一种光热储能预制墙体

1.本实用新型涉及建筑节能环保的技术领域，具体涉及一种光热储能预制墙体。


背景技术：

2.人类社会的快速发展导致能源的快速消耗。建筑能耗在社会总能耗中占比较大，已经成为继工业能耗、交通能耗后第三大社会能耗消耗主体，储热材料由于具有巨大的蓄热性能，能储存多余的热量，并在需要时释放出来，降低了建筑物的运行能耗。太阳能作为一种取之不尽用之不竭的能源，将其收集并应用与建筑中，不但大量减少二次能源消耗，而且在基本不消耗其他能源的情况下，能满足建筑用能需求。但传统的建筑墙体并不能高效的将太阳辐射的光能吸收，转化为储能墙体本身所需要的热能，因此我们在墙体外表负载一层光热材料，利用光热材料的光热转换性能将太阳光吸收转化为热能。
3.光热转换是指通过反射、吸收或其他方式把太阳辐射能集中起来，转换成足够高温度的过程，以有效地满足不同负载的要求。目前，光热转换主要应用于太阳能蒸汽发电、海水淡化、太阳能收集、光热治疗、废水/污水净化等，而将太阳光能应用于建筑表面，实现建筑物的加热取暖的研究较少，本实用新型将光热转换材料用于建筑表面，利用光热转换的原理将太阳光吸收用于建筑物的加热，并在建筑物内部加入储热混凝土实现建储物的储热。碳材料因其优异的光热转换效率、高吸光度、低比热且材料本身廉价容易获取而成为了光热材料的首选。但碳材料应用于建筑物表面容易脱落，因此我们引入了同样具有良好光热转换性能的沥青材料，在沥青材料中参杂光热效果良好的碳材料，负载于建筑物表面作为光热转换层，同时由于沥青具有很好的密封性能，使得建筑物表面具有密封效果。光热转换层的引入使得建筑物对太阳光的吸收显著提高，建筑在白天接受太阳光照，转化为自身需要的热能，并储存在建筑物内部，并在环境温度降低时释放出来，满足了建筑物本身所需要的能量。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光热储能预制墙体，在墙体外设置一层光热层，利用光热层的光热转换效果更好的吸收太阳光并转换为热能，实现墙体的快速升温。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
6.光热储能预制墙体，包括从内到外顺次设置的具有光热转换功能的面层1、储能墙体层2、防水层3和饰面层4，所述储能墙体层2内还设置有钢筋笼骨架5，所述钢筋笼骨架5包括两层钢筋网，所述钢筋笼骨架5内部设置有导热丝7，所述导热丝7穿插于设置于两层钢筋网之间。
7.进一步的，钢筋网之间的间距为储能墙体层2厚度的1/2-3/4，两层钢筋网之间水平设置有多根固定钢筋。
8.进一步的，所述具有光热转换功能的面层1为厚度0.5-5mm的光热转换材料。
9.进一步的，所述导热丝7为连续碳纤维或金属丝。
10.进一步的，所述的储热墙体层2由储热混凝土制成。
11.本实用新型的有益效果为：
12.(1)将光热材料应用于建筑结构中，通过光热层的集热，相变材料的蓄热，更好的减少建筑能源的消耗，实现了住宅用户的夏季制冷，冬季采暖的效果。
13.(2)采用清洁、环保、可再生的太阳光为加热源，将光热转换材料并引入到建筑材料表面，通过光热材料的光热转换性能，将白天建筑物接受到的太阳光转化为热量，用于建筑物整体加热，通过建筑物内部储热介质的储热效果实现建筑物的储能。
附图说明
14.图1为本实用新型的立体结构示意图；
15.图2为本实用新型的剖面结构示意图。
16.图中各标号所代表的部件名称列表如下：
17.1、具有光热转换功能的面层；2、储能墙体层；3、防水层；4、饰面层；5、钢筋笼骨架；6、储热介质；7、导热丝
18.以下结合附图和具体实施例对本

