人工生態(tài)外墻的制作方法
【專利摘要】一種人工生態(tài)外墻，其特征在于：其包括通過支架固設于墻體外壁的隔熱裝置及與所述隔熱裝置連通的換熱裝置，其中，所述隔熱裝置自陽光照射的一面依次包括玻璃蓋板、換熱層及隔熱加強層；所述換熱裝置依次包括與所述供水管連通的循環(huán)泵、與所述回水管連通的熱交換器、與所述熱交換器連通的儲水箱及用于向熱交換器箱體內(nèi)補充水的補水管，水流經(jīng)循環(huán)泵泵入至所述供水管內(nèi)、流經(jīng)換熱管吸熱后進入所述熱交換器與所述熱交換器熱交換箱內(nèi)的水進行熱交換后再次經(jīng)循環(huán)泵作用流入供水管進行循環(huán)。
【專利說明】
人工生態(tài)外墻
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及固定建筑物領域，尤其涉及一種人工生態(tài)外墻。
【背景技術】
[0002]我國南方大部分地區(qū)屬于亞熱帶季風氣候區(qū)，該地區(qū)城市夏季普遍存在過熱現(xiàn)象，夏季太陽輻射強烈的東、西外墻表面溫度可高達60°C以上。外墻溫度過高將直接影響室內(nèi)熱舒適性，增大建筑空調(diào)能耗，因此降低外墻表面溫度，隔熱措施至關重要。而總結(jié)以往經(jīng)驗，目前大部分隔熱措施往往只考慮室內(nèi)環(huán)境，多采用強反射和高絕熱材料貼裝在建筑外表面上或單純增大圍護結(jié)構熱阻(吸收隔熱和反射隔熱)，最大可能地把建筑外表面接收的太陽輻射轉(zhuǎn)移到環(huán)境中去。在建筑密集、植被稀少、外部空間不足的城市空間，這些熱空氣滯留在通風不良的死角，會形成大大小小的熱島群。散熱不足將出現(xiàn)隔熱愈強，室外空氣愈熱的不良后果，一定程度上加劇城市的“熱島效應”。
[0003]合適的墻體隔熱技術應不僅關注隔熱效果和熱工性能，還應降低其對室外環(huán)境的熱影響，在創(chuàng)造良好室內(nèi)環(huán)境的同時盡可能地減少對室外環(huán)境形成負擔。近幾年來國內(nèi)外一些工程項目模仿植被屋面的做法，開展了 “墻面綠化”的嘗試，依靠綠色植物自身的遮陽和蒸發(fā)作用阻隔太陽輻射得熱，具有生態(tài)和隔熱的雙重效益，可減輕城市的熱島效應。但是綠化墻面影響因素眾多，不易管理和控制，不斷上漲的安裝和后期維護費用、墻體的耐腐蝕程度、墻面的美觀性、用水和防水問題等因素限制了這種技術的應用。
[0004]綠化墻面的優(yōu)勢來源于植物的隔熱機理，其弊端也源于植物的不可控性。如能摒棄植物隔熱的缺點，建立一種與綠化墻面隔熱效果相同，又易于控制管理的人工生態(tài)隔熱系統(tǒng)，將會在我國南方地區(qū)形成巨大的經(jīng)濟和生態(tài)雙重效益。綠化墻面通過植物消化吸收和反射大部分太陽輻射，僅向室內(nèi)和室外傳遞少部分能量，且反射和發(fā)射的電磁波不會對環(huán)境產(chǎn)生熱影響。產(chǎn)生這種效果的根本原因是植物特別的表面熱輻射特性和能量消耗方式，
【申請人】以此兩點為基礎自主發(fā)明了一種仿綠化墻面隔熱效果的人工生態(tài)外墻。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種人工生態(tài)外墻。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種人工生態(tài)外墻，其包括通過支架固設于墻體外壁的隔熱裝置及與所述隔熱裝置連通的換熱裝置，其中，
