專利名稱：一種改進(jìn)型太陽能集熱墻保溫蓋板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能綜合利用及太陽能一體化建筑領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能集熱墻保溫蓋板的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
全球性能源和環(huán)境問題迫切要求建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合生態(tài)建筑理念,能源危機(jī)、全球變暖、環(huán)境污染的問題是當(dāng)今人類面臨的重要課題，充分利用太陽能等自然資源，是降低建筑內(nèi)采暖空調(diào)等耗能、提高室內(nèi)熱舒適度的有效途徑。但太陽能具有能流密度低，間歇性和不穩(wěn)定性等特點(diǎn)，因此在實(shí)際應(yīng)用中需采用一些技術(shù)手段以更充分利用太陽能。太陽能在建筑的利用有熱利用和發(fā)電兩種典型形式，其中以熱利用更為普遍，特朗勃集熱墻(1967年由法國學(xué)者菲利克斯.特朗勃(Felix Tromble)提出并以他的名字命名)就是其中一種。它具有白天蓄熱，晚上向室內(nèi)釋放熱能的功能，同時(shí)在白天利用熱壓作用形成特定的空氣流動(dòng)可將一部分太陽能先轉(zhuǎn)化為熱能送入室內(nèi)，以提高室內(nèi)溫度。但是傳統(tǒng)特朗勃集熱墻體存在以下缺點(diǎn):在冬季白天，集熱墻處在集熱/蓄熱工況，但由于太陽能能流密度較低，同時(shí)厚重型集熱墻熱容較大，導(dǎo)致表面升溫較慢，空氣加熱存在較大的時(shí)滯性，同時(shí)單純靠太陽直射獲得的太陽能非常有限，因此墻體的蓄熱量也受到較大限制。此外，有研究表明，由于太陽高度角的關(guān)系，在建筑物各個(gè)表面中，垂直表面(墻面)獲取的太陽能并不是最多的，獲得最多的是水平表面(屋面)。在冬季夜間，溫度較高的集熱墻在向室內(nèi)散熱的同時(shí)也向室外傳熱從而產(chǎn)生較大的熱損失。本發(fā)明通過對特朗勃集熱墻保溫蓋板結(jié)構(gòu)和位置的改進(jìn)，能夠有效強(qiáng)化集熱墻的太陽輻射得熱，增大集熱/蓄熱效果，同時(shí)減小加熱空氣的時(shí)滯效應(yīng)，對于太陽能在建筑中的利用，提高室內(nèi)熱舒適性 以及降低冬季采暖耗能均具有一定意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明主要是針對特朗勃太陽能集熱墻的基本構(gòu)件之一保溫蓋板進(jìn)行改進(jìn)，通過保溫蓋板的改進(jìn)，提高集熱墻的工作性能，同時(shí)達(dá)到太陽能綜合的目的。其主要方法是保溫蓋板設(shè)置于室外側(cè)，同時(shí)在保溫蓋板的內(nèi)側(cè)表面粘貼或涂覆反射太陽輻射的材料，使其在白天充當(dāng)反射板，通過圖1(a)所示的反射光路，強(qiáng)化集熱墻的太陽輻射得熱，由于反射板是水平表面，其獲得的太陽輻射熱較垂直面更為可觀，通過直射光路和反射光路的疊加，單位集熱墻獲得的太陽輻射得熱預(yù)期可以增加0.5-1倍，而集熱墻表面輻射照度的增加，可以增加蓄熱量，同時(shí)減少對白天對空氣加熱的時(shí)滯效應(yīng)。而在夜間，保溫蓋板關(guān)閉(如圖1(b)所示)內(nèi)側(cè)表面的反射太陽輻射的材料還可以將室內(nèi)發(fā)出的長波輻射反射回室內(nèi)，達(dá)到更好的保溫效果。所述保溫蓋板包含結(jié)構(gòu)框架和保溫材料，其中結(jié)構(gòu)框架主要起支撐作用，可以是角鋼焊接的架子，也可以是木架或木板；保溫材料可以是一些常見的有機(jī)或無機(jī)類的保溫材料，如聚苯乙烯泡沫、巖棉、玻璃纖維棉等，厚度約為30-50mm，加工時(shí)將保溫材料粘貼或嵌入到結(jié)構(gòu)框架中。所述保溫蓋板內(nèi)側(cè)粘貼或涂覆的反射太陽輻射的材料可以是鋁箔、錫紙或鍍鋅白鐵皮。所述保溫蓋板框架下部通過鉸接的方式固定到維護(hù)結(jié)構(gòu)上，通過手動(dòng)或電動(dòng)滑輪裝直實(shí)現(xiàn)啟閉。所述的保溫蓋板可以是如圖1所示，通過下部鉸接固定到維護(hù)結(jié)構(gòu)上；也可以是如圖2所示，通過上部鉸接固定到維護(hù)結(jié)構(gòu)上；也可以是如圖3所示，將保溫蓋板一分為二，分別鉸接固定到上下維護(hù)結(jié)構(gòu)上，后述兩種方式可以有效減少蓋板在白天使用時(shí)的占地面積。所述的保溫蓋板，其表面粘貼有太陽能電池板，通過太陽能發(fā)電/蓄電，實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)部分電能的供給，達(dá)到綜合利用太陽能的目的。

圖1本改進(jìn)型保溫蓋板第一種應(yīng)用實(shí)例示意圖，其中圖1 (a)為保溫蓋板白天打開，圖1 (b)為保溫蓋板夜間關(guān)閉。圖2本改進(jìn)型保溫蓋板第二種應(yīng)用實(shí)例示意圖圖3本改進(jìn)型保溫蓋板第三種應(yīng)用實(shí)例示意圖附圖符號(hào)說明:1.集熱墻保溫蓋板，2.下通風(fēng)口，3.空氣間層，4.雙層玻璃，5.集熱墻，6.上通風(fēng)口，7.貼有太陽能電池的保溫蓋板。
