CN111322657A - 一种建筑太阳能热利用设计 - Google Patents
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Abstract
一种建筑太阳能热利用设计，本发明就是基于目前的玻璃幕墙对现有的技术进行集合、改进，本发明由太阳能集热器、储热水箱、房间地热管路组成，其中太阳能集热器由一个个集热模块先串联后并联组成。整个设计为双循环系统，太阳能集热器与储热水箱之间、储热水箱与房间地热管路之间。将集热器中的热空气与储热水箱的水介质之间通过循环管路进行换热，使这部分吸收的太阳能能量转移到储热水箱。本发明中，太阳能热利用与辅助热源的结合就可以完全满足冬天实际的供暖需要。而在夏天时没用供暖需求，可将房间地热管路关闭，进行管路的切换，可以将储热水箱中的热水作其他用途。
Description
技术领域
一种建筑太阳能热利用设计，特别是一种玻璃幕墙结合太阳能热利用的建筑设计。
背景技术
随着越来越多的大型建筑的建造，玻璃幕墙在我国得到十分广泛的应用。传统的玻璃幕墙是建筑物的外围护体系，兼具建筑和结构的功能，也使得建筑达到更加美观的效果。而现在的玻璃幕墙尽管能达到一定程度的保温节能的效果，但依然存在很大的改进空间。在当今能源形势越来越紧迫的今天，建设节能型社会越来越成为人们的共识。本设计就是基于目前的这种形势，对现有的技术进行集合、改进，使得玻璃幕墙式建筑在保留现有优点的前提下，达到更加节能、更加环保的效果。
尽管目前有很多有关新能源在建筑上应用以及其他种种的节能建筑的研究，包括太阳能建筑的研究，但尚没有一种研究将太阳能热利用技术与玻璃幕墙结合起来。而目前的太阳能集热的技术日渐成熟，太阳能的利用效率也逐渐提高。现代玻璃幕墙的各项性能也不断优化。 本研究就是在现有的集热技术和玻璃幕墙技术基础之上，结合其他研究，提出一种新的太阳能热利用的方式。
发明内容
就目前而言，大多玻璃幕墙都是采用镀膜玻璃，其可控制玻璃的透光率，并提高玻璃太阳入射光和能量的控制能力，而且大部分玻璃幕墙采用双层结构，具有良好的保温隔热性能，从而达到了降低能耗的良好效果。以热反射膜镀膜玻璃为例，其具有优异的热反射性能，对入射光具有良好的透光性能，它还具有单向透视性，其有利于建筑物室内冬暖夏凉、降低能耗。 这些优点使得热反射膜镀膜玻璃得到广泛的应用。就其而言，热反射膜镀膜玻璃挡住了67%的太阳能，仅有33%进入了室内。尤其在冬天，玻璃幕墙阻碍了这部分太阳能的进入，便使得整个建筑的供暖能耗大为增加。
本发明的目的在于为了克服上述技术的不足，提供一种建筑的太阳能热利用设计，本发明就是考虑将那部分被挡住的太阳能利用起来。在冬天可以利用这部分能量供暖，在夏天这部分能量可作其他用途,如加以辅助电加热器，可以提供生活热水。
建筑供暖用能，对采用散热器形式的系统来说，一般需要60℃ – 70℃的低温热能，对地板辐射换热系统来说，只需30℃ – 40℃的低温热能。目前，平板型集热器，在冬季集热温度一般也能达到50℃ – 70℃，集热效率可达50%左右，正好与地板辐射采暖所需的能量品级相匹配，可满足集热采暖用。
附图说明
图1为玻璃幕墙结构示意图；
图2为集热模块组成示意图；
图3为双循环系统示意图；
图4为定温控制式循环示意图。
具体实施方式
目前，玻璃幕墙一般分为全玻幕墙、框式玻璃幕墙、点支式玻璃幕墙。 而其中的框式玻璃幕墙分为 明框幕墙、暗框幕墙和单元式幕墙。本发明主要针对应用最为广泛的明框玻璃幕墙，其他种类玻璃幕墙通过适当改进设计，也可达到同样效果。明框玻璃幕墙的结构一般是铝框中镶嵌着玻璃面板。
在本发明中利用玻璃幕墙进行太阳能集热，而其条件就是将现有玻璃幕墙进行改进设计达到具有集热性能。
如图1所示，玻璃幕墙采用三层结构，由内到外，分别为普通玻璃、吸热玻璃、钢化玻璃。在吸热玻璃的内侧镀有选择性吸收膜。在玻璃面板与铝框之间用硅酮结构密封胶予以密封。普通玻璃面板与吸热玻璃面板之间为隔热区域，吸热玻璃面板与钢化玻璃面板之间为集热区域。在集热区域的两侧的铝框部分都开有通气孔，分别进气、出气，在铝框中设计的管路与之相连。
在玻璃幕墙中一个个集热模块组成整个集热部分，如图2所示，一个个集热模块先串联后并联。
以上是集热部分。
整个设计为双循环系统，太阳能集热器与储热水箱之间、储热水箱与房间地热管路之间。如图3所示。
将集热器中的热空气与储热水箱的水介质之间通过循环管路进行换热，使这部分吸收的太阳能能量转移到储热水箱。
太阳能集热器（玻璃幕墙）与储热水箱之间的循环为定温控制式循环，如图4所示，在集热器中安装感温探头，测量集热器中的空气温度，当集热器中的温度达到控制温度时，控制电路启动气泵运行。控制温度由认为设定，为避免气泵频繁启动，控制温度可设定一个温度段，温度达到上限时，气泵启动运行。温度降到下限时，气泵停止运行。
储热水箱与房间的地热管路直接相连，利用储热水箱的热水在房间地热管路中循环流动，从而对房间进行供暖。储热水箱与房间地热管路之间的循环，由实际需要人为控制。
考虑到集热器实际应用情况，在储热水箱部分装有辅助热源。辅助热源选用具有较高能效比的热泵。
这样，太阳能热利用与辅助热源的结合就可以完全满足冬天实际的供暖需要。而在夏天时没用供暖需求，可将房间地热管路关闭，进行管路的切换，可以将储热水箱中的热水作其他用途。
Claims (3)
1.一种建筑太阳能热利用设计，本发明就是基于目前的玻璃幕墙对现有的技术进行集合、改进，本发明由太阳能集热器、储热水箱、房间地热管路等组成，其特征是：整个设计为双循环系统，太阳能集热器与储热水箱之间、储热水箱与房间地热管路之间，将集热器中的热空气与储热水箱的水介质之间通过循环管路进行换热，使这部分吸收的太阳能能量转移到储热水箱。
2.根据权利要求1所述的一种建筑的太阳能热利用设计，其特征在于其，其中太阳能集热器由一个个集热模块先串联后并联组成。
3.根据权利要求2所述的集热模块，其特征在于采用三层结构，由内到外，分别为普通玻璃、吸热玻璃、钢化玻璃，在吸热玻璃的内侧镀有选择性吸收膜，在玻璃面板与铝框之间用硅酮结构密封胶予以密封，普通玻璃面板与吸热玻璃面板之间为隔热区域，吸热玻璃面板与钢化玻璃面板之间为集热区域，在集热区域的两侧的铝框部分都开有通气孔，分别进气、出气，在铝框中设计的管路与之相连。
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|---|---|---|---|---|
| CN116242040A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-06-09 | 燕山大学 | 可调节外墙集热系统 |
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