所述隔熱裝置自陽光照射的一面依次包括玻璃蓋板、換熱層及隔熱加強層，其中:
所述玻璃蓋板與所述換熱層之間間隔布置形成空氣間層；
所述換熱層包括多根換熱管各換熱管為管狀構件，換熱管的一端與一供水管連接，換熱管的另一端與一回水管連接；
所述隔熱加強層朝向換熱層的一側(cè)表面定義為阻熱面，阻熱面上設有熱反射涂層，所述換熱管縱向排列且平行間隔布置于所述阻熱面上；
所述換熱裝置依次包括與所述供水管連通的循環(huán)栗、與所述回水管連通的熱交換器、與所述熱交換器連通的儲水箱及用于向熱交換器箱體內(nèi)補充水的補水管，水流經(jīng)循環(huán)栗栗入至所述供水管內(nèi)、流經(jīng)換熱管吸熱后進入所述熱交換器與所述熱交換器熱交換箱內(nèi)的水進行熱交換后再次經(jīng)循環(huán)栗作用流入供水管進行循環(huán)。
[0007]優(yōu)選地，所述換熱管為毛細管，相鄰兩換熱管之間的間距為10?30毫米，所述換熱管內(nèi)徑為2?4暈米。
[0008]優(yōu)選地，所述換熱管為塑料管。
[0009]優(yōu)選地，所述供水管設于所述墻體外壁下端，所述回水管設于所述墻體外壁上端。
[0010]優(yōu)選地，當所述熱交換箱中的水溫達到預定溫度時，所述熱交換箱中的水流出至儲水箱，所述熱交換箱中的水由與所述熱交換箱連接的補水管補入冷水。
[0011]優(yōu)選地，所述儲水箱還連接有一加熱器，通過所述加熱器對儲備用水進行加熱后流出可當生活用水預熱使用。
[0012]優(yōu)選地，所述玻璃蓋板朝向換熱層的一側(cè)表面上涂布有選擇性吸收層。
[0013]優(yōu)選地，所述玻璃蓋板與所述換熱層之間的間距大于換熱管的管徑。
[0014]優(yōu)選地，所述換熱管呈螺旋狀盤旋，內(nèi)徑為2?4毫米，螺距為8?10毫米，所述換熱管螺旋狀的底面半徑為10?20毫米，所述玻璃蓋板與所述換熱層之間的間距不大于所述換熱管螺旋狀的底面半徑。
[0015]優(yōu)選地，所述隔熱加強層為隔熱磚或泡沫，所述阻熱面上對應于各換熱管開設有凹槽，凹槽在長度方向上為等截面結(jié)構，凹槽的槽底為一圓弧面，該圓弧面的圓心與對應換熱管的中心線重合，圓弧面的角度為120°?150°，圓弧面與換熱管之間的距離為螺旋狀換熱管底面半徑的一半，所述阻熱面上涂覆有熱反射涂層，所述熱反射涂層采用太陽能屏蔽涂層、太陽熱反射涂層、太空隔熱涂層、節(jié)能保溫涂層、紅外偽裝降溫涂層中的任一種。
[0016]由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點:
1.本發(fā)明使用玻璃蓋板，透光性好，有利于陽光最大限度進入人工生態(tài)外墻內(nèi)部且防腐蝕性更好；
2.本發(fā)明玻璃蓋板上的涂層可以對太陽輻射進行選擇性吸收，與綠化墻面具有相同的吸收效果，即吸收相同波譜和相同份額的太陽輻射的熱；
3.本發(fā)明所述隔熱加強層的阻熱面上設有熱反射涂層，隔熱加強層反射的太陽輻射不能通過玻璃蓋板的涂層，所以太陽輻射在隔熱加強層和玻璃蓋板之間反復反射，最終全部被換熱管中的水吸收帶走；
4.所述玻璃蓋板與換熱層之間間隔布置，即設置空氣間層，所述玻璃蓋板與所述換熱層之間的間距大于換熱管的管徑，有利于增強隔熱加強層和玻璃蓋板之間反復反射，從而提高換熱管吸收熱量的效率；
