專利名稱：自控?zé)犸L(fēng)式太陽能地板蓄熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于可再生能源與建筑集成利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自控?zé)犸L(fēng)式太陽能地板蓄熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一直以來，我國寒冷地區(qū)村鎮(zhèn)太陽能采暖居住建筑的熱穩(wěn)定性和舒適性亟需提高。由于太陽能的熱量供應(yīng)具有間斷性和不穩(wěn)定性，造成太陽能采暖房間的室內(nèi)溫度波動較大，在夜間或陰天時，室內(nèi)溫度往往不能滿足人體熱舒適的要求。盡管人們已經(jīng)開發(fā)了多種太陽能蓄熱系統(tǒng)和方法，能在一定程度上解決此類問題，然而，在我國寒冷地區(qū)的農(nóng)村住宅以及新能源開發(fā)利用中，仍亟需開發(fā)簡單實用、控制方便、運行可靠、與建筑一體化程度高、工程造價和維護費用低廉、能夠得到有效推廣應(yīng)用的太陽能蓄熱技術(shù)。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，專利號02109563公開了一種太陽能蓄熱供暖供冷方法及裝置，其主要特點為用集熱器接收太陽能熱能并利用土壤換熱器儲存于地下深層的土壤之中，冬季 /夏季供暖/供冷時，用取熱/取冷裝置取出熱能/冷量進行供暖或供冷，該技術(shù)較為復(fù)雜， 裝置成本較高；專利號200610019475公開了一種導(dǎo)熱型浙青混凝土屋頂太陽能蓄熱系統(tǒng)， 該系統(tǒng)在屋頂浙青混凝土層內(nèi)設(shè)有導(dǎo)熱水管，在土壤層內(nèi)設(shè)置由混凝土層搭建的蓄熱箱， 導(dǎo)熱水管內(nèi)的冷水被浙青混凝土收集的太陽能加熱后，可以直接供用戶使用或儲存在蓄熱箱內(nèi)為冬天供暖，由于設(shè)置在混凝土內(nèi)的水管在冬季低溫時易凍脹，故該技術(shù)不適宜在寒冷地區(qū)應(yīng)用。專利號20201010166767公開了一種高緯度地區(qū)建筑太陽能蓄熱取暖裝置， 由上換熱水箱內(nèi)與換熱筒連通，超長集熱管與換熱筒插接，下?lián)Q熱器由連通管與冷水導(dǎo)流通道連通，采暖，交換器、熱水交換器和換熱交換器設(shè)在下蓄熱水箱內(nèi)，上換熱水箱與換熱交換器由熱循環(huán)管連通，熱循環(huán)管將上換熱水箱與換熱交換器連通。該技術(shù)系統(tǒng)形式及運行控制較復(fù)雜，設(shè)備成本較高。專利號200920076580公開了一種太陽能蓄熱采暖裝置，結(jié)合太陽能熱水器與水窖，在白天使用太陽能熱水器連續(xù)加熱水窖中的水，用循環(huán)泵作為循環(huán)動力，室內(nèi)采用風(fēng)機盤管進行采暖。該技術(shù)需設(shè)置太陽能熱水器、循環(huán)泵、風(fēng)機盤管、第一截止閥、第二截止閥、第三截止閥、第四截止閥，設(shè)備及管道系統(tǒng)較復(fù)雜，不利于在村鎮(zhèn)住宅建筑中推廣。專利號201010M8005. 8公開了一種太陽能地暖節(jié)能裝置，其主要特征在于 太陽能集熱裝置的出水管連通有與地板采暖裝置并聯(lián)的床體采暖裝置，床體采暖裝置位于床體下方；底板采暖裝置和床體采暖裝置與太陽能集熱裝置之間分別設(shè)置有控制閥。由于太陽輻射具有不連續(xù)性，致使本系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程繁瑣。專利號200920128065. 9公開了一種太陽能蓄熱式采暖通風(fēng)墻，是在建筑物外墻體的外側(cè)分別依次設(shè)有由保溫隔熱層、蓄熱層和著有黑漆的鋁板構(gòu)成的蓄熱墻、蓄熱通風(fēng)道或兩者的組合；蓄熱墻或蓄熱通風(fēng)道的外側(cè)設(shè)有透明蓋板，透明蓋板與蓄熱墻之間、蓄熱墻與保溫隔熱層之間均有空氣夾層；所述透明蓋板上設(shè)有帶閥門的上通風(fēng)口，蓄熱墻上設(shè)有帶閥門的上通風(fēng)口和下通風(fēng)口。