一种面向被动房的太阳能集热通风系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向被动房的太阳能集热通风系统，由TROMBE墙、倾斜屋顶式太阳能烟囱、两相闭式热虹吸管三部分组成。其中，TROMBE墙包括透明玻璃盖板、空气夹层、重质墙体、风阀、重质墙体上侧室内进风口、下侧室内出风口；倾斜屋顶式太阳能烟囱由透明盖板、空气夹层、倾斜屋顶，吸热板、隔热板组成，与TROMBE墙连接处设有空气挡板；两相闭式热虹吸管由蒸发器、冷凝器、上升气管、下降液管、以及控制阀门组成。本发明专利技术能够克服传统集热通风系统功能单一，效果差的缺点，具有集热通风能力强，功能多样，操作简单，且不消耗能源的优点。夏季时用于自然通风及防止室内过热，同时制取生活热水，冬季时能够实现太阳能热风采暖及预热新风。

A solar collector system for passive rooms

The invention discloses a solar energy collector system for passive room, which is composed of three parts: a TROMBE wall, a tilted roof type solar chimney, and a two phase closed thermosyphon. Among them, the TROMBE wall includes transparent glass cover plate, air interlayer, heavy wall, wind valve, indoor air inlet of the upper side of heavy wall, lower side indoor air outlet, and the inclined roof type solar chimney consists of transparent cover plate, air interlayer, tilted roof, heat absorbing plate and heat insulation board, and two air baffles at the connection to the TROMBE wall; two The phase closed thermosyphon consists of evaporator, condenser, lift pipe, drop pipe and control valve. The invention can overcome the shortcomings of the traditional thermal ventilation system with single function and poor effect, and has the advantages of strong heat collecting and ventilation capacity, various functions, simple operation and no energy consumption. In summer, it is used for natural ventilation and indoor overheating. Meanwhile, domestic hot water is produced, and solar hot air heating and preheating fresh air can be realized in winter.

【技术实现步骤摘要】
一种面向被动房的太阳能集热通风系统所属
本专利技术涉及一种太阳能利用技术，属于能源利用技术的领域，具体涉及一种面向被动房的太阳能集热通风系统。
技术介绍
