太陽能熱水及冷暖空調大樓的製作方法

2023-07-31 10:15:11

專利名稱：太陽能熱水及冷暖空調大樓的製作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能熱利用中與建築同壽命的太陽能集熱系統，尤其是一種能提供製冷、採暖熱源及生活熱水的太陽能熱水及冷暖空調大樓。
背景技術：
目前，不少太陽能熱水器廠家，都在探究太陽能與建築一體化的新方案，但還沒有一家設計出與建築同壽命、面積任意大且經濟實用的太陽能集熱系統，其原因是真空管太陽能屋頂造價高，受真空管長度及使用壽命的限制，無法規模化、商業化運作。平板式太陽熱水器抗凍性差、無法在冬天使用，很難用於冬天採暖。
近幾年來，受氣候變暖的影響，我國的北方地區亦受到高溫酷暑的困擾，每到夏季，戶均電費大幅攀升，國家電網告急聲不斷，不少地方頻頻拉閘停電，顯然，製冷空調在與工業生產搶奪珍貴的電力資源，已經嚴重的影響到正常的工業生產。

發明內容
為了克服現有技術中太陽能熱水裝置與建築結合不緊密、不抗凍、不承壓、不能製冷、無法採暖、造價高、壽命短等缺陷，本發明提供了一種本身就是建築構件，同時又能提供製冷、採暖熱源及大量生活熱水的太陽能熱水及冷暖空調大樓。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是鋼筋、金屬網、集熱芯、製冷芯、保溫層預製在混凝土層中後即為集熱製冷樓板，樓板蓋上透光板後構成了集熱製冷器。集熱芯通過循環泵與水罐內的換熱器相連通，有光照時，光線通過透光板照在黑色塗料上產熱，混凝土層將熱量傳給集熱芯，在泵的作用下，循環液通過換熱器將水罐內的水加熱。採暖時，在泵和閥的配合下，可分別以蓄熱器、集熱器、水罐中熱水為熱源進行地板採暖。製冷時，在泵和閥的配合下，井水或自來水在冷水罐內與循環液熱交換後再進行致冷循環。
本發明的有益效果是，樓頂構件本身就是集熱器、採暖器、製冷器、蓄熱器，它的造價與普通屋頂相差無幾，因此，所有的屋頂都可以做成太陽能集熱屋頂，所有房間都有製冷空調。
本發明的集熱器還可以與真空管集熱器複合安裝，這樣可提高集熱器的出水溫度。
本發明的集熱器產生的大量熱水，既可以作為生活熱水使用，又可作為採暖、製冷熱源使用。
本發明的透光板上面為球缺形或齒形凸起，能使透光板在平置狀態下有很高的光透過率。
本發明的透光板做成真空透光板時，能有效的減少集熱器的熱傳導損失，提高集熱效率，尤其是能大幅度提高集熱器冬季的熱效率。
本發明夏天用來空調降溫的水存儲在地下特定的空間，待冬季再用於空調增溫。
本發明集熱器面積大，熱水產量多，平日裡用不完熱水的熱量可儲存在以大樓基礎為核心的蓄熱器中，由於蓄熱器的蓄熱量大，就是連續陰天，也可保證建築物有用不完的熱水，因此，可以省去輔助性電加熱器。
本發明用井水作為冷源使室內降溫時又獲得了低溫熱水，節能效果很好。
本發明承壓、抗凍、可採暖、能製冷、高效、低成本，適合熱帶、溫帶、寒帶及高寒地區使用，有廣闊的市場前景。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是太陽能熱水及冷暖空調大樓的剖面圖。
圖2是圖1的A--A又一剖視圖。
圖3是圖1的B--B又一剖視圖。
圖4是圖1的B--B又一剖視圖。
圖5是圖1的B--B又一剖視圖。
圖6是圖1的B--B又一剖視圖。
圖7是圖1的B--B又一剖視圖。
圖8是圖1中集熱芯的連結示意圖。
圖9是圖1中盤管集熱芯的連接示意圖。
圖10是又一種太陽能熱水及冷暖空調大樓的剖面圖。
圖11是又一種太陽能熱水及冷暖空調大樓的剖面圖。
圖12是圖10C-C又一剖面圖。
圖13是圖10C-C又一剖面圖。
圖14是圖11循環系統連接示意圖。
圖15是又一種太陽能熱水及冷暖空調大樓的剖面圖。
圖中1.排氣管，2.保溫膨脹箱，3.集管，4.集熱管，5.混凝土層，6.透光板，7.保溫層，8.製冷管，9.集管，10.排水溝，11.保溫層，12.集管，13.泵，14.閥，15.閥，16.泵，17.集管，18.保溫層，19.保溫層，20.集管，21.保溫層，22.泵，23.閥，24.閥，25.泵，26.管，27.集管，28.保溫層，29.保溫層，30.集管，31.保溫層，32.泵，33.閥，34.冷水輸出管，35.管，36.水罐，37.換熱器，38.閥，39.泵，40.保溫層，41.保溫層，42.集管，43.自來水管，44.保溫水罐外殼，45.水罐支架，46.保溫層，47.管，48.管，49.保溫層，50.水罐支架，51.保溫水罐外殼，52.採暖管，53.閥，54.閥，55.管，56.集管，57.管，58.保溫層，59.閥，60.閥，61.泵，62.換熱器，63.管，64.閥，65.熱水輸出管，66.管，67.管，68.集管，69.保溫層，70.製冷管，71.保溫層，72.集管，73.採暖管，74.管，75.管，76.管，77.保溫層，78.集管，79.製冷管，80.保溫層，81.集管，82.採暖管，83.管，84.集管，85.保溫層，86.牆，87.排水溝，88.保溫層，89.透光板支承臺，90.透光板支承臺，91.保溫層，92.混凝土層，93.保溫層，94.保溫層，95.保溫層，96.保溫層，97.鋼筋，98.金屬網，99.保溫層，100.混凝土層，101.