該技術(shù)與建筑一體化程度較高，但風(fēng)口閥門手動操作，控制不便。歐洲專利局專利號FR 2951484 (Al) 公開了一種為建筑提供光熱的被動式太陽房，該實用新型的建筑坡屋頂一側(cè)由透明材料構(gòu)成，屋頂或墻體內(nèi)側(cè)為蓄熱結(jié)構(gòu)，同時設(shè)置與建筑內(nèi)外環(huán)境傳感器相連接的控制系統(tǒng)，通過室內(nèi)空氣自然或強迫對流來實現(xiàn)調(diào)節(jié)作用，該裝置的不足是僅適用于坡屋頂建筑。歐洲專利局專利號WO 9217664(A1)公開了一種對不同建筑部件都有溫度調(diào)節(jié)作用的裝置，該裝置的各個建筑部件本身就具有采集、傳輸及儲存太陽能的功能，且均包含兩個供空氣或其他傳熱介質(zhì)傳輸?shù)耐废到y(tǒng)，該實用新型的建筑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，對設(shè)備質(zhì)量要求高，在中國現(xiàn)有建筑中推廣存在困難。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是提供一種自控?zé)犸L(fēng)式太陽能地板蓄熱系統(tǒng)，以解決寒冷地區(qū)村鎮(zhèn)居住建筑太陽能采暖房間的室內(nèi)溫度晝夜波動大、夜間或陰天室內(nèi)溫度往往低于人體舒適性要求的問題，以提高該類建筑的太陽能熱利用效率及室內(nèi)熱環(huán)境舒適性。本實用新型的技術(shù)方案如下一種自控?zé)犸L(fēng)式太陽能地板蓄熱系統(tǒng)，它是由太陽能空氣集熱器、溫度傳感器、溫控風(fēng)門、循環(huán)風(fēng)機、風(fēng)管、蓄熱地板等組成。本實用新型的技術(shù)特征之一為所述蓄熱系統(tǒng)采用循環(huán)風(fēng)機驅(qū)動空氣在太陽能空氣集熱器、通風(fēng)管道和蓄熱地板所組成的蓄熱系統(tǒng)中進行閉式循環(huán)，利用蓄熱地板對熱量進行蓄存和釋放?？諝庠谔柲芸諝饧療崞鲀?nèi)被加熱，沿送風(fēng)管道流入蓄熱地板的空氣通道內(nèi)，熱空氣在沿蓄熱地板空氣通道的流動過程中，地板蓄熱層吸收并貯存空氣的熱量，在夜間或者太陽輻射照度較低的陰天，當(dāng)室內(nèi)溫度低于蓄熱地板表面溫度時，貯存在地板蓄熱層中的熱量向室內(nèi)釋放供暖，空氣通道內(nèi)降溫后的冷空氣匯集到回風(fēng)管道，回到太陽能空氣集熱器循環(huán)加熱。技術(shù)特征之二為蓄熱地板的構(gòu)造由下至上包括防水層、保溫層、空氣通道、蓄熱層、地面裝飾層。蓄熱材料采用高比熱容、性能穩(wěn)定的混凝土 ；蓄熱地板中的空氣通道數(shù)量根據(jù)房間寬度設(shè)置，空氣通道內(nèi)交錯有序設(shè)置混凝土或磚石立柱，以增加空氣擾動，空氣在空氣通道中的流程按同程式布置，以保證各通道內(nèi)空氣流動阻力的平衡；蓄熱地板的保溫層防止熱量向土壤散失。技術(shù)特征之三為太陽能空氣集熱器設(shè)置在建筑南向窗下墻或者西向墻體上； 在太陽能空氣集熱器出口設(shè)置溫度傳感器，在太陽能空氣集熱器進口、出口設(shè)置風(fēng)門，在太陽能空氣集熱器進口或出口設(shè)置循環(huán)風(fēng)機；上述風(fēng)門及循環(huán)風(fēng)機根據(jù)溫度傳感器設(shè)置的溫度值自動控制，當(dāng)太陽能空氣集熱器出口處的空氣被加熱到設(shè)定溫度時，太陽能空氣集熱器進口、出口的溫控風(fēng)門同時自動打開，設(shè)置在集熱器進口或出口的循環(huán)風(fēng)機開始自動運行，當(dāng)太陽能空氣集熱器出口的空氣溫度低于設(shè)定溫度時，循環(huán)風(fēng)機自動停止運行，溫控風(fēng)門也同時自動關(guān)閉，以防止冷空氣流入地板空氣通道；驅(qū)動上述風(fēng)機及溫控風(fēng)門所需的電力由太陽能電池板供應(yīng)。本實用新型的效果和益處在于有效地維持太陽能采暖房間的氣溫，提高夜間或陰天室內(nèi)舒適性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的突出特點是簡單實用、控制方便，運行可靠、 節(jié)能效果明顯、與建筑一體化程度高、工程造價和維護費用低廉，尤其在我國新農(nóng)村住宅建設(shè)以及新能源開發(fā)利用中，在量大面廣的寒冷地區(qū)農(nóng)村新建住宅和改造住宅中，本實用新型自控?zé)犸L(fēng)式太陽能地板蓄熱系統(tǒng)具有很強的實用性。

