利用可再生能源調溫的新農村住宅的製作方法

2023-06-14 20:41:21 3

專利名稱：利用可再生能源調溫的新農村住宅的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於建築技術領域，具體涉及太陽能與建築一體化的住宅。
背景技術：
過去，農村住宅的設計和建造很少考慮節能措施，因而住宅能耗大，依靠可再生能源對其供暖是根本不可能滿足需求的。
目前，正在興起利用太陽能對建築物供暖的研究與開發。其中，利用太陽能集熱器對建築物供暖主要有兩種方式即被動式太陽能供暖系統和主動式太陽能供暖系統。前者雖然設備簡單，所需費用少，但熱效率低；後者一般是把太陽能集熱器設置在屋頂，然後利用保溫管將太陽能集熱器與安裝在室內的集熱循環水泵，蓄熱水箱、控制器和散熱器等設備相匹配，構成供暖系統。由於該系統是機械循環，需要集熱器有較高的承壓能力，目前家用的普通真空管集熱器顯然不能滿足其要求，而採用金屬一玻璃真空管太陽能集熱器，不僅其性價比要比普通真空管集熱器低得多，而且其使用壽命也沒有普通真空管集熱器長。
上述種種弊端嚴重製約了可再生能源在新農村住宅中的開發利用。

發明內容
本實用新型的目的是克服上述缺點，提供一種利用可再生能源調溫的新農村住宅，將太陽能光熱裝置與建築有機地結合在一起，從根本上解決存在於農村住宅中利用可再生能源供暖問題，成為綠色的可再生能源住宅。
本實用新型為實現上述目的所採用的技術方案是利用可再生能源調溫的新農村住宅，住宅的主體面南背北，室內地面標高要高於室外地平面標高1.5-1.8m，在朝陽面的室外地平面與住宅地基牆體之間有前低後高的斜坡，斜坡上安裝著太陽能供暖循環裝置，太陽能供熱循環裝置包括真空管集熱器和蓄熱水箱，真空管集熱器為一定支數的全玻璃真空管與接管器並聯組成，各全玻璃真空管內放置吸水支管，接管器內部設置有吸水總管，吸水總管與吸水支管連通，吸水支管端部裝有水位自動控制閥，接管器的另一側面分別設置有水箱上部進水管、水箱上部吸氣管和接管器的出水管三個支管，水箱上部進水管與吸水總管連通，接管器的出水管連接著電磁閥，電磁閥連接著散熱裝置進水總管，散熱裝置進水總管並連著散熱裝置；散熱裝置的末端與蓄熱水箱底部出水口相連通，蓄熱水箱中分別設置潛水泵和電加熱器，潛水泵的吸水口與蓄熱水箱上部進水管相連通，外牆採用中、外雙保溫加氣混凝土儲能牆，即牆體由內向外依次為室內裝飾層、中間按一定間距放置相變介質容器的混凝土層、內保溫層、加氣混凝土層、外保溫層、室外裝飾層。
所述住宅的主體為面南背北的兩層鋼筋混凝土框架結構，一樓室內地面標高要高於室外地平面標高1.5-1.8m，在朝陽面的室外地平面與住宅地基牆體之間有前低後高的斜坡，斜坡上以及一樓前屋簷和二樓朝陽面的窗沿之間均安裝著一泵抽取多支真空管中熱水的太陽能供暖循環裝置。
所述牆體內、外保溫層及加氣混凝土層之間裝有塑料螺栓，加氣混凝土層內固定有塑料龍骨架。
所述屋頂採用平屋面和坡屋面雙保溫屋頂。鋼筋混凝土平屋面上裝有保溫層，平屋面之上用鋼材或木材做成三角形屋架，在三角形屋架上鋪上保溫層，保溫層外粘貼網格布，網格布層外為水泥沙漿層，水泥沙漿層外為防水層。
所述新農村住宅的門採用中空玻璃塑料門。
所述新農村住宅的窗採用塑料雙框三玻璃窗(其中外側採用中空玻璃)。
所述新農村住宅的室內地面採用單層保溫層上安裝太陽能供暖循環裝置的地熱管，上面為水泥沙漿層和地熱地板。
所述加熱器穿過水箱並由密封圈密封。
所述接管器的金屬壁外側包裹著保溫層。
所述全玻璃真空管與接管器連接處設置有接管器密封圈，並通過活結將全玻璃真空管與接管器連為一體。
所述水位自動控制閥為浮閥鉸接在吸水支管的前端，吸水支管和浮閥均套隔熱膠圈，吸水支管上固定有浮閥滑道，連接浮閥與浮飄的連接杆置於浮閥滑道內。
