專利名稱：一種墻體蒸發(fā)降溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型創(chuàng)造涉及一種墻體降溫裝置，特別是涉及一種利用太陽能和非傳統(tǒng)水源的墻體蒸發(fā)降溫裝置，屬于建筑技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國正在大力推廣綠色建筑技術(shù)，在國家標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50378-2006)中列舉了若干項綠色三星建筑應(yīng)滿足的技術(shù)要求，建筑節(jié)能、非傳統(tǒng)水源利用和可再生能源利用就是其中非常關(guān)鍵的技術(shù)。在我國南方炎熱地區(qū)，夏季太陽輻射強烈，雨水豐沛，建筑物具有利用太陽能、雨水資源和蒸發(fā)降溫的天然優(yōu)勢。中國發(fā)明專利申請200910135564.5公開了一種建筑蒸發(fā)降溫節(jié)能方法。該方法將多孔蓄水材料設(shè)置在建筑物圍護結(jié)構(gòu)的戶外面，從圍護結(jié)構(gòu)頂部，將水源接入到多孔蓄水材料的導(dǎo)水槽內(nèi)，以使多孔蓄水材料不斷保持在濕潤狀態(tài)，利用建筑圍護結(jié)構(gòu)上的水分蒸發(fā)，降低建筑圍護結(jié)構(gòu)上的溫度。然而，該實用新型專利申請沒有解決水源和淋水時間的問題，在實際工程中，盡管可以一直保持多孔蓄水材料的濕潤，實現(xiàn)建筑物蒸發(fā)降溫的效果，卻對水資源產(chǎn)生了浪費，該申請沒有涉及雨水和空調(diào)冷凝水的回收利用以及太陽能光伏技術(shù)的應(yīng)用，該實用新型專利應(yīng)用范圍較窄。中國發(fā)明專利申請201010250603.9公開了一種將空調(diào)冷凝水用于建筑外墻蓄水蒸發(fā)降溫節(jié)能的方法及裝置。該裝置制備一蓄水箱體，利用杠桿原理，將收集的空調(diào)冷凝水接駁到蓄水蒸發(fā)墻面的供水管中。該實用新型專利申請?zhí)岢隽瞬捎每照{(diào)冷凝水作為蓄水蒸發(fā)墻面的水源，但該裝置體積較大，無法在建筑物墻面上安裝，此外，空調(diào)冷凝水量有限，無法滿足墻面蒸發(fā)降溫的需要。另外，該專利申請沒有涉及雨水回收和太陽能光伏技術(shù)的應(yīng)用，節(jié)能效果不顯著。中國發(fā)明專利申請201010514842.0公開了一種建筑水流動及蒸發(fā)降溫的節(jié)能方法。該方法將內(nèi)有成排直孔口的波形面(凹凸)板式材料安裝為建筑圍護結(jié)構(gòu)，接入水源，水順著通路布滿板式材料的管狀腔體，其被陽光等條件加熱，一部分以頂部蒸發(fā)的形式散去熱量，另一部分通過水流動消耗掉其余的熱量，從而降低建筑圍護表而的溫度，進而抑制其內(nèi)部溫度上升。該實用新型專利申請沒有說明水源和淋水方式等問題，此外，波形面(凹凸)板式材料無法作為建筑的圍護結(jié)構(gòu)，該專利申請沒有涉及雨水、空調(diào)冷凝水回收和太陽能光伏技術(shù)的應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于充分利用雨水和太陽能等自然資源，以及空調(diào)冷凝水等非傳統(tǒng)水源，設(shè)置智能化的控制系統(tǒng)，建筑節(jié)能和節(jié)水顯著的利用太陽能和非傳統(tǒng)水源的墻體蒸發(fā)降溫裝置。本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的。一種墻體蒸發(fā)降溫裝置，包括太陽能電池板、控制器、蓄電池、水泵、淋水管、上水管、蓄水槽、冷凝水收集管、雨水管、計算器、空氣溫度探頭、空氣濕度探頭和墻面含水率探頭；太陽能電池板放置在建筑物屋頂，通過導(dǎo)線與控制器相連；控制器與蓄電池連接，蓄電池與水泵電連接，水泵分別與上水管和淋水管連接，上水管與蓄水槽連接，水泵還與計算器信號連接，淋水管設(shè)置在墻面外側(cè)的上部；冷凝水收集管的一端與每層空調(diào)的冷凝水管連接，冷凝水收集管的另一端與蓄水槽連接；雨水管設(shè)置在建筑立面，雨水管的頂部在屋頂，底部在蓄水槽的上方10-20cm處；空氣溫度探頭、空氣濕度探頭和墻面含水率探頭分別與計算器相連；空氣溫度探頭和空氣濕度探頭放置于屋頂，墻面含水率探頭放置在墻體底部。