CN217399986U - 一种基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，包括向阳墙体、背阳墙体和重力热管，重力热管包括依次相连的蒸发段、绝热段和冷凝段；多个重力热管嵌设于向阳墙体内部，对于嵌设于向阳墙体内部的每一个重力热管，蒸发段置于向阳墙体的外侧面上，冷凝段置于向阳墙体的内侧面上，冷凝段位于蒸发段的上方；多个重力热管嵌设于背阳墙体内部，对于嵌设于背阳墙体内部的每一个重力热管，蒸发段置于向阳墙体的内侧面上，冷凝段置于向阳墙体的外侧面上，冷凝段位于蒸发段的上方。本装置通过向阳墙体内的重力热管将太阳能转化为热能为房屋内进行供热，减少能源消耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及节能建筑技术领域，尤其涉及一种基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋。
背景技术
在我国内蒙古、青海、西藏等地区，海拔高，大气稀薄，阳光辐射强。但这些地区地广人稀，冬季时间长、气温低，很多地方都没有实现集中供暖，单独供暖资源消耗巨大。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，其解决了房屋供暖资源消耗大的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
一种基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，包括向阳墙体、背阳墙体和重力热管，重力热管包括依次相连的蒸发段、绝热段和冷凝段。
多个重力热管嵌设于向阳墙体内部，对于嵌设于向阳墙体内部的每一个重力热管，蒸发段置于向阳墙体的外侧面上，冷凝段置于向阳墙体的内侧面上，冷凝段位于蒸发段的上方。
多个重力热管嵌设于背阳墙体内部，对于嵌设于背阳墙体内部的每一个重力热管，蒸发段置于向阳墙体的内侧面上，冷凝段置于向阳墙体的外侧面上，冷凝段位于蒸发段的上方。
优选地，向阳墙体和背阳墙体内部均形成有容纳腔，绝热段设置于容纳腔内，容纳腔的余量空间填充导热介质。
优选地，蒸发段长度占重力热管总长度的10％～15％；绝热段相对于水平方向的夹角为30°～40°。
优选地，蒸发段和冷凝段均设有翅片或均设置成凸凹不平的结构。
优选地，嵌设于向阳墙体内部的重力热管的蒸发段的外表面上涂覆有黑铬涂层。
优选地，绝热段上设有用于控制绝热段管道开度的调节阀。
优选地，房屋屋顶内设有温度传感器，温度传感器电连接有控制板，控制板与调节阀电连接。
优选地，重力热管内的工作介质采用二氧化碳、氟利昂或氨。
优选地，向阳墙体的内侧设置有用于存储热量的封装墙体，封装墙体与向阳墙体之间留有间隙。
优选地，向阳墙体和背阳墙体的内侧面上均铺设有内抹灰层，向阳墙体和背阳墙体的外侧面上均铺设有保温板，保温板的外侧面上铺设有外抹灰层。
嵌设于向阳墙体内的重力热管的蒸发段置于向阳墙体的外抹灰层的外侧，嵌设于向阳墙体内的重力热管的冷凝段埋设于向阳墙体的内抹灰层的内部；嵌设于背阳墙体内的重力热管的蒸发段埋设于背阳墙体的内抹灰层的内部，嵌设于背阳墙体内的重力热管的冷凝段置于背阳墙体的外抹灰层的内部。
(三)有益效果
本实用新型的有益效果是：
本实用新型，将重力热管与自动控制相结合，构造集换热、蓄热、调温为一体的新型被动式复合房屋。在房屋的向阳面实现对太阳能的采集，加强建筑的保暖效果，可作为室内辅助供暖装置，减轻空调等供暖设备的资源消耗；同时在背阳墙体内置重力热管阵列，利用热管的单向传热性能，通过控制调节阀控制室内散热，在室内温度高于预设温度后背阳墙体内的调节阀开度增大，及时散热，向阳墙体难题的调节阀开度减小，减少热量进屋房屋内，实现室内温度的稳定控制。
附图说明
图1为本实用新型的太阳能蓄热控温房屋的整体结构示意图；
图2为图1中A-A向剖视图；
图3为图2中的C处的放大示意图；
图4为图2中B处的放大示意图；
图5为本实用新型的向阳墙体的一个容纳腔单元的一个实施例的结构示意图；
图6为本实用新型的背阳墙体的一个容纳腔单元的一个实施例的结构示意图。
【附图标记说明】
1：向阳墙体；3：绝热段；4：调节阀；5：蒸发段；6：绝热段；7：封装墙体；8：温度传感器；9：内抹灰层；10：导热介质；11：外抹灰层；12：保温板；13：背阳墙体。
具体实施方式
为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文将房屋内定义为“内侧”，房屋外定义为“外侧”。
