本发明专利技术公开了一种部分覆盖式光伏与热催化结合的Trombe墙，所述Trombe墙包括高透光玻璃板、外侧面附着有热催化剂涂层A的金属吸热板、蛇形管和绝热墙体；所述高透光玻璃板倾斜布置，其上端向室内方向倾斜；所述高透光玻璃板内嵌有若干太阳能光伏电池模块；所述金属吸热板和绝热墙体竖直且相邻布置，所述金属吸热板的外侧面与高透光玻璃板的内侧面之间形成空气流道，金属吸热板的内侧面与安装在绝热墙体内蛇形管紧贴。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术所述Trombe墙具有采暖、通风、空气净化、发电以及热水供应等多种功能，并且多种功能之间可相互切换，与传统的太阳能集热墙相比，实现高效、多级利用太阳能的目的。多级利用太阳能的目的。多级利用太阳能的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种部分覆盖式光伏与热催化结合的Trombe墙
[0001]本专利技术涉及太阳能建筑一体化
，具体涉及一种部分覆盖式光伏与热催化结合的Trombe墙。
技术介绍
[0002]2020年9月，中国在联合国大会上宣布，将力争于2030年前达到二氧化碳排放峰值，努力争取2060年前实现碳中和，这是中国在巴黎协定之后第一个长期的气候目标，也是第一次提到碳中和。为实现这一目标，需要在节能和减少污染排放等方面继续不懈努力。建筑能耗在中国的能源消耗和碳排放中占据了很大的份额，从建筑物开始建造到结束再到停止使用都会消耗巨大的能量，并且排放出大量的二氧化碳和污染物。另外，近年来人们对居住环境的要求越来越高，室内空调、采暖、通风等实现高质量居住环境的能耗越来越高。而我国土地辽阔，太阳能资源十分丰富，其利用前景十分可观，可以有效地解决人们面对的能源匮乏问题。目前，太阳能建筑一体化技术具有结构简单、成本较低、维护简单等优点，成为建筑行业关注的热点，具有很大的发展潜力。
[0003]Trombe墙是一种被动式太阳能采暖结构，这种功能性的墙体结构可以将太阳能转换为热能，从而实现室内的供暖和通风，提升室内舒适性。除此之外，Trombe的输入能量除了太阳能以外没有其它能量输入，因此将Trombe墙应用在建筑上可以有效地降低室内采暖和通风所需的能耗。但是，传统型Trombe墙仅将太阳能转化为热能并且仅用于采暖，太阳能的利用效率相对较低且功能单一。为此有人提出了在Trombe墙内直接外置、中置、内置太阳能光伏电池板，即集光伏发电和采暖通风为一体的Trombe墙结构，从而实现Trombe墙的多功能化，但这些Trombe墙的功能和太阳能利用效果仍有很大的提升潜力，特别是在夏季运行模式时，存在运行经济性较差的问题。
[0004]热催化氧化技术通过在太阳光的照射下，热催化剂表面产生的晶格氧具有较强的氧化性，可以有效降解室内的有机污染物，达到净化室内空气的目的。在净化室内空气
方面热催化氧化技术具有较好的应用前景。将太阳能作为驱动热催化氧化反应的能量可以避免额外的能源消耗，降低了空气净化的成本，符合节能减排的要求。
[0005]因此，如何提供一种绿色、高效、多级利用太阳能的基于光伏发电技术和热催化氧化技术的多功能太阳能集热墙是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种能量利用率高，且夏季时可回收多余热量的部分覆盖式光伏与热催化结合的Trombe墙。
[0007]本专利技术采用的技术方案为：一种部分覆盖式光伏与热催化结合的Trombe墙，所述Trombe墙设置在朝南的墙体内，且与屋顶和地板之间留有间隙；所述Trombe墙包括高透光玻璃板、外侧面附着有热催化剂涂层A的金属吸热板、蛇形管和绝热墙体；所述高透光玻璃板倾斜布置，其上端向室内方向倾斜；所述高透光玻璃板的顶部与屋顶之间的空间形成室
外顶部通风口，高透光玻璃板的底部与地板之间的空间形成室外底部通风口；所述高透光玻璃板内嵌有若干太阳能光伏电池模块，太阳能光伏电池模块的内侧面负载热催化剂涂层C；所述金属吸热板和绝热墙体竖直且相邻布置，所述金属吸热板的外侧面与高透光玻璃板的内侧面之间形成空气流道，金属吸热板的内侧面与安装在绝热墙体内蛇形管紧贴；所述绝热墙体的顶面与屋顶之间的空间形成室内顶部通风口，绝热墙体的底面与地板之间的空间形成室内底部通风口，各通风口均分别与空气流道连通。
[0008]按上述方案，所述绝热墙体的顶面和底面均为截面呈二次贝塞尔曲线状的曲面，绝热墙体的顶面向屋顶方向凸起，绝热墙体的底面向地板方向凸起。
[0009]按上述方案，所述高透光玻璃板与竖直方向的夹角为4
°
～6
°
。
[0010]按上述方案，所述金属吸热板的外侧面设有竖直肋片，竖直肋片的上下两端均与金属吸热板平齐，且竖直肋片的制作材料和金属吸热板的制作材料相同；所述竖直肋片的外侧面负载有热催化剂涂层B。