為進一步實現(xiàn)本實用新型目的，所述計算器選用可編程單片機；所述蓄水槽還設(shè)有輔助裝置，輔助裝置包括補水管、浮球閥、不銹鋼過濾網(wǎng)和蓄沙槽；補水管與自來水管連接；浮球閥于蓄水槽內(nèi)，與補水管連接；不銹鋼過濾網(wǎng)覆蓋在蓄水槽頂部，蓄沙槽位于蓄水槽外一側(cè)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有如下優(yōu)點和有益效果:(I)本實用新型的墻體蒸發(fā)降溫裝置通過計算器和相關(guān)探頭實現(xiàn)智能控制水泵啟停，巧妙利用了太陽能、墻體周圍溫度、濕度以及墻面含水率之間的匹配關(guān)系，通過計算器智能控制，實現(xiàn)只有在室外高溫和高太陽輻射情況時，也就是墻面最需要淋水降溫時，才對墻體淋水降溫，其他情況基本不必對墻體淋水，實現(xiàn)建筑節(jié)能和節(jié)水較佳效果。(2)在建筑物屋頂安裝太陽能電池，太陽能電池產(chǎn)生的電量首先通過控制器，然后與蓄電池相接，用導(dǎo)線將蓄電池與水泵相連，驅(qū)動水泵從建筑物底部的蓄水箱抽水。室外太陽輻射強烈時，也是建筑物需要蒸發(fā)降溫的時候，此時，太陽能電池可以提供充足的電量驅(qū)動水泵運轉(zhuǎn)，而不需要消耗額外的電量，是真正的零能耗設(shè)計。(3)建筑物底部設(shè)置帶有過濾網(wǎng)和蓄沙槽的集中式蓄水槽，可以收集雨水和空調(diào)冷凝水，在下雨時，雨水先存入蓄水箱，可部分緩解城市排水管網(wǎng)的排水壓力；在空調(diào)開啟時，可以收集空調(diào)冷凝水，避免冷凝水亂滴亂排；同時配有自來水補水管，通過浮球閥自動控制自來水補給，只有當(dāng)雨水和冷凝水存量不足時，才會使用自來水進行補水。蓄水槽頂部覆蓋有過濾網(wǎng),可以過濾掉雨水中的泥沙等雜質(zhì),利用雨水管中雨水的沖刷力,將泥沙排放至蓄沙槽中，方便日后處理，不用頻繁更換過濾網(wǎng)。

圖1為本實用新型墻體蒸發(fā)降溫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為蓄水槽及輔助裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為應(yīng)用本實用新型的智能控制流程框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明，但本實用新型要求保護的范圍并不局限性于實施例表不的范圍。如圖1所示，一種墻體蒸發(fā)降溫裝置，包括太陽能電池板1、控制器2、蓄電池3、水泵4、淋水管5、上水管6、蓄水槽7、冷凝水收集管8、雨水管9、計算器10、空氣溫度探頭11、空氣濕度探頭12和墻面含水率探頭13 ;太陽能電池板I放置在建筑物屋頂，通過導(dǎo)線與控制器2相連；控制器2與蓄電池3連接，蓄電池3與水泵4電連接，水泵4分別與上水管6和淋水管5連接，上水管6與蓄水槽7連接，水泵4還與計算器10信號連接，淋水管5設(shè)置在墻面外側(cè)的上部；冷凝水收集管8的一端與每層空調(diào)的冷凝水管連接，冷凝水收集管8的另一端與蓄水槽7連接；雨水管9設(shè)置在建筑立面，雨水管9的頂部在屋頂，以便收集屋頂?shù)挠晁?，雨水?的底部在蓄水槽7的上方約1020cm處；空氣溫度探頭11、空氣濕度探頭12和墻面含水率探頭13分別與計算器10相連；空氣溫度探頭11和空氣濕度探頭12放置于屋頂，墻面含水率探頭13放置在墻體底部。如圖2所示，蓄水槽7還設(shè)有輔助裝置，輔助裝置包括補水管14、浮球閥15、不銹鋼過濾網(wǎng)16和蓄沙槽17 ;補水管14與自來水管連接；浮球閥15位于蓄水槽7內(nèi)，與補水管14連接，通過浮球閥15開啟補水管14補水；不銹鋼過濾網(wǎng)16覆蓋在蓄水槽頂部，蓄沙槽17位于蓄水槽7外一側(cè)。