微調型被動式太陽能空調與建築一體化應用系統的製作方法

2023-12-04 08:35:16 1

微調型被動式太陽能空調與建築一體化應用系統的製作方法
【專利摘要】本應用系統是由窗式平板太陽能空氣集熱器系統(11)、牆體微調呼吸管道系統(12)、太陽能集熱腔內溫度控制閥(6)、建築南牆上採暖通風孔口(1)、下採暖通風孔口(5)和地下儲能空間(10)與上層房間(9)的三排前、中、後降溫通風孔口(7)共同組成。該應用系統的特點是：1、太陽能採暖、降溫多功能；2、用牆體微調式呼吸系統利用太陽能集熱器讓建築具有呼吸功能，為室內提供新鮮空氣；3、採暖和降溫空調運行穩定可靠，系統效率高；4、徹底解決了太陽能產品和建築一體化設計安裝的技術瓶頸；5、該應用系統總成本低，節省建築材料和施工費用，大規模產能，大幅度節能，社會效益好經濟性好，是一種值得大面積推廣的多功能應用系統；6、產品和應用系統均具有很強的可複製性，能廣泛地推廣應用於許多熱利用領域。
【專利說明】微調型被動式太陽能空調與建築一體化應用系統

【技術領域】
[0001]本發明屬於節能建築領域，涉及一種微調型被動式太陽能空調與建築一體化應用系統。

【背景技術】
[0002]被動式太陽能空調是一種利用空氣為介質，對周圍溫度進行調節的裝置，適用於建築被動式採暖、降溫等領域。太陽能空調可以無償利用太陽能資源，但由於自然條件下的太陽能輻照不穩定，輻照值在一天中有大有小，每天的太陽能輻照量也不一樣，使建築的熱工狀態受到限制，如今只適用於為數不多的低層建築。對此，人們做了大量研究，使太陽能空調與建築一體化的應用系統得以推廣。被動式太陽能空調技術一般指自然能驅動的空調技術，廣義上的被動式太陽能空調技術也包括地熱能驅動和地下冷源空調技術。製冷技術不採用氟利昂，可以避免對臭氧層的破壞作用，具有特別的意義；並且採用自然的太陽能源，在節能和環保方面有著光明的前景。
[0003]目前，我國太陽能市場中的主要產品是太陽能熱水器，主要應用是洗澡用熱水，技術水平較低、產品性能指標較差、價格偏高、可靠性較差、使用壽命較短、功能單一、性價比低、節能效果並不顯著、環境治理作用也不明顯，屬於初級的技術水平。近年來，在我國一些地區開始試驗示範性地推廣建築地板低溫輻射式太陽能採暖，利用循環水泵將太陽能熱水器所產生的熱水壓入室內地板的盤管中，通過低溫輻射方式進行採暖，這種太陽能採暖方式除了系統複雜、施工麻煩、成本偏高和推廣性較差之外，還因為集熱器性能指標低難以保證採暖效果等原因，更為重要的是，系統無法維修，加熱的是室內原狀空氣而不能為室內的居住者提供新鮮空氣，對身心健康不利，因此，該採暖方式並不是一種理想的值得推廣的最佳方式。對於太陽能製冷技術，因為要照顧到集熱器的效率等，就不得不採用比較低的熱源溫度。從集熱器、制冷機等相應的成本分配來看，集熱溫度、冷水溫度及冷卻水溫度應各為多少，才能建立一個最為經濟合理的太陽能空調系統，也是尚待解決的課題。另外，由於太陽能的收集存在著時效問題，蓄熱技術也必須得到很好地解決，一個較好的蓄熱系統可以彌補太陽能的不可逆性和間斷性。