5.本發(fā)明的換熱管中的冷卻水吸收太陽輻射的熱量后，經(jīng)過換熱器熱交換后，可作為生活用水繼續(xù)使用，有效利用太陽能資源，提高系統(tǒng)能源利用率，進一步達到建筑節(jié)能降耗的效果，是一種良好的綠色建筑墻體隔熱技術；
6.本發(fā)明換熱管密布排列有效阻隔太陽輻射，增大墻體熱惰性，降低外墻表面溫度，延遲溫度響應時間，提高室內(nèi)熱舒適性，降低空調(diào)負荷且施工簡單，維護方便；
7.本發(fā)明形成的一套仿綠化墻面隔熱效果的人工生態(tài)外墻，具有保溫和隔熱特性的同時，還具有防水、防潮、耐久性好、防火性能優(yōu)的特性，并且可以摒除原有水冷幕墻換熱面積小、循環(huán)水與墻體直接接觸和密閉性要求高的問題。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述的人工生態(tài)外墻中隔熱裝置結(jié)構示意圖；
圖2為本發(fā)明所述的人工生態(tài)外墻系統(tǒng)原理圖；
圖3為本發(fā)明實施例安裝狀態(tài)下側(cè)面剖視圖；
圖4為本發(fā)明實施例安裝狀態(tài)下?lián)Q熱管和隔熱加強層正視圖；
圖5為本發(fā)明實施例俯視圖；
其中:1、墻體;2、玻璃蓋板;3、換熱管;4、隔熱加強層;5、回水管;6、供水管;7、循環(huán)栗；
8、熱交換器;9、儲水箱；10、補水管；11、凹槽;12、空氣間層；13、加熱器。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
實施例一:
參見圖1和圖2所示一種人工生態(tài)外墻，其包括通過支架固設于墻體I外壁的隔熱裝置及與所述隔熱裝置連通的換熱裝置，其中，所述隔熱裝置自陽光照射的一面依次包括玻璃蓋板2、換熱層及隔熱加強層4，其中:所述玻璃蓋板2與所述換熱層之間間隔布置形成空氣間層12;所述換熱層包括多根換熱管，各換熱管為管狀構件，換熱管3的一端與一供水管連接，換熱管3的另一端與一回水管連接;所述隔熱加強層4朝向換熱層的一側(cè)表面定義為阻熱面，阻熱面上設有熱反射涂層，所述換熱管3縱向排列且平行間隔布置于所述阻熱面上；所述換熱裝置依次包括與所述供水管連通的循環(huán)栗7、與所述回水管5連通的熱交換器8、與所述熱交換器連通的儲水箱9及用于向熱交換器箱體內(nèi)補充水的補水管10，水流經(jīng)循環(huán)栗栗入至所述供水管6內(nèi)、流經(jīng)換熱管3吸熱后進入所述熱交換器8與所述熱交換器熱交換箱內(nèi)的水進行熱交換后再次經(jīng)循環(huán)栗7作用流入供水管6進行循環(huán)。
[0019]所述換熱管3為毛細管，相鄰兩換熱管之間的間距為10?30毫米，所述換熱管內(nèi)徑為2?4毫米。
[0020]所述換熱管3為塑料管。
[0021]所述供水管6設于所述墻體I外壁下端，所述回水管5設于所述墻體I外壁上端。
[0022]當所述熱交換箱中的水溫達到預定溫度時，所述熱交換箱中的水流出至儲水箱9，所述熱交換箱中的水由與所述熱交換箱連接的補水管10補入冷水。
[0023]所述儲水箱9還連接有一加熱器13，通過所述加熱器13對儲備用水進行加熱后流出可當生活用水預熱使用。
[0024]所述玻璃蓋板朝向換熱層的一側(cè)表面上涂布有選擇性吸收層。所述選擇性吸收層可采用無機型水性涂層或防水型溶劑性涂層，通過顏色不同對太陽輻射進行選擇性吸收。