在墻面淋水過程中，沒有被墻面吸收的水，則流到建筑物底部的蓄水槽7上面，經(jīng)過不銹鋼過濾網(wǎng)16的過濾，泥沙等雜質(zhì)被攔截，水則蓄積在蓄水槽7內(nèi)。在下雨時，雨水管9收集屋面雨水，并從蓄水槽7上方一定高度(10-20cm處，優(yōu)選15cm)處流出，由于高差的作用，這部分雨水具有一定的沖刷力，可以將不銹鋼過濾網(wǎng)16上的泥沙沖刷至泥沙槽17內(nèi)，以便日后清理，同時部分雨水可以蓄留在蓄水槽7內(nèi)，每層空調(diào)的冷凝水管接入到冷凝水收集管8中，并匯集至蓄水槽7內(nèi)，這樣，蓄水槽7可以蓄留雨水和空調(diào)冷凝水，只有這兩者非傳統(tǒng)水源不夠時，才通過浮球閥15開啟自來水補水管14進行補水，從而實現(xiàn)節(jié)省水源的目的。如圖3所示，空氣溫度探頭11、空氣濕度探頭12和墻面含水率13探頭每隔10_60分鐘(可以是10-60分鐘內(nèi)的任意設(shè)定時間)收集室外空氣溫度、濕度和墻面含水率數(shù)據(jù)，并傳送至計算器10，計算器10將采集的空氣溫度、濕度和墻面含水率數(shù)據(jù)與設(shè)定值做比較，當(dāng)上述數(shù)據(jù)符合計算器10設(shè)定的啟動條件時，則計算器10對水泵4給出啟動電信號，計算器10的設(shè)定條件如下所述:蒸發(fā)降溫效果與室外空氣溫度和空氣濕度具有一定的相關(guān)性，當(dāng)室外空氣溫度在26°C 31°C之間波動時，室外空氣濕度低于80%，則會有較為顯著地蒸發(fā)降溫效果，但當(dāng)空氣濕度大于80%時，則蒸發(fā)降溫效果有所減弱，同時，較高的室外空氣濕度有可能意味著此時正在降雨，雨水也為墻面提供了蒸發(fā)降溫的水源，不需要開啟墻面淋水裝置；而室外空氣溫度大于31°C時，由于空氣溫度高，即使空氣濕度大于80%，也可以產(chǎn)生較為顯著地蒸發(fā)降溫效果，但當(dāng)空氣濕度大于90%后，也會出現(xiàn)蒸發(fā)降溫效果有所減弱或降雨的情況，此時也不需要開啟墻面淋水裝置；此外，如果墻面含水率低于3%，則墻面較為干燥，沒有蒸發(fā)降溫效果，此時淋水，墻面可以迅速吸水，開始蒸發(fā)降溫過程，但當(dāng)墻面含水率達到8%時，繼續(xù)淋水，墻面含水率增加幅度變小，蒸發(fā)降溫效果增加不顯著。因此，本實用新型專利設(shè)定淋水開始的條件為:室外空氣溫度處于26°C 31°C，并且室外空氣濕度低于80%，并且墻面含水率低于3%，或者，室外空氣溫度大于31°C，并且室外空氣濕度低于90%，并且墻面含水率低于3% ;本實用新型設(shè)定淋水結(jié)束的條件為:室外空氣溫度處于26°C 31°C之間時，室外空氣濕度高于80%，或者，室外空氣溫度大于31°C時，室外空氣濕度高于90%，或者，墻面含水率大于8%。如果空氣溫度探頭11、空氣濕度探頭12和墻面含水率13探頭采集的數(shù)據(jù)滿足墻面淋水條件，則判斷為需要為墻面淋水降溫，反之，則不需要淋水降溫。如果不需要淋水降溫，返回上一步繼續(xù)進行數(shù)據(jù)采集；如果需要淋水降溫，則計算器10輸出電信號到水泵4，此時，如果室外太陽輻射強烈，則太陽能電池板1、控制器2和蓄電池3為水泵4提供連續(xù)電流，使之持續(xù)運轉(zhuǎn)，將蓄水槽7中的水抽到淋水管5中，并淋到墻面，實現(xiàn)墻面吸水后蒸發(fā)降溫過程，反之，如果太陽輻射不強烈，雖然太陽能電池板1、控制器2和蓄電池3沒有收集到足夠電量來驅(qū)動水泵4連續(xù)運轉(zhuǎn)，但此時外墻外表面吸收的太陽輻射量也不多，說明外墻外表面溫度不高，沒有必要淋水降溫；在墻面淋水過程中，如果空氣溫度探頭11、空氣濕度探頭12和墻面含水率13探頭采集的數(shù)據(jù)滿足墻面停止淋水條件，則淋水過程停止。上述智能化的淋水控制流程可以實現(xiàn)蒸發(fā)降溫和節(jié)約水源的目的。