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模块化组装被动节能式小体量建筑


技术摘要:
本发明涉及建筑领域,具体涉及一种模块化组装被动节能式小体量建筑。包括竖直设置的墙体,墙体内部的上端设置有储水箱,墙体内部的下端左侧设置有回水箱,储水箱和回水箱之间设置有循环水路,储水箱的下方右侧设有聚光装置和聚热管,储水箱和回水箱之间设置有散热翅片  全部
背景技术:
我国北方地区如西藏、新疆等地,太阳能资源丰富,特别是新疆地区冬季漫长,居 民的采暖需求大。而传统采暖方式污染环境,目前采用清洁的方式采暖已成为一种趋势。传 统集热墙是利用阳光照射到外面有玻璃罩的深色蓄热墙体上,加热透明盖板和厚墙外表面 之间的夹层空气,通过热压作用使空气流入室内向室内供热,同时墙体本身直接通过热传 导向室内放热并储存部分能量,夜间墙体储存的能量可以释放到室内。传统集热墙加热过 程漫长,室内升温速度较慢,并且传统集热墙的热量很大一部分以传导、对流及辐射的方式 损失到室外,对太阳能的利用率不高。
技术实现要素:
根据现有技术的至少一个不足之处,本发明提出了一种模块化组装被动节能式小 体量建筑,以解决现有技术中能源利用率不高,供暖不充分的问题。 本发明的模块化组装被动节能式小体量建筑采用如下技术方案:包括竖直设置的 墙体,所述墙体内部的上端设置有储水箱,所述墙体内部的下端左侧设置有回水箱,所述储 水箱和所述回水箱之间设置有循环水路; 所述储水箱的下方右侧设有第一空腔,所述第一空腔内部从左至右依次设有聚光装 置、聚热管和双层玻璃,所述双层玻璃封闭所述第一空腔,所述第一空腔为真空腔,所述双 层玻璃的外侧设置有百叶窗,百叶窗在环境温度小于或等于预设温度时打开,以使所述聚 热管的向阳面直接接受阳光照射,同时所述聚光装置将照射到聚光装置上的阳光聚集反射 到所述聚热管的背阳面,所述聚热管在阳光的作用下对其内部的介质进行加热; 所述储水箱和所述回水箱之间设置有第二空腔,所述第二空腔内部设置有散热翅片, 所述墙体的左端面设有装饰墙面,所述装饰墙面封堵所述储水箱、第二空腔和回水箱; 所述循环水路中的介质由所述储水箱流出后经聚热管加热,加热后的介质通过所述散 热翅片对屋内进行放热后流入所述回水箱,所述回水箱内的水再经过循环水路流回所述储 水箱。 可选的,所述循环水路包括给水管、加热水管、过水管、散热下水管和上水管;所述 给水管竖直连通在所述储水箱的下方,所述加热水管位于所述聚热管的内部且所述加热水 管的下端与所述给水管相连通,所述散热下水管位于所述第二空腔内且穿过散热翅片,所 述散热下水管的下端延伸至所述回水箱内部,所述过水管水平设置在储水箱的下方,且将 加热水管的上端和散热下水管的上端相连通,所述上水管沿第二空腔的右端面竖直设置, 所述上水管连通所述储水箱和所述回水箱,所述上水管的下端在回水箱内的位置高于所述 散热下水管的下端在回水箱内的位置,所述上水管的上端在所述储水箱内的位置高于所述 储水箱内的液面高度。 4 CN 111578360 A 说 明 书 2/6 页 可选的,所述聚热管包括所述加热水管、外管及具有吸热端和放热端的环形热管; 所述加热水管和所述外管的上端设有上法兰,所述内管和所述外管的下端设有下法兰,所 述加热水管、外管、上法兰和下法兰共同围成了热管密封空间;所述环形热管绕加热水管的 周向方向均匀布置,且所述环形热管的吸热端位于所述热管密封空间内,所述环形热管的 放热端位于所述加热水管内,以使所述吸热端吸收太阳能热量并通过所述放热端对所述加 热水管内的介质进行加热。 可选的,所述聚热管的加热水管内设置有加热导流内芯;所述加热导流内芯包括 支撑柱、阶梯导流板、进水口压板和出水口压板;所述支撑柱位于阶梯导流板的中间,所述 阶梯导流板以所述支撑柱为中心螺旋而成,阶梯导流板的上表面临近支撑柱的一端设置有 螺旋形凹槽,以使阶梯导流板具有低阶导流槽和高阶导流面;所述进水口压板位于阶梯导 流板的下端,所述进水口压板的中间具有进水口;所述出水口压板位于支撑柱的上端,出水 口压板封堵螺旋形凹槽;介质流通至聚热管后,在进水口压板的作用下,通过进水口沿低阶 导流槽流入,并延阶梯导流板上升,在出水口压板的作用下沿高阶导流面和出水口压板的 外侧流出。 可选的,所述阶梯导流板为三个,三个所述阶梯导流板采用三线螺纹的方式从下 至上螺旋而成;所述阶梯导流板上的低阶导流槽的槽底面外高内低倾斜设置。 可选的,所述聚光装置包括柱座、弹簧和弧形聚光板,所述柱座固定设在所述第一 空腔的左端面上,所述柱座的右端具有安装柱,所述安装柱上套设有弹簧,所述弧形聚光板 通过弹簧与柱座固定连接;所述弧形聚光板整体呈轴线为竖向线的圆弧形设置,且弧形聚 光板的开口朝向所述聚热管,所述弧形聚光板采用多节聚光片拼接而成。 