被動式太陽能暖房的製作方法
2023-10-17 03:59:19
專利名稱：被動式太陽能暖房的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種被動式太陽能暖房結構，適用於我國新農村二層及二層以上小樓建築，和城鎮板式多層樓房建築，適用範圍在地處緯度42-38度的地域內。
背景技術：
通常，把利用太陽能採暖或空調的建築物稱為太陽能暖房。太陽能暖房可劃分為主動式和被動式兩大類。被動式太陽能暖房是一種讓陽光射進房屋，並自然地加以應用的建築物。它不需要另外附加太陽能採暖機械設備系統(集熱器、管道等)，整個建築物本身就是一個太陽能集熱系統。它節能環保，深受人們的喜愛。目前國內被動式太陽能暖房的採暖方式有直接受益式、集熱蓄熱牆式、附加陽光間式三種。但都有不足之處 I、接受陽光的牆面(門窗)都垂直於地面，與陽光射線形成的夾角，遠大於最寒冷節氣的太陽入射角，降低了在最寒冷時期建築內的太陽輻射通量。2、二層及二層以上樓層的陽臺在下一層南向牆面上投下的陰影太大，降低了下一層陽光輻射通量。3、室內保溫措施不完善，室溫波動大，居住不舒適。本發明力圖克服以上不足。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種被動式太陽能暖房，提高太陽
輻射通量。為實現上述目的，本發明採用的技術方案是一種被動式太陽能暖房，是在建築物南向牆面上搭建採暖間，所述採暖間的南向牆面是採光牆面，其特徵在於所述採光牆面與鉛垂線之間的夾角為23-35度。所述建築物為二層或二層以上建築，每一層的南向牆面上搭建有所述採暖間。二層的採暖間以及二層以上的採暖間的地板均由依次連接的第一部分與第二部分組成，所述第一部分水平向連接建築物的南向牆面，所述第二部分則垂直連接所述採光牆面。採暖間的地板的第一部分的位置保持不變，而各層採暖間的採光牆面均在水平方向上向南平行移動同樣的距離。所述採光牆面與鉛垂線之間的夾角為30度。所述採光牆面是平板玻璃。所述建築物室內設置有熱水牆，所述熱水牆內有儲熱水箱，所述採暖間能夠被太陽光照射的位置安裝有燜曬式水箱，所述燜曬式水箱連通所述熱水牆中的儲熱水箱。所述儲熱水箱內還設有作為備用熱源使用的自動調溫電熱器。在採暖間中設有向建築物的室內排放熱風的通風裝置。
所述採暖間的外圍護牆用24cm空心保溫磚壘砌，並外抹水泥內貼聚苯乙烯板。與現有技術相比較，本發明具有的有益效果是本發明將採暖間的採光牆面與鉛垂線之間的夾角為23-35度，正好是北緯45-35度區域內(我國太陽能資源最豐富地區)在「大寒」節氣中午12時的太陽入射角(也叫太陽高度角)，接近於覆蓋北方地區最寒冷的冬至到立春(數九寒天)45天內中午的太陽入射角。也就是說，此時的太陽輻射光線能接近垂直射入建築內，使此最寒冷的時段內，建築物內能夠最大限度地接受太陽的熱能。
圖I是本發明提供的被動式太陽能暖房的俯視角度結構示意圖；圖2是本發明提供的被動式太陽能暖房的平視角度剖視結構圖；圖3是本發明提供的被動式太陽能暖房的一個改進結構示意圖。
附圖標記說明建築物10 ;南向牆面11 ;熱水牆15 ;儲熱水箱16 ;採暖間20 ;通風裝置24 ;第一部分25 ;第二部分26 ;燜曬式水箱28 ；自動調溫電熱器29。
具體實施例方式首先聲明，本申請中所稱建築物均為地球北半球上的建築物，故其南向牆面為朝向太陽的牆面。如圖I、圖2所示，本發明提供的被動式太陽能暖房，是在建築物10的南向牆面11上搭建一個採暖間20，所述採暖間20的南向牆面是採光牆面21 (優選用平板玻璃製成)，且所述採光牆面21與鉛垂線之間的夾角為23-35度(優選30度)。根據太陽能量的傳送理倫可知，太陽主要是以光輻射的形式向地球表面及其建築物10傳播它的熱量，而且只有在太陽輻射光線與接受光線的表面成垂直狀態下，建築物10內才能最大限度地接收熱量。本發明將採暖間20的採光牆面21與鉛垂線之間的夾角為23-35度，正好是北緯45-35度區域內(我國太陽能資源最豐富地區)在「大寒」節氣中午12時的太陽入射角(也叫太陽高度角)，接近於覆蓋北方地區最寒冷的冬至到立春(數九寒天)45天內中午的太陽入射角。也就是說，此時的太陽輻射光線能接近垂直射入建築內，使此最寒冷的時段內，建築物10內能夠最大限度地接受太陽的熱能。另外，如果在通常的二層結構或者更多層結構的建築物10上搭建採暖間20時，下層採暖間20會被上層採暖間20遮擋住部分入射陽光，從而減少了太陽光輻射面積。例如，假設採暖間20的地板(一般為陽臺地板)外挑I. 5米寬，則當太陽高度角為30度時，上層採暖間20的地板將會遮擋下層採暖間20的採光牆面21靠上O. 75米長的部分，使得採暖間20獲取的輻射能量有所降低。