随着我国城镇化的不断发展，能源需求急剧增加，能源消耗带来的环境问题也日趋严重，节能减排已成为保证我国经济与社会健康、平稳发展的必然要求。充分利用可再生能源营造舒适健康的建筑热环境，减少能源消耗已成为暖通空调行业发展的主要方向之一。2017年国家发改委、国家能源局等多部门联合发布了《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021年)》，指出利用天然气等清洁能源实现低排放、低能耗的取暖方式，而因地制宜、充分利用太阳能等可再生能源、提高建筑节能水平和被动式太阳能利用技术是推动我国北方地区广大村镇住宅实现清洁供暖，同时减少天然气消耗和缓解“气荒”的有力保证。TROMBE墙和太阳能烟囱可用于被动式太阳能热风采暖和自然通风降温，能够有效降低建筑的采暖空调能耗，改善室内热湿环境。但是由于太阳辐射的周期性、波动性以及建筑本身的结构特性，被动房通常冬季昼间过热，夜间温度下降很快，无法为用户提供充足、稳定的供热量以满足供热和舒适性要求。此外，夏季工况时自然通风动力不足，室内过热等问题更是限制了被动式太阳能技术的推广应用。两相闭式热虹吸管是一种新型、高效换热元件，广泛应用在航空航天、电子微电子散热、能源与化工、余热回收、空调制冷、太阳能利用等领域。近年来，国内外对两相闭式热虹吸管相变换热进行了大量的研究，在被动房中两相闭式热虹吸管主要与建筑墙体或辐射采暖系统结合使用，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种面向被动房的太阳能集热通风系统，解决常规被动房中存在的夏季室内过热、自然通风动力不足、以及供热稳定性差的问题。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种面向被动房的太阳能集热通风系统，包括被动式太阳房、TROMBE墙透明盖板、空气挡板、太阳能烟囱透明盖板、两相闭式热虹吸管、TROMBE墙空气夹层、太阳能烟囱热通道、水箱；所述的被动式太阳房包括重质墙体、围护结构、被动房室内、倾斜屋面；倾斜屋面临近太阳能烟囱热通道侧布置有吸热板，相对侧设有隔热板；所述TROMBE墙透明盖板底部设有风阀，重质墙体上下侧分别设有室内进风口、室内出风口，围护结构北面设有北外墙进风口。所述两相闭式热虹吸管由蒸发器、冷凝器、上升气管、下降液管、以及阀门组成，蒸发器位于重质墙体外表面，冷凝器置于水箱内；水箱通过进水管、出水管、出水管阀门、进水管阀门与室内相连。所述两相闭式热虹吸管材质为铜，铜管内填充冷剂为水、二氟一氯甲烷、二氟二氯甲烷、R410a以及R134a制冷剂中的任意一种。所述TROMBE墙透明盖板和太阳能烟囱透明盖板为双层中空玻璃或PC阳光板。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的集热通风系统，将TROMBE墙与倾斜屋顶式太阳能烟囱相结合，冬季时利用TROMBE墙进行太阳能热风采暖和预热室外新风，夏季时利用两者产生的热压效应进行自然通风，其通风效果优于单独采用TROMBE墙和倾斜屋顶式太阳能烟囱，有效解决热通道内热压偏低导致的自然通风动力不足问题。本专利技术提供的集热通风系统，通过在TROMBE墙外表面附加两相闭式热虹吸管，利用冷剂的热量转移特性，将有效降低集热墙外表面温度，减少通过集热墙向室内散热量，缓解室内过热。本专利技术提供的两相闭式热虹吸管，夏季时开启管路阀门，利用冷剂相变蓄热制取生活热水；冬季时关闭阀门，冷剂蒸发器充当相变材料作用，减少夜间时通过集热墙和空气夹层向室外散热量，提高太阳能供热稳定性并延长供热时间。本专利技术能够克服传统集热通风系统功能单一，效果差的缺点，具有集热通风能力强，功能多样，操作简单，且不消耗能源的优点。该系统根据季节和天气状况有不同实施方式，统筹兼顾多种工况，能够有效改善室内热环境、减少碳排放，具有极大的推广价值及良好的应用前景。附图说明图1为本专利技术提供的一种面向被动房的太阳能集热通风系统整体结构示意图。图2为本专利技术提供的一种面向被动房的太阳能集热通风系统两相闭式热虹吸管结构示意图。图3为本专利技术提供的一种面向被动房的太阳能集热通风系统冬季运行模式1示意图。图4为本专利技术提供的一种面向被动房的太阳能集热通风系统冬季运行模式2示意图。图5为本专利技术提供的一种面向被动房的太阳能集热通风系统夏季运行模式1示意图。图6为本专利技术提供的一种面向被动房的太阳能集热通风系统夏季运行模式2示意图。其中，1为被动式太阳房、2为围护结构、3为重质墙体、4为风阀、5-1为室内出风口、5-2为室内进风口、5-3为北外墙进风口、6为TROMBE墙透明盖板、7为TROMBE墙空气夹层、8为两相闭式热虹吸管、9为空气挡板、10为太阳能烟囱透明盖板、11为太阳能烟囱热通道、12为吸热板、13为隔热板、14为倾斜屋面、15为水箱、16为蒸发器、17为上升气管、18为冷凝器、19为下降液管、20-1为阀门、20-2为阀门、21-1为出水管阀门、21-2为进水管阀门、22为出水管、23为进水管、24为被动房室内。