一种自落式热交换节能墙及传热计算方法技术

本发明专利技术提供一种自落式热交换节能墙及传热计算方法，包括节能墙本体，其特征是：所述节能墙本体包括基层墙体，所述基层墙体的外侧由内而外依次设置为实体保温层、自重式循环水管道、空气间层和外饰面层，所述外饰面层上设置有一组进风口，所述空气间层的顶部设置有出风口和吸热板。本发明专利技术的自重式循环水系统与空气间层相结合，且充分利用封闭空气间层保温和通风空气间层隔热的特点，使墙体在不大幅增加成本的基础上，具有保温隔热节能的良好效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑节能
，具体地讲，涉及一种自落式热交换节能墙及传热 计算方法。
技术介绍
随着世界经济的迅猛发展，能源短缺成为不容忽视的现实问题。目前，全世界有近 30%的能源消耗在建筑物上，长此以往，将严重影响和制约着世界经济的可持续发展。节约 能源已受到世界各国的普遍关注，我国亦不例外。当前，我国的建筑能耗约占全国总用能量 的1/4,居耗能首位，尤其是建筑的采暖和空调能耗，还在呈逐年上升趋势，因此建筑节能已 刻不容缓。建筑节能设计是全面建筑节能中一个很重要的环节，有利于从源头上杜绝能源 的浪费。而建筑中作为外围护结构的外墙和屋顶是耗能的主要部位，因此外墙和屋顶的节 能设计就是重中之重。空气在常温条件下的导热系数为0. 〇3WAm?K)，远远低于建筑上常 用保温隔热材料的导热系数，因此在建筑设计中常利用空气间层作为围护结构的保温隔热 层。
技术实现思路
： 本专利技术要解决的技术问题是提供，以减 少建筑物的能耗，达到隔热保温的效果。 本专利技术采用如下技术方案实现专利技术目的： -种自落式热交换节能墙，包括节能墙本体，其特征是：所述节能墙本体包括基层 墙体，所述基层墙体的外侧由内而外依次设置为实体保温层、自重式循环水管道、空气间层 和外饰面层，所述外饰面层上设置有一组进风口，所述空气间层的顶部设置有出风口和吸 热板。 作为对本技术方案的进一步限定，所述实体保温层由挤塑聚苯板与胶粉聚苯颗粒 粘接而成。 作为对本技术方案的进一步限定，所述实体保温层的外侧敷设抗裂砂浆复合耐碱 玻纤网格布和柔性耐水腻子。 作为对本技术方案的进一步限定，所述基层墙体为现浇钢筋混凝土墙体。 作为对本技术方案的进一步限定，所述基层墙体与所述实体保温层通过粘结连 接。 作为对本技术方案的进一步限定，所述空气间层由所述实体保温层与所述外饰面 层相隔而成，每隔一定层高分层设置所述进风口。 作为对本技术方案的进一步限定，所述自重式循环水管道设置在所述空气间层 内，紧靠所述实体保温层，所述自重式循环水管道呈蛇形沿所述实体保温层敷设，坡度为 1%〇 作为对本技术方案的进一步限定，所述节能墙本体的传热系数K。'的计算公式 为： 式中：ai-基层墙体内表面的换热系数，WAm2 ?K) ; %-实体保温层外表面的换 热系数，WAm2 ?K) ;d-基层墙体和实体保温层的厚度，m;A-基层墙体和实体保温层的导 热系数，WAm?K) ;t-空气间层内空气温度，冬季取节能墙本体内表面的壁面温度，夏季取 室外空气温度，°C; 0 -循环水的温度，°C;0. 18-空气间层的热阻，（m2 ?K)/W。 -种自落式热交换节能墙传热计算方法，其特征是：包括如下步骤： (1)计算基层墙体和实体保温层的传热系数K。： a1:为基层墙体内表面的换热系数，WAm2 ?K); %:为实体保温层外表面的换热系数，WAm2 ?K); d:为基层墙体和实体保温层的厚度，m; A:为基层墙体和实体保温层的导热系数，WAm?K); (2)计算空气间层的热阻和循环水与空气间层的对流换热阻，垂直的空气间层当 厚度增加到40mm及以上时，其热阻值均为0. 18 (m2 ?K)/W，循环水与空气间层的对流换热 阻，可通过以下公式求得： ac:为对流换热系数，W/(m2 ?K); At:为循环水与空气间层内空气的温度差，°C; t:空气间层内空气温度，冬季取节能墙本体内表面的壁面温度，夏季取室外空气 温度，°C; 0 :循环水管道的温度，°C; (3)节能墙本体的传热系数K。'