[发明专利]主动式与被动式相结合的全年性利用相变储能房

说明书

技术领域

本发明属于能源利用技术领域，更具体地，涉及一种主动式与被动式相结合的全年性利用相变储能房。

背景技术

在建筑领域，需求一种能够蓄集大量热量以减缓室内温度波动同时能够在热量需求较大时及时将储存的热量放出的建筑材料或建筑储能系统已成为建筑节能研究的重要方向。相变墙体的应用日益成为节能领域的研究热点。

相变材料在相变区间内进行蓄、放热时，其潜热放热量明显大于普通材料的显热放热量，将其与传统建筑材料进行掺混制成相变墙板并作为建筑墙体，在夏季，能够降低室外环境透过墙体对室内的辐射传热量，从而降低室内的峰值温度，在冬季，相变墙体通过对室内入射光照的辐射热量的吸收，能够提高夜间的谷值温度；而在过渡季，通过“削峰填谷”，能够减缓室内的温度波动，使室内温度维持在人体舒适区，而且能够降低室内的冷、热负荷，具有极大的节能潜力。

尽管现阶段有诸多关于相变墙体在各季节条件下的应用方式研究，但由于冬、夏季的蓄热原理不同，未有一种利用方式能够做到对相变墙体的全年性储能利用。相变墙体在夏季的节能利用是通过作为建筑外墙的相变墙体对直射在墙体上的太阳辐射热量的“阻隔”作用来减缓温度波向室内的传递，从而降低室内的峰值温度，并在夜间将墙体蓄集的热量通过自然通风或制冷设备带出室内。相变墙体在冬季的节能利用是通过相变墙体对通过窗户或透明顶棚的太阳直射辐射热量的“吸收”作用蓄集热量并在夜间将热量放出，从而提高夜间的谷值温度。可以看出，一个是对外的“阻隔”，一个是对内的“吸收”，单纯依靠被动式的蓄能方式难以使冬、夏季的利用方式相结合。

此外，由于相变材料固有的导热系数低的特点及相变墙体的应用往往受到室外环境影响等原因，相变墙体在储能阶段及放能阶段存在着蓄、放热效率低的缺陷。在储能阶段，一方面相变材料的导热系数较低，即使相变墙体的一侧不断有太阳直射热量的流入，较低的导热效率也会导致墙体不能在一定的时间内蓄集尽可能多的热量；另一方面，如果相变墙体以辐射蓄热为主要的储能方式，由于太阳辐射在一天中不断发生变化，峰值辐射并不能持续很长时间。同时墙体的辐射蓄热会受到阴雨天气的影响，而且受室内布局的影响，直射墙体并不能大面积地接受太阳辐射，所以单纯依靠太阳的直射辐射作为相变墙体的储能方式并不可靠。在放能阶段，相变墙体同样会由于相变材料的低导热系数的特性，致使其不能在一定的时间内将其所蓄集的热量完全放出。单纯依靠被动式蓄热将极大地受以上诸多条件的限制，相变材料的储能优势并不能完全发挥。所以，提高相变墙体的蓄、放热效率是推动相变材料在建筑中大力应用的重要问题。

近些年，不断有研究者指出：通过改变相变材料的材料特性，如在相变材料中添加石墨或金属粉等方式进来改善其导热性能，能够在一定程度上提高相变储能系统的蓄、放热效率。但采用改变材料特性的方式对相蓄、放热效率的改善毕竟是有限的，并且如果将相变材料应用于建筑领域，相变墙板的蓄、放热效率在很大程度上还会受到外界环境变化的影响。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，发明人认为：强制性蓄热或放热的方式即主动的方式是提高相变墙板蓄、放热效率的有效手段。基于此，本发明提出一种合理、有效、便捷的主动式与被动式相结合并做到全年性利用的相变储能房，对新能源及相变材料在建筑中的利用率的提高有很大意义。

本发明的目的为：使应用相变材料的建筑物节能运行并使其墙体对室内空气的全年性调节、主动地提取自然冷量；提高相变墙板的蓄、效率及蓄、放热量和蓄热、蓄冷效率；提升室内的空气品质和室内舒适度。

本发明的上述目的是通过如下的技术方案实现的：

一种主动式与被动式相结合的全年性利用相变储能房，包括：屋面采光房、相变组合墙体、水系统、通风系统；所述屋面采光房包括四面不透光墙体的墙体和采光用的透光屋顶；相变组合墙体包括相变墙板、相变材料砂浆、毛细管网、玻璃盖板、风道及风口；所述水系统包括冷热水装置、储水装置和末端装置；所述通风系统包括送风装置、风道、风口及相应的密封装置。

进一步地，所述墙体采用轻质彩钢板制成。

进一步地，透光屋顶为双层中空low-e玻璃，由多块透光玻璃组成，通过该多块玻璃的灵活开启能使室内有良好的自然通风，且四面墙体均可作为外墙或内墙。

进一步地，所述相变墙板是由相变砖体通过组合并粘结而成。

进一步地，相变墙板与所述内彩钢板之间留有夹层，其中布置毛细管，内彩钢板表面贴附反射层，在相变墙板的外侧间隔一定空隙设置玻璃盖板，空隙内设置透光隔板，且在空隙的两侧布置通风系统，并在每个隔板之间布置送风口。