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术的总体构思是：将TROMBE墙、倾斜屋顶式太阳能烟囱、两相闭式热虹吸管三者有机结合并高效配合使用，利用热压效应强化夏季室内自然通风，同时通过两相闭式热虹吸管降低空气夹层内墙体表面温度，减少通过墙体向室内散热量，有效解决夏季自然通风动力不足和室内过热问题。此外，冬季时两相闭式热虹吸管路的设置能够提高太阳能供热稳定性并延长供热时间。为了详细说明本专利技术的
技术实现思路
以及构造和目的，下面结合附图进行具体介绍。该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。具体实施方式一：结合图1说明，本实施方式的面向被动房的太阳能集热通风系统包括被动式太阳房1、TROMBE墙透明盖板6、空气挡板9、太阳能烟囱透明盖板10、两相闭式热虹吸管8、TROMBE墙空气夹层7、太阳能烟囱热通道11、水箱15；所述被动式太阳房1包括重质墙体3、围护结构2、被动房室内24、倾斜屋面14；倾斜屋面14临近太阳能烟囱热通道11侧布置有吸热板12，相对侧设有隔热板13。本实施方式TROMBE墙透明盖板6底部设有风阀4，重质墙体3上下侧分别设有室内进风口5-2、室内出风口5-1，围护结构2北外墙设有进风口5-3。具体实施方式二：结合图1-图2说明，本实施方式所述两相闭式热虹吸管8由蒸发器16、冷凝器18、上升气管17、下降液管19、以及阀门20-1和阀门20-2组成，蒸发器16位于重质墙体15外表面，冷凝器置于水箱15内。水箱15通过进水管23、出水管22、出水管阀门21-1、进水管阀门21-2与室内24相连。具体实施方式三：结合图1-图2说明，本实施方式所述两相闭式热虹吸管8为铜管。如此设置，安装使用方便，坚固、耐腐蚀性强、传热效果好。其它与具体实施方式二相同。具体实施方式四：结合图1说明，本实施方式所述TROMBE墙透明盖板6和太阳能烟囱透明盖板10均为双层中空玻璃或PC阳光板。如此设置，被动式太阳房保温效果好，空气夹层内热空气通过透明盖板的热损失少，集热通风效果佳，施工工艺简单，成本造价低。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式五：本实施方式的两相闭式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向被动房的太阳能集热通风系统，其特征在于：该系统包括被动式太阳房(1)、TROMBE墙透明盖板(6)、空气挡板(9)、太阳能烟囱透明盖板(10)、两相闭式热虹吸管(8)、TROMBE墙空气夹层(7)、太阳能烟囱热通道(11)、水箱(15)；所述被动式太阳房(1)包括重质墙体(3)、围护结构(2)、被动房室内(24)、倾斜屋面(14)；所述两相闭式热虹吸管(8)由蒸发器(16)、冷凝器(18)、上升气管(17)、下降液管(19)、以及阀门(20‑1)和(20‑2)组成，蒸发器(16)位于重质墙体(3)外表面，冷凝器置于水箱(15)内。

【技术特征摘要】
1.一种面向被动房的太阳能集热通风系统，其特征在于：该系统包括被动式太阳房(1)、TROMBE墙透明盖板(6)、空气挡板(9)、太阳能烟囱透明盖板(10)、两相闭式热虹吸管(8)、TROMBE墙空气夹层(7)、太阳能烟囱热通道(11)、水箱(15)；所述被动式太阳房(1)包括重质墙体(3)、围护结构(2)、被动房室内(24)、倾斜屋面(14)；所述两相闭式热虹吸管(8)由蒸发器(16)、冷凝器(18)、上升气管(17)、下降液管(19)、以及阀门(20-1)和(20-2)组成，蒸发器(16)位于重质墙体(3)外表面，冷凝器置于水箱(15)内。2.根据权利要求1所述的太阳能集热通风系统，其特征在于：所述TROMBE墙透明盖板(6)底部设有风阀(4)，重质墙体(3)上下侧分别设有室内进风口(5-2)、室内出风口(5-1)，围护结构(2)北外墙设...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧芳，袁晓航，刘金祥，周斌，袁晓磊，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32