的计算公式为： 式中：ai-基层墙体内表面的换热系数，WAm2 ?K) ;ae-实体保温层外表面的换 热系数，WAm2 ?K) ;d-基层墙体和实体保温层的厚度，m;A-基层墙体和实体保温层的导 热系数，WAm?K) ;t-空气间层内空气温度，冬季取节能墙本体内表面的壁面温度，夏季取 室外空气温度，°C; 0 -循环水的温度，°C;0. 18-空气间层的热阻，（m2 ?K)/W。 与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术的自重式循环水系统与空 气间层相结合，且充分利用封闭空气间层保温和通风空气间层隔热的特点，使墙体在不大 幅增加成本的基础上，具有保温隔热节能的良好效果。空气间层的进风口可根据季节情况 开启和关闭。冬季进风口关闭，空气间层变为封闭的空气间层，增加了墙体的保温能力；同 时循环水由地源系统获得热量，流经外墙时，释放热量，减少了外墙的热量散失，进一步增 强了墙体的保温。夏季进风口开启，空气层就变成通风空气间层，一方面流动的空气带走大 量的余热，另一方面循环水由地源系统冷却，流经外墙时，吸收空气间层中空气的热量，进 一步减少了进入室内的热量，起到了隔热的作用。【附图说明】 图1为本专利技术的墙体整体剖面图。 图2为墙体构造示意图。 图3为自重式循环水管道示意图。 图中，1-基层墙体，2-粘结层，3-挤塑聚苯板，4-胶粉聚苯颗粒层，5-抗裂砂浆 复合耐碱玻纤网格布，6-柔性耐水腻子，7-自重式循环水管道，8-空气间层，9-外饰面层， 10-进风口，11-出风口，12-吸热板。【具体实施方式】： 下面结合实例，进一步说明本专利技术。 参见图1-图3,本专利技术包括基层墙体1，所述基层墙体1的外侧由内而外依次设置 为实体保温层、自重式循环水管道7、空气间层8和外饰面层9,所述外饰面层9上设置有一 组进风口 10,所述空气间层8的顶部设置有出风口 11和吸热板12 ;所述实体保温层由挤 塑聚苯板3与胶粉聚苯颗粒层4粘接而成；所述实体保温层的外侧敷设抗裂砂浆复合耐碱 玻纤网格布5和柔性耐水腻子6 ;所述基层墙体1为现浇钢筋混凝土墙体；所述基层墙体1 与所述实体保温层通过粘结层2连接；所述空气间层8由所述实体保温层与所述外饰面层 9相隔而成，每隔一定层高分层设置所述进风口 10 ;所述自重式循环水管道7设置在所述 空气间层8内，紧靠所述实体保温层，所述自重式循环水管道7呈蛇形沿所述实体保温层敷 设，坡度为1%。 工作机理： 1、自重式循环水系统 自重式循环水管道与地源系统相连。利用地能一年四季温度稳定的特性，冬季把 地能作为热源，加热循环水，当循环水流经外墙时，一方面与空气间层中的空气进行热量交 换，提高了空气温度，另一方面与实体墙换热，提高了壁面温度，减少保温层内冷凝现象的 出现，起到了保温的作用。夏季把地能作为冷源，冷却循环水，当循环水依靠自重沿墙流下 时，一方面与通风间层内的空气换热，另一方面相当于为墙体增加了一道屏障，进一步降低 了进入室内的热量，起到了隔热的作用。 2、空气间层 空气间层8在冬夏两季的工作机理是不同的。冬季空气间层8为封闭的，此时进 风口 10全部关闭，空气间层8内为静止的空气；夏季各进风口 10打开，空气间层8内为流 动的空气，带走多余热量。 (1)冬季工况 封闭空气间层8中的传热过程，与固体材料层不同。固体材料层内是以导热方式 传递热量的。而在空气间层8中，导热、对流和辐射三种传热方式都明显地存在着，其传热 过程实际上是在一个有限空气层的两个表面之间的热转移过程，包括对当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自落式热交换节能墙，包括节能墙本体，其特征是：所述节能墙本体包括基层墙体，所述基层墙体的外侧由内而外依次设置为实体保温层、自重式循环水管道、空气间层和外饰面层，所述外饰面层上设置有一组进风口，所述空气间层的顶部设置有出风口和吸热板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林晨，彭晓彤，
申请(专利权)人：山东工艺美术学院，
类型：发明
国别省市：山东;37