凸起，102.保溫層，103.金屬網，104.鋼筋，105.凹槽，106.保溫層，107.混凝土層，108.凸起，109.凸起，110.管，111.金屬網，112.透光板，113.隔離條，114.透光板與混凝土之間的間隙，115.透光板，116.透光板內的真空腔，117.透光板，118.透光板，119.透光板，120.管，121.保溫層，122.集管，123.集熱管，124.透光板，125.混凝土層，126.保溫層，127.集管，128.保溫層，129.管，130.排氣管，131.膨脹箱，132.管，133.泵，134.閥，135.閥，136.泵，137.泵，138.閥，139.閥，140.泵，141.管，142.換熱器，143.保溫水罐外殼，144.泵，145.閥，146.換熱器，147.閥，148.泵，149.閥，150.閥，151.泵，152.管，153.蓄熱層，154.換熱管，155.保溫層，156.集管，157.蓄熱層，158.保溫層，159.大樓基礎混凝土層，160.集管，161.管，162.保溫層，163.保溫層，164.集管，165.閥，166.管，167.閥，168.閥，169.泵，170.管，171.閥，172.閥，173.管，174.管，175.管，176.集管，177.保溫水罐外殼，178.集管，179.管，180.管，181.集管，182.管，183.管，184.保溫層，185.集管，186.集熱管，187.混凝土層，188.透光板，189.集管，190.保溫層，191.集管，192.真空集熱管，193.集管，194.排氣管，195.膨脹箱，196.保溫層，197.管，198.製冷管，199.集管，200.泵，201.閥，202.管，203.閥，204.泵，205.採暖管，206.集管，207.製冷管，208.集管，209.泵，210.閥，211.閥，212.泵，213.採暖管，214.集管，215.管，216.製冷管，217.集管，218.冷水罐，219.泵，220.閥，221.換熱器，222.閥，223.泵，224.管，225.泵，226.集管，227.保溫層，228.防滲牆，229.閥，230.閥，231.非含水層，232.管，233.含水層，234.非含水層，235.管，236.含水層，237.管，238.管，239.泵，240.換熱器，241.換熱器，242.管，243.管，244.閥，245.管，246.集管，247.管，248.閥，249.閥，250.管，251.泵，252.閥，253.閥，254.熱水輸出管，255.管，256.管，257.管，258.集管，259.集管，260.管，261.管，262.管，263.集管，264.集管，265.管，266.集管，267.混凝土臺階，268.固定板，269.螺釘，270.金屬網，271.鋼筋，272.透光板，273.排水溝，274.凹槽，275.凸起，276.鋼筋，277.冷水輸出管，278.冷水罐，279.管，280.泵，281.管，282.含水層，283.含水層，284.管，285.閥，286.管，287.熱水罐，288.熱水輸出管。
具體實施例方式
圖1、圖2、圖(8)共同描述了一種太陽能熱水及冷暖空調大樓，集熱管(4)、集管(3)、(9)、(84)、(12)、(81)、(17)、(78)、(20)、(72)、(27)、(68)、(30)、(56)、(42)、製冷管(8)、(79)、(70)、採暖管(52)、(73)、(82)的橫斷面可為圓形、橢圓形或多邊形，它們可用金屬材料或非金屬材料製造，當使用金屬材料製造時，其內腔可塗上防腐層，亦可製成外層為金屬，內層為高分子材料的金屬--高分子複合管，多根集熱管(4)與集管(3)、(9)相連通後構成集熱芯，集熱芯可以是一組，也可以是多組，集熱芯安裝在保溫層(7)上。保溫層中有金屬網(111)，金屬網均伸出保溫層的面，保溫層下面的多根製冷管(8)與集管(84)、(12)相連通後構成製冷芯。集熱芯、製冷芯周圍安裝有保溫層(7)、(11)、(85)、(88)、(91)。製冷芯的下邊有多根鋼筋(110)，鋼筋、金屬網、集熱芯、製冷芯及其周圍的保溫層均預埋在混凝土(5)當中即為頂層樓板，頂層樓板上面塗一層長壽命黑色吸光塗料，鋸齒形透光板(6)固定在頂層樓板的臺階(89)、(90)的上面，透光板的底面是一個平面，齒內的中空腔可相互連通，亦可相互獨立，腔內可充滿空氣，亦可抽成真空。透光板可用有機材料做成，亦可用無機材料做成。頂層樓板上有凸起(108)、(109)，多塊頂層樓板並在一起構成樓頂，樓板兩端頭與牆(86)共同形成排水溝(87)、(10)。
多根採暖管(82)與集管(81)、(17)相連通後構成採暖芯，多根製冷管(79)與集管(78)、(20)相連通後構成製冷芯。採暖芯、製冷芯周圍有保溫層(18)、(19)、(21)、(77)、(80)、(102)、(106)，保溫層(19)中有金屬網(103)，金屬網伸出保溫層的面，保溫層下面有鋼筋(104)，鋼筋、金屬網、集熱芯、製冷芯、保溫層均預埋在混凝土(107)當中既是樓板，又是採暖製冷器，樓板底部兩端有凸起(101)和凹槽(105)，多塊樓板並在一起時應凸起對凹槽。
