聚光建築一體化太陽房的製作方法

2023-08-03 18:28:36

專利名稱：聚光建築一體化太陽房的製作方法
技術領域：
本發明屬於綜合利用太陽能與建築一體化的太陽房領域。
背景技術：
當前，利用太陽能的太陽房技術正呈現出多樣化發展，隨著一次性能源的枯竭，可再生 的清潔的太陽能必然成為人類今後賴以生存的主要能^i。因此，綜合利用太陽能的太陽房技 術一定會在短期內有新的突破。另外，隨著科學技術的發展，幾千年建築上的秦磚漢瓦，由 於存在浪費資源、浪費能源的缺陷，也必然被新技術、新材料所取代。

發明內容
為了尋求秦磚漢瓦上的新的突破和綜合利用太陽能與建築一體化，本發明提供-一種"聚 光建築一體化太陽房"。
本發明解決其技術問題所採取的技術方案是1、根據平房、別墅、多層樓房、高層樓房 的不同形式的朝陽面的坡屋頂、外牆體、透光窗、遮陽篷，選擇不同形式的菲涅耳式反光鏡 反光聚焦線、或者拋物柱面反光聚焦線、或者圓柱面反光聚焦線，達到大面積收集太陽光， 聚焦加熱真空玻璃管中的水，或者雙層玻璃管中的水、空氣，或者熱管中的介質，為房間提 供生活、採暖、空調所需的高溫熱水、熱空氣，甚至製冷、發電和做飯所需要的熱源；2、為 了適用不同形式的聚光需要，本發明改進設計了多種新型建築材料，其中包括a、反射聚光
屋面瓦--種形式為改進傳統的以膠泥、水泥為原料燒制或機制的帶反光鋸齒形狀的小型
屋面瓦，尺寸大小、敷設方式不變，鋸齒形反光面粘貼反光玻璃鏡面或者反光膜，多片不同 設計的瓦片組合成菲涅耳反光鏡聚焦加熱； 一種形式為改進新型的以彩鋼保溫、或塑料、或
玻璃鋼、或石棉水泥為材料製作的帶反光鋸齒形狀的大型屋面瓦，鋸齒形反光面粘貼反光玻 璃鏡面或者反光膜，多片不同設計的瓦片組合成菲涅耳反光鏡聚焦加熱，或者在不做任何改
變的情況下，直接在屋面瓦上粘貼或者機械連接鋸齒形狀反光面聚焦加熱。b、反射聚光牆體 磚——一種形式為改進的以膠泥、或水泥、或輕型材料燒制或者機制的帶拋物柱面一定形狀 大小的牆體磚，多塊磚砌成的拋物柱面上粘貼或者機械連接反光膜聚焦加熱； 一種形式為改 進的以膠泥、或水泥、或輕型材料燒制或者機制的帶凹斜面的一定形狀大小的牆體磚，多塊 磚砌成的反光斜面上粘貼或者機械連接菲涅耳式反光玻璃鏡或反光膜聚焦加熱。c、反射聚光 外牆磁面磚——一種在現有建築裝飾的磁面磚基礎上，改進增加菲涅耳式鋸齒形狀的反光鏡
面，組合聚焦加熱。d、反射聚光玻璃——一種在現有建築裝飾的玻璃板基礎上，用加熱模壓 或者滾壓的工藝方法改進增加菲涅耳式鋸齒形狀的反光面，然後反光面粘貼反光膜或者背面 鍍膜，此種玻璃直接安裝透光窗上或者牆面上，用於組合聚焦加熱。e、充氣雙層膜反射聚光 遮陽篷——一種利用充氣雙層膜結構形成拋物柱面，拋物柱面粘貼反光膜，和四周固定框架
構成充氣膜反射聚光遮陽篷，用於聚焦加熱。f、雙層玻璃管式水/氣加熱器-----種用於聚