具體實(shí)施方式
·[0016]
以下結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對本實(shí)用新型內(nèi)容做進(jìn)一步說明。如圖1(a)所示，改進(jìn)后的保溫蓋板I處在室外側(cè)，通過下部鉸接固定到圍護(hù)結(jié)構(gòu)上，保溫蓋板內(nèi)側(cè)粘貼或涂覆反射太陽輻射的材料，使其對太陽輻射具有高反射性，白天時(shí)保溫蓋板I打開至水平，充當(dāng)反射板，將一定強(qiáng)度的太陽輻射反射到集熱墻5上，在太陽直射輻射和反射板反射輻射的綜合作用下，集熱墻的太陽得熱可以得到大幅提高，儲(chǔ)熱量得到增強(qiáng)，同時(shí)集熱墻外表面溫度更高。其具體過程為:在重質(zhì)集熱墻5外表面涂有高吸收率涂層，集熱墻外層安雙層玻璃4，這樣在集熱墻和雙玻之間形成空氣間層3，集熱墻上下開設(shè)有通風(fēng)孔2和6。當(dāng)太陽直射輻射與保溫蓋板反射的太陽輻射透過雙玻4照射到集熱墻5的外表面時(shí)，一部分熱量會(huì)通過熱傳導(dǎo)的方式向室內(nèi)傳遞，同時(shí)也將這部分熱量暫時(shí)存在墻體之中，夜間釋放到室內(nèi)輔助供暖；另外一部分熱量會(huì)通過對流的方式釋放到空氣間層里，在熱壓作用下，空氣間層內(nèi)的熱空氣自下而上流動(dòng)，通過上下通風(fēng)孔與室內(nèi)空氣連通，從而將一部分熱量帶入室內(nèi)，提高白天的室溫，可以一定程度降低設(shè)備采暖能耗。夜間保溫蓋板在手動(dòng)或電動(dòng)滑輪裝置作用下關(guān)閉，如圖1(b)所示，主要起到夜間保溫的作用，由于高反射涂層的存在，室內(nèi)高溫表面發(fā)射的長波輻射又被反射回室內(nèi)，保溫作用也可以得到一定程度強(qiáng)化。本實(shí)用新型的另外一種實(shí)施例如圖2所示，保溫蓋板通過上部鉸接固定到維護(hù)結(jié)構(gòu)之上，表面不再粘貼或涂覆反射太陽輻射的材料，而是粘貼太陽能電池板，目的是實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)部分電能的供給，在夜間仍充當(dāng)保溫蓋板之用，通過改進(jìn)，可以減少保溫蓋板在白天使用時(shí)的占地面積，提高這種集熱墻在不同場合的適應(yīng)性。本實(shí)用新型的第三種典型實(shí)例如圖3所示，可以將上述兩種方式結(jié)合，保溫蓋板一分為二，分別通過鉸接的方式固定到圍護(hù)結(jié)構(gòu)之上，上部蓋板7表面粘貼太陽能電池板，下部蓋板I表面粘貼反射太陽輻射的材料，具體作用如上文所述，通過這樣的改進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)太陽能的綜合利用，即一方面可以進(jìn)行太陽能發(fā)電方面的應(yīng)用，另一方面又可以強(qiáng)化集熱墻在白天的工作效能，同時(shí)可以根據(jù)實(shí)際需要的不同，分配上下蓋板的面積比例，從而獲得不同的發(fā)電效果 和集熱墻工作性能強(qiáng)化效果，使其在實(shí)際應(yīng)用中具有更好的適應(yīng)性。
權(quán)利要求1.一種改進(jìn)型太陽能集熱墻保溫蓋板，其特征是集熱墻的保溫蓋板設(shè)置于室外側(cè)，同時(shí)在保溫蓋板的內(nèi)表面粘貼或涂覆能夠反射太陽輻射的材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型太陽能集熱墻保溫蓋板，其特征是內(nèi)表面粘貼或涂覆的反射太陽輻射的材料可以是鋁箔、錫紙或鍍鋅白鐵皮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型太陽能集熱墻保溫蓋板，其特征是保溫蓋板通過手動(dòng)或電動(dòng)滑輪裝置實(shí)現(xiàn)啟閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型太陽能集熱墻保溫蓋板，其特征是保溫蓋板表面粘貼有太陽能電 池板。
專利摘要本實(shí)用新型屬于太陽能綜合利用及太陽能一體化建筑領(lǐng)域，特別涉及一種改進(jìn)型太陽能集熱墻保溫蓋板。其主要方法是集熱墻的保溫蓋置于室外側(cè)，同時(shí)在保溫蓋板的內(nèi)表面?zhèn)日迟N或涂覆能夠反射太陽輻射的材料，使其對太陽輻射具有很強(qiáng)的反射能力。改進(jìn)后的保溫蓋板在白天可以充當(dāng)太陽能反射板，強(qiáng)化集熱墻太陽得熱/蓄熱，使集熱墻的性能得到一定程度提升；在夜間該涂層可以將室內(nèi)長波輻射反射回室內(nèi)，增強(qiáng)夜間保溫能力。經(jīng)過改進(jìn)后的集熱墻，集熱性能會(huì)得到明顯提升，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單，特別適合在單體建筑、廣大農(nóng)村及住房密集度較低的地區(qū)推廣。
文檔編號(hào)E04B2/00GK203145231SQ201220591078
公開日2013年8月21日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者胡建軍, 李永強(qiáng) 申請人:燕山大學(xué)