圖1是本實用新型的集熱蓄熱系統(tǒng)正立面示意圖。[0008]圖2是本實用新型的集熱蓄熱系統(tǒng)側(cè)立面示意圖。圖3是本實用新型的溫控風(fēng)門系統(tǒng)示意圖。圖4是本實用新型的蓄熱地板平面布置圖。圖5是本實用新型的蓄熱地板剖面圖。圖中1集熱器，2溫度傳感器，3溫控風(fēng)門，4循環(huán)風(fēng)機，5送風(fēng)管道，6回風(fēng)管道，7 蓄熱地板的空氣通道，8蓄熱地板送風(fēng)管道入口，9蓄熱地板回風(fēng)管道出口，I地板裝飾層， II混凝土地板蓄熱層，III空氣通道，IV保溫隔熱層，V防潮層。
具體實施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細敘述本實用新型的具體實施方式
。實施例一利用南向太陽能空氣集熱器集熱和地板蓄熱。具體實施技術(shù)如下在住宅建筑的南向窗下墻設(shè)置太陽能空氣集熱器1，在太陽能空氣集熱器1出口設(shè)置溫度傳感器2，當(dāng)太陽能空氣集熱器1出口處的空氣被加熱到設(shè)定溫度時，太陽能空氣集熱器1進口、出口的溫控風(fēng)門3同時自動打開，設(shè)置在集熱器1進口或出口的循環(huán)風(fēng)機4開始自動運行。在循環(huán)風(fēng)機的驅(qū)動下，熱空氣沿著送風(fēng)管道5被送入蓄熱地板的空氣通道7，熱空氣在沿同程式空氣通道7的流動過程中，利用混凝土的高比熱容特性吸收空氣的熱量，使熱量貯存在混凝土蓄熱層II。在夜間或者太陽輻射照度較低的陰天，當(dāng)室內(nèi)溫度低于蓄熱地板表面溫度時，貯存在混凝土蓄熱層II中的熱量向室內(nèi)釋放供暖?？諝馔ǖ赖撞康牡匕灞貙覫V防止熱量向土壤散失。空氣通道7內(nèi)降溫后的冷空氣匯集到回風(fēng)管道6，回到太陽能空氣集熱器1循環(huán)加熱。當(dāng)太陽能空氣集熱器1出口的空氣溫度低于設(shè)定溫度時，循環(huán)風(fēng)機4自動停止運行，溫控風(fēng)門3也同時自動關(guān)閉，以防止冷空氣流入地板空氣通道。實施例二 利用西向太陽能空氣集熱器集熱和地板蓄熱。具體實施技術(shù)如下在住宅建筑的西向墻設(shè)置太陽能空氣集熱器1，在太陽能空氣集熱器1出口設(shè)置溫度傳感器 2，當(dāng)太陽能空氣集熱器1出口處的空氣被加熱到設(shè)定溫度時，太陽能空氣集熱器1進口、出口的溫控風(fēng)門3同時自動打開，設(shè)置在集熱器1進口或出口的循環(huán)風(fēng)機4開始自動運行。在循環(huán)風(fēng)機的驅(qū)動下，熱空氣沿著送風(fēng)管道5被送入蓄熱地板的空氣通道7，熱空氣在沿同程式空氣通道7的流動過程中，利用混凝土的高比熱容特性吸收空氣的熱量，使熱量貯存在混凝土蓄熱層II。在夜間或者太陽輻射照度較低的陰天，當(dāng)室內(nèi)溫度低于蓄熱地板表面溫度時，貯存在混凝土蓄熱層II中的熱量向室內(nèi)釋放供暖?？諝馔ǖ赖撞康谋貙覫V防止熱量向土壤散失。空氣通道7內(nèi)降溫后的冷空氣匯集到回風(fēng)干管6，回到太陽能空氣集熱器1循環(huán)加熱。當(dāng)太陽能空氣集熱器1出口的空氣溫度低于設(shè)定溫度時，循環(huán)風(fēng)機4自動停止運行，溫控風(fēng)門3也同時自動關(guān)閉，以防止冷空氣流入地板空氣通道。實施例三利用南向、西向太陽能空氣集熱器聯(lián)合集熱和地板蓄熱。利用西向太陽能空氣集熱器可以延長集熱時間，提高蓄熱效率。具體實施技術(shù)如下在住宅建筑的南向窗下墻和西向墻體分別設(shè)置太陽能空氣集熱器I-N和1-W，這兩組集熱器并聯(lián)運行。