[0011]按上述方案，所述蛇形管的侧部通过导热胶与金属吸热板连接以减小接触热阻；蛇形管的上下层之间采用绝热材料填充；蛇形管的进水口位于蛇形管的下端，蛇形管的出水口位于蛇形管的上端。
[0012]按上述方案，所述太阳能光伏电池模块阵列布置，太阳能光伏电池模块在高透光玻璃板上的覆盖率为0.5～0.7。
[0013]按上述方案，在所述室外顶部通风口的上方设有室外顶部挡板，室外顶部挡板活动连接在屋顶端部；在所述室外底部通风口的下放设有室外顶部挡板，室外底部挡板活动连接在地板上；在所述绝热墙体的顶部内侧活动连接有室内顶部挡板；在所述绝热墙体的底部内侧连接有室内底部挡板；各挡板可翻转，其上下翻转时可打开或关闭对应的通风口。
[0014]按上述方案，各热催化剂涂层均为过渡金属氧化物MnO
x
‑
CeO2热催化剂涂层，且厚度均为5μm～20μm。
[0015]本专利技术的有益效果为：本专利技术所述Trombe墙具有采暖、通风、空气净化、发电以及热水供应等多种功能，并且多种功能之间可相互切换，与传统的太阳能集热墙相比，实现高效、多级利用太阳能的目的。具体如下：
[0016]1、本专利技术将太阳能光伏电池模块阵列嵌入高透光玻璃板中，一部分太阳光直接照射在太阳能光伏电池模块上获得电能，太阳能光伏电池模块温度升高，可以加热太阳能光伏电池模块背面的热催化剂涂层，降解空气中的有机物，净化空气；同时部分热能加热空气流道中的空气。
[0017]2、本专利技术在空气流道内侧的竖直肋片和金属吸热板表面均负载了热催化剂涂层，在太阳光的照射下，热催化剂涂层达到启动温度后开始降解空气中的有机污染物，从而达到净化室内空气的目的，提高居住环境的舒适性，且竖直肋片的存在可以提高空气热能和净化的效果。
[0018]3、本专利技术在金属吸热板上连接有竖直肋片，金属吸热板背面紧贴蛇形管，蛇形管的周围用绝热材料填充，可提高不同季节下的太阳能综合利用效率。从高透光玻璃板上透过的太阳光照射在竖直肋片和金属吸热板上，竖直肋片和金属吸热板吸热，一部分热量用于热催化氧化反应，一部分热量用来加热空气流道中的空气，剩余部分热量用来加热蛇形管中的循环水，并且附着在金属吸热板上的竖直肋片可以提升热催化反应效果和加热空气
流道内空气的效果。
[0019]4、本专利技术分为夏季运行模式和冬季运行模式。冬季运行模式时，关闭所述室外顶部通风口和所述室外底部通风口，开启所述室内顶部通风口和所述室内底部通风口，关闭蛇形管的进出口，蛇形管内循环水不流动，竖直肋片和金属吸热板吸收的热量主要用来热催化氧化反应和加热空气流道里的空气，加强室内采暖和通风功能，另一部分热量传递给蛇形管内的循环水，在夜晚时蛇形管内的循环水释放热量加热空气流道内的空气实现日夜交替室内供暖，从而实现冬季采暖、通风、净化和发电的功能。夏季运行模式时，开启所述室内底部通风口、所述室内顶部通风口和所述室外顶部通风口，关闭所述室外底部通风本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种部分覆盖式光伏与热催化结合的Trombe墙，其特征在于，所述Trombe墙设置在朝南的墙体内，且与屋顶和地板之间留有间隙；所述Trombe墙包括高透光玻璃板、外侧面附着有热催化剂涂层A的金属吸热板、蛇形管和绝热墙体；所述高透光玻璃板倾斜布置，其上端向室内方向倾斜；所述高透光玻璃板的顶部与屋顶之间的空间形成室外顶部通风口，高透光玻璃板的底部与地板之间的空间形成室外底部通风口；所述高透光玻璃板内嵌有若干太阳能光伏电池模块，太阳能光伏电池模块的内侧面负载热催化剂涂层C；所述金属吸热板和绝热墙体竖直且相邻布置，所述金属吸热板的外侧面与高透光玻璃板的内侧面之间形成空气流道，金属吸热板的内侧面与安装在绝热墙体内蛇形管紧贴；所述绝热墙体的顶面与屋顶之间的空间形成室内顶部通风口，绝热墙体的底面与地板之间的空间形成室内底部通风口，各通风口均分别与空气流道连通。2.如权利要求1所述的Trombe墙，其特征在于，所述绝热墙体的顶面和底面均为截面呈二次贝塞尔曲线状的曲面，绝热墙体的顶面向屋顶方向凸起，绝热墙体的底面向地板方向凸起。3.如权利要求1所述的Trombe墙，其特征在于，所述高透光玻璃板与竖直方向的夹角为4
°
～6
°
。4.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴双应，邱毅，肖兰，郑浩，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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