太陽能電池板I可選用單晶硅或多晶硅太陽能電池板；控制器2可選用伏科公司的Phocos CXN太陽能充放電控制器；空氣溫度探頭11可選用銅康銅熱電偶；空氣濕度探頭12可選用電容濕度傳感器；墻面含水率13探頭可選用錘式電極探頭；計算器10可選用可編程單片機，用來收集室外空氣溫度、空氣濕度和墻面含水率數(shù)據(jù)，并判斷是否需要墻面淋水降溫。利用本實用新型的墻體蒸發(fā)降溫裝置時，太陽能電池板I產(chǎn)生的電流通過導(dǎo)線輸入到控制器2，經(jīng)控制器變壓后，輸出到蓄電池3，對蓄電池3充電，安裝在屋頂?shù)乃?通過導(dǎo)線與蓄電池3連接，水泵4與計算器10通過信號線連接，接收計算器的指令控制；放置于屋頂?shù)目諝鉁囟忍筋^11和空氣濕度探頭12以及放置于墻體底部的墻面含水率探頭13實時采集空氣溫度、濕度和墻面含水率數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸出至計算器10，計算器10將采集的空氣溫度、濕度和墻面含水率數(shù)據(jù)與設(shè)定值做比較，當(dāng)上述數(shù)據(jù)符合計算器10設(shè)定的啟動條件時，則計算器10對水泵4給出啟動電信號，例如，如果室內(nèi)空調(diào)溫度為26°C，則當(dāng)室外空氣溫度在26 °C 31 °C之間時，室外空氣濕度低于80 %，并且墻面含水率低于3 %時，則判斷為需要淋水降溫，計算器10給出電信號，控制水泵4啟動，在蓄電池3提供的電量驅(qū)動下，水泵4開始連續(xù)運轉(zhuǎn)，抽取蓄水槽7中的水源，經(jīng)過上水管6到達水泵4，并輸送至淋水管5，從淋水管5中流出至墻面，水在重力作用下，順墻面往下流動，部分水被墻面吸收，進行蒸發(fā)降溫。計算器10每隔10 60分鐘重復(fù)上述檢測、判斷和控制的過程一次，以保證在高溫、高太陽輻射的時間段內(nèi)可以對墻面淋水降溫，同時將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，供系統(tǒng)自身和其他用電設(shè)備使用。墻面淋水過程中，沒有被墻面吸收的水，流到建筑物底部并蓄積在蓄水槽7內(nèi)。此外，在下雨時，雨水管9收集屋面雨水，匯集到蓄水槽7內(nèi)，同時，每層空調(diào)的冷凝水管接入到冷凝水收集管8中，也匯集至蓄水槽7內(nèi)，這樣，蓄水槽7可以蓄留剩余的淋水、雨水和空調(diào)冷凝水，基本可以滿足墻體蒸發(fā)降溫的淋水要求。目前國內(nèi)已有的關(guān)于墻面蒸發(fā)降溫的研究，多使用城市管網(wǎng)供水來進行墻面淋水，這樣方式可以實現(xiàn)墻面蒸發(fā)降溫，達到建筑節(jié)能的目的，但浪費了寶貴的水資源；此外，淋水方式多為人工控制，無法實現(xiàn)最佳的淋水降溫效果。本實用新型除了利用墻面淋水降溫的節(jié)能效果，還注意節(jié)約水資源，充分利用雨水、冷凝水和淋水剩余水等非傳統(tǒng)水源；特別是，本實用新型將太陽能光伏與墻面蒸發(fā)降溫進行一體化設(shè)計，巧妙利用了太陽能、墻體周圍溫度、濕度以及墻面含水率之間的匹配關(guān)系，通過計算器智能控制，實現(xiàn)只有在室外高溫和高太陽輻射情況時，也就是墻面最需要淋水降溫時，才對墻體淋水降溫，其他情況基本不必對墻體淋水，實現(xiàn)建筑節(jié)能和節(jié)水較佳效果。經(jīng)測算，本實用新型節(jié)能率約為10%左右，而普通墻體構(gòu)造節(jié)能率僅為3%左右，具有顯著的節(jié)能優(yōu)勢。應(yīng)用本實用新型利用太陽能和非傳統(tǒng)水源的墻體蒸發(fā)降溫裝置可以滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50378-2006)中關(guān)于綠色三星(最高綠色建筑級別)評價標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于可再生能源利用和非傳統(tǒng)水源利用兩項要求，應(yīng)用前景廣闊。