如图1～2所示，一种基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，包括向阳墙体1、背阳墙体13和重力热管，重力热管包括依次相连的蒸发段5、绝热段3和冷凝段6。
多个重力热管嵌设于向阳墙体1内部，对于嵌设于向阳墙体1内部的每一个重力热管，蒸发段5置于向阳墙体1的外侧面上，冷凝段6置于向阳墙体1的内侧面上，冷凝段6位于蒸发段5的上方。
多个重力热管嵌设于背阳墙体13内部，对于嵌设于背阳墙体13内部的每一个重力热管，蒸发段5置于向阳墙体1的内侧面上，冷凝段6置于向阳墙体1的外侧面上，冷凝段6位于蒸发段5的上方。
向阳墙体1和背阳墙体13内部均形成有容纳腔，绝热段3设置于容纳腔内，容纳腔的余量空间填充导热介质10。
在晴朗天气，房屋的南墙和西墙所受的光热辐射充足，因此南墙和西墙被定义为向阳墙体1。随时间变化，向阳墙体1所受太阳辐射的角度和辐射强度不断变化。为使太阳光热得到充分利用，在向阳墙体1内均布有多个重力热管，重力热管的蒸发段5用于吸收太阳光热，并通过绝热段3和冷凝段6向房屋内输送热量。北墙、东墙受到的光照时间短和辐射强度较小，因此被定义为背阳墙体13，背阳墙体13作为用于向房屋外散热的散热墙。背阳墙体13内的重力热管的蒸发段5吸收房屋内的热量，并通过背阳墙体13内的重力热管的绝缘段3和冷凝段6向房屋外散热。通过向阳墙体1内的重力热管将太阳能转化为热能为房屋内进行供热，减少能源消耗；背阳墙体13内的重力热管将房屋内的热量输送至房屋外，向阳墙体1内的重力热管与背阳墙体13内的重力热管相配合，为调节房屋内的温度定下基础。
如图2所示，在保证墙体安全的情况下，为了更好地实现温度调节的效果，蒸发段5长度占重力热管总长度的10％～15％；绝热段3的倾斜角度为30°～40°。
如图3～4所示，蒸发段5和冷凝段6均设有翅片或均设置成凸凹不平的结构，通过翅片或凸凹不平的结构，能够提高蒸发段5的吸热效果和冷凝段6的散热效果。
如图3所示，为了使向阳墙体1内的重力热管的蒸发段5更好的吸热，向阳墙体1内的重力热管的蒸发段5的外表面上涂覆有黑铬涂层。
如图3～6所示，绝热段3上设有调节阀4。调节阀4可以为气动调节阀、电动调节阀和液压调节阀等。
如图2所示，房屋屋顶内设有温度传感器8，温度传感器8电连接有控制板，控制板与调节阀4电连接。温度传感器8用于监测房屋内温度，并将温度以电信号的形式传递给控制板，控制板根据房屋内温度对调节阀4进行调节，以实现对房屋内的温度进行调节。
重力热管内的工作介质可以采用二氧化碳、氟利昂或氨。
如图2所示，为了更好地存储房屋内的热量，向阳墙体1内侧设有封装墙体7，封装墙体7用于存储热量，封装墙体7与向阳墙体1间留有间隙。封装墙体7是一种蓄热墙体，其组成材料为水、粉煤灰、电石渣和骨架料等或者其他物质，能够实现将热量暂时续存的目的。
如图3～6所示，向阳墙体1和背阳墙体13的内侧面上均铺设有内抹灰层9，向阳墙体1和背阳墙体13的外侧面上均铺设有保温板12，保温板12的外侧面上铺设有外抹灰层11。
嵌设于向阳墙体1内的重力热管的蒸发段5置于向阳墙体1的外抹灰层11的外侧，嵌设于向阳墙体1内的重力热管的冷凝段6埋设于向阳墙体1的内抹灰层9的内部；嵌设于背阳墙体13内的重力热管的蒸发段5埋设于背阳墙体13的内抹灰层9的内部，嵌设于背阳墙体13内的重力热管的冷凝段6置于背阳墙体13的外抹灰层11的内部。封装墙体7置于向阳墙体1的内抹灰层9的内侧，且向阳墙体1的内抹灰层9与封装墙体7间留有间隙。
工作原理：在晴朗天气，房屋西墙和南墙内的重力热管的蒸发段5内的工作介质吸收太阳能或太阳辐射中的热量，并将热量输送至西墙和南墙内的重力热管的冷凝段6，工作介质到达西墙和南墙内的重力热管的冷凝段6后液化，将热量传导至房屋内，辅助房屋内供暖，减少空调等制热设备的能源消耗。当房屋内的温度高于设定温度后，温度传感器8将信号输送至控制板，控制板控制房屋南墙和西墙内的重力热管的调节阀4的开度，减少西墙和南墙内的重力热管的蒸发段5内的工作介质向冷凝段6输送量，减少热量向房屋内输送；控制板并控制房屋东墙和北墙内的重力热管的调节阀4的开度，增加北墙和东墙内的重力热管的蒸发段5内的工作介质向冷凝段6的输送量，增加热量向房屋外输送，使多余的热量，使室内温度保持相对稳定的目的。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，其特征在于，包括向阳墙体(1)、背阳墙体(13)和重力热管，重力热管包括依次相连的蒸发段(5)、绝热段(3)和冷凝段(6)；
