一种具有供能和蓄能功能的透光围护结构制造技术

本发明专利技术公开了一种具有供能和蓄能功能的透光围护结构，以充分利用夜间谷电时刻进行蓄能，降低运行费用。包括非透光墙体、源端主动式供能系统、中间换热装置和末端主动式供能蓄能系统；源端主动式供能系统包括源端冷热源装置和源端水泵，源端冷热源装置、源端水泵与中间换热装置连通组成源端供能循环，末端主动式供能蓄能系统包括至少一组主动式换热蓄能单元和末端循环动力装置；主动式换热蓄能单元包括由换热管连通而成的换热单元及置于换热管外的蓄能腔，主动式换热蓄能单元置于空气腔内；主动式换热蓄能单元、末端循环动力装置与中间换热装置连通组成末端换热蓄能循环。该系统能减少围护结构内表面与室内之间的传热温差，降低运行成本。

A transparent enclosure structure with energy supply and storage functions

The invention discloses a transparent enclosure structure with energy supply and storage functions, in order to make full use of the time of valley electricity at night for energy storage and reduce operation costs. Including non-transparent wall, source-end active energy supply system, intermediate heat exchanger and terminal active energy supply and storage system; source-end active energy supply system includes source-end cold and heat source device and source-end water pump, source-end cold and heat source device, source-end water pump and intermediate heat exchange device connected to form source-end energy supply cycle, and end active energy supply and storage system includes at least one group of active heat exchange and storage units. Element and end-cycle power plant; Active heat-exchange energy storage unit consists of heat-exchange unit connected by heat-exchange tube and energy storage chamber placed outside heat-exchange tube; Active heat-exchange energy storage unit is placed in air chamber; Active heat-exchange energy storage unit, end-cycle power plant and intermediate heat-exchange device are connected to form end-heat-exchange energy storage cycle. The system can reduce the heat transfer temperature difference between the inner surface of the enclosure and the interior, and reduce the operation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种具有供能和蓄能功能的透光围护结构
本专利技术涉及节能
，尤其是涉及一种具有供能和蓄能功能的透光围护结构系统。
技术介绍
围护结构主要分为透光围护结构和非透光围护结构两大类。透光围护结构由于其外表美观，深受建筑设计师和用户的偏爱。透光围护结构由于其自身传热系数相比保温墙体大，且由于自身热容相对较小，使得透光围护结构的热阻和热惰性(蓄热性能)相对较差，导致能耗始终居高不下。目前，研究人员主要通过应用新型透光材料以及更多层数的中空玻璃来降低透光建筑围护结构的传热系数，虽然传热系数降低、整体热阻增大，但仍无法解决蓄热性能较差及居住热舒适性较差的问题。申请号为201510201785.3、专利技术创造名称为《一种具有冷却和遮阳功能的双层玻璃围护系统》的专利申请中公开了一种玻璃围护系统，该专利技术的技术方案采用通过水泵驱动来自外部冷源的冷却水将遮阳百叶吸收的部分热量直接带走，使其不进入室内成为空调负荷，以降低机械制冷的能耗。该系统虽然可以通过供给冷却水减少围护结构两侧温差进而减少空调能耗，但该系统从源端(冷源)至末端(遮阳结构)均通过一套水循环系统连接，围护结构两侧温差的减少依赖于冷却水的持续循环和供给，造成水泵循环能耗居高不下。由于源端至末端管路过长、阻力过大，造成水泵输送能量损失也相对过大。此外，该系统属于集中式供能系统，无法实现分户计量与独立控制功能。上述缺点共同导致该系统的整体技术经济性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种具有供能和蓄能功能的透光围护结构，可以充分利用夜间谷电时刻进行蓄能，最终减少全天透光围护结构内表面与室内之间的传热温差，实现提升建筑围护结构热工性能与减少建筑采暖/制冷运行费用的双重目的。