應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的傳熱系數(shù)可變的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑系統(tǒng)熱量控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的傳熱系數(shù)可變的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前社會上有大量高發(fā)熱量的建筑，例如存儲高發(fā)熱量的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心等場所，或者陶瓷等需要高溫窯爐燒成的工業(yè)廠房等，這類建筑內(nèi)部常年有大量熱量產(chǎn)生。為了保證內(nèi)部設(shè)備的正常工作和使用，需要將這些熱量散發(fā)出去，所以往往需要采用空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行供冷。
[0003]但隨著整個社會節(jié)能意識的強化，降低此類建筑的空調(diào)系統(tǒng)能耗是當(dāng)前節(jié)能工作的重點。而采用冬季室外免費冷源是首選的節(jié)能技術(shù)方向。此方向的主要技術(shù)路線包括:室外新風(fēng)直接引入的技術(shù)；采用空調(diào)系統(tǒng)，但直接用冷卻塔制備冷凍水而不需要開壓縮機(jī)；用熱管空調(diào)或通風(fēng)換熱設(shè)備把室內(nèi)熱量排到室外等。
[0004]但新風(fēng)直接引入會導(dǎo)致室內(nèi)顆粒物大增；采用冷卻塔的方式仍然有冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷卻水泵、室內(nèi)風(fēng)機(jī)等能耗；采用熱管空調(diào)或通風(fēng)換熱設(shè)備依然需要消耗室內(nèi)外風(fēng)機(jī)能耗且要求室內(nèi)外溫差較大。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種能有效降低高發(fā)熱量建筑的空調(diào)系統(tǒng)能耗，減少水泵、室內(nèi)外風(fēng)機(jī)等設(shè)備對于電能的耗費，且對室內(nèi)外溫差要求較低的節(jié)能技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的傳熱系數(shù)可變的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)，節(jié)能環(huán)保，有效降低高發(fā)熱量建筑的空調(diào)系統(tǒng)能耗，減少水泵、室內(nèi)外風(fēng)機(jī)等設(shè)備對于電能的耗費，且對室內(nèi)外溫差要求較低。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明可為市場提供一種應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的可變節(jié)能圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。在室外溫度較低情況下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)較高，可將大量室內(nèi)熱量傳到室外。在室外溫度較高情況下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)較低，阻止室外熱量傳到室內(nèi)。本發(fā)明中高發(fā)熱量建筑是一種熱源在建筑內(nèi)部對外持續(xù)不斷散熱，每平方米每年發(fā)熱量高于500千瓦時的建筑，比如通訊基站、存儲高發(fā)熱量的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心等場所，或者陶瓷等需要高溫窯爐燒成的工業(yè)廠房等。
[0008]本發(fā)明所涉及的可變節(jié)能圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包含以下4個結(jié)構(gòu):高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)。
[0009]所述高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)與所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)各自獨立，所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接有所述低傳熱系數(shù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)，所述控制系統(tǒng)通過連接所述低傳熱系數(shù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)并控制其運行來控制所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)與所述高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩者間的組合或分離。
[0010]當(dāng)所述高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)單獨作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)時，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體傳熱系數(shù)較高；當(dāng)所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)為打開狀態(tài)時，與所述高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)共同形成整體傳熱系數(shù)較低的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0011]更優(yōu)的，所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置有多個，可根據(jù)室外、室內(nèi)的溫度變化，由控制系統(tǒng)通過控制低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)收起或打開低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)，從而改變建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，進(jìn)而控制室內(nèi)的溫度范圍在機(jī)房正常溫度范圍內(nèi)。
[0012]本發(fā)明中高發(fā)熱量建筑外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)為非透光結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)外部采用有機(jī)或無機(jī)的保溫材料。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)核心在于:在室外溫度低于室內(nèi)溫度的時候，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)為主，低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)為收起狀態(tài)；在室外溫度等于或高于室內(nèi)溫度的時候，低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)為打開狀態(tài)，并與高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)共同形成整體傳熱系數(shù)較低的圍護(hù)結(jié)構(gòu)；低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)在收起和打開狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換動作，由低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)執(zhí)行；低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)的執(zhí)行由控制系統(tǒng)根據(jù)控制邏輯進(jìn)行控制。
[0014]使用本發(fā)明的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)能自動適應(yīng)并調(diào)整室內(nèi)溫度，結(jié)構(gòu)簡單，保證室內(nèi)的設(shè)備能正常工作和使用，延長設(shè)備的壽命，有效降低高發(fā)熱量建筑的空調(diào)系統(tǒng)能耗，減少水泵、室內(nèi)外風(fēng)機(jī)等設(shè)備對于電能的耗費，節(jié)能環(huán)保，且對室內(nèi)外溫差要求較低。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的一個實施例在室外溫度高于24.0°C時的示意圖；
圖2為本發(fā)明的一個實施例在室外溫度處于22.8-24.0°C之間時的示意圖；
圖3為本發(fā)明的一個實施例在室外溫度處于20.6-22.8°C之間時的示意圖；
圖4為本發(fā)明的一個實施例在室外溫度處于14.8-20.6°C之間時的示意圖；
圖5為本發(fā)明的一個實施例在室外溫度處于-31.5-14.8°C之間時的示意圖。
[0016]其中，高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)1、低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)2、低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)3、控制系統(tǒng)4、室外5、室內(nèi)6。
[0017]【具體實施方式】:
根據(jù)所在地的氣候、室內(nèi)設(shè)備的發(fā)熱量、建筑的體型等結(jié)構(gòu)、建筑朝向、日照關(guān)系等一系列參數(shù)中的全部或者部分因素，計算分析后控制系統(tǒng)4通過控制低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)3收起或打開低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)2，從而改變建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，進(jìn)而控制室內(nèi)的溫度范圍在機(jī)房正常溫度范圍內(nèi)。例如，在此示例中，建筑為位于上海的6mX 6m的3m高的單體建筑，朝向為正南，日照為無遮擋。建筑內(nèi)部存在發(fā)熱量為3kW的內(nèi)熱源，屋頂傳熱系數(shù)為IW/(m2.Κ)，高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)4傳熱系數(shù)為10 ff/ (m2.Κ)，當(dāng)?shù)蛡鳠嵯禂?shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)3打開低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)2時，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)為0.2 ff/ (m2.Κ)，室內(nèi)環(huán)境溫度控制范圍設(shè)為28°C ±5°C。在室外溫度高于24.0°C時，由控制系統(tǒng)4控制低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)3將收起的低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)2全部打開。此時，低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)2與高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)I 一起構(gòu)成了傳熱系數(shù)較低的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，即圖1狀態(tài)。
