本實用新型涉及供暖及通風領域，具體為一種利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，利用太陽輻射能吸熱鋼板，鋼板熱量形成對流輻射空間形式的太陽能供暖及通風系統。

背景技術：

太陽能供暖主要有兩種方式：被動式太陽房供暖、主動式太陽房供暖。被動太陽能采暖即為不采用特殊的機械設備，而利用輻射、對流和傳導使熱能自然流經建筑物，并通過建筑物本身的性能控制熱的流向，從而得到采暖效果。建筑物本身是系統的一個組成部件，因此該部件的最大特點是不能像一般的采暖設備那樣，可以和建筑物分離開而成為獨立的系統。按當前國內外的探索及實踐，特別是結合我國當前的經濟發(fā)展條件來看，被動式供暖在相當長的歷史階段是適合我國發(fā)展的一種既便宜、又有成效的方式。

主動式太陽能采暖系統利用動力設備，將熱水或熱空氣從太陽能集熱器輸送到蓄熱器或房間里。按照熱媒種類不同，可分為空氣式和熱水式。按照太陽能利用方式不同，可分為直接式和間接式。主動式系統的設備較多，結構復雜，投資較大，但是太陽能輻射熱的利用效率較高，而被動式系統結構相對簡單，投資較低，但是太陽能輻射熱的利用效率很低。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，解決單獨被動式太陽房供暖或主動式太陽房供暖，存在的利用效率低或結構復雜及通風不暢等問題。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，包括圍護結構和地面，圍護結構為水平布置的人字形屋頂、豎向圍護結構組合，通過圍護結構和地面構成的廠房內部空間；廠房內部空間的側面與對流輻射空間連通，廠房內部空間的頂部與上對流輻射空間連通，對流輻射空間與廠房內部空間通過豎向圍護結構分隔，上對流輻射空間與廠房內部空間通過人字形屋頂分隔。

所述的利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，豎向圍護結構的圍護結構墻體外側依次設置圍護結構保溫隔熱層、圍護結構防潮層，人字形屋頂的外側依次設置保溫隔熱層、防潮層，圍護結構保溫隔熱層與人字形屋頂的保溫隔熱層連成一體，圍護結構防潮層與人字形屋頂的防潮層連成一體。

所述的利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，豎向圍護結構外側下部設有廠房內部循環(huán)空氣風門，廠房內部循環(huán)空氣風門上設有靠自重關閉的空氣風門，空氣風門通過空氣風門轉軸與豎向圍護結構連接，豎向圍護結構上安裝電磁鐵，通過直流電控制空氣風門在夜晚和春秋季節(jié)關閉；與廠房內部循環(huán)空氣風門一側對應的豎向圍護結構上，設置與廠房內部相通的廠房內部循環(huán)空氣入口。

所述的利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，豎向圍護結構的外側設置吸熱鋼板，豎向圍護結構與豎向圍護結構外側的吸熱鋼板組成對流輻射空間；人字形屋頂的外側設置吸熱鋼板，人字形屋頂與人字形屋頂外側的吸熱鋼板組成上對流輻射空間；豎向圍護結構外側的吸熱鋼板與人字形屋頂外側的吸熱鋼板連成一體，對流輻射空間與上對流輻射空間連通。

所述的利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，豎向圍護結構外側的吸熱鋼板上設有室外新鮮空氣入口，室外新鮮空氣入口由室外空氣引流板、自動下落擋風板轉軸、自動下落擋風板組成，室外空氣引流板位于吸熱鋼板的外側，自動下落擋風板位于吸熱鋼板的內側，自動下落擋風板通過自動下落擋風板轉軸與吸熱鋼板鉸接。

所述的利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，吸熱鋼板外側噴涂有太陽能吸熱材料層。

所述的利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，豎向圍護結構外側的吸熱鋼板上距離廠房外部自然地面高1.5m、1.8m以上設有室外新鮮空氣入口，高1.5m、1.8m室外新鮮空氣入口間距0.3m，且向上每隔1m開有室外新鮮空氣入口，室外新鮮空氣入口的進風口水平方向長50mm、垂直方向高10mm，室外新鮮空氣入口外側的室外空氣引流板與吸熱鋼板呈30°夾角，室外新鮮空氣入口內側的自動下落擋風板通過自動下落擋風板轉軸與吸熱鋼板相連，自動下落擋風板轉軸的兩端安裝在吸熱鋼板上。