多个重力热管嵌设于向阳墙体(1)内部，对于嵌设于向阳墙体(1)内部的每一个重力热管，蒸发段(5)置于向阳墙体(1)的外侧面上，冷凝段(6)置于向阳墙体(1)的内侧面上，冷凝段(6)位于蒸发段(5)的上方；
多个重力热管嵌设于背阳墙体(13)内部，对于嵌设于背阳墙体(13)内部的每一个重力热管，蒸发段(5)置于向阳墙体(1)的内侧面上，冷凝段(6)置于向阳墙体(1)的外侧面上，冷凝段(6)位于蒸发段(5)的上方。
2.如权利要求1所述的基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，其特征在于，
向阳墙体(1)和背阳墙体(13)内部均形成有容纳腔，绝热段(3)设置于容纳腔内，容纳腔的余量空间填充导热介质(10)。
3.如权利要求1所述的基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，其特征在于，蒸发段(5)长度占重力热管总长度的10％～15％；绝热段(3)相对于水平方向的夹角为30°～40°。
4.如权利要求1所述的基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，其特征在于，蒸发段(5)和冷凝段(6)均设有翅片或均设置成凸凹不平的结构。
5.如权利要求1所述的基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，其特征在于，嵌设于向阳墙体(1)内部的重力热管的蒸发段(5)的外表面上涂覆有黑铬涂层。
6.如权利要求1所述的基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，其特征在于，绝热段(3)上设有用于控制绝热段(3)管道开度的调节阀(4)。
7.如权利要求6所述的基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，其特征在于，房屋屋顶内设有温度传感器(8)，温度传感器(8)电连接有控制板，控制板与调节阀(4)电连接。
8.如权利要求1所述的基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，其特征在于，重力热管内的工作介质采用二氧化碳、氟利昂或氨。
9.如权利要求1所述的基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，其特征在于，向阳墙体(1)的内侧设置有用于存储热量的封装墙体(7)，封装墙体(7)与向阳墙体(1)之间留有间隙。
10.如权利要求1～9任意一项所述的基于嵌入重力热管的太阳能蓄热控温房屋，其特征在于，
向阳墙体(1)和背阳墙体(13)的内侧面上均铺设有内抹灰层(9)，向阳墙体(1)和背阳墙体(13)的外侧面上均铺设有保温板(12)，保温板(12)的外侧面上铺设有外抹灰层(11)；
嵌设于向阳墙体(1)内的重力热管的蒸发段(5)置于向阳墙体(1)的外抹灰层(11)的外侧，嵌设于向阳墙体(1)内的重力热管的冷凝段(6)埋设于向阳墙体(1)的内抹灰层(9)的内部；嵌设于背阳墙体(13)内的重力热管的蒸发段(5)埋设于背阳墙体(13)的内抹灰层(9)的内部，嵌设于背阳墙体(13)内的重力热管的冷凝段(6)置于背阳墙体(13)的外抹灰层(11)的内部。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116065723A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-05-05 | 清华大学 | 装配式建筑墙体、装配式建筑及其安装方法和检修方法 |
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2022
- 2022-05-23 CN CN202221239336.XU patent/CN217399986U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN116065723A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-05-05 | 清华大学 | 装配式建筑墙体、装配式建筑及其安装方法和检修方法 |
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