被动式太阳能空气加热墙制造技术

本发明专利技术涉及节能环保建筑领域，特别涉及一种全被动式太阳能空气加热墙。所述空气加热墙包括设置于墙体内侧上部的热空气出口，内侧吸热表面，外墙高透玻璃，其上半部设置有多个分布式吸热内挡板，下半部设置有多个分布式小进风口。本发明专利技术的加热墙可以增加气体流量，将被加热冷空气更有效和均匀地传递到内侧的热表面进行加热；另外本发明专利技术的太阳能加热墙可以全被动式工作，无需任何机械和热力系统；适用性强，建造成本以及维护成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及节能环保建筑领域，特别涉及一种全被动式太阳能空气加热墙。
技术介绍
在目前传统能源消耗引起的环境污染问题越来越严重的情况下，追求环保与节能已逐渐成为全世界各国的目标，绿色环保建筑即为其中一项重要的领域。目前出现了一种技术应用，即利用太阳能的自然热辐射以及玻璃的温室效应(greenhouse effect 太阳热辐射可以穿透玻璃但室温热辐射无法逃逸出来)，在一个玻璃墙体夹层中集中加热周围环境低温空气，由温差引起的向上热浮力自然引导加热后的空气流入室内，从而进行室内加热。如图1所示的这种玻璃墙体的结构示意图，所述加热墙体包括墙体内侧上部的热空气出口 10，其可以与室内相通或与空调或热水系统连接；内侧吸热表面18，其可以为建筑墙体或高反射玻璃；外墙高透玻璃16，设置于外墙下部的室外空气入口 14 ；另外，还可包括墙体内侧下部设置的室内空气入口 12。这种玻璃加热墙体，由于外层冷玻璃会引起下降空气回流，从而减少玻璃墙体夹层内向上的总空气出流量，热量对流不能充分进行；另外，空气在室外空气入口处的动量由于转向会遭遇较大的阻力，从而会减少空气流量，也会影响室内外气流的热量交换效果。如果要克服上述问题，需要增加另外的机械和热力系统； 另外，这种设计会受到建筑的层高的限制，适用场合有限。
技术实现思路
为解决现有技术的问题，本专利技术提出一种全被动式太阳能空气加热墙，其充分利用太阳能的自然热辐射以及玻璃的温室效应，在一个特别设计的玻璃墙体夹层中集中加热周围环境低温空气，由温差引起的向上热浮力自然引导加热后的空气流入室内，无需任何机械和热力系统就可以实现对室内环境的天然取暖。为达到本专利技术的目的，本专利技术的太阳能空气加热墙包括设置于墙体内侧上部的热空气出口，其可以与室内相通或与空调或热水系统连接；内侧吸热表面，其可以为建筑墙体或高反射玻璃；外墙高透玻璃，其上半部设置有多个分布式吸热内挡板，下半部设置有多个分布式小进风口 ；另外，还包括墙体顶部以及底部，其可以为高透玻璃。另优选的，还可包括墙体内侧下部设置的室内空气入口。其中，所述多个分布式内挡板的作用是，由于外层冷玻璃会引起下降空气回流，从而减少玻璃墙体夹层内向上的总空气出流量，分布式小内挡板可以破坏这种回流，同时降低冷玻璃内侧表面的空气流速，减少对外的热量对流损失。多个分布式小进风口可以减少空气在入口处的动量由于转向会遭遇较大的阻力从而造成空气流量减少，增加空气流量，同时破坏向下的冷空气沉降，减少热对流损失。另外，其还可以将被加热冷空气更有效和均勻地传递到内侧的热表面进行加热。本专利技术的太阳能加热墙可以全被动式工作，无需任何机械和热力系统；应用时可以运用在各种层高的建筑物上，系统可以向上下左右重复延；可以作为独立的采暖系统，也可以与其他系统结合使用；整个系统无移动部件，保证了较低，甚至为零的维护成本且无需特别的建筑材料，成本较低。附图说明图1所示为现有技术的空气加热墙的结构示意图；图2所示为本专利技术的太阳能空气加热墙的结构示意图；图3所示为全新风工作模式下现有技术的空气加热墙的气体交换及温度分布的模拟示意图；图4所示为全新风工作模式下本专利技术的太阳能空气加热墙的气体交换及温度分布的模拟示意图；图5所示为部分新风工作模式下现有技术的空气加热墙的气体交换及温度分布的模拟示意图；图6所示为部分新风工作模式下本专利技术的太阳能空气加热墙的气体交换及温度分布的模拟示意图。具体实施例方式下面将结合附图详细叙述本专利技术的太阳能空气加热墙的结构及功效，图示仅为更好的显示本专利技术的设计细节，所示尺寸比例并不为实际设计的尺寸比例。