所述散熱裝置為地熱管或散熱器。
所述兩層住宅散熱裝置一層為地熱管，二層為散熱器，一樓和二樓之間的樓板中預埋著一根密布盤旋的PS製冷管，PS製冷管的一端與二樓地面上低位製冷水箱相連，另一端與二樓地面上高位製冷水箱相連。
所述太陽能集熱器上裝有活動式保溫遮蓋罩。
本實用新型的優點是利用可再生能源調溫的裝置與建築的圍護形成既實用，又美觀的一體化，其能耗明顯降低，尤其是住宅的主房間在不消耗常規能源的前提條件下，室內溫度常年可以保持在16～28℃之間。新農村住宅利用可再生能源調溫，既節能又環保。



圖1為本實用新型兩層新農村住宅結構示意圖。
圖2為本實用新型一泵抽取多支真空管中熱水的太陽能供暖循環裝置結構示意圖。
圖3為圖2中A-A視圖。
圖4為圖2中蓄熱水箱剖面圖。
圖5為圖1中a放大圖。
圖6為圖1中b放大圖。
圖7為圖1中c放大圖。
具體實施方式
如圖1所示，把住宅的主體設計成面南背北的2層鋼筋混凝土框架結構，且一樓室內地面標高要高於室外地平面標高1.5-1.8m，在朝陽面的室外地平面與住宅地基牆體之間用毛石砌成前低後高的斜坡29，並用水泥砂漿抹面，斜坡上及一樓前屋簷和二樓朝陽面的窗沿之間均安裝著特製的一泵抽取多支真空管中熱水的太陽能供暖循環裝置，一泵抽取多支真空管中熱水的太陽能供暖循環裝置如圖2-4所示，由一定支數的全玻璃真空管1與接管器3並聯組成太陽能集熱器；全玻璃真空管1與接管器3連接處設置有接管器密封圈23，並通過活結24將全玻璃真空管與接管器連為一體；每一個全玻璃真空管1中斜躺放置吸水支管，吸水支管14的前端鉸接著浮閥21；吸水支管14和浮閥21各自套有導熱係數小的隔熱膠圈20、19，浮漂22根據全玻璃真空管1中水位高低的變化通過連接杆沿著固定在吸水支管上的滑道25運行，帶動浮閥21，開啟和關閉閥門；接管器3內部設置有吸水總管2，吸水總管2並聯焊接著與全玻璃真空管內的吸水支管14，接管器3的另一側面分別設置有水箱上部進水管12、水箱上部吸氣管13和接管器的出水管15三個支管，水箱上部進水管12穿過外牆11與吸水總管2相連通，其穿過接管器3與接管器3焊接密封，水箱上部吸氣管13穿過外牆11與接管器3相連通，接管器的出水管15穿過外牆11與接管器3相連通；接管器的出水管15連接著電磁閥4；電磁閥4連接著散熱裝置進水總管16；散熱裝置進水總管16並聯著散熱裝置5；散熱裝置5的末端與蓄熱水箱10底部出水口6相連接；蓄熱水箱10中分別設置微型潛水泵7和電加熱器8，微型潛水泵7的吸水口與蓄熱水箱上部進水管12相連通，電加熱器8穿過水箱10後附加密封圈9進行密封；接管器3的金屬壁18外側包裹著保溫層17。新農村住宅的外牆26採用中、外雙保溫加氣混凝土儲能牆如圖7所示，即把用塑料材質注塑成的長方板形網格骨架30沿著牆體走向立在外牆基準線中間偏外的位置，在其外側和內側分別粘貼厚度為80mm的聚苯乙烯泡沫塑料板外保溫層31和厚度為30mm的聚苯乙烯泡沫塑料板內保溫層32，再在外保溫層外側粘貼網格布；將一定數目的塑料螺杆33分別裝上墊片，從粘貼著網格布的外保溫層的外側插入，透過塑料長方板形網格骨架和內保溫層後再分別裝上墊片擰緊螺母；在距內保溫層100mm的室內一側和外保溫板的室外一側分別支好模板，向內側模板與內保溫層之間的空隙中澆注普通混凝土儲能牆34，在普通混凝土內部按著一定間距埋藏著盛裝化學介質的儲能塑料瓶35，與此同時，向塑料長方板形網格骨架中澆注粉煤灰加氣混凝土形成加氣混凝土層36；拆除模板後，再在外保溫層外側的網格布上粘貼瓷磚形成室外裝飾層37；在混凝土儲能牆的內側塗抹形成室內裝飾層38。屋頂採用平屋面28和坡屋面27雙保溫結構，即首先在鋼筋混凝土平屋面上用巖棉做保溫層，其次在平屋面之上用鋼材或木材做成三角形屋架，在三角形屋架上鋪上聚苯乙烯泡沫塑料板保溫層，粘貼網格布，抹上水泥沙漿層，鋪上防水材料形成防水層。新農村住宅的門採用中空玻璃塑料門，窗採用塑料雙框三玻璃窗(其中外側採用中空玻璃)。
