一体化透光围护结构节能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种一体化透光围护结构节能系统，旨在提供一种可以减少透光围护结构内表面与室内之间的传热温差，以降低透光建筑围护结构热损失，降低系统使用能耗的系统。该系统包括外侧透光层、内侧透光层和相变热工系统，内侧透光层与外侧透光层之间形成空气腔；相变热工系统包括由回路热管蒸发装置、回路热管冷凝装置及回路热管连通管组成的封闭循环系统；回路热管冷凝装置由多根冷凝管连通而成，每个冷凝管内充注有气液相变工质；多个冷凝管连通后与回路热管蒸发装置连通；回路热管冷凝装置置于空气腔内。该系统可以在不增加任何附加能耗的条件下对收集的低品位可再生能源进行被动式利用，降低了系统的使用能耗。

Energy saving system of integrated transparent enclosure

【技术实现步骤摘要】
一体化透光围护结构节能系统
本技术涉及节能
，尤其是涉及一种被动式一体化透光围护结构节能系统。
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。该系统虽然能够降低由于围护结构内表面与室内之间的传热温差造成的能耗，但是，该系统从源端(冷源)至末端(遮阳结构)均通过水循环系统连接，实际上属于显热换热系统(即依靠冷却水在流动过程中温度的不断提升吸收热量)，相比潜热换热系统换热效果较差，因此需要较大的换热面积(更粗的管路、或更长的管路)维持相同的换热量。这将导致管路材料成本的大幅增加，同时由于遮挡问题严重不能更加有效利用自然采光，这将导致采光条件下建筑的照明能耗大幅提升。由于冷却水在循环过程中需要不断吸收热量，造成水温逐渐升高，因此吸收热量的能力会逐渐下降，导致使用效果受到限制。此外，为了维持冷却水的持续换热，该系统从源端至末端均使用同一机械泵送系统提供循环驱动力，因此机械泵送系统若处于长期开启状态则会产生较高耗能，降低了系统的能效比。并且该系统在运行期间不可避免的产生管路的震动和噪声问题，降低了建筑居住的舒适度和结构安全性。需要注意的是，外界环境中的温度和太阳辐射量一般随时间会发生瞬时变化，即玻璃围护结构中得热量会随时间发生瞬时波动。而上述系统本身不具有温度调节功能(即冷却能力不能与瞬时得热量保持同步)，这将导致冷却不足或者是过度冷却现象产生，因此系统的稳定性不能得到有效保证。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种被动式一体化透光围护结构节能系统，可以减少透光围护结构内表面与室内之间的传热温差，以降低透光建筑围护结构热损失和提升透光建筑围护结构热工性能，降低系统使用能耗。为实现本技术的目的所采用的技术方案是：一种一体化透光围护结构节能系统，包括外侧透光层、内侧透光层和相变热工系统，所述内侧透光层与外侧透光层之间形成空气腔；所述相变热工系统包括由回路热管蒸发装置、回路热管冷凝装置及回路热管连通管组成的封闭循环系统；所述回路热管冷凝装置由多根冷凝管连通而成，每个所述冷凝管内充注有气液相变工质；多个所述冷凝管连通后与所述回路热管蒸发装置连通；所述回路热管冷凝装置置于所述空气腔内。所述冷凝管的外侧通过轴套安装有遮阳百叶。所述遮阳百叶通过调节杆与调节控制器连接。所述回路热管蒸发装置由多根蒸发管连通而成，所述多根蒸发管嵌入集热层中，所述回路热管连通管包括回路热管上升管和回路热管下降管，多根所述蒸发管、回路热管上升管、多个所述冷凝管及回路热管下降管连通形成所述的封闭循环系统。所述蒸发管和冷凝管沿流动方向的坡度范围为+0.5％至+5.0％与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术的一体化透光围护结构节能系统利用冷凝功能为空气腔提供热能，不需要外部动力装置提供动力，在不增加任何附加能耗的条件下对建筑自身收集的低品位可再生能源进行被动式利用，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、本技术的透光围护结构具有遮阳百叶，能够实现围护系统夏季遮阳功能和需求。