所述的利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，上對流輻射空間高點部位水平設置與其出口對應的集風管道，集風管道上開設與上對流輻射空間對應的集風管道風口。

所述的利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，集風管道風口采用長方形，集風管道通過集風管道風口收集來自上對流輻射空間的熱空氣，集風管道風口的開口尺寸在開間方向由兩側大逐漸向中心減小，集風管道風口的相鄰間距在開間方向由兩側大逐漸向中心減小，或按集風管道長度方向2m設置一個集風管道風口。

所述的利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，集風管道在開間方向中心向下連接有向廠房內部送入空氣的通風管道，通風管道上安裝風閥、風機，通風管道下部與交叉設置的開間方向分配風管、進深方向送風管連通，開間方向分配風管、進深方向送風管的下部分別設置出風口。

本實用新型的設計思想是：

本實用新型利用太陽能蓄熱形式的太陽能供暖及通風系統，將主動式太陽能供暖系統與被動式太陽能供暖系統相結合，以滿足冬季廠房內部供暖需求和提供新風，內部設置對流輻射空間。對流輻射空間達到增加外部墻體熱阻，防止廠房內部熱量散失到廠房外部，有效地吸收鋼板吸收熱量形成的輻射熱與對流換熱并儲存，混合鋼板外側新鮮空氣。從而，提高了太陽能的利用效率，以達到充分和全面利用太陽能的目的，不僅可以實現對廠房內部供暖的功能，還可以使建筑物實現自然通風的功能。

本實用新型的優(yōu)點及有益效果是：

1、本實用新型豎向圍護結構外側的被動吸熱鋼板上設有室外新鮮空氣入口，在浮力和引力作用下，室外空氣引流板引導吸熱鋼板外側被加熱的室外新鮮空氣進入對流輻射空間，達到給廠房內部提供新鮮空氣的目的，同時僅吸入被加熱后的新鮮空氣，更加有效地利用了太陽能。

2、本實用新型豎向圍護結構外側的被動吸熱鋼板上設有室外新鮮空氣入口，室外新鮮空氣入口內側上部裝有自動下落擋風板，自動下落擋風板在外側空氣浮力減小或風機不工作時，在自重作用下下落，阻擋室外新風進入對流輻射空間。

3、本實用新型人字形屋頂上設置的被動吸熱鋼板白天可以吸入太陽能熱量，加熱室外新鮮空氣和廠房內部低溫空氣的混合氣體，加熱后的氣體在浮力或風機作用下進入廠房內部，對廠房內部進行供暖和提供新風(新鮮空氣)；吸熱鋼板在不能得到太陽輻射熱后，溫度逐漸降低，對流輻射空間內空氣溫度同步降低，溫度引起的空氣浮力作用減小，起到阻止對流輻射空間內空氣運動的作用；在風閥開啟、風機工作情況下整個系統強制工作。

4、本實用新型保溫隔熱層的設置，可以有效地阻止廠房內部儲存的熱量通過屋頂、墻體向外界的散失。本實用新型防潮層的設置，可以有效防止外側潮濕空氣進入保溫隔熱層、圍護結構墻體和圍護結構屋頂損壞圍護結構，同時起到阻止廠房內部儲存的熱量通過圍護結構墻體和圍護結構屋頂向外界傳熱的目的。

5、本實用新型圍護結構墻體、圍護結構保溫隔熱層、圍護結構防潮層下部設置廠房內部循環(huán)空氣入口和廠房內部循環(huán)空氣風門，通過廠房內部循環(huán)空氣入口和廠房內部循環(huán)空氣風門向對流輻射空間的輸送室內循環(huán)低溫空氣，在豎向圍護結構的外側裝有空氣風門，空氣風門在外側空氣浮力減小或風機不工作時，在自重作用下下落，阻擋廠房內部的室內循環(huán)低溫空氣進入對流輻射空間。

6、本實用新型對流輻射空間與上對流輻射空間連通，上對流輻射空間的高點部位設有集風管道，集風管道與上對流輻射空間側面對應處設置集風管道風口，均勻收集從上對流輻射空間的熱空氣，達到上對流輻射空間空氣流動速度均勻一致且不產生回流現象發(fā)生。

7、本實用新型通風管道上安裝風閥，用于調節(jié)風量個關閉整個通風系統，并且可以在春秋季對建筑物進行自然通風進行控制。本實用新型通風管道上安裝風機，風機可以對氣流的流向及流量起到誘導和調節(jié)的作用，并且風機的啟停控制和調節(jié)便捷。