為了解決這一問題，請參閱圖2所示，本發明中，二層採暖間20以及二層以上的採暖間20的地板由依次連接的第一部分25與第二部分26組成，所述第一部分25水平向連接建築物10的南向牆面11，所述第二部分26則垂直連接所述採光牆面21。如此設置，當太陽光垂直照射上層採光牆面21的時候，上層採暖間20的地板的第二部分26不會阻擋太陽光繼續照射下層採暖間20的採光牆面21。例如，假設採暖間20的地板的第一部分25外挑O. 6米寬，採光牆面21與鉛垂線之間的夾角為30度，相應地，採暖間20的地板的第二部分26與第一部分25之間呈150度夾角，在採暖間20整體外挑寬度仍為I. 5米的情況下，當太陽高度角為30度時，上層採暖間20的地板只會遮擋下層採暖間20的採光牆面21靠上O. 3米長的部分，能最大限度地增大陽光輻射通量，以得到最多的熱量。若如圖3所示，將各層採暖間20的採光牆面21在水平方向上向南平行移動同樣的距離(如O. 30米)，而採暖間20的地板的第一部分的位置不變，則能使上層採暖間20在下層採暖間20的採光牆面21上的投射陰影長度再次縮小(如為O. 15米)，再次提高了下層玻璃採暖間20的陽光輻射通量。採暖間20搭建好之後，還需要將採集到的太陽能輸送給建築物10使用，例如本發明在室內設置200cmX 200cm X 24cm的熱水牆15，所述熱水牆15內有儲熱水箱16，所述採暖間20能夠被太陽光照射的位置安裝有燜曬式水箱28，所述燜曬式水箱28連通所述熱水牆15中的儲熱水箱16，為其提供熱水。所述儲熱水箱16內還設有自動調溫電熱器29，作為一個備用熱源，如遇陰天或太陽熱力不夠，水溫達不到設定溫度(如80度)時，所述自動調溫電熱器29啟動，把水溫提高到設定溫度。
本發明還在採暖間20中設有一向建築物10的室內排放熱風的通風裝置24(如排風扇和通風管道)，在中午採暖間20最熱時，可將熱風排往室內。其中，所述採暖間20的吸熱玻璃採用低碳4mm厚平板玻璃，其含碳量不大於
O.02%。所述採暖間20的外圍護牆用24cm空心保溫磚壘砌，外抹水泥內貼IOcm厚的聚苯乙烯板(其在國內保溫材料中導熱係數最小)。以上說明對本發明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種被動式太陽能暖房，是在建築物南向牆面上搭建採暖間，所述採暖間的南向牆面是採光牆面，其特徵在於所述採光牆面與鉛垂線之間的夾角為23-35度。
2.根據權利要求I所述被動式太陽能暖房，其特徵在於所述建築物為二層或二層以上建築，每一層的南向牆面上搭建有所述採暖間。
3.根據權利要求2所述被動式太陽能暖房，其特徵在於二層的採暖間以及二層以上的採暖間的地板均由依次連接的第一部分與第二部分組成，所述第一部分水平向連接建築物的南向牆面，所述第二部分則垂直連接所述採光牆面。
4.根據權利要求3所述被動式太陽能暖房，其特徵在於採暖間的地板的第一部分的位置保持不變，而各層採暖間的採光牆面均在水平方向上向南平行移動同樣的距離。
5.根據權利要求I所述被動式太陽能暖房，其特徵在於所述採光牆面與鉛垂線之間的夾角為30度。
6.根據權利要求I所述被動式太陽能暖房，其特徵在於所述採光牆面是平板玻璃。
7.根據權利要求I所述被動式太陽能暖房，其特徵在於所述建築物室內設置有熱水牆，所述熱水牆內有儲熱水箱，所述採暖間能夠被太陽光照射的位置安裝有燜曬式水箱，所述燜曬式水箱連通所述熱水牆中的儲熱水箱。
8.根據權利要求7所述被動式太陽能暖房，其特徵在於所述儲熱水箱內還設有作為備用熱源使用的自動調溫電熱器。
9.根據權利要求I所述被動式太陽能暖房，其特徵在於在採暖間中設有向建築物的室內排放熱風的通風裝置。
10.根據權利要求I所述被動式太陽能暖房，其特徵在於所述採暖間的外圍護牆用24cm空心保溫磚壘砌，並外抹水泥內貼聚苯乙烯板。
全文摘要
本發明提供一種被動式太陽能暖房，是在建築物南向牆面上搭建採暖間，所述採暖間的南向牆面是採光牆面，所述採光牆面與鉛垂線之間的夾角為23-35度。本發明將採暖間的採光牆面與鉛垂線之間的夾角為23-35度，正好是北緯45-35度區域內(我國太陽能資源最豐富地區)在「大寒」節氣中午12時的太陽入射角(也叫太陽高度角)，接近於覆蓋北方地區最寒冷的冬至到立春(數九寒天)45天內中午的太陽入射角。也就是說，此時的太陽輻射光線能接近垂直射入建築內，使此最寒冷的時段內，建築物內能夠最大限度地接受太陽的熱能。
文檔編號E04B1/78GK102797365SQ20121029997
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月21日 優先權日2012年8月21日
發明者楊戈 申請人:北京勤誠創業科技有限公司