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种具有供能和蓄能功能的透光围护结构，包括非透光墙体、源端主动式供能系统、中间换热装置和末端主动式供能蓄能系统；所述非透光墙体包括外侧透光层和内侧透光层，所述内侧透光层与外侧透光层之间形成空气腔；所述源端主动式供能系统包括源端冷热源装置和源端水泵，所述源端冷热源装置、源端水泵与所述中间换热装置连通组成源端供能循环，所述源端供能循环内设置有源端换热工质；所述末端主动式供能蓄能系统包括至少一组主动式换热蓄能单元和末端循环动力装置；所述主动式换热蓄能单元包括由换热管连通而成的换热单元及置于所述换热管外的蓄能腔，所述换热管内设置有末端换热工质，所述蓄能腔内设置有蓄能工质；所述主动式换热蓄能单元置于所述空气腔内；所述主动式换热蓄能单元、末端循环动力装置与所述中间换热装置连通组成末端换热蓄能循环。所述换热管的截面为圆形，所述换热管的外部设置有圆形截面的固定体，所述蓄能腔沿所述固定体外部呈放射状设置。所述蓄能腔的外侧安装有遮阳百叶，所述固定体与所述换热管之间滑动连接。所述遮阳百叶通过调节杆与调节控制器连接。所述中间换热装置为套管式换热器、板式换热器或螺旋板式换热器。所述源端冷热源装置为收集低品位可再生能源的源端设备。所述源端冷热源装置为空气源热泵、太阳能集热器、地埋管、冷却塔及太空辐射板中的任一种。所述末端换热工质为添加防冻剂的水或导热油；所述源端换热工质为为添加防冻剂的水或导热油。所述蓄能工质为有机相变工质或无机相变工质。当所述末端主动式供能蓄能系统采用多组主动式换热蓄能单元时，多组所述主动式换热蓄能单元并联连接后与所述中间换热装置连接，实现热量交换；每组所述主动式换热蓄能单元通过各自的所述末端循环动力装置与所述中间换热装置形成各自的换热蓄能循环。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的透光围护结构用于冬季时，利用换热管内换热工质的冷凝功能为空气腔提供热能，同时，利用蓄能腔内的蓄能工质实现蓄能功能，对收集低品位可再生能源的源端设备收集的低品位可再生能源进行利用，能够提升透光围护结构在冬季的保温性能和热惰性，大幅降低透光围护结构与室内的传热温差，减少因传热温差而引起的能耗居高不下以及建筑居住舒适度较差的问题。由于大幅提升透光围护结构的蓄热性能，本专利技术可满足并维持冬季夜间以及短期阴天条件下的透光围护结构热工性能。2、本专利技术的透光围护结构在用于夏季时，利用相变介质的蒸发功能为空气腔提供冷能，同时，利用相变介质实现蓄能功能，对收集低品位可再生能源的源端设备收集的低品位可再生能源进行利用，能够提升透光围护结构在夏季热惰性，大幅降低透光围护结构与室内的冷传导，降低室内空调的能耗。3、本专利技术的透光围护结构具有遮阳百叶，能够实现围护结构夏季遮阳功能和需求。4、本专利技术源端采用集中供能设计，末端采用分散式供能设计，运行过程中可根据实际需求单独控制每一个末端换热管路的启停，可方便实现末端供能的分户计量。5、本专利技术的透光围护结构可以充分利用夜间谷电时刻进行蓄能，降低了建筑采暖/制冷的运行费用。附图说明图1所示为本专利技术的具有供能和蓄能功能的透光围护结构的部分剖视图；图2所示为图1的A-A剖视图；图3所示为主动式换热蓄能单元的剖视图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术具有供能和蓄能功能的透光围护结构的示意图如图1-图2所示，包括非透光墙体、源端主动式供能系统、中间换热装置6和末端主动式供能蓄能系统。所述非透光墙体包括外侧透光层1和内侧透光层2，所述内侧透光层2与外侧透光层1之间形成空气腔3。所述源端主动式供能系统包括源端冷热源装置14和源端水泵13，所述源端冷热源装置14、源端水泵13与所述中间换热装置6连通组成源端供能循环，所述源端供能循环内设置有源端换热工质。所述源端换热工质可以选择添加防冻剂的水，也可以使用导热油。所述末端主动式供能蓄能系统包括至少一组主动式换热蓄能单元和末端循环动力装置9。所述主动式换热蓄能单元包括由换热管7连通而成的换热单元及置于所述换热管7外的蓄能腔8，所述换热管7内设置有末端换热工质，所述末端换热工质可以使用添加防冻剂的水，与可以使用导热油。所述蓄能腔8内设置有蓄能工质,所述蓄能工质为有机相变工质或无机相变工质。所述主动式换热蓄能单元置于所述空气腔3内。所述主动式换热蓄能单元、末端循环动力装置9与所述中间换热装置6连通组成末端换热蓄能循环。所述源端主动式供能系统与末端主动式供能蓄能系统通过中间热交换器6进行连接，实现了热量交换、传递和储存。所述中间换热装置为套管式换热器、板式换热器或螺旋板式换热器。所述源端冷热源装置为收集低品位可再生能源的源端设备,如空气源热泵、太阳能集热器、地埋管、冷却塔及太空辐射板等的任一种。末端循环动力装置9为水泵。当所述末端主动式供能蓄能系统采用多组主动式换热蓄能单元时，多组主动式换热蓄能单元并联连接后与所述中间换热装置6连接，实现热量交换。每组所述主动式换热蓄能单元通过各自的末端循环动力装置9与所述中间换热装置6形成各自的换热蓄能循环。本实施例中，所述主动式换热蓄热单元4的剖视图如图3所示，所述换热管道7的截面为圆形，所述换热管道7的外部设置有圆形截面的固定体10，所述蓄能腔8沿所述固定体10外部呈放射状设置。为了实现夏季的遮阳，所述蓄能腔8的外侧安装有遮阳百叶5，所述固定体10与所述换热管7之间滑动连接。所述换热管7与所述固定体10之间设置有润滑介质，润滑介质可为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有供能和蓄能功能的透光围护结构，其特征在于，包括非透光墙体、源端主动式供能系统、中间换热装置和末端主动式供能蓄能系统；所述非透光墙体包括外侧透光层和内侧透光层，所述内侧透光层与外侧透光层之间形成空气腔；所述源端主动式供能系统包括源端冷热源装置和源端水泵，所述源端冷热源装置、源端水泵与所述中间换热装置连通组成源端供能循环，所述源端供能循环内设置有源端换热工质；所述末端主动式供能蓄能系统包括至少一组主动式换热蓄能单元和末端循环动力装置；所述主动式换热蓄能单元包括由换热管连通而成的换热单元及置于所述换热管外的蓄能腔，所述换热管内设置有末端换热工质，所述蓄能腔内设置有蓄能工质；所述主动式换热蓄能单元置于所述空气腔内；所述主动式换热蓄能单元、末端循环动力装置与所述中间换热装置连通组成末端换热蓄能循环。