新農村住宅的一樓室內地面如圖5所示，地面上抹上防水水泥沙漿層39，把帶有溝槽的聚苯乙烯泡沫塑料板保溫層40鋪在具有防水功能的水泥沙漿層上，並根據需要分成若干個模塊，把PS地熱管(5)密布盤旋安裝在每一模塊的聚苯乙烯泡沫塑料板的溝槽中，再把每一模塊上的PS地熱管(5)按並聯方式與地熱管進水總管(16)連接；PS地熱管(5)的另一端按並聯方式匯總連接後與蓄熱水箱(10)底部出水口(6)相連接；在PS地熱管(5)上面抹上水泥沙漿層41、鑲嵌上木質地熱地板42。
以同樣的方法將「一泵抽取多支真空管中熱水的太陽能供暖循環裝置」安裝在一樓前屋簷和二樓朝陽面的窗沿之間及二樓的室內牆壁上。與前者不同之處是散熱裝置地熱管換成散熱器，由鋪在地面改為掛在牆壁上，一樓和二樓之間的樓板如圖6所示，樓板43中預埋著一根密布盤旋的PS製冷管44，PS製冷管的一端與二樓地面上低位製冷水箱46相連，另一端與二樓地面上高位製冷水箱45相連。兩個太陽能集熱器上裝有活動式保溫遮蓋罩，以備夏季遮陽之用。
使用時，在冬季需要採暖時，摘掉覆蓋在太陽能集熱器上的保溫遮蓋罩，選擇水循環方式。如果採用自然循環，則白天被太陽能集熱器加熱的水流動的路線為太陽能集熱器→接管器→電磁閥→散熱裝置→集熱水箱；冷水的流動的路線與之相反。如果採用強制循環方式，則水循環的路線為浮閥→吸水支管→吸水總管→蓄熱水箱上部進水管→微型潛水泵→蓄熱水箱→蓄熱水箱底部出水口→散熱裝置→電磁閥→接管器的出水管→接管器→全玻璃真空管太陽能集熱器。這時，新農村住宅的一樓地面和二樓散熱器就會向室內釋放熱量，使室內溫度得以提高。同時，室內的混凝土儲能牆也開始吸熱蓄能。
到了夜晚，時先設置好的定時電磁閥自動關閉、微型潛水泵自動開啟，使儲存在接管器和全玻璃真空管太陽能集熱器中的水被抽出。當靠近抽水系統的全玻璃真空管太陽能集熱器中的水位低於浮起浮漂所需要的水位時，浮閥自動關閉，以防止因抽水系統進氣而影響抽水效果。依次類推，將所有的全玻璃真空管太陽能集熱器中的水抽到低於浮起浮漂所需要的水位時，微型潛水泵自動關閉。由於在接管器上設置有與蓄熱水箱上部相通的吸氣管，抽水時不會因系統產生負壓而導致全玻璃真空管炸裂現象。夜晚抽水時太陽能供暖循環系統中的熱水流動的路線為浮閥→吸水支管→吸水總管→水箱上部進水管→微型潛水泵→蓄熱水箱。抽水結束後，由於全玻璃真空管太陽能集熱器中只剩下很少的一部分水，因而全玻璃真空管太陽能集熱器在夜晚不僅不能夠被凍裂，而且還明顯降低了散熱功率，提高了太陽能供暖循環系統的供熱效果。當室溫降低時，混凝土儲能牆和散熱裝置中盛裝的水同時向室內放熱，抑制室溫大幅度波動。到了早晨，時先設置好的定時電磁閥自動打開，蓄熱水箱和散熱裝置中的水自動流入太陽能集熱器中，進行新的吸熱供暖運轉。
在夏季需要降溫時，把保溫遮蓋罩安裝在太陽能集熱器之上進行遮蓋，此時，儲存在散熱裝置中的水，在室溫升高時，吸熱；室溫降低時，放熱，抑制室溫波動。當室溫過高時，還可以利用風力發電機帶動的水泵將地下水井中的水抽到二樓的高位製冷水箱中，水通過高位製冷水箱底部流入一樓和二樓之間的樓板中的PS製冷管，PS製冷管中的水與樓板熱交換後，流入低位製冷水箱，再通過回水管流回水井。此時，一樓和二樓之間的樓板便成為製冷裝置，吸收室內熱量，降低室溫。高位製冷水箱和低位製冷水箱頂部分別設置有氣孔，以便於水的流動及防止樓板中PS製冷管裡的水被虹吸。