多根採暖管(73)與集管(72)、(27)相連通後構成採暖芯，多根製冷管(70)與集管(68)、(30)相連通後構成製冷芯。採暖芯、製冷芯的周圍有保溫層(28)、(29)、(31)、(69)、(71)、(95)、(99)，保溫層(29)中有金屬網(98)，金屬網均伸出保溫層的面，保溫層下面有鋼筋(97)，鋼筋、金屬網、採暖芯、製冷芯及其周圍的保溫層均預埋在混凝土(100)當中既是樓板，又是採暖製冷器。
多根採暖管(52)與集管(42)、(56)相連通後構成採暖芯，採暖芯的周圍有保溫層(40)、(41)、(58)、(93)、(94)，採暖芯及其周圍的保溫層均預埋在混凝土當中既是地板，又是採暖器。
保溫水罐(44)、(51)可安裝在大樓內外的任意地方，保溫水罐(44)的上部通過管(48)與保溫水罐(51)的下部相連通。保溫水罐(44)、(51)底部分別安裝有換熱器(37)、(62)，換熱器(37)的下埠通過管(26)與閥(33)、(23)、(14)相連通，閥(33)的另一端通過泵(32)、集管(30)、製冷管(70)、集管(68)、管(67)、管(55)、閥(54)、管(47)與換熱器(37)的上埠相連通。閥(23)的另一端通過泵(22)、集管(20)、製冷管(79)、集管(78)、管(75)與集管(68)相連通。閥(14)的另一端通過泵(13)、集管(12)、製冷管(8)、集管(84)、管(83)與集管(78)相連通。
換熱器(62)的上埠通過管(66)、(35)分別與閥(38)、(24)、(15)相連通，閥(38)的另一端通過泵(39)、集管(42)、採暖管(52)、集管(56)、管(57)、管(55)、閥(59)與閥(60)、閥(64)、泵(61)相連通，閥(60)與泵(61)並聯後的另一端通過閥(53)與換熱器(62)的下埠相連通。閥(64)的另一端通過管(74)、集管(3)、集熱管(4)、集管(9)與管(35)相連通。閥(24)的另一端通過泵(25)、集管(27)、採暖管(73)、集管(72)、管(63)與管(55)相連通。閥(15)的另一端通過泵(16)、集管(17)、採暖管(82)、集管(81)、管(76)與集管(72)相連通。
保溫膨脹箱(2)的下部通過管子與集管(3)相連通，上部通過管(1)與大氣相通。
實用操作有光照時，光線通過透光板(6)照在黑色塗料上產熱，混凝土層(5)將熱量傳給集熱芯，打開閥(53)、(64)，關閉閥(59)、(60)、(15)、(24)、(38)，開啟泵(61)，換熱器(62)中的循環液從其下埠通過閥(53)、泵(61)、閥(64)、管(74)、集熱芯、管(35)、(66)到換熱器的上埠反覆循環，保溫水罐中的水被加熱。用太陽能直接採暖時，打開採暖閥(15)、(59)、(64)，關閉閥(54)、(60)、(53)，開啟泵(16)，集熱芯中的循環液通過管(35)、閥(15)、泵(16)、集管(17)、採暖管(82)、集管(81)、管(76)、集管(72)、管(63)、管(55)、閥(59)、(64)、管(74)到集管(3)完成採暖循環。用保溫水罐中的熱水採暖時，打開採暖閥(15)、(59)、(60)，(53)，關閉閥(54)、(64)，開啟泵(16)，換熱器(62)中的循環液通過管(66)、(35)、閥(15)、泵(16)、集管(17)、採暖管(82)、集管(81)、管(76)、集管(72)、管(63)、管(55)、閥(59)、(60)、(53)到換熱器的下埠完成採暖循環。製冷空調時，打開閥(14)、(54)，關閉閥(59)、(38)(24)、(15)，開啟泵(13)，換熱器(37)中的循環液通過其下埠、管(26)、閥(14)、泵(13)、集管(12)、製冷管(8)、集管(84)、管(83)、集管(78)、管(75)、集管(68)、管(67)、(55)、閥(54)、管(47)到換熱器的上埠完成製冷循環。在夏季，用集熱器對水罐內的水加熱時，可同時使用房間的製冷空調。其它房間的採暖、製冷操作與此類似。
圖1、圖3、圖9共同描述了一種太陽能熱水及冷暖空調大樓，其透光板(112)可用有機材料做成，亦可用無機材料做成，透光板(112)的上面為條形實心鋸齒形，底面為一平面，齒的另外兩個面，一個與底面的夾角為直角，另一個與底面的夾角為銳角，實用時，與底面的夾角為銳角的那個面按東西方向放置(即正對南方)，透光板(112)固定在隔離條(113)上。盤管集熱芯(如圖9所示)可由金屬材料或高分子材料製成，其橫斷面可為圓形、橢圓形、多邊形，盤管的盤繞形狀可為圓形、橢圓形或多邊形，它可以是一組，也可以是多組，它被預理在混凝土層(5)中。
圖1、圖4、圖8共同描述了一種太陽能熱水及冷暖空調大樓，其透光板(115)可用有機材料做成，亦可用無機材料做成，透光板的上面為條形實心鋸齒形，底面為一平面，透光板(115)內有一真空腔(116)。集熱芯可以是一組，也可以是多組。
圖1、圖5、圖9共同描述了一種太陽能熱水及冷暖空調大樓，其球缺殼形透光板(117)可用有機材料做成，亦可用無機材料做成，透光板的底面是平面，上面是球缺形凸起，球缺殼在水平面上的布局可為行交錯相交排列、行交錯相切排列、行不交錯相交排列、行不交錯相切排列，球缺殼內的中空腔可相互連通，亦可相互獨立，腔內可充滿空氣，亦可抽成真空，透光板固定在混凝土(5)的上面。