可选的,所述百叶窗包括记忆合金拉绳、连杆、若干窗页和与窗页相应数量的底 座;所述底座沿上下方向间隔固定在所述双层玻璃上,所述窗页的左端活动铰接在相应的 所述底座上,所述连杆与每个所述窗页的中部活动铰接,以将所有所述窗页一体连接;所述 记忆合金拉绳的一端固定在墙体的右端面上且位于最上端窗页的上方,所述记忆合金拉绳 的另一端与最上端的所述窗页固定连接;记忆合金拉绳在环境温度大于预设温度时,记忆 合金拉绳伸展使窗页向下闭合,遮挡双层玻璃;记忆合金拉绳在环境温度小于预设温度时, 记忆合金拉绳收缩使窗页打开。 可选的,所述阶梯导流板的外圆周均布有热管凹槽,所述热管凹槽与所述环形热 管的放热端滑动配合,所述阶梯导流板通过所述热管凹槽与所述放热端的配合插装在所述 加热水管内部。 可选的,所述聚热管的上法兰和下法兰与墙体之间均设有橡胶圈,所述上法兰和 下法兰均通过压盖和螺栓安装于墙体上。 可选的,所述给水管的进口处及所述过水管的进口处均设有单向阀;所述储水箱 的顶部右端面设有维持系统压力稳定的气阀。 本发明的有益效果是:本发明的模块化组装被动节能式小体量建筑通过设置聚光 装置和聚热管,利用太阳能对介质进行加热,节能环保;供暖水路利用虹吸效应、受热和水 位导致的不同位置处水的温度差和压力差、以及毛细效果等实现自循环并通过散热翅片对 屋内进行放热,使全屋供暖均匀,供暖充分。墙体的左侧面设置有装饰墙面,墙体和装饰墙 面直接形成一个整体模块,即模块化组装被动节能式小体量建筑为一个模块墙体,在房屋 5 CN 111578360 A 说 明 书 3/6 页 建设时,这个模块墙体可直接安装于各个梁柱之间,使用方便,利用率高。 墙体的外表面吸收太阳能热量,墙体的内表面通过散热翅片对屋内进行放热,因 为墙体内的聚热装置跟外界通过双层玻璃真空隔绝,墙体的外表面不会对外释放热量,能 够减少热量的流失,对太阳能的利用率高,聚热能力强,即使晚上无太阳光时也不会使屋内 的热量通过墙体释放到墙体外侧,影响屋内的采暖效果。 真空玻璃外侧设置百叶窗,百叶窗根据气温变化关闭或者开启,使得采暖装置对 天气的适应性高。 聚热管内部设置有加热导流内芯,加热导流内芯具有阶梯导流板,阶梯导流板采 用三线螺纹的方式螺旋而成,不仅能够引导介质沿阶梯导流板仅能朝向散热下水管方向流 动,还能使热介质的流速提高,同时介质在加热导流内芯内的流动更加均匀,加热效率随之 提高。阶梯导流板具有低阶导流槽和高阶导流面,介质在高阶导流面与环形热管的连接处 被加热,使得低阶导流槽上的介质和高阶导流面上的介质产生温差,进一步确保加热介质 实现稳定的自循环。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可 以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本发明的模块化组装被动节能式小体量建的整体结构示意图; 图2为图1中去掉装饰墙面后的左视图; 图3为图1中去百叶窗后的右视图; 图4为图1中H-H处剖视图; 图5为图1中A处局部放大图; 图6为图4中B处局部放大图; 图7为图3中C处局部放大图; 图8为本发明的模块化组装被动节能式小体量建中聚热管的结构示意图; 图9为图8中D处局部放大图; 图10为图8的俯视图; 图11为本发明模块化组装被动节能式小体量建中聚热管装入加热导流内芯后的结构 图; 图12为图11中F处局部放大图; 图13为本发明的加热导流内芯结构图; 图14为图13上部结构图; 图15为图13下部结构图; 图16为图13的剖视图; 图17为图16中E处局部放大图。 图中:1墙体;2百叶窗;20第一空腔;21记忆合金拉绳;22连杆;23底座;24窗页;25 第二空腔;3聚光装置;31柱座;32弹簧;33弧形聚光板;34安装柱;4聚热管;41外管;42内管; 6 CN 111578360 A 说 明 书 4/6 页 43环形热管;431吸热端;432放热端;44热管密封空间;46上法兰;47下法兰;5气阀;6储水 箱;7给水管;8加热水管;9散热下水管;10上水管;11装饰墙面;12单向阀;13散热翅片;14双 层玻璃;15回水箱;16橡胶圈;17压盖;171螺栓;19过水管;30加热导流内芯;301阶梯导流 板;308低阶导流槽;309高阶导流面;302出水口压板;303热管凹槽;304支撑柱;305进水口 压板;306进水口。
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