光焦線加熱高溫熱水和高溫空氣的裝置，雙層玻璃管的兩端由三通密封，固定在聚光焦線上， 設置在玻璃管中心的帶翅銅管通過三通與幹管相連，千管與房間內的上水管和保溫水箱機械 連接；用玻璃鋼管通過三通與千管相連，玻璃鋼千管與房間內的冷空氣出口和熱空氣進口連 接。本發明的有益效果是提供了一種新型太陽房，提供了一種廉價的大面積的聚集太陽光， 為生活住所、辦公場地，提供高溫熱水、高溫空氣，不僅直接用於生活熱水、採暖、空調， 還將能用於製冷的熱源，發電的熱源，做飯的熱源，為全天候多功能太陽房做了有益技術探 索。該發明經濟實用，易亍推廣。


下面結合附圖和實施例對發明進一步說明。
圖1是本發明"聚光建築 -體化太陽房"利用多種聚光建築材料、多種聚光形式加熱水、 空氣的示意圖。
圖1中i、雙層玻璃管式水/氣加熱器；2、菲涅耳式反射聚光鏡；3、拋物柱面/圓柱面 反射聚光鏡；4、上/下水幹管；5、帶翅水管；6上/下空氣幹管；7、透光窗；8、充氣雙層 膜反射聚光遮陽篷。
圖2是坡屋頂上大型屋面瓦豎向布置和小型屋面瓦橫向布置反射聚光加熱示意圖。 圖2—a是坡屋頂上大型屋面瓦豎向布置反射聚光加熱示意圖。 圖2—a中1、雙層玻璃管式水/氣加熱器；2、大型菲涅耳式反射聚光屋面瓦。 圖2—b是坡屋頂上小型屋面瓦橫向布置反射聚光加熱示意圖。
圖2—b中1、雙層玻璃管式水/氣加熱器；2、小型菲涅耳式反射聚光屋面瓦；3、掛瓦木條。
圖3是立面牆體上豎向布置和橫向布置菲涅耳式反射聚光/拋物柱面反射聚光加熱示意圖。
圖3—a是立面牆體上豎向布置菲涅耳式反射聚光加熱示意圖。
圖3—a中1、保溫透光玻璃蓋板；2、菲涅耳式反射聚光磁面磚；3、帶翅銅管；4、普
通牆磚。
圖3—b是立面牆體上橫向布置菲涅耳式反射聚光加熱示意圖。
圖3—b中1、保溫透光玻璃蓋板；2、菲涅耳式反射聚光磁面磚；3、帶翅銅管；4、帶 卩ll斜面的牆體磚；5、水泥預製圈梁。
圖3—C是立面牆體上橫向布置拋物柱面式反射聚光加熱示意圖。
圖3—C中1、保溫透光玻璃蓋板；2、拋物柱面式反射聚光磁面磚；3、帶翅銅管；4、 帶拋物柱面的牆體磚；5、水泥預製圈梁。
圖4是透光窗上布置反射聚光加熱示意圖。
圖4—a是透光窗上方設置充氣雙層膜反射聚光遮陽篷，具有聚光加熱和遮陽的雙重功能 示意圖。
圖4一a中1、雙層玻璃管式水/氣加熱器；2、充氣雙層膜圓柱面反射聚光鏡；3、上/ 下水管；4、遮陽篷固定框架；5、透光窗。
圖4--b是透光窗上直接裝菲涅耳式反射聚光玻璃(或者在窗玻璃上粘貼菲涅耳式反光齒 條)加熱示意圖。
圖'1-一b中1、雙層玻璃管式水/氣加熱器；2、菲涅耳式反射聚光玻璃；3、上/下水管； 4、透光窗。
圖5是"聚光建築一體化太陽房"各種聚光、加熱所用的材料、元件示意圖。
圖5—a是雙層玻璃管式水/氣加熱器的結構形狀示意圖。
圖5—a中1、雙層或者真空玻璃管；2、帶翅(進/出水)銅管；3、變徑三通。
圖5—b是以彩鋼保溫材料為材質、大梯度的菲涅耳式反射聚光屋面瓦的結構形狀示意圖 (菲涅耳式反射聚光鋸齒可以與彩鋼保溫瓦一次成型；或者把成型的菲涅耳式反射聚光鋸齒
直接粘貼或焊接、鉚接在普通的彩鋼保溫屋面瓦上)。