圖1、圖6、圖8共同描述了一種太陽能熱水及冷暖空調大樓，其球缺體形透光板(118)可用有機材料做成，亦可用無機材料做成，透光板上面球缺體的布局可為行交錯相交排列、行交錯相切排列、行不交錯相交排列、行不交錯相切排列，球缺體透光板固定在隔離條(113)上，隔離條放在混凝土(5)上面。
圖1、圖7、圖9共同描述了一種太陽能熱水及冷暖空調大樓，其透光板(119)可用有機材料做成，亦可用無機材料做成，透光板的底面為一平面，上面為條形鋸齒形，齒的向陽面為弧形，齒內的中空腔可相互連通，亦可相互獨立，腔內可充滿空氣，亦可抽成真空。透光板固定在混凝土(5)上。
圖10、圖12共同描述了一種太陽能熱水及冷暖空調大樓，透光板(124)可用有機材料做成，亦可用無機材料做成，它可為平板、真空平板、中空格子板。集熱管(123)與集管(122)、(127)相連通後構成集熱芯，集熱芯四周安裝有保溫層(121)、(128)，集熱芯底部有保溫層(126)，保溫層中有金屬網(270)，金屬網均伸出保溫層的面，保溫層下部有鋼筋(271)。金屬網、鋼筋、集熱芯及其保溫層預製在混凝土層中，混凝土表面塗一層長壽命黑色吸光塗料，混凝土(125)上面為波浪形，亦可為平板形，螺釘(269)通過固定板(268)將透光板(124)固定在混凝土臺階(267)上構成了一個太陽能集熱器。
多根換熱管(154)的兩端與集管(156)、(160)相連通後構成換熱芯，換熱芯預埋在大樓混凝土基礎(159)之內構成換熱器，混凝土基礎的上下面均填充大量的蓄熱材料(153)、(157)。蓄熱材料的上下面及四周的保溫材料(163)、(155)、(158)、(162)可做成一個密閉的空間。換熱芯、大樓混凝土基礎、蓄熱材料及其四周的保溫層，共同構成一個巨大的蓄熱器。在連續陰天時，可保證建築物有用不完的熱水。
集管(127)通過管(129)、(132)分別與閥(135)、(139)、(147)、(149)、管(175)相連通，管(175)與換熱器(142)的上埠相連通，閥(149)通過泵(151)、管(152)、集管(156)、換熱管(154)、集管(160)、管(161)與管(170)相連通，管(170)分別與閥(171)、(168)、(167)、泵(169)相連通，閥(171)的另一端通過管(182)、(120)與集管(122)相連通。閥(168)與泵(169)並聯後通過閥(172)與換熱器(142)的下埠相連通。閥(167)的另一端通過管(166)、閥(165)與換熱器(146)的上埠相連通。閥(150)與泵(151)並聯在一起。閥(147)的另一端通過泵(148)、採暖芯、集管(164)與管(166)相連通。閥(135)的另一端通過泵(136)、採暖芯、管(180)、集管(178)、管(173)與管(166)相連通。閥(139)的另一端通過泵(140)、採暖芯、集管(178)與管(173)相連通。換熱器(146)的下埠通過管(141)分別與閥(145)、(138)、(134)相連通，閥(134)的另一端通過泵(133)、製冷芯、管(183)、集管(181)、管(179)、集管(176)、管(174)與管(166)相連通。閥(138)的另一端通過泵(137)、製冷芯與集管(181)相連通。閥(145)的另一端通過泵(144)、製冷芯與集管(176)相連通。
實用操作有光照時，光線通過透光板(124)照在黑色塗料上產熱，混凝土層(125)將熱量傳給集熱芯，打開閥(172)、(171)，關閉閥(168)、(167)、(135)、(139)、(147)，(149)，開啟泵(169)，換熱器(142)中的循環液從其下埠通過閥(172)、泵(169)、閥(171)、管(182)、(120)、集熱芯、管(129)、(132)、(175)到換熱器(142)的上埠反覆循環，保溫水罐中的水被加熱。當蓄熱時，打開閥(149)、(171)，關閉閥(150)、(167)、(168)、(172)、(135)、(139)、(147)，開啟泵(151)，循環液自集熱芯通過管(129)、(132)、閥(149)、(151)、管(152)、換熱芯、管(161)、(170)、閥(171)、管(182)、(120)到集管(122)完成蓄熱循環。當用貯存的熱能加熱水時，打開閥(149)、(168)、(172)，關閉閥(150)、(167)、(171)、(135)、(139)、(147)，開啟泵(151)，循環液自換熱芯通過管(161)、(170)、閥(168)、(172)、換熱器(142)、管(175)、(132)、閥(149)、泵(151)、管(152)到集管(156)完成加熱循環。
用太陽能直接採暖時，打開閥(135)、(167)、(171)，關閉閥(172)、(165)，(149)，開啟泵(136)，集熱芯中的循環液通過管(129)、(132)、閥(135)、泵(136)、採暖芯、管(180)、集管(178)、管(173)、管(166)、閥(167)、管(170)、閥(171)、管(182)、(120)到集管(122)完成採暖循環。用保溫水罐中的熱水採暖時，打開閥(135)、(167)、(168)，(172)，關閉閥(165)、(171)，開啟泵(136)，水罐中的循環液通過管(175)、(132)、閥(135)、泵(136)、採暖芯、管(180)、集管(178)、管(173)、管(166)、閥(167)、(168)、(172)到換熱器的下埠完成採暖循環。當用貯存的熱量採暖時，打開閥(135)、(167)、(150)、(149)，關閉閥(165)、(171)、(172)，開啟泵(136)，循環液自換熱芯通過管(152)、閥(150)、(149)、管(132)、閥(135)、泵(136)、採暖芯、管(180)、集管(178)、管(173)、閥(167)、管(170)、管(161)到集管(160)完成採暖循環。
