述聚热管,所述弧形聚光板采用多节聚光片拼接而成。
6.根据权利要求1所述的模块化组装被动节能式小体量建筑,其特征在于:所述百叶窗包括记忆合金拉绳、连杆、若干窗页和与窗页相应数量的底座;所述底座沿上下方向间隔固定在所述双层玻璃上,所述窗页的左端活动铰接在相应的所述底座上,所述连杆与每个所述窗页的中部活动铰接,以将所有所述窗页一体连接;所述记忆合金拉绳的一端固定在墙体的右端面上且位于最上端窗页的上方,所述记忆合金拉绳的另一端与最上端的所述窗页固定连接;记忆合金拉绳在环境温度大于预设温度时,记忆合金拉绳伸展使窗页向下闭合,遮挡双层玻璃;记忆合金拉绳在环境温度小于预设温度时,记忆合金拉绳收缩使窗页打开。
7.根据权利要求3所述的模块化组装被动节能式小体量建筑,其特征在于:所述阶梯导流板的外圆周均布有热管凹槽,所述热管凹槽与所述环形热管的放热端滑动配合,所述阶梯导流板通过所述热管凹槽与所述放热端的配合插装在所述加热水管内部。
8.根据权利要求2所述的模块化组装被动节能式小体量建筑,其特征在于:所述聚热管的上法兰和下法兰与墙体之间均设有橡胶圈,所述上法兰和下法兰均通过压盖和螺栓安装于墙体上。
9.根据权利要求1所述的模块化组装被动节能式小体量建筑,其特征在于:所述给水管的进口处及所述过水管的进口处均设有单向阀;所述储水箱的顶部右端面设有维持系统压力稳定的气阀。
说明书 :
模块化组装被动节能式小体量建筑
技术领域
背景技术
统集热墙是利用阳光照射到外面有玻璃罩的深色蓄热墙体上,加热透明盖板和厚墙外表面
之间的夹层空气,通过热压作用使空气流入室内向室内供热,同时墙体本身直接通过热传
导向室内放热并储存部分能量,夜间墙体储存的能量可以释放到室内。传统集热墙加热过
程漫长,室内升温速度较慢,并且传统集热墙的热量很大一部分以传导、对流及辐射的方式
损失到室外,对太阳能的利用率不高。
发明内容
水箱和所述回水箱之间设置有循环水路;
双层玻璃的外侧设置有百叶窗,百叶窗在环境温度小于或等于预设温度时打开,以使所述
聚热管的向阳面直接接受阳光照射,同时所述聚光装置将照射到聚光装置上的阳光聚集反
射到所述聚热管的背阳面,所述聚热管在阳光的作用下对其内部的介质进行加热;
述储水箱。
管的下端与所述给水管相连通,所述散热下水管位于所述第二空腔内且穿过散热翅片,所
述散热下水管的下端延伸至所述回水箱内部,所述过水管水平设置在储水箱的下方,且将
加热水管的上端和散热下水管的上端相连通,所述上水管沿第二空腔的右端面竖直设置,
所述上水管连通所述储水箱和所述回水箱,所述上水管的下端在回水箱内的位置高于所述
散热下水管的下端在回水箱内的位置,所述上水管的上端在所述储水箱内的位置高于所述
储水箱内的液面高度。
兰,所述加热水管、外管、上法兰和下法兰共同围成了热管密封空间;所述环形热管绕加热
水管的周向方向均匀布置,且所述环形热管的吸热端位于所述热管密封空间内,所述环形
热管的放热端位于所述加热水管内,以使所述吸热端吸收太阳能热量并通过所述放热端对
所述加热水管内的介质进行加热。
阶梯导流板以所述支撑柱为中心螺旋而成,阶梯导流板的上表面临近支撑柱的一端设置有
螺旋形凹槽,以使阶梯导流板具有低阶导流槽和高阶导流面;所述进水口压板位于阶梯导
流板的下端,所述进水口压板的中间具有进水口;所述出水口压板位于支撑柱的上端,出水
口压板封堵螺旋形凹槽;介质流通至聚热管后,在进水口压板的作用下,通过进水口沿低阶
导流槽流入,并沿阶梯导流板上升,在出水口压板的作用下沿高阶导流面和出水口压板的
外侧流出。
通过弹簧与柱座固定连接;所述弧形聚光板整体呈轴线为竖向线的圆弧形设置,且弧形聚
光板的开口朝向所述聚热管,所述弧形聚光板采用多节聚光片拼接而成。
所述底座上,所述连杆与每个所述窗页的中部活动铰接,以将所有所述窗页一体连接;所述