權(quán)利要求1.一種墻體蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于:包括太陽能電池板、控制器、蓄電池、水泵、淋水管、上水管、蓄水槽、冷凝水收集管、雨水管、計算器、空氣溫度探頭、空氣濕度探頭和墻面含水率探頭；太陽能電池板放置在建筑物屋頂，通過導(dǎo)線與控制器相連；控制器與蓄電池連接，蓄電池與水泵電連接，水泵分別與上水管和淋水管連接，上水管與蓄水槽連接，水泵還與計算器信號連接，淋水管設(shè)置在墻面外側(cè)的上部；冷凝水收集管的一端與每層空調(diào)的冷凝水管連接，冷凝水收集管的另一端與蓄水槽連接；雨水管設(shè)置在建筑立面，雨水管的頂部在屋頂，底部在蓄水槽的上方10-20cm處；空氣溫度探頭、空氣濕度探頭和墻面含水率探頭分別與計算器相連；空氣溫度探頭和空氣濕度探頭放置于屋頂，墻面含水率探頭放置在墻體底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻體蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于:所述計算器選用可編程單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻體蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于:所述蓄水槽還設(shè)有輔助裝置，輔助裝置包括補水管、浮球閥、不銹鋼過濾網(wǎng)和蓄沙槽；補水管與自來水管連接；浮球閥于蓄水槽內(nèi)，與補水管連接；不銹鋼過濾網(wǎng)覆蓋在蓄水槽頂部，蓄沙槽位于蓄水槽外一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻體蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于:所述太陽能電池板選用單晶硅或多晶硅太陽能電池板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻體蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于:所述控制器選用太陽能充放電控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻體蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于:所述空氣溫度探頭選用銅-康銅熱電偶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻體蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于:所述空氣濕度探頭選用電容濕度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻體蒸發(fā)降溫裝置，其特征在于:所述墻面含水率探頭選用錘式電極探頭。
專利摘要本實用新型公開了一種墻體蒸發(fā)降溫裝置，該墻體蒸發(fā)降溫裝置的太陽能電池板放置在建筑物屋頂，通過導(dǎo)線與控制器相連；控制器與蓄電池連接，蓄電池與水泵電連接，水泵分別與上水管和淋水管連接，上水管與蓄水槽連接，水泵還與計算器信號連接，淋水管設(shè)置在墻面外側(cè)的上部；空氣溫度探頭、空氣濕度探頭和墻面含水率探頭分別與計算器相連；空氣溫度探頭和空氣濕度探頭放置于屋頂，墻面含水率探頭放置在墻體底部。本實用新型巧妙利用了太陽能、墻體周圍溫度、濕度以及墻面含水率之間的匹配關(guān)系，通過計算器智能控制，實現(xiàn)只有在室外高溫和高太陽輻射情況時，才對墻體淋水降溫，建筑節(jié)能和節(jié)水效果顯著。
文檔編號E04B1/74GK202990126SQ20122070872
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者張磊, 張玉, 孟慶林 申請人:華南理工大學(xué)