[0025]所述玻璃蓋板與所述換熱層之間的間距大于換熱管的管徑，所述玻璃蓋板與所述換熱層之間的間距小于換熱管的管徑時，不利于太陽輻射在隔熱加強層和玻璃蓋板之間反復反射，換熱管吸收熱量的效率會大幅降低。
[0026]實施例二:
參見圖3、圖4及圖5所示，一種人工生態(tài)外墻，其包括通過支架固設于墻體I外壁的隔熱裝置及與所述隔熱裝置連通的換熱裝置，其中，
所述隔熱裝置自陽光照射的一面依次包括玻璃蓋板2、換熱層及隔熱加強層4，其中: 所述玻璃蓋板2與所述換熱層之間間隔布置形成空氣間層12;
所述換熱層包括多根換熱管3，所述換熱管3縱向排列且平行間隔布置于所述阻熱面上，各換熱管為管狀構件，該管狀構件呈螺旋狀盤旋，管狀構件的內(nèi)徑為3.5毫米，螺旋狀的螺距為8.5毫米，相鄰兩換熱管3之間的間距為15毫米，換熱管3的一端與一供水管6連接，換熱管3的另一端與一回水管5連接；
所述隔熱加強層4朝向換熱層的一側(cè)表面定義為阻熱面，阻熱面上對應于各換熱管3開設有凹槽11，凹槽11在長度方向上為等截面結(jié)構，凹槽11的槽底為一圓弧面，該圓弧面的圓心與對應換熱管3螺旋狀的中心線重合，圓弧面的角度為145°，圓弧面與換熱管3之間的距離為螺旋狀底面半徑的一半，阻熱面上設有熱反射涂層；
所述換熱裝置依次包括與所述供水管連通的循環(huán)栗7、與所述回水管連通的熱交換器
8、與所述熱交換器連通的儲水箱9及用于向熱交換器箱體內(nèi)補充水的補水管10，水流經(jīng)循環(huán)栗栗入至所述供水管6內(nèi)、流經(jīng)換熱管3吸熱后進入所述熱交換器8與所述熱交換器熱交換箱內(nèi)的水進行熱交換后再次經(jīng)循環(huán)栗作用流入供水管6進行循環(huán)。
[0027]所述玻璃蓋板2朝向換熱層的一側(cè)表面上涂布有選擇性吸收層。
[0028]所述隔熱加強層4為隔熱磚或泡沫。
[0029]所述換熱管3為毛細管。
[0030]所述供水管6設于所述墻體外壁下端，所述回水管5設于所述墻體外壁上端。
[0031]當所述熱交換箱8中的水溫達到預定溫度時，所述熱交換箱8中的水流出至儲水箱9，所述熱交換箱8中的水由與所述熱交換箱8連接的補水管1補入冷水。
[0032]所述儲水箱還連接有一加熱器13，通過所述加熱器13對儲備用水進行加熱后流出可當生活用水預熱使用。
[0033]所述熱反射涂層采用太陽能屏蔽涂層、太陽熱反射涂層、太空隔熱涂層、節(jié)能保溫涂層、紅外偽裝降溫涂層中的任一種。
[0034]太陽光透過玻璃蓋板2投射在換熱管3及隔熱加強層4上，換熱管3管壁的熱量直接被換熱管3內(nèi)的冷卻水帶走，而隔熱加強層4上的凹槽11將其接收到的熱量集中反射至換熱管3上，再通過換熱管3內(nèi)的冷卻水將熱量帶走，各換熱管3中加溫后的冷卻水經(jīng)由回水管5流入熱交換器8中，經(jīng)熱交換器8冷卻后，再經(jīng)過循環(huán)栗7重新進入各換熱管3內(nèi)，如此循環(huán)。當不需要使用冷卻水時，冷卻水可回收至儲水箱9中作為生活用水。
[0035]實際應用中，若換熱管3為直管、S形管或其他結(jié)構的管子，也可達到效果;本實施例中，所述阻熱面上對應于各換熱管3開設有凹槽11，而在實際應用中，若阻熱面為平面，沒有開設凹槽11，也可達到效果。