【技术特征摘要】
1.一种具有供能和蓄能功能的透光围护结构，其特征在于，包括非透光墙体、源端主动式供能系统、中间换热装置和末端主动式供能蓄能系统；所述非透光墙体包括外侧透光层和内侧透光层，所述内侧透光层与外侧透光层之间形成空气腔；所述源端主动式供能系统包括源端冷热源装置和源端水泵，所述源端冷热源装置、源端水泵与所述中间换热装置连通组成源端供能循环，所述源端供能循环内设置有源端换热工质；所述末端主动式供能蓄能系统包括至少一组主动式换热蓄能单元和末端循环动力装置；所述主动式换热蓄能单元包括由换热管连通而成的换热单元及置于所述换热管外的蓄能腔，所述换热管内设置有末端换热工质，所述蓄能腔内设置有蓄能工质；所述主动式换热蓄能单元置于所述空气腔内；所述主动式换热蓄能单元、末端循环动力装置与所述中间换热装置连通组成末端换热蓄能循环。2.根据权利要求1所述的具有供能和蓄能功能的透光围护结构，其特征在于，所述换热管的截面为圆形，所述换热管的外部设置有圆形截面的固定体，所述蓄能腔沿所述固定体外部呈放射状设置。3.根据权利要求2所述的具有供能和蓄能功能的透光围护结构，其特征在于，所述蓄能腔的外侧安装有遮阳百叶，所述固定体与所述换热管之间滑动连接。4.根据权利要求3所述的具有供能...

【专利技术属性】
技术研发人员：律宝莹，杨洋，陈萨如拉，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12