專利名稱：利用太陽能、空氣和水實現供熱和供冷的建筑墻的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于太陽能集熱墻領域，具體涉及一種利用太陽能、空氣和水實現供熱和供冷的建筑墻。
背景技術：
太陽能能源是來自地球外部天體的能源(主要是太陽能)，人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。太陽能作為清潔能源，具有巨大、長久、廣泛、無害的特點。目前，太陽能的利用方式主要包括太陽能的光熱利用、光電利用、光化學利用以及光生物利用。其中光電轉化存在轉化率低(10% _15%)、造價高的問題、尚處在開發階段。相比之下，光熱轉化具有原理簡單，轉化效率高(可達50%以上)，已被普遍運用。中國13億人口，家用空調年耗電在400億千瓦時以上，相當于三峽水電站最高發電量的50%。如果能·實現太陽能供熱和節電制冷，將會有效緩解能源危機。在現有的利用光熱效應的設備和方法中，使用最多的有太陽能集熱器和太陽房。太陽能集熱器主要有平板型集熱器和聚焦式集熱器。但是太陽能集熱器存在以下問題I.主要在房屋頂部安裝并利用太陽能，至于照射到墻面的太陽能卻沒有得到很好的利用。2.集熱器大多只能對用戶提供熱水，實現少量的冬季供暖，不能實現夏季供冷。太陽房有直接受益式、蓄熱墻、附加溫室和蓄熱屋頂，其中直接受益式和蓄熱墻兩種形式使用最多，蓄熱墻方面主要以特朗貝墻采用的最多。但其存在以下問題I.得熱效率低(只有直接受益式的1/5，太陽能得不到充分的利用)。2.由于冬季日照時間短，日落以后，室外溫度低，室內溫度高，蓄熱能力差，這樣導致熱量回流散失，不能有效緩解室內外溫差。

實用新型內容為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種利用太陽能、空氣和水實現供熱和供冷的建筑墻，以普通磚結構墻體的基礎上進行改造，利用太陽能，空氣和水的復合系統，實現在陽光充足的地區冬季省電采暖，夏季節電供冷，并能有效緩解室內晝夜溫差，發揮出了太陽能在降低環境資源消耗上的優勢。為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種利用太陽能、空氣和水實現供熱和供冷的建筑墻，包括墻體1，在墻體I的上部開有使室內外通透的上管口 2，下部開有使室內外通透的下管口 3，墻體I雙面均設置有隔水層6，在室外與墻體I間隔一定距離設置玻璃層4，在室內與墻體I間隔一定距離設置鑄鐵層5，玻璃層4與墻體I之間形成第一腔室7，鑄鐵層5與墻體I之間形成第二腔室8，第一腔室7和第二腔室8通過上管口 2和下管口 3導通。與現有技術相比，本實用新型價格低廉、易于實現，普遍，被加熱的水可以作其他用途如洗澡，做飯等。冬季供熱時熱源為太陽能，整個過程干凈，節能，自然、生態。此新型集熱散熱墻的最大優點是實現冬季的供暖，夏季的散熱，并能有效緩解室內外的溫差，

附圖為本實用新型結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明。如附圖所示，本實用新型為一種利用太陽能、空氣和水實現供熱和供冷的建筑墻，包括墻體1，在墻體I的上部開有使室內外通透的上管口 2，下部開有使室內外通透的下管口 3，墻體I雙面均設置有隔水層6，在室外與墻體I間隔一定距離設置玻璃層4，在室內與墻體I間隔一定距離設置鑄鐵層5，玻璃層4與墻體I之間形成第一腔室7，鑄鐵層5與墻體I之間形成第二腔室8，第一腔室7和第二腔室8通過上管口 2和下管口 3導通。