另外，图中所示是墙体的纵向剖面示意图。如图2所示的本专利技术的太阳能空气加热墙的结构示意图，所述空气加热墙包括设置于墙体内侧上部的热空气出口 20，其可以与室内相通或与空调或热水系统连接；内侧吸热表面40，其可以为建筑墙体或高反射玻璃；外墙高透玻璃M，其上半部设置有多个分布式吸热内挡板26，下半部设置有多个分布式小进风口观；另外，还包括墙体顶部30以及底部32，其可以为高透玻璃。另优选的，还可包括墙体内侧下部设置的室内空气入口 22。所述内挡板26为相隔一定间距均勻设置，优选的，所述内挡板的宽度为2至km，其相隔间距为7至12cm。所述分布式小进风口 28也为相隔一定间距均勻设置，优选的，所述进风口的孔径为0. 3至0. 7cm，其相隔间距为5至IOcm0在本专利技术中的空气加热墙的设计中，多个分布式内挡板沈的作用是，由于外层冷玻璃会引起下降空气回流，从而减少玻璃墙体夹层内向上的总空气出流量，分布式小内挡板可以破坏这种回流，同时降低冷玻璃内侧表面的空气流速，减少对外的热量对流损失。多个分布式小进风口观的作用为，空气在入口处的动量由于转向会遭遇较大的阻力(或称为动量损耗)，从而减少流量，分布式小进风口观可以减少这种动量损耗，增加空气流量，同时破坏向下的冷空气沉降，减少热对流损失。另外，分布式小进风口观可以将被加热冷空气更有效和均勻地传递到内侧的热表面进行加热。图3和图4所示分别为全新风工作模式下现有技术的空气加热墙的气体交换及温度分布的模拟示意图以及本专利技术的太阳能空气加热墙的气体交换及温度分布的模拟示意图。所述全新风工作模式为外部冷空气由于玻璃墙体夹层中热浮力产生的向上提升力，经分布式小进风口吸入玻璃墙体夹层，被内侧的吸热表面加温，加热后的空气有墙体夹层上侧开口进入室内(或空调系统)。此为空气加热墙的主要模式。所述模拟测试的条件为 垂直日照强度200W/m2，室内温度20°C ；室外温度10°C ；墙宽1m。表一显示了在此条件下两种空气墙的性能比较结果。空气流量 (m3/s)出口空气温度(°c)出口总获得能量(W/m2)外玻璃热损失(W/m2)现有技术0.0230425.7234.250.7本专利技术0.0270627.3290.641.3变化比例+17.4%+6.2%+24.1%-18.5%表一图5和图6所示分别为部分新风工作模式下现有技术的空气加热墙的气体交换及温度分布的模拟示意图以及本专利技术的太阳能空气加热墙的气体交换及温度分布的模拟示意图。所述部分新风模式，也即室内风循环节能模式是指，为了更有效的利用室内废热，部分室内温热但陈旧空气(约占总流量的40%)可以经有玻璃墙体夹层内侧下层的可控开口 22，进入玻璃墙体夹层，与经分布式小进风口观吸入的新鲜冷空气(约占总流量的60% ) 混合，被吸热表面加热后，由上侧热空气出口 20流入室内。此为空气加热墙根据实际需要的可选辅助模式。所述模拟测试的条件为垂直日照强度200W/m2，室内温度20C ；室外温度10C ； 墙宽1m。表二显示了在此条件下两种空气墙的性能比较结果。空气流量 (m3/s)出口空气温度(。c)出口总获得能量(W/m2)外玻璃热损失(W/m2)现有技术0.0251925.7256.173.3本专利技术0.0333426.9353.359.3变化比例+32.3%+4.7%+37.9%-19.1%表二本专利技术的太阳能加热墙可以运用在建筑的东、南、西外立面以及剖面屋顶，当然使用在朝阳的南面和屋顶效果最好。如上所述，本专利技术的太阳能加热墙可以实现全被动式工作，无需任何机械和热力系统；应用时可以运用在各种层高的建筑物上，系统可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能空气加热墙，包括设置于墙体内侧上部的热空气出口，其与室内相通或作为空调或热水系统的预热系统；内侧吸热表面，其可以为建筑墙体或高反射玻璃；以及外墙高透玻璃；其特征在于，所述外墙高透玻璃的上半部设置有多个分布式吸热内挡板，下半部设置有多个分布式小进风口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翟志强，
申请(专利权)人：翟志强，
类型：发明
国别省市：32