製冷空調時，打開閥(134)、(165)，關閉閥(167)、(147)、(139)、(135)，開啟泵(133)，換熱器(146)中的循環液通過其下埠，經管(141)、閥(134)、泵(133)、製冷芯、管(183)、集管(181)、管(179)、集管(176)、管(174)、(166)、閥(165)到換熱器(146)的上埠完成製冷循環。在夏季，用集熱器對水罐內的水加熱或對蓄熱器蓄熱時，可同時使用房間的製冷空調。其它房間的採暖、製冷操作與此類似。
圖10、圖13共同描述了一種太陽能熱水及冷暖空調大樓，透光板(272)為真空平板，當透光板萬一損壞時，雨水由排水溝(273)下瀉。
圖11、圖14共同描述了一種太陽能熱水及冷暖空調大樓，透光板(188)可用有機材料製成，亦可用無機材料製成，透光板可為平板、真空平板、中空格子板。多根集熱管(186)與集管(185)、(189)連通後構成集熱芯，集熱芯及其周圍的保溫層(184)、(190)、(196)均預埋在混凝土層(187)內，多根真空集熱管(192)與集管(191)、(193)連通後構成真空管集熱器，真空管集熱器的集管(193)通過管(197)與閥(203)、(211)、(222)、管(257)相連通，管(257)與換熱器(241)的上埠相連通，閥(203)的另一端通過泵(204)、集管(206)、採暖管(205)、集管(264)、管(262)、集管(259)、管(256)與管(245)相連通，管(245)與閥(244)、(248)、管(247)相連通，閥(244)通過管(242)與換熱器(221)的上埠相連通，閥(248)另一端通過管(250)與閥(249)、(253)、泵(251)相連通，閥(253)另一端通過管(260)與集管(185)相連通，閥(249)與泵(251)並聯後通過閥(252)與換熱器(241)的下端相連通。閥(222)的另一端通過泵(223)、採暖芯與管(247)相連通。閥(211)的另一端通過泵(212)、採暖芯、管(256)與管(245)相連通。換熱器(221)的下埠通過管(202)分別與閥(201)、(210)、(220)相連通，閥(201)的另一端通過泵(200)、製冷芯、管(265)、集管(263)、管(261)、集管(258)、管(255)與管(245)相連通。水罐(218)的進冷水管(224)通過泵(225)、管(232)與地下水層(236)相連通。冷熱水罐之間的連接管(215)通過閥(230)、管(235)與地下水層(233)相連通。換熱器(240)的下埠通過管(238)與地下水層(233)相連通，換熱器(240)的上埠通過閥(229)、泵(239)、管(237)與地下水層(233)相連通，地下防滲牆(228)可在房基之外也可在房基之內，它的範圍可根據需要圈定，它的製作方法是在圈定區域的周圍，用壁上有很多孔的鑽杆鑽孔，孔內泵壓注入混凝土漿，形成防滲柱，多個防滲柱相切(交)構成防滲牆。
實用操作，在夏季使用製冷空調時，開啟泵(225)，打開閥(230)且調節它的流量，這時的冷水罐(218)除了向大樓供應冷水的功能外，它本身又成了一個熱交換器，它把夏季製冷空調產生的熱水存貯到地下水層(233)，由於它的容量可做的足夠大，且周圍又作了防滲處理，所以這個水層就變成了一個巨大的蓄熱器。它不但能在春夏秋三季天陰時提供大量的生活熱水，還能在來年冬天作為採暖熱源使用。具體操作是打開閥(229)，開啟泵(239)，地下熱水層(233)經管(237)、泵(239)、閥(229)、熱交換器(240)、管(238)完成換熱循環。在夏季，用集熱器對水罐內的水加熱或蓄熱時，可同時使用房間的製冷空調。其它的採暖製冷操作同上。
圖15描述了一種太陽能熱水及冷暖空調大樓，冷水罐的進冷水管(279)通過泵(280)、管(281)與地下水層(283)相連通。冷熱水罐之間的連接管(286)通過閥(285)、管(284)與地下水層(282)相連通。當使用製冷空調功能且冷水罐內溫度過高時，可打開閥(285)，同時開啟泵(280)即可。在夏季，用集熱器對水罐內的水加熱時，可同時使用房間的製冷空調。其它的採暖製冷操作同上。
權利要求