3、本技术的透光围护结构采用了一体化设计结构，建筑集成度高，不影响建筑的美观、结构和使用功能，无需设置独立的冷源及其附属装置，可减少建筑面积占用以及相关设备的初始投资。4、本技术的透光围护结构无需外界机械辅助驱动，可将建筑自身收集的热量实时通过潜热换热的方式被动、高效传输和蓄存至透光围护结构中，运行过程中没有任何能耗、可以大幅降低甚至消除全部管路的震动和运行噪声的产生。5、本技术的透光围护结构从源端至末端均采用了同一潜热换热系统，可大幅降低管路的材料成本，同时提升建筑采光条件下的自然采光性能，降低建筑照明能耗需求。附图说明图1所示为本技术一体化透光围护结构节能系统的剖视图；图2所示为图1的A-A剖视图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本技术一体化透光围护结构节能系统的示意图如图1-图2所示，包括外侧透光层1、内侧透光层2和相变热工系统，所述内侧透光层2与外侧透光层1之间形成空气腔3；所述相变热工系统包括由回路热管蒸发装置、回路热管冷凝装置及回路热管连通管组成的封闭循环系统。所述回路热管冷凝装置由多根冷凝管4连通而成，每个所述冷凝管4内充注有气液相变工质。多个所述冷凝管4连通后与所述回路热管蒸发装置连通。所述回路热管冷凝装置置于所述空气腔3内。冷凝管4可以采用蛇形管道布置方式，如图2所示，或采用平行流管道布置方式等。为了夏天的遮阳，所述冷凝管4的外侧通过轴套安装有遮阳百叶5。遮阳百叶5通过调节杆9与调节控制器8连接。轴套与冷凝管之间设置有润滑介质，以保障遮阳百叶的正常转动。本实施例中，所述回路热管蒸发装置由多根蒸发管7连通而成，所述多根蒸发管7嵌入集热层6中，所述回路热管连通管包括回路热管上升管11和回路热管下降管10，多根所述蒸发管7、回路热管上升管11、多个所述冷凝管4及回路热管下降管10连通形成所述的封闭循环系统。蒸发管7可以采用蛇形管道布置方式或采用平行流管道布置方式。回路热管蒸发装置的安装位置低于回路热管冷凝装置的安装位置。集热层6设置于建筑物阳光直射的地方。所述气液相变工质可为醇类(如乙醇、丙酮等)、空调用制冷剂(如R22、R134a、R410a等)或自然工质(如水、二氧化碳等)，充液率范围为35-125％。为了保障工质的顺利流动，所述蒸发管7和冷凝管4沿流动方向具有一定坡度，坡度范围为+0.5％至+5.0％。在冬季白天，集热层6在太阳辐射作用下不断积聚热量并逐渐升温。在集热层6的不断加热下，集热层6与空气腔3之间的传热温差逐渐增大。由于受到加热作用，回路热管蒸发装置中的气液相变工质受热相变蒸发成为汽态工质，并积聚在回路热管蒸发装置的出口以及回路热管上升管11中。当集热层6与空气腔3之间传热温差达到一定值时，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化透光围护结构节能系统，其特征在于，包括外侧透光层、内侧透光层和相变热工系统，所述内侧透光层与外侧透光层之间形成空气腔；所述相变热工系统包括由回路热管蒸发装置、回路热管冷凝装置及回路热管连通管组成的封闭循环系统；所述回路热管冷凝装置由多根冷凝管连通而成，每个所述冷凝管内充注有气液相变工质；多个所述冷凝管连通后与所述回路热管蒸发装置连通；所述回路热管冷凝装置置于所述空气腔内。/n

【技术特征摘要】
1.一种一体化透光围护结构节能系统，其特征在于，包括外侧透光层、内侧透光层和相变热工系统，所述内侧透光层与外侧透光层之间形成空气腔；所述相变热工系统包括由回路热管蒸发装置、回路热管冷凝装置及回路热管连通管组成的封闭循环系统；所述回路热管冷凝装置由多根冷凝管连通而成，每个所述冷凝管内充注有气液相变工质；多个所述冷凝管连通后与所述回路热管蒸发装置连通；所述回路热管冷凝装置置于所述空气腔内。


2.根据权利要求1所述的一体化透光围护结构节能系统，其特征在于，所述冷凝管的外侧通过轴套安装有遮阳百叶。


3.根据...

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