·[0017]為了能夠很好的說明本實用新型的工作原理和流程，分別取冬季和夏季兩種情況加以說明冬季，室外的溫度要明顯低于室內，冷空氣進入室內會使溫度降低，為了提高舒適度，要做的是提高室內溫度，同時防止室內熱量的散失。早晨，太陽升起時，陽光照射到集熱散熱墻上，將第一腔室7和第二腔室8內充滿水介質，通過太陽能實現對第一腔室7內水的加熱，當水溫上升到某一預定值時，利用內部的傳感器傳遞信號給溫控開關，溫控開關閉合，水泵開始工作，通過水泵將已加熱的水輸送到房屋墻壁的內表面即第二腔室8，通過壓力將原來第二腔室8的冷水輸入第一腔室7，形成循環，第二腔室8水溫高于室內的溫度，再通過鑄鐵層5，主要以熱對流和熱輻射的方式將熱量傳遞到室內。傍晚，室內的溫度要高于室外，室內熱量會往外散失，在最初，無太陽光照射時，循環系統內的熱水還會將剩余的熱量傳遞到室內，減緩了室內溫度的驟降，隨著第一腔室7和第二腔室8水溫的下降，到達某一預定值時，利用內部的傳感器傳遞信號給溫控開關，溫控開關閉合，水泵工作，將冷水抽出，防止夜晚溫度過低導致管道凍結。夏季，室外的溫度要明顯高于室內，熱量向室內傳遞，為了提高室內的舒適度，要做的便是阻止室外的熱量向內傳遞，并且在夜晚，盡可能地降低室內的溫度。夏季時，墻體的工作與在冬季時恰好相反，第一腔室7和第二腔室8內為空氣，由于夏季陽光入射角比較大，光照時間長，通過設置屋檐伸出的長度，能夠有效的減少陽光對集熱散熱墻的日照強度，減少陽光中的紅外線和紫外線等對管內空氣進行加熱，同時空氣的傳熱系數比較小，熱阻大，能夠阻止室外熱量向內的傳遞，此外可以在上管口 2和下管口3增添閥門，減少內部空氣的對流換熱。夜間，通過水泵將水輸入到第二腔室8，最初時，水溫低于室內的溫度，由于水的比熱容很大，可以通過鑄鐵層5，大量吸收室內空氣的熱量，水溫升高，當到達某一預定值時，利用內部的傳感器傳遞信號給溫控開關，溫控開關閉合，水泵將管內的熱水抽出，防止房內過度悶熱，并重新輸入冷水，實現水的循環，持續將室內的熱量排出。在此結構中，第一腔室7和第二腔室8主要起冬季供熱和供暖的作用，主要仍以常用的磚結構來實現房屋的承重，此外，磚結構造價低廉，并且具有良好的蓄熱性能。[0025]由此，本實用新型冬季白天利用集熱墻吸收太陽能，對水加熱，水吸收熱量溫度升高，到達一定值時，將熱水輸送至墻的內表面，由于水的蓄熱能力較強，可向室內傳遞大量熱量，使室內的溫度升高。到夜晚時，此墻可將其內剩余的熱量傳入室內，緩解室內外溫差，同時空氣層能夠阻止室內熱量向室外傳遞，減少室內的熱量損失，起到保溫的效果；夏季白天，由于空氣傳熱系數小，熱阻大，可阻止室外的熱量向室內的傳遞，減緩室內溫度的升高，到夜晚時，墻的兩側是水間層，水溫低于室內溫度，從室內吸熱，水溫上升到一定值時排出，將熱量帶走，重新輸入新的冷水，實現水的循環吸熱。·
權利要求1.一種利用太陽能、空氣和水實現供熱和供冷的建筑墻，包括墻體(1)，其特征在于，在墻體(I)的上部開有使室內外通透的上管口(2)，下部開有使室內外通透的下管口(3)，墻體(I)雙面均設置有隔水層(6)，在室外與墻體(I)間隔一定距離設置玻璃層(4)，在室內與墻體(I)間隔一定距離設置鑄鐵層(5)，玻璃層(4)與墻體(I)之間形成第一腔室(7)，鑄鐵層(5)與墻體(I)之間形成第二腔室(8)，第一腔室(7)和第二腔室(8)通過上管口(2)和下管口(3)導通。
專利摘要一種利用太陽能、空氣和水實現供熱和供冷的建筑墻，包括墻體，在墻體的上部開有使室內外通透的上管口，下部開有使室內外通透的下管口，墻體雙面均設置有隔水層，在室外與墻體間隔一定距離設置玻璃層，在室內與墻體間隔一定距離設置鑄鐵層，玻璃層與墻體之間形成第一腔室，鑄鐵層與墻體之間形成第二腔室，第一腔室和第二腔室通過上管口和下管口導通，本實用新型價格低廉、易于實現，普遍，被加熱的水可以作其他用途如洗澡，做飯等。冬季供熱時熱源為太陽能，整個過程干凈，節能，自然、生態。此新型集熱散熱墻的最大優點是實現冬季的供暖，夏季的散熱，并能有效緩解室內外的溫差。
文檔編號E04B2/02GK202731013SQ201220231119
公開日2013年2月13日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者姚青, 馬強, 高敏, 鄭凱 申請人:西安建筑科技大學