1.一種太陽能熱水及冷暖空調大樓，由集熱器、採暖器、製冷器、蓄熱器、換熱器、循環泵、保溫水罐組成。其特徵是a.多根集熱管(4)與集管(3)、(9)相連通後構成集熱芯，集熱芯可以是一組，也可以是多組，集熱芯安裝在保溫層(7)上。保溫層中有金屬網(111)，金屬網均伸出保溫層的面，保溫層下面的多根製冷管(8)與集管(84)、(12)相連通後構成製冷芯。集熱芯、製冷芯周圍安裝有保溫層(7)、(11)、(85)、(88)、(91)。製冷芯的下邊有多根鋼筋(110)，鋼筋、金屬網、集熱芯、製冷芯及其周圍的保溫層均預埋在混凝土(5)當中即為頂層樓板，頂層樓板上面塗一層長壽命黑色吸光塗料，鋸齒形透光板(6)固定在頂層樓板的臺階(89)、(90)的上面，多塊頂層樓板並在一起構成樓頂，樓板兩端頭與牆(86)共同形成排水溝(87)、(10)。透光板(6)的下面是一個平面，齒內的中空腔可相互連通，亦可相互獨立，腔內可充滿空氣，亦可抽成真空。多根採暖管(82)與集管(81)、(17)相連通後構成採暖芯，多根製冷管(79)與集管(78)、(20)相連通後構成製冷芯。採暖芯、製冷芯的周圍有保溫層(18)、(19)、(21)、(77)、(80)、(102)、(106)，保溫層(19)中有金屬網(103)，金屬網均伸出保溫層的面，保溫層下面有鋼筋(104)，鋼筋、金屬網、集熱芯、製冷芯、保溫層均預埋在混凝土(107)當中，它既是樓板，又是採暖製冷器。多根採暖管(52)與集管(42)、(56)相連通後構成採暖芯，採暖芯的周圍有保溫層(40)、(41)、(58)、(93)、(94)，採暖芯及其周圍的保溫層均預埋在混凝土當中，它既是地板，又是採暖器。保溫水罐(44)、(51)可安裝在大樓內外的任意地方，保溫水罐(44)的上部通過管(48)與保溫水罐(51)的下部相連通。保溫水罐(44)、(51)底部分別安裝有換熱器(37)、(62)，換熱器(37)的下埠通過管(26)與閥(33)、(23)、(14)相連通，閥(33)的另一端通過泵(32)、集管(30)、製冷管(70)、集管(68)、管(67)、管(55)、閥(54)、管(47)與換熱器(37)的上埠相連通。閥(23)的另一端通過泵(22)、集管(20)、製冷管(79)、集管(78)、管(75)與集管(68)相連通。閥(14)的另一端通過泵(13)、集管(12)、製冷管(8)、集管(84)、管(83)與集管(78)相連通。換熱器(62)的上埠通過管(66)、(35)分別與閥(38)、(24)、(15)相連通，閥(38)的另一端通過泵(39)、集管(42)、採暖管(52)、集管(56)、管(57)、管(55)、閥(59)與閥(60)、(64)、泵(61)相連通，閥(60)與泵(61)並聯後的另一端通過閥(53)與換熱器(62)的下埠相連通。閥(64)的另一端通過管(74)、集管(3)、集熱管(4)、集管(9)與管(35)相連通。閥(24)的另一端通過泵(25)、集管(27)、採暖管(73)、集管(72)、管(63)與管(55)相連通。閥(15)的另一端通過泵(16)、集管(17)、採暖管(82)、集管(81)、管(76)與集管(72)相連通。操作方法保溫水罐中的水加熱時，打開閥(53)、(64)，關閉閥(59)、(60)、(15)、(24)、(38)，開啟泵(61)，換熱器(62)中的循環液從其下埠通過閥(53)、泵(61)、閥(64)、管(74)、集熱芯、管(35)、(66)到換熱器的上埠反覆循環。太陽能直接採暖時，打開閥(15)、(59)、(64)，關閉閥(54)、(60)、(53)，開啟泵(16)，集熱芯中的循環液通過管(35)、閥(15)、泵(16)、集管(17)、採暖管(82)、集管(81)、管(76)、集管(72)、管(63)、管(55)、閥(59)、(64)、管(74)到集管(3)完成採暖循環。保溫水罐中的熱水採暖時，打開採暖閥(15)、(59)、(60)，(53)，關閉閥(54)、(64)，開啟泵(16)，換熱器(62)中的循環液通過管(66)、(35)、閥(15)、泵(16)、集管(17)、採暖管(82)、集管(81)、管(76)、集管(72)、管(63)、管(55)、閥(59)、(60)、(53)到換熱器的下埠完成採暖循環。製冷空調時，打開閥(14)、(54)，關閉閥(59)、(38)(24)、(15)，開啟泵(13)，換熱器(37)中的循環液通過其下埠、管(26)、閥(14)、泵(13)、集管(12)、製冷管(8)、集管(84)、管(83)、集管(78)、管(75)、集管(68)、管(67)、(55)、閥(54)、管(47)到換熱器的上埠完成製冷循環。在夏季，用集熱器對水罐內的水加熱時，可同時使用房間的製冷空調。其它房間的採暖、製冷操作與此類似。b.透光板(112)的上面為條形實心鋸齒形，底面為一平面，齒的另外兩個面，一個與底面的夾角為直角，另一個與底面的夾角為銳角，實用時，與底面的夾角為銳角的那個面按東西方向放置(即正對南方)，透光板(112)固定在隔離條(113)上。盤管集熱芯預理在混凝土層(5)中。c.透光板的上面為條形實心鋸齒形，底面為一平面，透光板(115)內有一真空腔(116)。d.球缺殼形透光板(117)的底面是平面，上面是球缺形凸起，球缺殼在水平面上的布局可為行交錯相交排列、行交錯相切排列、行不交錯相交排列、行不交錯相切排列，球缺殼內的中空腔可相互連通，亦可相互獨立，腔內可充滿空氣，亦可抽成真空，透光板固定在混凝土(5)的上面。e.球缺體形透光板(118)上面球缺體的布局可為行交錯相交排列、行交錯相切排列、行不交錯相交排列、行不交錯相切排列，球缺體透光板固定在隔離條(113)上，隔離條放在混凝土(5)上面。f.透光板(119)的底面為一平面，上面為條形鋸齒形，齒的向陽面為弧形，透光板固定在混凝土(5)上。齒內的中空腔可相互連通，亦可相互獨立，腔內可充滿空氣，亦可抽成真空。g.