在太陽能空氣集熱器I-N和I-W出口分別設(shè)置溫度傳感器2-N和2-W，當(dāng)太陽能空氣集熱器I-N和 I-W出口處的空氣被加熱到設(shè)定溫度時，太陽能空氣集熱器I-N和I-W進口、出口的溫控風(fēng)門3-N和3-W分別自動打開，設(shè)置在集熱器1進口或出口的循環(huán)風(fēng)機4-N和4-W分別自動運行；在循環(huán)風(fēng)機的驅(qū)動下，熱空氣沿著送風(fēng)管道5被送入蓄熱地板的空氣通道7，熱空氣在沿同程式空氣通道7的流動過程中，利用混凝土的高比熱容特性吸收空氣的熱量，使熱量貯存在混凝土蓄熱層II。在夜間或者太陽輻射照度較低的陰天，當(dāng)室內(nèi)溫度低于蓄熱地板表面溫度時，貯存在混凝土蓄熱層II中的熱量向室內(nèi)釋放供暖。空氣通道底部的保溫層 IV防止熱量向土壤散失。空氣通道7內(nèi)降溫后的冷空氣匯集到回風(fēng)干管6，回到太陽能空氣集熱器1循環(huán)加熱。當(dāng)太陽能空氣集熱器I-N和I-W出口的空氣溫度低于設(shè)定溫度時， 循環(huán)風(fēng)機4-N和4-W分別自動停止運行，溫控風(fēng)門3-N和3-W也分別自動關(guān)閉，以防止冷空氣流入地板空氣通道。
權(quán)利要求1.一種自控?zé)犸L(fēng)式太陽能地板蓄熱系統(tǒng)，包括太陽能空氣集熱器、蓄熱地板、溫度傳感器、溫控風(fēng)門、風(fēng)管、循環(huán)風(fēng)機，其特征在于空氣由循環(huán)風(fēng)機驅(qū)動在太陽能空氣集熱器、通風(fēng)管道和蓄熱地板所組成的蓄熱系統(tǒng)內(nèi)進行閉式循環(huán)，采用蓄熱地板對熱量進行蓄存和釋放；太陽能空氣集熱器加熱空氣，被加熱的空氣流經(jīng)蓄熱地板的通風(fēng)道時，將熱量貯存在蓄熱層中，當(dāng)夜間或陰天室內(nèi)溫度低于蓄熱地板表面溫度時，由蓄熱地板向房間釋放熱量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自控?zé)犸L(fēng)式太陽能地板蓄熱系統(tǒng)，其特征在于蓄熱地板的構(gòu)造由下至上包括防水層、保溫層、空氣通道、蓄熱層、地面裝飾層；蓄熱材料采用混凝土 ；蓄熱地板中的空氣通道數(shù)量根據(jù)房間寬度設(shè)置；空氣通道內(nèi)交錯有序設(shè)置混凝土或磚石立柱；空氣在空氣通道中的流程按同程式布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自控?zé)犸L(fēng)式太陽能地板蓄熱系統(tǒng)，其特征在于太陽能空氣集熱器設(shè)置在建筑南向窗下墻或者西向墻體上；在太陽能空氣集熱器出口設(shè)置溫度傳感器，在太陽能空氣集熱器進口、出口設(shè)置風(fēng)門，在太陽能空氣集熱器進口或出口設(shè)置循環(huán)風(fēng)機；上述風(fēng)門和風(fēng)機根據(jù)溫度傳感器設(shè)置的溫度值自動控制，驅(qū)動風(fēng)機及溫控風(fēng)門所需的電力由太陽能電池板供應(yīng)。
專利摘要一種自控?zé)犸L(fēng)式太陽能地板蓄熱系統(tǒng)，屬于可再生能源與建筑集成利用技術(shù)領(lǐng)域。其特征是空氣由循環(huán)風(fēng)機驅(qū)動在太陽能空氣集熱器、通風(fēng)管道和蓄熱地板所組成的蓄熱系統(tǒng)內(nèi)進行閉式循環(huán)，采用蓄熱地板對熱量進行蓄存和釋放；蓄熱地板的構(gòu)造由下至上包括防水層、保溫層、空氣通道、混凝土蓄熱層、地面裝飾層；蓄熱地板內(nèi)的空氣通道按同程式布置，內(nèi)部交錯設(shè)置混凝土或磚石立柱；該蓄熱系統(tǒng)的風(fēng)門及循環(huán)風(fēng)機由溫度傳感器自動控制，所需的電力由太陽能電池板供應(yīng)。本實用新型的效果和益處是構(gòu)造簡單、控制方便、運行可靠、費用低廉、與建筑一體化程度高。
文檔編號F24D15/02GK202281302SQ20112042868
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者張景隆, 張雪研, 朱佳音, 李翔, 王闖, 田維治, 白淑鑫, 謝藝強, 趙金玲, 陳俊, 陳濱 申請人:大連理工大學(xué)