【發明內容】

[0004]本應用系統的目的是為了克服以上不足，提供一種蓄熱的氣溫微調型被動式建築一體化太陽能空調系統，主要解決寒冷地區被動式太陽能建築的蓄熱難問題。
[0005]本應用系統是由窗式平板太陽能空氣集熱器系統(11)、牆體微調呼吸管道系統
(12)、太陽能集熱腔內溫度控制閥￠)、建築南牆上採暖通風孔口(I)、下採暖通風孔口(5)和地下儲能空間(10)與上層房間(9)的三排前、中、後降溫通風孔口(7)共同組成。窗式平板太陽能空氣集熱器(11)與建築一體化的安裝在建築的南立面，而牆體微調呼吸管道系統(12)均勻排布在所有與集熱器上採暖通風孔口(I)、下採暖通風孔口(5)相連接的建築內外牆體中部，太陽能集熱器的空氣出口與管道系統的空氣進口對接，使該系統與集熱器平面夾角形成90度，構成太陽能集熱、傳熱、換熱、儲熱和輸送熱的熱空氣動力系統。牆體微調呼吸管道系統(12)的二級管道熱風出口和牆體內平面形成60度夾角，使太陽能集熱牆內空氣能均勻與建築接觸，構成進入室內採暖降溫的輸送系統。建築有地上一層和地下一層組成，上下兩層室內各南向房間東西間隔開前中後三排降溫通風孔口，孔口上設有開關調節功能的活門，形成室內儲熱、採暖用熱系統和末端的排放系統。窗式平板太陽能空氣集熱器產品中的吸熱板採用了一種藍膜吸熱板新技術，從而使空氣集熱器的集熱傳熱性能和空氣流動性能大為改善，從根本上保證了該應用系統的熱利用功能；牆體微調呼吸管道系統中採用了分級管道和螺旋管式換熱器新技術，從而使集熱器所產生的熱量在合理調節的情況下，達到充分有效地熱量儲存、輸送和使用，最終保障了建築室內適宜的採暖溫度和充足的空氣新鮮度；巧妙地利用建築南北兩個立面上窗戶的「煙囪」效應，使該系統的冬季採暖和夏季降溫空調效能得到可靠的保證，太陽輻射能量的有效利用接近理想狀態。該應用系統的特點是:1、太陽能採暖、降溫多功能；2、用牆體微調式呼吸系統利用太陽能集熱器讓建築具有呼吸功能，為室內提供新鮮空氣；3、採暖和降溫空調運行穩定可靠，系統效率高；4、徹底解決了太陽能產品和建築一體化設計安裝的技術瓶頸；5、該應用系統總成本低，節省建築材料和施工費用，大規模產能，大幅度節能，社會效益好經濟性好，是一種值得大面積推廣的多功能應用系統；6、產品和應用系統均具有很強的可複製性，能廣泛地推廣應用於許多熱利用領域。
[0006]本發明是用如下方法實現:一種微調型被動式太陽能空調與建築一體化應用系統，包括太陽能集熱器系統(11)、牆體微調呼吸管道系統(12)、地下儲能空間(10)、上下層降溫通風孔口(7)、集熱器上採暖通風孔口(I)、集熱器下採暖通風孔口(5)、集熱板(4)、太陽能集熱腔體(3)、南牆外窗(2)、北牆外窗(8)、太陽能集熱腔內溫度控制閥(6)和上層房間(9)。其特徵在於集熱器外殼(4)由鋁合金板一次模壓成型，並在集熱器兩端出口處(I)和(5)上設置多個均勻的進、出小孔，進、出小孔外各連接牆體微調呼吸管道系統的一級進、出管道，進、氣管道分別通過二級螺旋交換管道與牆體接觸，直通室內。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發明的一層正視圖。
[0008]圖2是本發明的地下一層正視圖。
[0009]圖3是本發明的立面圖。
[0010]圖4是本發明的牆體微調呼吸管道系統與牆體結合正視圖。
[0011]圖5是本發明的剖面圖。
[0012]圖6是本發明的南立面外觀圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖詳細說明本發明的最佳實施方式，一種微調型被動式太陽能空調與建築一體化應用系統，包括太陽能集熱器系統(11)、牆體微調呼吸管道系統(12)、地下儲能空間(10)、上下層降溫通風孔口(7)、集熱器上採暖通風孔口(I)、集熱器下採暖通風孔口(5)、太陽能集熱腔體(3)、集熱板(4)、南牆外窗(2)、北牆外窗(8)、太陽能集熱腔內溫度控制閥(6)和上層房間(9)。
[0014]夏季白天使用時，外界溫度比室內高，通過開啟三排上層房間(9)與地下儲能空間(10)之間的降溫通風孔口(7)，地下儲能空間(10)將相對低的低溫交換到上層房間
(9)，此時關閉集熱器上採暖通風孔口(I)，打開北牆外窗(8)和集熱器下採暖通風孔口
(5)，室內熱氣流通過地下儲能空間(10)交換到太陽能集熱腔體(3)，通過開啟的南牆外窗
(2)排出；夏季夜晚使用時，室外空氣比室內溫度低，打開北牆外窗(8)，開啟集熱器下採暖通風孔口(5)，使室內空氣經過外界氣流進入太陽能集熱器腔體(3)內，此時關閉集熱器上採暖通風孔口(1)，開啟南牆外窗(2)，使室內熱空氣與室外低溫空氣得到交換，使室內降溫。
[0015]冬季白天使用時，室外溫度很低，將南牆外窗(2)和北牆外窗(8)關閉，當太陽能集熱腔體(3)達到太陽能集熱腔內溫度控制閥(6)上限溫度時將提醒用戶，打開集熱器上採暖通風孔口(I)和集熱器下採暖通風孔口(5)，此時關閉三排上下層降溫通風孔口(7)，室內冷空氣通過集熱器下採暖通風孔口(5)進入到太陽能集熱腔體(3)內，經過熱交換後通過集熱器上採暖通風孔口(I) 一部分進入室內，一部分通過牆體微調呼吸管道系統，與所有牆體充分交換後，將熱空氣均勻與室內牆體接觸從而升高室內溫度；冬季夜晚使用時，室外溫度很低，將南牆外窗(2)、北牆外窗(8)和集熱器下採暖通風孔口(5)均關閉，開啟三排上下層降溫通風孔口(7)，地下儲能空間(10)將白天儲存的熱能和地下熱能通過上下層降溫通風孔口(7)傳遞到上層房間(9)，熱空氣通過集熱器上採暖通風孔口(I)進入牆體微調呼吸管道系統，有效的與氣體熱交換後，使房間保持較恆定的溫度。
【權利要求】
1.本應用系統是由窗式平板太陽能空氣集熱器系統(11)、牆體微調呼吸管道系統(12)、太陽能集熱腔內溫度控制閥￠)、建築南牆上採暖通風孔口(I)、下採暖通風孔口(5)和地下儲能空間(10)與上層房間(9)的三排前、中、後降溫通風孔口(7)共同組成；窗式平板太陽能空氣集熱器產品中的吸熱板芯採用了一種藍膜吸熱板新技術，牆體微調呼吸管道系統中採用了分級管道和螺旋管式換熱器新技術，巧妙地利用建築南北兩個立面上窗戶的「煙囪」效應，使該系統的冬季採暖和夏季降溫空調效能得到可靠的保證，太陽輻射能量的有效利用接近理想狀態。
【文檔編號】E04H1/04GK104153525SQ201410324041
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】程博, 姜曙光, 馬雲鶴 申請人:石河子大學