8、本實用新型廠房內部送風采取由上向下的送風方式，與空氣浮力作用相反，起到了阻止熱空氣向上流動的部分作用；廠房下部空氣入口為廠房低溫空氣流出廠房內的通道，起到熱空氣向下部流動的作用，減小廠房內部溫度梯度，亦起到阻止灰塵產生。

附圖說明

圖1為本實用新型太陽能輻射熱供暖及通風系統結構圖。

圖2為本實用新型室外新鮮空氣入口結構圖。

圖3為本實用新型廠房內部循環(huán)空氣風門結構圖。

圖4為本實用新型集風管道圖。

圖5為本實用新型太陽能輻射熱供暖溫度分布圖。

圖中，1、圍護結構墻體；2、廠房內部循環(huán)空氣風門；2-1、電磁鐵；2-2、空氣風門；2-3、空氣風門轉軸；3、廠房內部循環(huán)空氣入口；4、圍護結構保溫隔熱層；5、圍護結構防潮層；6、對流輻射空間；7、室外新鮮空氣入口；7-1、室外空氣引流板；7-2、自動下落擋風板轉軸；7-3、自動下落擋風板；8、吸熱鋼板；9、上對流輻射空間；10、集風管道；10-1集風管道風口；11、通風管道；12、風閥；13、風機；14、開間方向分配風管；15、進深方向送風管；16、出風口。

具體實施方式

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。為了使本實用新型實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

如圖1-圖4所示，本實用新型利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖及通風系統，包括圍護結構和地面，圍護結構為水平布置的人字形屋頂、豎向圍護結構組合，通過圍護結構和地面構成的廠房內部空間。廠房內部空間的側面與對流輻射空間連通，廠房內部空間的頂部與上對流輻射空間連通，對流輻射空間與廠房內部空間通過豎向圍護結構分隔，上對流輻射空間與廠房內部空間通過人字形屋頂分隔。

如圖1所示，豎向圍護結構的圍護結構墻體1外側依次設置圍護結構保溫隔熱層4、圍護結構防潮層5，人字形屋頂的外側依次設置保溫隔熱層、防潮層，圍護結構保溫隔熱層4與人字形屋頂的保溫隔熱層連成一體，圍護結構防潮層5與人字形屋頂的防潮層連成一體。

如圖1、圖3所示，在太陽光可以輻射到的豎向圍護結構外側下部設有廠房內部循環(huán)空氣風門2，廠房內部循環(huán)空氣風門2上設有靠自重關閉的空氣風門2-2，空氣風門2-2通過空氣風門轉軸2-3與豎向圍護結構連接，豎向圍護結構上安裝電磁鐵2-1，通過直流電控制空氣風門2-2在夜晚和春秋季節(jié)關閉。與廠房內部循環(huán)空氣風門2一側對應的豎向圍護結構上，設置與廠房內部相通的廠房內部循環(huán)空氣入口3(室內循環(huán)低溫空氣入口)。

如圖1所示，豎向圍護結構的外側設置吸熱鋼板8，豎向圍護結構的圍護結構保溫隔熱層4和圍護結構防潮層5外側，與吸熱鋼板8組成對流輻射空間6。人字形屋頂的外側設置吸熱鋼板，人字形屋頂的保溫隔熱層和防潮層外側，與人字形屋頂外側的吸熱鋼板組成上對流輻射空間9。吸熱鋼板8與人字形屋頂外側的吸熱鋼板連成一體，對流輻射空間6與上對流輻射空間9連通。

如圖1、圖2所示，豎向圍護結構外側的吸熱鋼板8上設有室外新鮮空氣入口7，室外新鮮空氣入口7由室外空氣引流板7-1、自動下落擋風板轉軸7-2、自動下落擋風板7-3組成，室外空氣引流板7-1位于吸熱鋼板8的外側，自動下落擋風板7-3位于吸熱鋼板8的內側，自動下落擋風板7-3通過自動下落擋風板轉軸7-2與吸熱鋼板8鉸接。吸熱鋼板外側噴涂有太陽能吸熱材料層，吸熱鋼板受到太陽輻射后溫度升高。