技术实现要素：
进行进一步详细说明。
具体实施方式
19.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
20.如图1-2所示，一种光热储能预制墙体，包括具有光热转换功能的面层1、储能墙体层2、防水层3、饰面层4、钢筋笼骨架5、储热介质6和导热丝7；具有光热转换功能的面层1为沥青-炭黑光热层在储能墙体最外层，在白天接受太阳光照，并将太阳光吸收转换为热能，钢筋笼骨架5和导热丝7穿插于储能墙体层2内部，并与具有光热转换功能的面层1接触，具有光热转换功能的面层1接受太阳光直射后转换的热量通过钢筋笼骨架5和导热丝7，传递到储能墙体层2内部，墙体内部的储热介质6接收到储能墙体层2内部的热量后，将热量储存起来，当外界温度发生改变时，再将热量释放出来。储能墙体层2外部设置密封防水层3，防止储能墙体内部水分的散失，最后在靠近室内一侧设置饰面层4，增加墙体的美观。
21.传统的建筑物外层在接触到太阳光照射后，温度上升缓慢，最高温度可达50-60℃，而本实施例中，当光热储能墙体的光热转换面层在接受太阳光的直射后，其表面在半个小时内可以达到50℃，最高温度超过70℃。相比于传统建筑墙体，本实用新型中的储能墙体温度上升的更快，所能达到的最高温度更高。传统建筑墙体，在受到太阳光照后，热能由表面向内部传递缓慢，内部温度上升缓慢，难以最大维持相变材料发生相变材料所需要的热量。本实用新型中的光热储能预制墙体，在墙体表面温度上升后能快速通过钢筋网和导热丝传递到储能墙体内部，内部温度可以快速达到50℃以上，且能保持较长的时间，可以给储能混凝土供足够的热量。
22.与传统建筑墙体相比，本实用新型中的储能墙体在白天受到光照储存足够的热量之后，在环境温度降低时，相变材料储存的热量可以维持长达 12h,且相比于没加入储能材料的墙体温度高5℃左右。且温度浮动更小，减少了建筑物的能量损耗。
23.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种光热储能预制墙体，其特征在于，包括从外到内顺次设置的具有光热转换功能的面层(1)、储能墙体层(2)、防水层(3)和饰面层(4)，所述储能墙体层(2)内加入了储热介质(6)，所述储能墙体层(2)内还设置有钢筋笼骨架(5)，所述钢筋笼骨架(5)包括两层钢筋网，所述钢筋笼骨架(5)内部设置有导热丝(7)，所述导热丝(7)穿插设置于两层钢筋网之间。2.根据权利要求1所述的光热储能预制墙体，其特征在于，钢筋网之间的间距为储能墙体层(2)厚度的1/2-3/4，两层钢筋网之间水平设置有多根固定钢筋。3.根据权利要求1所述的光热储能预制墙体，其特征在于，所述具有光热转换功能的面层(1)为厚度0.5-5mm的光热转换材料。4.根据权利要求1所述的光热储能预制墙体，其特征在于，所述导热丝(7)为连续碳纤维或金属丝。5.根据权利要求1所述的光热储能预制墙体，其特征在于，所述的储能墙体层(2)由储热混凝土制成。

技术总结
本实用新型涉及一种光热储能预制墙体，本实用新型在传统储能墙体的基础上，将墙体表面负载一层吸光性能较好的光热材料，墙体内部穿插钢筋网和导热丝，提高墙体的强度和导热，墙体内部加入储能混凝土，提高墙体的储热性能。墙体在白天接受太阳光的直射，表面的光热材料将太阳光能吸收并转换为热能，通过钢筋网和导热丝迅速传递到墙体内部，对整个墙体进行加热，储能混凝土将传递到墙体的热量快速吸收，并储存起来；当环境温度降低时再释放出来，维持建筑物内所需要的热量。本实用新型中的光热储能预制墙体，不需要外加任何能量，在白天吸收太阳光能转换为热能储存在墙体内部，在夜晚向室内提供热量。向室内提供热量。向室内提供热量。


技术研发人员：吴静 王世哲 吴海平 游松 王志贤
受保护的技术使用者：武汉纺织大学
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2022/7/5