圖5—b中1、彩鋼保溫屋面瓦；2、菲涅耳式反射聚光鋸齒。
圖5—c是以紅泥、或樹脂、或塑鋼為材質、大梯度的菲涅耳式反射聚光屋面瓦的結構形 狀示意圖(菲涅耳式反射聚光鋸齒可以與屋面瓦一次成型；或者把成型的菲涅耳式反射聚光
鋸齒直接粘貼或焊接、鉚接在普通的紅泥、樹脂、塑鋼屋面瓦上)
圖5—c中1、紅泥、或樹脂、或塑鐫屋面瓦；2、菲涅耳式反射聚光鋸齒。 圖5—d是充氣雙層膜圓柱面反射聚光加熱遮陽篷的結構形狀示意圖。
圖5—d中1、遮陽篷固定框架；2、充氣雙層膜圓柱面反射聚光鏡。 圖5—e是菲涅耳式反射聚光鋸齒爭片結構和形狀的示意圖。
圖5—e中1、菲涅耳式反光齒單片(材質為金屬板、或玻璃板、或陶瓷板、或磁磚 板)；2、菲涅耳式反射聚光鋸齒。
圖6是改進傳統建材——小屋面瓦、窗玻璃為具有菲涅耳式反射聚光鋸齒的結構、形狀
示意圖。
圖6—a是改進後的以膠泥、或水泥為原料經燒制或機製成型，具有聚光功能的小屋面瓦 結構、形狀示意圖。
圖6—a中1、反光玻璃鏡片/反光膜；2、具有菲涅耳式反射聚光鋸齒的小屋面瓦單片；
3、掛瓦孔。
圖6—b是改進後的以模壓或滾壓成型，具有聚光功能的窗玻璃的結構、形狀示意圖。
圖6—b中1、反光膜/或背面鍍膜；2、具有菲涅耳式反射聚光鋸齒的玻璃板。
圖7是改進傳統建材——牆體砌磚(適合於菲涅耳式反射聚光加熱和拋物柱面反射聚光
加熱)的結構、形狀示意閣。
圖7—a是一種改進後的以膠泥、或水泥、或其他輕質材料為原料，經燒制或機製成型的
適合菲涅耳式反射聚光加熱的磚體結構、形狀示意圖 圖7—a中1、反射聚光平面；2、牆磚本體。
圖7—b是一種改進後的以膠泥、或水泥、或其他輕質l才料為原料，經燒制或機製成型 的適合拋物柱面式反射聚光加熱的磚體結構、形狀示意圖 圖7--b中1、反射聚光拋物柱面；2、牆磚本體。
具體實施例方式
1、坡屋頂大、小反射聚光屋面瓦加熱水和空氣在坡屋頂的向陽面按設計豎向或者橫向
布置如圖2—a、圖2—b所示，用根據設計定型的大型/或小型菲涅耳式反射聚光屋面瓦，如 圖5--b、圖5—c、圖6"-a所示，按原屋面瓦敷設工藝，經過組合，構成線聚焦的屋面反射 聚光鏡；雙層玻璃管式水/空氣加熱器如圖5—a所示，(或市場上出售的玻璃真空管或金屬熱 管)，固定在屋面反射聚光鏡的焦線上；各焦線上被太陽光高溫加熱的介質如水、空氣、融鹽、 無機油等，通過匯集到幹管，傳導到房間內，成為需要的熱源。或者在現實傳統的屋面瓦上 組合粘貼如圖5—e所示的菲涅耳式反射聚光鋸齒單片而獲得聚光焦線。
2、 牆休磚反射聚光加熱水和空氣:在向陽面的牆體上按設計豎向或薦橫向布置，用普3雖 紅磚砌留出方形溝槽如圖3—a所示；或者用改進的牆體磚如閣3—b、圖3—c、圖7—a、圖 7—b所示，砌成適於-菲涅耳式反射聚光或者拋物柱面反射聚光的溝槽溝槽底部粘貼菲涅耳 式反射聚光磁磚或者反光膜；在溝槽裡的聚光焦線上固定帶翅的銅水管，溝槽外表面用普通 或真空玻璃作保溫封閉；水管向房間提供熱水，溝槽的空腔同時向房間提供熱空氣。或者直 接在外牆上粘貼菲涅耳式反射聚光磁面磚，用突出牆面的玻璃或者充氣雙層膜封閉保溫。