集熱管(123)與集管(122)、(127)相連通後構成集熱芯，集熱芯四周安裝有保溫層(121)、(128)，集熱芯底部有保溫層(126)，保溫層中有金屬網(270)，金屬網均伸出保溫層的面，保溫層下部有鋼筋(271)。金屬網、鋼筋、集熱芯及其保溫層預製在混凝土層中，混凝土表面塗一層長壽命黑色吸光塗料，混凝土(125)上面為波浪形，亦可為平板形，螺釘(269)通過固定板(268)將透光板(124)固定在混凝土臺階(267)上構成了一個太陽能集熱器。多根換熱管(154)的兩端與集管(156)、(160)相連通後構成換熱芯，換熱芯預埋在大樓混凝土基礎(159)之內構成換熱器，混凝土基礎的上下面均填充大量的蓄熱材料(153)、(157)。蓄熱材料的上下面及四周的保溫材料(163)、(155)、(158)、(162)可做成一個密閉的空間。換熱芯、大樓混凝土基礎、蓄熱材料及其四周的保溫層，共同構成一個巨大的蓄熱器。集管(127)通過管(129)、(132)分別與閥(135)、(139)、(147)、(149)、管(175)相連通，管(175)與換熱器(142)的上埠相連通，閥(149)通過泵(151)、管(152)、集管(156)、換熱管(154)、集管(160)、管(161)與管(170)相連通，管(170)分別與閥(171)、(168)、(167)、泵(169)相連通，閥(171)的另一端通過管(182)、(120)與集管(122)相連通。閥(168)與泵(169)並聯後通過閥(172)與換熱器(142)的下埠相連通。閥(167)的另一端通過管(166)、閥(165)與換熱器(146)的上埠相連通。閥(150)與泵(151)並聯在一起。閥(147)的另一端通過泵(148)、採暖芯、集管(164)與管(166)相連通。閥(135)的另一端通過泵(136)、採暖芯、管(180)、集管(178)、管(173)與管(166)相連通。閥(139)的另一端通過泵(140)、採暖芯、集管(178)與管(173)相連通。換熱器(146)的下埠通過管(141)分別與閥(145)、(138)、(134)相連通，閥(134)的另一端通過泵(133)、製冷芯、管(183)、集管(181)、管(179)、集管(176)、管(174)與管(166)相連通。閥(138)的另一端通過泵(137)、製冷芯與集管(181)相連通。閥(145)的另一端通過泵(144)、製冷芯與集管(176)相連通。操作方法保溫水罐中的水加熱時，打開閥(172)、(171)，關閉閥(168)、(167)、(135)、(139)、(147)，(149)，開啟泵(169)，換熱器(142)中的循環液從其下埠通過閥(172)、泵(169)、閥(171)、管(182)、(120)、集熱芯、管(129)、(132)、(175)到換熱器(142)的上埠反覆循環，保溫水罐中的水被加熱。蓄熱時，打開閥(149)、(171)，關閉閥(150)、(167)、(168)、(172)、(135)、(139)、(147)，開啟泵(151)，循環液自集熱芯通過管(129)、(132)、閥(149)、泵(151)、管(152)、換熱芯、管(161)、(170)、閥(171)、管(182)、(120)到集管(122)完成蓄熱循環。用貯存的熱能加熱水時，打開閥(149)、(168)、(172)，關閉閥(150)、(167)、(171)、(135)、(139)、(147)，開啟泵(151)，循環液自換熱芯通過管(161)、(170)、閥(168)、(172)、換熱器(142)、管(175)、(132)、閥(149)、泵(151)、管(152)到集管(156)完成加熱循環。太陽能直接採暖時，打開閥(135)、(167)、(171)，關閉閥(172)、(165)，(149)，開啟泵(136)，集熱芯中的循環液通過管(129)、(132)、閥(135)、泵(136)、採暖芯、管(180)、集管(178)、管(173)、管(166)、閥(167)、管(170)、閥(171)、管(182)、(120)到集管(122)完成採暖循環。用保溫水罐中的熱水採暖時，打開閥(135)、(167)、(168)，(172)，關閉閥(165)、(171)，開啟泵(136)，水罐中的循環液通過管(175)、(132)、閥(135)、泵(136)、採暖芯、管(180)、集管(178)、管(173)、管(166)、閥(167)、(168)、(172)到換熱器的下埠完成採暖循環。用貯存的熱量採暖時，打開閥(135)、(167)、(150)、(149)，關閉閥(165)、(171)、(172)，開啟泵(136)，循環液自換熱芯通過管(152)、閥(150)、(149)、管(132)、閥(135)、泵(136)、採暖芯、管(180)、集管(178)、管(173)、閥(167)、管(170)、管(161)到集管(160)完成採暖循環。空調製冷時，打開閥(134)、(165)，關閉閥(167)、(147)、(139)、(135)，開啟泵(133)，換熱器(146)中的循環液通過其下埠、管(141)、閥(134)、泵(133)、製冷芯、管(183)、集管(181)、管(179)、集管(176)、管(174)、(166)、閥(165)到換熱器(146)的上埠完成製冷循環。