權利要求1.利用可再生能源調溫的新農村住宅，住宅的主體面南背北，其特徵是室內地面標高要高於室外地平面標高1.5-1.8m，在朝陽面的室外地平面與住宅地基牆體之間有前低後高的斜坡(29)，斜坡上安裝著太陽能供暖循環裝置，太陽能供熱循環裝置包括真空管集熱器和蓄熱水箱，真空管集熱器為一定支數的全玻璃真空管(1)與接管器(3)並聯組成，各全玻璃真空管內放置吸水支管(14)，接管器內部設置有吸水總管(2)，吸水總管與吸水支管連通，吸水支管端部裝有水位自動控制閥，接管器的另一側面分別設置有水箱上部進水管(12)、水箱上部吸氣管(13)和接管器的出水管(15)三個支管，水箱上部進水管與吸水總管連通，接管器的出水管連接著電磁閥(4)，電磁閥連接著散熱裝置進水總管，散熱裝置進水總管並連著散熱裝置(5)；散熱裝置的末端與蓄熱水箱底部出水口(6)相連通，蓄熱水箱中分別設置潛水泵(7)和加熱器(8)，潛水泵的吸水口與蓄熱水箱上部進水管相連通；外牆(26)牆體由內向外依次為室內裝飾層(38)、中間按一定間距放置相變介質容器(35)的混凝土層(34)、內保溫層(32)、加氣混凝土層(36)、外保溫層(31)、室外裝飾層(37)。
2.根據權利要求1所述的利用可再生能源調溫的新農村住宅，其特徵是住宅的主體為面南背北的兩層鋼筋混凝土框架結構，一樓室內地面標高要高於室外地平面標高1.5-1.8m，在朝陽面的室外地平面與住宅地基牆體之間有前低後高的斜坡(29)，斜坡上以及一樓前屋簷和二樓朝陽面的窗沿之間均安裝著一泵抽取多支真空管中熱水的太陽能供暖循環裝置。
3.根據權利要求1所述的利用可再生能源調溫的新農村住宅，其特徵是牆體內保溫層(32)、外保溫層(31)及加氣混凝土層(36)之間裝有塑料螺栓(33)，加氣混凝土層內固定有塑料龍骨架(30)。
4.根據權利要求1所述的利用可再生能源調溫的新農村住宅，其特徵是屋頂為鋼筋混凝土平屋面(28)上裝有保溫層，平屋面之上用鋼材或木材做成三角形屋架，在三角形屋架上鋪上保溫層，保溫層外粘貼網格布，網格布層外為水泥沙漿層，水泥沙漿層外為防水層的坡屋面(27)。
5.根據權利要求1所述的利用可再生能源調溫的新農村住宅，其特徵是新農村住宅的門採用中空玻璃塑料門。
6.根據權利要求1所述的利用可再生能源調溫的新農村住宅，其特徵是新農村住宅的窗採用塑料雙框三玻璃窗。
7.根據權利要求1所述的利用可再生能源調溫的新農村住宅，其特徵是新農村住宅的室內地面採用單層保溫層(40)上安裝太陽能供暖循環裝置的地熱管(5)，上面為水泥沙漿層(41)和地熱地板(42)。
8.根據權利要求1所述的利用可再生能源調溫的新農村住宅，其特徵是電加熱器穿過水箱後附加密封圈進行密封。
9.根據權利要求1所述的利用可再生能源調溫的新農村住宅，其特徵是兩層住宅散熱裝置(5)一層為地熱管，二層為散熱器，一樓和二樓之間的樓板中預埋著一根密布盤旋的PS製冷管(44)，PS製冷管的一端與二樓地面上低位製冷水箱(46)相連，另一端與二樓地面上高位製冷水箱(45)相連。。
10.根據權利要求1所述的利用可再生能源調溫的新農村住宅，其特徵是太陽能集熱器上裝有活動式保溫遮蓋罩。
專利摘要本實用新型涉及建築物，利用可再生能源調溫的新農村住宅，住宅的主體面南背北，在朝陽面的室外地平面與住宅地基牆體之間有前低後高的斜坡，斜坡上安裝著太陽能供暖循環裝置，外牆採用中、外雙保溫加氣混凝土儲能牆，即牆體由內向外依次為室內裝飾層、中間按一定間距放置相變介質容器的混凝土層、內保溫層、加氣混凝土層、外保溫層、室外裝飾層。本實用新型的優點是利用可再生能源調溫的裝置與建築的圍護形成既實用，又美觀的一體化，其能耗明顯降低，尤其是住宅的主房間在不消耗常規能源的前提條件下，室內溫度常年可以保持在16～28℃之間。
文檔編號F24J2/05GK2937279SQ20062009267
公開日2007年8月22日 申請日期2006年8月2日 優先權日2006年8月2日
發明者任勝義, 蘇德利, 張曙光, 宋秀靜, 孫久豔, 王培仁, 丁妍 申請人:大連水產學院職業技術學院