一種高性能相變蓄熱輕質(zhì)墻體太陽(yáng)能空氣供暖體系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將輕質(zhì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)與相變蓄熱墻體材料相結(jié)合，構(gòu)筑新型太陽(yáng)能空氣供暖體系，屬于可再生能源建筑應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)在正處在城市建設(shè)的高峰期，建筑能源消耗迅猛增長(zhǎng)。截止2012年，我國(guó)建筑總能耗為6.90億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占到全國(guó)消費(fèi)總能耗的19.1%，預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)將“再建一個(gè)中國(guó)”，城鎮(zhèn)建筑面積達(dá)到300億m2，建筑能耗將占到全國(guó)消費(fèi)總能耗的33%。采用新材料、新技術(shù)、新理念，大幅降低建筑能耗，是建設(shè)綠色建筑、實(shí)現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。
[0003]建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的輕量化、產(chǎn)業(yè)化將成為未來(lái)建筑的重要發(fā)展方向。采用輕質(zhì)建筑材料構(gòu)筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)雖減少了建筑結(jié)構(gòu)的重量、體積和建造時(shí)間，但同時(shí)也因?yàn)榻ㄖo(hù)結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化，與以往的重質(zhì)建筑材料(例如，磚、混凝土等)相比，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能差、房間溫度波動(dòng)大、熱舒適性不好。因此，如何提高輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能，成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。
[0004]專(zhuān)利號(hào)為ZL201010210819.2，發(fā)明名稱(chēng)為“一種水泥復(fù)合定形相變材料砂漿及其制備方法”(授權(quán)公告日為2012年10月31日)公開(kāi)了一種水泥復(fù)合定形相變材料砂漿及其制備方法，屬于建筑材料領(lǐng)域。水泥復(fù)合定形相變材料砂漿由包括親水性表面改性處理的改性定形相變材料和包括聚合物膠凝材料和纖維增強(qiáng)材料改性水泥基材料組成，其改性定形相變材料最大用量為570kg/m3，改性水泥基材料中聚合物膠凝材料的用量按固含量占水泥用量的3?10%，纖維增強(qiáng)材料為0.7-lkg/m3，砂漿的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度0.1OMPa以上，本發(fā)明材料來(lái)源廣泛、成本低廉，儲(chǔ)能耐久性好，可有效提高輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能，適用范圍廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了提高輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)建筑的太陽(yáng)能熱利用效率，將水泥復(fù)合定形相變材料板與輕質(zhì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)筑一種高性能相變蓄熱輕質(zhì)墻體，并與太陽(yáng)能空氣集熱器結(jié)合構(gòu)筑一種新型太陽(yáng)能建筑供暖體系，以解決輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱與太陽(yáng)能高效利用的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0007]包括太陽(yáng)能空氣集熱器、相變蓄熱輕質(zhì)墻體、地板層；