3、 透光窗反射聚光加熱水和空氣如閣4—b所示，按設計直接在窗扇上裝設經改進定 型產品的具有菲涅耳式反射聚光鋸齒的玻璃板如圖6—b所示/或者在普通窗玻璃上粘貼菲涅 耳式反射聚光鋸齒單片條如圖5—e所示；按設計在透光窗中間的立撐(柱)上安裝雙層玻璃 管式水/空氣加熱器如圖5—a所示，(或ib'場上出售的玻璃真空管或金屬熱管)，固定在窗玻璃 反射聚光鏡的焦線上；各焦線上被太陽光高溫加熱的介質如水、空氣、融鹽、無機油等，通 過匯集到千管，傳導到房間內，成為需要的熱源。
4、 充氣雙層膜反射聚光遮陽篷加熱水和空氣如樹4—a所不，該遮陽篷具有遮陽功能， 充氣後雙層膜成圓柱面造型如圖5—d所示，圓柱面上粘貼的反光膜把太陽光聚集在安裝在固 定框架上的雙層玻璃管式7J《/空氣加熱器如圖5—a所示，(或市場上出售的玻璃真空管或金屬 熱管)h,具有了反射聚光加熱水和空氣的功能。各遮陽篷焦線上被太陽光高溫加熱的介質如 水、空氣、融鹽、無機油等，通過匯集到幹管，傳導到房間內，成為需要的熱源。
權利要求
1、聚光建築一體化太陽房，本發明包括平房、別墅、多層樓房、高層樓房朝陽面的坡屋頂、外牆體、透光窗、遮陽篷，根據設計豎向布置或者橫向布置和房屋建築一體化，利用菲涅耳式反射聚光屋頂瓦、牆體磚、外牆磁面磚、窗玻璃、或者用金屬、塑料、陶瓷、玻璃製成的菲涅耳式反射聚光單片，或用拋物柱面式反射聚光牆體磚，或用充氣雙層膜圓柱面式反射聚光遮陽篷，聚太陽光成焦線加熱雙層玻璃管式水/空氣加熱器、真空玻璃熱水管、太陽能熱管，為房間提供高溫熱水、熱空氣，為製冷、發電、做飯和其它用途提供高溫熱源如圖1所示，其特徵是在建築向陽面的坡屋頂上，利用改進設計的大型/或者小型菲涅耳式反射聚光屋面瓦，聚太陽光成一條焦線，加熱雙層玻璃管式水/空氣加熱器、真空玻璃熱水管、太陽能熱管，為房間提供高溫熱水、空氣和其它用途的高溫熱源如圖2所示；在建築向陽面的外牆體上，利用改進設計的牆體磚(一種帶凹斜面；一種帶拋物柱面)、菲涅耳式反射聚光磁面磚或者單片，聚太陽光成一條焦線，加熱帶翅金屬水管、或真空玻璃熱水管、或太陽能熱管，為房間提供高溫熱水、空氣和其它用途的高溫熱源如圖3所示；在建築向陽面的透光窗上，利用改進設計的菲涅耳式反射聚光玻璃板或者單片，聚太陽光成一條焦線，加熱雙層玻璃管式水/空氣加熱器、或真空玻璃熱水管、或太陽能熱管，為房間提供高溫熱水、空氣和其它用途的高溫熱源如圖4-b所示；在建築向陽面的透光窗上方，利用改進設計的充氣雙層膜圓柱面式反射聚光遮陽篷，聚太陽光成一條焦線，加熱雙層玻璃管式水/空氣加熱器、或真空玻璃熱水管、或太陽能熱管，為房間提供高溫熱水、空氣和其它用途的高溫熱源，如圖4-a所示。
2、 根據權利要求l所述的聚光建築一體化太陽房，其特徵在於改進設計的反射聚光屋 面瓦，分為大型屋面瓦和小型屋面瓦，都是根據費聶耳透鏡原理，在不同材質(如膠泥、陶 土、水泥、陶瓷、玻璃、彩鋼、塑料、金屬、石棉……)，不同工藝(燒制、壓制、滾制、……)， 製成的屋面瓦片上一次成型出菲涅耳式反射聚光鋸齒，或者粘接、鉚接出菲涅耳式反射聚光 鋸齒單片，如圖5—b、圖5—c、圖5—e、圖6—a所示。