[0036]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種人工生態(tài)外墻，其特征在于:其包括通過支架固設于墻體外壁的隔熱裝置及與所述隔熱裝置連通的換熱裝置，其中， 所述隔熱裝置自陽光照射的一面依次包括玻璃蓋板、換熱層及隔熱加強層，其中: 所述玻璃蓋板與所述換熱層之間間隔布置形成空氣間層； 所述換熱層包括多根換熱管，各換熱管為管狀構件，所述換熱管的一端與一供水管連接，所述換熱管的另一端與一回水管連接； 所述隔熱加強層朝向換熱層的一側(cè)表面定義為阻熱面，阻熱面上設有熱反射涂層，所述換熱管縱向排列且平行間隔布置于所述阻熱面上； 所述換熱裝置依次包括與所述供水管連通的循環(huán)栗、與所述回水管連通的熱交換器、與所述熱交換器連通的儲水箱及用于向熱交換器箱體內(nèi)補充水的補水管，水流經(jīng)循環(huán)栗栗入至所述供水管內(nèi)、流經(jīng)換熱管吸熱后進入所述熱交換器與所述熱交換器熱交換箱內(nèi)的水進行熱交換后再次經(jīng)循環(huán)栗作用流入供水管進行循環(huán)。2.根據(jù)權利要求1所述的人工生態(tài)外墻，其特征在于:所述換熱管為毛細管，相鄰兩換熱管之間的間距為10~30毫米，所述換熱管內(nèi)徑為2?4毫米。3.根據(jù)權利要求1所述的人工生態(tài)外墻，其特征在于:所述換熱管為塑料管。4.根據(jù)權利要求1所述的人工生態(tài)外墻，其特征在于:所述供水管設于所述墻體外壁下端，所述回水管設于所述墻體外壁上端。5.根據(jù)權利要求1所述的人工生態(tài)外墻，其特征在于:當所述熱交換箱中的水溫達到預定溫度時，所述熱交換箱中的水流出至儲水箱，所述熱交換箱中的水由與所述熱交換箱連接的補水管補入冷水。6.根據(jù)權利要求5所述的人工生態(tài)外墻，其特征在于:所述儲水箱還連接有一加熱器，通過所述加熱器對儲備用水進行加熱后流出可當生活用水預熱使用。7.根據(jù)權利要求1所述的人工生態(tài)外墻，其特征在于:所述玻璃蓋板朝向換熱層的一側(cè)表面上涂布有選擇性吸收層。8.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的人工生態(tài)外墻，其特征在于:所述玻璃蓋板與所述換熱層之間的間距大于換熱管的管徑。9.根據(jù)權利要求1所述的人工生態(tài)外墻，其特征在于:所述換熱管呈螺旋狀盤旋，內(nèi)徑為2?4毫米，螺距為8?10毫米，所述換熱管螺旋狀的底面半徑為10?20毫米，所述玻璃蓋板與所述換熱層之間的間距不大于所述換熱管螺旋狀的底面半徑。10.根據(jù)權利要求1所述的人工生態(tài)外墻，其特征在于:所述隔熱加強層為隔熱磚或泡沫，所述阻熱面上對應于各換熱管開設有凹槽，凹槽在長度方向上為等截面結(jié)構，凹槽的槽底為一圓弧面，該圓弧面的圓心與對應換熱管的中心線重合，圓弧面的角度為120°?150°，圓弧面與換熱管之間的距離為螺旋狀換熱管底面半徑的一半，所述阻熱面上涂覆有熱反射涂層，所述熱反射涂層采用太陽能屏蔽涂層、太陽熱反射涂層、太空隔熱涂層、節(jié)能保溫涂層、紅外偽裝降溫涂層中的任一種。
【文檔編號】F24D17/00GK105890035SQ201610242582
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】李翠敏
【申請人】蘇州科技學院