记忆合金拉绳的一端固定在墙体的右端面上且位于最上端窗页的上方,所述记忆合金拉绳
的另一端与最上端的所述窗页固定连接;记忆合金拉绳在环境温度大于预设温度时,记忆
合金拉绳伸展使窗页向下闭合,遮挡双层玻璃;记忆合金拉绳在环境温度小于预设温度时,
记忆合金拉绳收缩使窗页打开。
加热水管内部。
位导致的不同位置处水的温度差和压力差、以及毛细效果等实现自循环并通过散热翅片对
屋内进行放热,使全屋供暖均匀,供暖充分。墙体的左侧面设置有装饰墙面,墙体和装饰墙
面直接形成一个整体模块,即模块化组装被动节能式小体量建筑为一个模块墙体,在房屋
建设时,这个模块墙体可直接安装于各个梁柱之间,使用方便,利用率高。
够减少热量的流失,对太阳能的利用率高,聚热能力强,即使晚上无太阳光时也不会使屋内
的热量通过墙体释放到墙体外侧,影响屋内的采暖效果。
动,还能使热介质的流速提高,同时介质在加热导流内芯内的流动更加均匀,加热效率随之
提高。阶梯导流板具有低阶导流槽和高阶导流面,介质在高阶导流面与环形热管的连接处
被加热,使得低阶导流槽上的介质和高阶导流面上的介质产生温差,进一步确保加热介质
实现稳定的自循环。
附图说明
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可
以根据这些附图获得其他的附图。
43环形热管;431吸热端;432放热端;44热管密封空间;46上法兰;47下法兰;5气阀;6储水
箱;7给水管;8加热水管;9散热下水管;10上水管;11装饰墙面;12单向阀;13散热翅片;14双
层玻璃;15回水箱;16橡胶圈;17压盖;171螺栓;19过水管;30加热导流内芯;301阶梯导流
板;308低阶导流槽;309高阶导流面;302出水口压板;303热管凹槽;304支撑柱;305进水口
压板;306进水口。
具体实施方式
本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例,都属于本发明保护的范围。
和回水箱15之间设置有循环水路。
窗2,百叶窗2在低温状态下,当环境温度小于或等于预设温度时打开,以使聚热管4的向阳
面直接接受阳光照射,同时聚光装置3将照射到聚光装置上的阳光聚集反射到聚热管4的背
阳面,聚热管4在阳光的作用下对其内部的介质进行加热;第一空腔20为真空腔,以防止聚
光装置3聚集的热量损失到室外,提高能源的利用率。
的内部,且加热水管8的下端与给水管7相连通;散热下水管9位于第二空腔25内部并穿过散
热翅片13,散热下水管9的下端延伸至回水箱15内部;过水管19水平设置在储水箱6的下方,
将加热水管8的上端和散热下水管9的上端相连通;上水管10沿第二空腔25的右端面竖直设
置,上水管10的下端延伸至回水箱15内部,上水管10的上端延伸至储水箱6内部,以连通储
水箱6和回水箱15,上水管10采用较细直径,且上水管10的下端在回水箱15内的位置高于散
热下水管9的下端在回水箱15内的位置。上水管10的内表面设置有纤维层,上水管10的上端
外表面也设置有纤维层,上水管10上端外表面的纤维层高于储水箱6内液面的高度,即上水
管10外表面的纤维层与回水箱6内的介质不接触。
10。在热传导介质到达回水箱15的过程中,加热水管8中介质温度升高致使介质密度减小,
介质产生的压力减小,其中散热下水管9的直径小于加热水管8的直径,上水管10采用较细
直径,给水管7和加热水管8之间产生压力差,介质在散热下水管9中由于重力的作用发生虹
吸效应,产生虹吸力,压力差和虹吸力使热介质持续流动,通过散热翅片13对屋内放热。上
水管10采用较细直径,产生毛细效果。在一些实施例中,上水管10也可为上水毛细管。上水
管10的上端在储水箱6内的位置高于储水箱6的液面高度。例如,液面高度差可为5mm至