[0008]所述相變蓄熱輕質(zhì)墻體的內(nèi)表面層為水泥復(fù)合定形相變材料板，中間層為鋼板制成的墻體空氣通道，外表面層為輕質(zhì)墻體材料板；所述地板層的底層為保溫材料層，中間層為鋼板制成的地板空氣通道，地板空氣通道周?chē)吧蠈佑盟鄰?fù)合定形相變材料砂漿填充夯實(shí)找平，上層為地板飾面層；相變蓄熱輕質(zhì)墻體空氣通道與對(duì)應(yīng)位置的地板空氣通道串聯(lián)連接成單元組；然后各單元組空氣通道通過(guò)管道并聯(lián)聯(lián)接；并聯(lián)后的單元組依次與回風(fēng)管道、回風(fēng)閥門(mén)、通風(fēng)機(jī)、太陽(yáng)能空氣集熱器、送風(fēng)管道、送風(fēng)閥門(mén)串聯(lián)形成閉式空氣回路，構(gòu)成通過(guò)墻體內(nèi)表面和地板表面以輻射和自然對(duì)流換熱方式向建筑房間內(nèi)供暖的新型相變蓄熱輕質(zhì)墻體太陽(yáng)能空氣供暖系統(tǒng)。
[0009]進(jìn)一步地，所述地板空氣通道還設(shè)置有地面送風(fēng)管道，所述地面送風(fēng)管道上設(shè)置有地面送風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)口 ；所述墻體空氣通道還設(shè)置有墻體回風(fēng)管道，所述墻體回風(fēng)管道上設(shè)置有回風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)口 ；所述墻體回風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)口、墻體回風(fēng)管道、回風(fēng)管道、回風(fēng)閥門(mén)、通風(fēng)機(jī)、太陽(yáng)能空氣集熱器、送風(fēng)管道、送風(fēng)閥門(mén)、墻體空氣通道、地板空氣通道、地面送風(fēng)管道、地面送風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)口形成以強(qiáng)迫對(duì)流換熱方式直接向建筑房間內(nèi)送風(fēng)供暖的下送上回式送風(fēng)供暖系統(tǒng)。
[0010]相鄰的墻體空氣通道之間間隔為100?500mm ;相鄰的地板空氣通道的間隔為100 ?500mmo
[0011]所述地板水泥復(fù)合定形相變材料砂楽填充層厚度為100?200mm ;該相變材料砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)λ為0.3-0.6ff/ (m.°C )，相變溫度t = 20?26°C，潛熱量h為120?140kJ/
kg ο
[0012]所述水泥復(fù)合定形相變材料蓄熱墻體板厚度為30?10mm ;該相變材料板的導(dǎo)熱系數(shù)λ為0.3-0.6ff/ (m.°C )，相變溫度t = 20?26°C，潛熱量h為120?140kJ/kg。
[0013]所述水泥復(fù)合定形相變材料蓄熱墻體板厚度為30?100mm，其厚度視工程建造地區(qū)的室外氣象條件而確定。
[0014]所述輕質(zhì)材料墻體板與地板保溫材料板的厚度為50?150_，其厚度及保溫性能視工程建造地區(qū)的室外氣象條件及建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而確定。
[0015]所述太陽(yáng)能空氣集熱器可就近安裝在建筑屋頂。
[0016]本發(fā)明可將太陽(yáng)能空氣集熱器、相變蓄熱輕質(zhì)墻體空氣通道、地板空氣通道有機(jī)的組合起來(lái)，利用太陽(yáng)能空氣集熱器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成熱空氣，熱空氣順序流入相變蓄熱輕質(zhì)墻體空氣通道、地板空氣通道，并將熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式傳遞給水泥復(fù)合定形相變材料板、地板水泥復(fù)合定形相變材料砂漿填充層，并以潛熱的形式蓄存在其內(nèi)；待建筑房間環(huán)境溫度較低時(shí)，被蓄存的大量太陽(yáng)熱能將通過(guò)墻體內(nèi)表面和地板表面通過(guò)輻射和對(duì)流的熱傳遞方式向室內(nèi)釋放熱量，以維持室內(nèi)環(huán)境熱舒適性，減少建筑對(duì)化石能源的依賴(lài)；輕質(zhì)墻體材料板與地板底層的保溫材料層采用良好性能的保溫材料，可以確保最大限度減小通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)到室外的熱量。
[0017]本發(fā)明的工作過(guò)程如下:
[0018]白天:通風(fēng)機(jī)開(kāi)啟，太陽(yáng)能空氣集熱器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成熱空氣。通過(guò)太陽(yáng)能集熱器被加熱后的熱空氣進(jìn)送風(fēng)管道、送風(fēng)閥門(mén)、墻體空氣通道、地板空氣通道、墻體空氣通道；進(jìn)而將熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式傳遞給水泥復(fù)合定形相變材料板、地板水泥復(fù)合定形相變材料砂漿填充層，并以潛熱的形式蓄存在其內(nèi)；釋放熱量后的較低溫空氣通過(guò)回風(fēng)管道、回風(fēng)閥門(mén)和通風(fēng)機(jī)再次送入太陽(yáng)能集熱器，周而復(fù)始、不斷循環(huán)；與此同時(shí)，被加熱后的墻體內(nèi)表面和地板表面以輻射和自然對(duì)流換熱方式向建筑房間內(nèi)供暖。
[0019]進(jìn)一步，所述地板空氣通道還設(shè)置有地面送風(fēng)管道，所述地面送風(fēng)管道上設(shè)置有地面送風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)口 ；地面送風(fēng)管道、地面送風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)口直接將熱空氣送入室內(nèi)，為室內(nèi)供暖；所述墻體空氣通道還設(shè)置有墻體回風(fēng)管道，所述墻體回風(fēng)管道上設(shè)置有回風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)口 ；所述墻體回風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)口、墻體回風(fēng)管道、回風(fēng)管道、回風(fēng)閥門(mén)、通風(fēng)機(jī)、太陽(yáng)能空氣集熱器、送風(fēng)管道、送風(fēng)閥門(mén)、墻體空氣通道、地板空氣通道、地面送風(fēng)管道、地面送風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)口形成以強(qiáng)迫對(duì)流換熱方式直接向建筑房間內(nèi)送風(fēng)供暖的下送上回式送風(fēng)供暖系統(tǒng)。也即，熱空氣經(jīng)送風(fēng)管道、送風(fēng)閥門(mén)、墻體空氣通道、地面空氣通道直接將熱空氣送入室內(nèi)，快速向室內(nèi)供暖；放出熱量后的較低溫度空氣通過(guò)墻體回風(fēng)管道、回風(fēng)閥門(mén)送入太陽(yáng)能空氣集熱器并被加熱；再次直接通入室內(nèi)，周而復(fù)始、不斷循環(huán)。
[0020]夜間:關(guān)閉通風(fēng)機(jī)，水泥復(fù)合定形相變材料板通過(guò)其表面、地板水泥復(fù)合定形相變材料砂漿填充層通過(guò)地面飾面層表面將白天蓄集的太陽(yáng)熱能通過(guò)輻射和自然對(duì)流換熱的方式繼續(xù)向建筑房間內(nèi)供暖。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:利用相變蓄熱墻體材料的高蓄熱容量特性，將水泥復(fù)合定形相變材料板板與輕質(zhì)墻體材料板有機(jī)復(fù)合，提高輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能，使得采用輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑，高效利用太陽(yáng)能為建筑房間供暖成為了可能，提高了太陽(yáng)能在建筑中應(yīng)用的利用效率，為建筑節(jié)能減排提供了新的技術(shù)途徑和應(yīng)用方法。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1本發(fā)明的供暖構(gòu)筑體系系統(tǒng)原理圖；
[0023]圖2本發(fā)明的供暖構(gòu)筑體系平面圖；
[0024]圖3本發(fā)明的供暖構(gòu)筑體系A(chǔ)-A剖面圖；
[0025]圖4本發(fā)明的供暖構(gòu)筑體系B-B剖面圖。
[0026]圖中:1、太陽(yáng)能空氣集熱器，2、送風(fēng)管道，3、送風(fēng)閥門(mén)，4、墻體空氣通道，5、地板空氣通道，6、回風(fēng)管道，7、回風(fēng)閥門(mén)，8、通風(fēng)機(jī)，9、地面送風(fēng)管道，10、地面送風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)口，11、墻體回風(fēng)管道，12、墻體回風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)口，13、水泥復(fù)合定形相變材料板，14、輕質(zhì)墻體材料板，15、地板保溫材料層，16、地板水泥復(fù)合定形相變材料砂漿填充層，17、地板飾面層，18、土壤，19、吊頂。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖1?4對(duì)本發(fā)明的新型太