在夏季，用集熱器對水罐內的水加熱或對蓄熱器蓄熱時，可同時使用房間的製冷空調。其它房間的採暖、製冷操作與此類似。h.透光板(272)為真空平板，當透光板萬一損壞時，雨水由排水溝(273)下瀉。i.多根集熱管(186)與集管(185)、(189)連通後構成集熱芯，集熱芯及其周圍的保溫層(184)、(190)、(196)均預埋在混凝土層(187)內，多根真空集熱管(192)與集管(191)、(193)連通後構成真空管集熱器，真空管集熱器的集管(193)通過管(197)與閥(203)、(211)、(222)、管(257)相連通，管(257)與換熱器(241)的上埠相連通，閥(203)的另一端通過泵(204)、集管(206)、採暖管(205)、集管(264)、管(262)、集管(259)、管(256)與管(245)相連通，管(245)與閥(244)、(248)、管(247)相連通，閥(244)通過管(242)與換熱器(221)的上埠相連通，閥(248)另一端通過管(250)與閥(249)、(253)、泵(251)相連通，閥(253)另一端通過管(260)與集管(185)相連通，閥(249)與泵(251)並聯後通過閥(252)與換熱器(241)的下端相連通。閥(222)的另一端通過泵(223)、採暖芯與管(247)相連通。閥(211)的另一端通過泵(212)、採暖芯、管(256)與管(245)相連通。換熱器(221)的下埠通過管(202)分別與閥(201)、(210)、(220)相連通，閥(201)的另一端通過泵(200)、製冷芯、管(265)、集管(263)、管(261)、集管(258)、管(255)與管(245)相連通。水罐(218)的進冷水管(224)通過泵(225)、管(232)與地下水層(236)相連通。冷熱水罐之間的連接管(215)通過閥(230)、管(235)與地下水層(233)相連通。換熱器(240)的下埠通過管(238)與地下水層(233)相連通，換熱器(240)的上埠通過閥(229)、泵(239)、管(237)與地下水層(233)相連通，地下防滲牆(228)可在房基之外也可在房基之內，它的範圍可根據需要圈定，它的製作方法是在圈定區域的周圍，用壁上有很多孔的鑽杆鑽孔，孔內泵壓注入混凝土漿，形成防滲柱，多個防滲柱相切(交)構成防滲牆。操作方法夏季使用製冷空調時，開啟泵(225)，打開閥(230)且調節它的流量，把夏季製冷空調產生的熱水存貯到地下水層(233)。冬季採暖時，打開閥(229)，開啟泵(239)，地下熱水層(233)經管(237)、泵(239)、閥(229)、熱交換器(240)、管(238)完成換熱循環。在夏季，用集熱器對水罐內的水加熱或對蓄熱水層蓄熱時，可同時使用房間的製冷空調。其它的採暖製冷操作同上。j.冷水罐的進冷水管(279)通過泵(280)、管(281)與地下水層(283)相連通。冷熱水罐之間的連接管(286)通過閥(285)、管(284)與地下水層(282)相連通。當使用製冷空調功能且冷水罐內溫度過高時，可打開閥(285)，同時開啟泵(280)即可。在夏季，用集熱器對水罐內的水加熱時，可同時使用房間的製冷空調。其它房間的採暖製冷操作同上。
2.根據權利要求1所述的太陽能熱水及冷暖空調大樓，其特徵是透光板可用無機材料做成，亦可用有機材料擠出或注射成型，它亦可為平板、真空平板、中空格子板。
3.根據權利要求1所述的太陽能熱水及冷暖空調大樓，其特徵是集熱管(4)、集管(3)、(9)、(84)、(12)、(81)、(17)、(78)、(20)、(72)、(27)、(68)、(30)、(56)、(42)、製冷管(8)、(79)、(70)、採暖管(52)、(73)、(82)的橫斷面可為圓形、橢圓形或多邊形，它們可用金屬材料或非金屬材料製造，當使用金屬材料製造時，其內腔可塗上防腐層，亦可製成外層為金屬，內層為高分子材料的金屬--高分子複合管。
4.根據權利要求1所述的太陽能熱水及冷暖空調大樓，其特徵是樓板底部兩端有凸起(101)和凹槽(105)，多塊樓板並在一起時應凸起對凹槽，樓板兩端也可只有凸起(108)、(109)。
5.根據權利要求1所述的太陽能熱水及冷暖空調大樓，其特徵是保溫膨脹箱(2)的下部通過管子與集管(3)相連通，上部通過管(1)與大氣相通。
全文摘要
太陽能熱水及冷暖空調大樓，由集熱器、採暖器、製冷器、換熱器、蓄熱器、循環泵、保溫水罐組成。有光照時，光線通過透光板照在黑色塗料上產熱，混凝土層將熱量傳給集熱芯，循環液通過換熱器將水罐內的水加熱。本發明集熱面積大，平時用不完的熱量可儲存在以大樓基礎為核心的大型蓄熱器中，保證建築物在連續陰天時有用不完的熱水，省去輔助性電加熱。本發明夏天用來空調降溫的水存儲在地下特定的空間，待冬季再用於空調增溫。本發明大樓構件就是集熱器、採暖器、製冷器，蓄熱器，它的造價與普通樓房相差無幾，所有的屋頂都可以做成太陽能集熱屋頂，所有房間都有採暖製冷空調。本發明承壓、抗凍、雙循環、可採暖、能製冷、高效、低成本，有廣闊的市場前景。
文檔編號F24F5/00GK1900439SQ20051001781
公開日2007年1月24日 申請日期2005年7月22日 優先權日2005年7月22日
發明者侯國山, 侯嵩, 侯穎穎, 侯穎賢, 王平 申請人:侯國山