20mm,当然液面高度也可为20mm以上,如10cm等,或者5mm以下,例如3mm。
合适的高度,使得介质在上水管10未上升到最大高度处就流出上水管,上水管上端的压力
等突然减小,使得介质实现自循环,在自循环的同时并通过散热翅片对屋内进行放热,使全
屋供暖均匀,供暖充分。
42、外管41、上法兰46和下法兰47共同围成了热管密封空间44,内管42即为循环水路中的加
热水管8;环形热管43绕内管42的圆周方向均匀布置,且环形热管43的吸热端431位于热管
密封空间44内部,环形热管43的放热端432位于内管42内部,以使环形热管43的吸热端431
吸收太阳能热量,通过环形热管43的放热端432对内管42内部的介质进行加热。聚热管4的
上法兰46和下法兰47与墙体1之间均设有橡胶圈16,上法兰46和下法兰47均通过压盖17和
螺栓171安装于墙体1上。
流板301的中间,阶梯导流板301以支撑柱304为中心螺旋而成,阶梯导流板301的上表面临
近支撑柱304的一端设置有螺旋形凹槽,以使阶梯导流板301具有低阶导流槽308和高阶导
流面309;进水口压板305中间设有通孔,进水口压板305位于阶梯导流板301的下端,进水口
压板305与阶梯导流板301的下端共同形成进水口306;出水口压板302位于支撑柱304的上
端,出水口压板302封堵螺旋形凹槽。介质流通至聚热管4后,在进水口压板305的作用下,通
过进水口306沿低阶导流槽308流入,并沿阶梯导流板301上升,在出水口压板302的作用下
沿高阶导流面309和出水口压板302的外侧流出。
管的介质具有三个流通通道,进而使加热介质流速提高,同时介质在加热导流内芯30内的
流动更加均匀,加热效率随之提高。阶梯导流板301的中心设置螺旋凹槽使得阶梯导流板
301的截面呈现不同的厚度,具体为:对应低阶导流槽308的部分外高内低倾斜设置,并较之
高阶导流面309具有较薄的截面厚度,以便于流经低阶导流槽308和流经高阶导流面309的
介质形成温度差,进一步保证介质的循环流动。也就是说,所述阶梯导流板上的低阶导流槽
的槽底面外高内低倾斜设置。
聚热管4的内管42内部,环形热管43的放热端432对流经高阶导流面309的介质加热,使得流
经高阶导流面309和低阶导流槽308的介质产生温差,介质由内到外循环流动。
的右端均具有安装柱34,安装柱34上套设有弹簧32,弧形聚光板33通过弹簧32与柱座31固
定连接;弧形聚光板33整体呈轴线为竖向线的圆弧形设置,且弧形聚光板33的开口朝向所
述聚热管4,所述弧形聚光板33采用多节聚光片拼接而成。设置弹簧32可方便调节弧形聚光
板33的角度,以便弧形聚光板33更好的将太阳光聚集反射到聚热管4上。柱座31可根据情况
设置为四组或者五组或其他,每组柱座31可根据需要设置为一个或者三个或者其他。
在相应的底座23上,连杆22与每个窗页24的中部活动铰接,以将所有窗页24一体连接。记忆
合金拉绳21的一端固定在墙体1的右端面上且位于最上端窗页24的上方,记忆合金拉绳21
的另一端与最上端的窗页24固定连接。高温状态下,记忆合金拉绳21大于预设温度而伸展,
窗页24向下闭合,遮挡双层玻璃14,以避免阳光照射聚热管4对加热水管8加热;当室外温度
降低时,记忆合金拉绳21达到预设温度,记忆合金拉绳21收缩使窗页24打开,阳光照射聚热
管4的向阳面对加热水管8加热,同时聚光装置3将范围内的太阳光聚集到聚热管4的背阳面
上,开始对介质加温。
射,同时聚光装置3将范围内的太阳光聚集到聚热管4的背阳面,聚热管4在太阳光的作用下
对其内部的介质进行加热,循环水路形成一个持续的热循环通过散热翅片对屋内进行放热
供暖。
行组装使用,安装方便,节能环保,利用率高。