3、 根據權利要求1所述的聚光建築一體化太陽房，其特徵在於改進設計的反射聚光牆 體磚，分為帶凹斜面適合粘貼蘋涅耳式反射聚光鋸齒片的砌磚和帶拋物柱面適合粘貼反光膜的砌磚，都是根據設計選用不同材質(膠泥、水泥、其它輕質材料)，不同工藝(燒制、壓制、 模製)，有不同外形尺寸，但適合聚光的功能是不變的，如圖7—a、圖7—b所示。
4、 根據權利要求1所述的聚光建築一體化太陽房，其特徵在T:改進設計的反射聚光外牆磁面磚，在原外牆瓷磚的基礎上，不改變材質、工藝，只改變形狀和尺寸，把原來的平面 製成菲涅耳式反射聚光鋸齒形狀，可製成多齒的大片，也可以製成較少齒的單片(單片的材 質也可以為金屬板、塑料、玻璃鋼、玻璃板、合成板)，如圖5—e所示。
5、 根據權利要求1所述的聚光建築一體化太陽房，其特徵在於改迸設計的反射聚光玻璃，在原逑築玻璃的基礎i:，直接加熱軟化，模壓或者滾壓成型出菲涅耳式反射聚光鋸齒， 如圖6—b所示，直接安裝於透光窗上；或者在普通窗玻璃上粘貼菲涅耳式反射聚光鋸齒單片。
6、 根據權利要求i所述的聚光建築一體化太陽房，其特徵在於改進設計的充氣雙層膜反射聚光遮陽篷，利用充氣雙層膜結構形成拋物柱面，拋物柱面粘貼反光膜，和四周固定框架構成充氣雙層膜反射聚光遮陽篷，用於聚焦加熱，如圖5—d所示。
7、 根據權利要求1所述的聚光建築一體化太陽房，其特徵在於雙層玻璃管式水/氣加熱器， 一種用於聚光焦線加熱高溫熱水和高溫空氣的裝置，雙層玻璃管的兩端由三通密封， 固定在聚光焦線上，設置在玻璃管中心的帶翅銅管通過三通與幹管相連，千管與房間內的上水管和保溫水箱機械連接；用玻璃鋼管通過三通與幹管相連，玻璃鋼千管與房間內的冷空氣 出口和熱空氣進口連接。如圖5 —a所示。
全文摘要
聚光建築一體化太陽房，屬於節能減排和建築一體化的太陽房領域。本發明所採取的技術方案是1.根據各類房屋建築朝陽面不同形式的坡屋頂/外牆體/透光窗/遮陽篷，選擇不同形式的菲涅耳鏡面反光聚成焦線/或者拋物柱鏡面反光聚成焦線/或者圓柱鏡面反光聚成焦線，由焦線加熱真空玻璃管中的水/或者雙層玻璃管中的水、空氣/或者熱管中的傳熱介質。2.為使聚集太陽光和建築一體化高效統一，本發明改進設計了多種建築材料，其中包括a.反射聚光屋面瓦。b.反射聚光牆體磚。c.反射聚光外牆磁面磚。d.反射聚光玻璃。e.充氣雙層膜反射聚光遮陽篷。f.雙層玻璃管式水/氣加熱器。本發明的有益效果是給我們的生活提供了一種直接廉價大面積聚集太陽光加熱水、空氣、或其它介質的形式；探索了多種新型建材及太陽能和建築一體化。
文檔編號F24J2/10GK101349112SQ200810098800
公開日2009年1月21日 申請日期2008年5月30日 優先權日2008年5月30日
發明者洪 許, 濤 許, 許志強 申請人:洪 許