豎向圍護結構外側的吸熱鋼板8上距離廠房外部自然地面高1.5m、1.8m以上設有室外新鮮空氣入口7(新風進口)，高1.5m、1.8m的新風進口間距0.3m，且向上每隔1m開有室外新鮮空氣入口7(新風進口)，室外新鮮空氣入口7的進風口水平方向長50mm、垂直方向高10mm，室外新鮮空氣入口7外側的室外空氣引流板7-1與吸熱鋼板8呈30°夾角，室外新鮮空氣入口7內側的自動下落擋風板7-3通過自動下落擋風板轉軸7-2與吸熱鋼板8相連，自動下落擋風板轉軸7-2的兩端安裝在吸熱鋼板8上。室外空氣引流板7-1的作用是：引導吸熱鋼板8外表面附近的被加熱空氣在浮力作用下進入對流輻射空間6，充分利用吸熱鋼板8外表面的熱量。

如圖1、圖4所示，上對流輻射空間9高點部位水平設置與其出口對應的集風管道10，集風管道10上開設與上對流輻射空間9對應的集風管道風口10-1。集風管道風口10-1采用長方形，集風管道10通過集風管道風口10-1收集來自上對流輻射空間9的熱空氣，集風管道風口10-1的開口尺寸在開間方向由兩側大逐漸向中心減小，集風管道風口10-1的相鄰間距在開間方向由兩側大逐漸向中心減小(或按集風管道10長度方向2m設置一個)，以保證在對流輻射空間6和上對流輻射空間9被加熱的空氣均勻向上流動。

集風管道10在開間方向中心向下連接有向廠房內部送入空氣的通風管道11，通風管道11上安裝風閥12、風機13(軸流風機)，通風管道11下部與交叉設置的開間方向分配風管14(縱向)、進深方向送風管15(橫向)連通，開間方向分配風管14、進深方向送風管15的下部分別設置出風口16。廠房內部循環(huán)空氣入口3、對流輻射空間6、室外新鮮空氣入口7、上對流輻射空間9、集風管道10、通風管道11、風閥12、風機13，構成對流輻射空間6、上對流輻射空間9與廠房內部空間的供暖新風通道。

本實用新型的工作原理為：

如圖1-圖4所示，白天晴天時，豎向圍護結構外側的吸熱鋼板8接受太陽輻射照射使溫度升高，不斷的向內側對流輻射空間6和吸熱鋼板8外放熱，使吸熱鋼板8附近的空氣溫度升高，吸熱鋼板8內外側空氣在浮力作用下向上運動。當風機13、風閥12開啟后，空氣風門2-2、自動下落擋風板7-3打開；空氣風門2-2打開后，吸熱鋼板8外側被加熱空氣在室外空氣引流板7-1的引導下進入對流輻射空間6，與原有空氣混合后繼續(xù)向上部運動；自動下落擋風板7-3打開后，廠房內部的室內循環(huán)低溫空氣進入對流輻射空間6并向上運動；人字形屋頂外側的吸熱鋼板繼續(xù)對上對流輻射空間9內流動空氣進行加熱，加熱后的熱空氣進入集風管道10，進一步通過風閥12、風機13、開間方向分配風管14、進深方向送風管15、出風口16后進入廠房內部，從而達到供暖和提供新風的目的。根據廠房內部的供暖需求選擇性的開啟和關閉風機13，并同時調節(jié)風機13的轉速，控制進入廠房內空氣量，從而達到對廠房供暖調節(jié)的目的；廠房內部的送風采用上送下出方式，目的是減小廠房內部的溫度梯度，熱空氣向下部流動，減小灰塵的產生，滿足人體舒適性要求。

如圖5所示，從太陽能輻射熱供暖溫度分布圖看出，室外環(huán)境溫度為255K(-18℃)。利用工業(yè)廠房外圍護結構的太陽能輻射熱供暖系統對北方地區(qū)工業(yè)廠房供暖，廠房內部溫度最低值為280K(6.85℃)，高值為295K(21.85℃)，效果是非常明顯的。

在春秋季節(jié)，可人為通過直流電控制擋風板在春秋季節(jié)關閉，利用對流輻射空間的浮力達到給廠房提供新風的目的，通過開啟和調節(jié)風閥進行流量控制，滿足廠房內部對空氣質量要求，達到一個適合工人工作的舒適環(huán)境。從而，將主動式太陽能供暖系統與被動式太陽能供暖系統聯合起來，室外新風與廠房內部空氣混合使用，組成供暖、新風系統，將太陽輻射熱量和功能發(fā)揮全面。