[0018]在室外溫度處于22.8-24.0°C之間時，由控制系統(tǒng)4控制低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)3將低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)2全部收起。此時高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)I為高發(fā)熱量建筑的主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)，熱量從室內(nèi)通過高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)I散到室外，即圖2狀態(tài)。
[0019]所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)2設(shè)置有多個，可根據(jù)室外、室內(nèi)的溫度變化由控制系統(tǒng)4控制低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)2的打開數(shù)量，
當(dāng)室外溫度逐步降低，在室外溫度處于20.6-22.8°C之間時，由控制系統(tǒng)4控制低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)3將收起的低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)2打開I個。此時建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)略有降低，但高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)I依然為高發(fā)熱量建筑的主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)，熱量從室內(nèi)通過高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)I散到室外，即圖3狀態(tài)。
[0020]在室外溫度處于14.8-20.6°C之間時，由控制系統(tǒng)4控制低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)3將收起的低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)2打開2個。此時建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)進(jìn)一步降低，但高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)I為高發(fā)熱量建筑的主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)，熱量從室內(nèi)通過高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)I散到室外，即圖4狀態(tài)。
[0021]在室外溫度處于-31.5-14.8°C之間時，由控制系統(tǒng)4控制低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)3將收起的低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)2打開3個。此時建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)降低較多，即圖5狀態(tài)。
[0022]本發(fā)明的主要應(yīng)用實施方式為在此發(fā)明技術(shù)基礎(chǔ)上，針對建筑實際工況研發(fā)若干產(chǎn)品，應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑，適用范圍廣。
[0023]以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的傳熱系數(shù)可變的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括建筑外墻結(jié)構(gòu)、高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、低傳熱系數(shù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)； 所述高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)與所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)各自獨立，所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接有所述低傳熱系數(shù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)，所述控制系統(tǒng)通過連接所述低傳熱系數(shù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)并控制其運行來控制所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)與所述高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩者間的組合或分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的傳熱系數(shù)可變的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置有多個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的傳熱系數(shù)可變的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:當(dāng)所述高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)單獨作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)時，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體傳熱系數(shù)較高；當(dāng)所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)為打開狀態(tài)時，與所述高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)共同形成整體傳熱系數(shù)較低的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的傳熱系數(shù)可變的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)在收起和打開狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換動作，由所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)執(zhí)行；所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)的執(zhí)行由所述控制系統(tǒng)根據(jù)控制邏輯進(jìn)行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的傳熱系數(shù)可變的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)為非透光結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的傳熱系數(shù)可變的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)為非透光結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的傳熱系數(shù)可變的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)或所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外部采用有機(jī)或無機(jī)的保溫材料。
【專利摘要】應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的傳熱系數(shù)可變的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)，包括建筑外墻結(jié)構(gòu)、高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、低傳熱系數(shù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)；所述高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)與所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)各自獨立，所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接有所述低傳熱系數(shù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)，所述控制系統(tǒng)通過連接所述低傳熱系數(shù)結(jié)構(gòu)收放機(jī)構(gòu)并控制其運行來控制所述低傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)與所述高傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩者間的組合或分離。本發(fā)明提出一種應(yīng)用于高發(fā)熱量建筑的傳熱系數(shù)可變的高能效圍護(hù)結(jié)構(gòu)，節(jié)能環(huán)保，有效降低高發(fā)熱量建筑的空調(diào)系統(tǒng)能耗，減少水泵、室內(nèi)外風(fēng)機(jī)等設(shè)備對于電能的耗費，且對室內(nèi)外溫差要求較低，適用范圍廣。
【IPC分類】F24F5-00, E04B1-74
【公開號】CN104695564
【申請?zhí)枴緾N201510095732
【發(fā)明人】鄭竺凌, 劉睿盈
【申請人】上海市建筑科學(xué)研究院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月4日