[實用新型]一種太陽能集熱和輻射制冷綜合應用的特隆布墻

有效

• 申請號: 201420080614.0
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN203729450U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 裴剛;胡名科;張龍燦;季杰
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: E04B1/74
• 分類號: E04B1/74;E04B2/00;F24J2/20
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本實用新型屬于能源利用技術的領域，具體涉及太陽能集熱和輻射制冷的應用。

背景技術

國內外學者對特隆布(Trombe)墻技術已有近半個世紀的的研究進展，它因1966年首次提出這一概念的法國教授Felix?Trombe而得名。傳統的Trombe墻主要由透明蓋板、集熱蓄熱墻、空氣流道、上下通風口和擋板構成。其工作原理是：白天利用集熱蓄熱墻涂黑的外表面吸收太陽能，通過熱虹吸作用使室內的冷空氣經下通風口進入透明蓋板和集熱蓄熱墻之間空氣流道內受熱成為熱空氣，再經上通風口流入室內供暖，同時也有部分熱量通過南向墻體導熱傳入室內供暖；夜間，儲存于南向墻體內的熱量緩慢釋放到室內供暖。Trombe墻型太陽房避免了直接受益式太陽能采暖系統午后室內溫度過高而全天室內溫度波動較大的缺點。

雖然Trombe墻技術在過去幾十年內得到了廣泛應用并有了許多改進方案，但仍然存在一些缺點，首先，傳統的Trombe墻功能單一，只能用來采暖或通風，在夏季要求供冷時對降低室內冷負荷的效果很差，甚至會增加室內冷負荷，這嚴重的制約了Trombe墻在夏季炎熱地區的推廣應用；其次，由于集熱蓄熱墻外表面涂黑，和絕大多數建筑表面不夠協調，影響了建筑物的美觀。

實用新型內容

為解決傳統Trombe墻夏季難以制冷和不夠美觀的缺點，本實用新型提出了一種能夠同時滿足冬季供暖和夏季制冷并兼顧美觀的太陽能集熱和輻射制冷綜合應用的Trombe墻。

具體的改進技術方案如下：

一種太陽能集熱和輻射制冷綜合應用的特隆布墻包括相互平行的集熱蓄熱墻和透明蓋板，集熱蓄熱墻和透明蓋板之間的空間為空氣流道；集熱蓄熱墻和透明蓋板之間的上部設有室外上通風口，下部設有室外下通風口；所述集熱蓄熱墻的上部開設有室內上通風口，下部開設有室內下通風口；所述室外上通風口和室內上通風口相互對應，所述室外下通風口和室內下通風口相互對應，改進在于：所述透明蓋板為全波段高透過率材料；所述透明蓋板的內側面上設有百葉窗簾，百葉窗簾的葉片一側面涂有選擇性吸收涂層，在0.2~3μm的太陽輻射波段內的吸收率為90～95%；另一側面為選擇性輻射表面，在8~13μm的波段內的發射率為80~90%，而在其他波段內的反射率60~90%。

所述全波段高透過率材料為聚乙烯薄膜，在0～25μm波段的透過率大于80%，其中在0.2~3μm的太陽輻射波段和8~13μm的大氣窗口波段的透過率為85～90%。

所述選擇性吸收涂層為金屬陶瓷鍍膜帶或黑鉻涂層。

所述選擇性輻射表面為聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）涂層或聚氟乙烯涂層。

本實用新型既能在冬季白天對房間采暖、夜間對房間保溫，又能在夏季白天降低房間熱負荷、夜間對房間制冷，有效解決了傳統Trombe墻只能采暖的功能單一的缺點，而外觀漂亮的百葉窗簾的使用，也彌補了傳統的Trombe墻外觀不足的缺點。

本實用新型的有益技術效果體現在以下方面：

1.?通過增設全波段高透過率材料層，在0.2~3μm的太陽輻射波段和8~13μm的大氣窗口波段的透過率達到85～90%，這樣既能在需要集熱時使大部分太陽輻射透過全波段高透過率材料層投射到百葉窗簾上，又能在需要制冷時使百葉窗簾輻射的熱量有效地透過全波段高透過率材料層散發到天空中，此外，全波段高透過率材料層的存在還能有效地減少百葉窗簾與外界環境間的對流換熱；

2.增設百葉窗簾的作用，百葉窗簾的葉片的一側面涂有選擇性吸收涂層，其在0.2~3μm的太陽輻射波段的吸收率在90~95%，而在其他波段具有很低的發射率，利用選擇性吸收涂層的這種特點，在需要對房間供暖時，將涂有選擇性吸收涂層面朝外，吸收太陽輻射能，同時降低百葉窗簾通過紅外波段向外輻射散失的熱量，從而加熱百葉窗簾與南向墻體之間的空氣流道內的空氣，并對室內進行供暖。葉片的另一側面為選擇性輻射表面，其在8~13μm的大氣窗口波段具有較高的發射率，而在其他波段內具有較高的反射率，利用這種表面的光譜特性，在白天需要降低房間冷負荷時，使投射到該表面上的太陽輻射能絕大部分被反射回去，降低吸收到的太陽輻射能，在夜間需要對房間制冷時，利用其在8~13μm的大氣窗口波段的高發射率，與溫度極低的外太空進行輻射換熱，從而降低百葉窗簾與南向墻體之間空氣流道內的空氣溫度，并對室內進行制冷；

3.此外，本實用新型所述結構也可應用于南向傾斜屋頂，由于其傾斜角的存在，使得南向傾斜屋頂與太陽或天頂方向之間的角系數更大，因而相比于垂直地面的南向墻體具有更好的白天集熱效果和晚上制冷效果。