基于太陽能的居住區(qū)能源控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種建筑體的溫度調(diào)控系統(tǒng)，特別是基于太陽能的居住區(qū)能源控制裝置及方法。本發(fā)明集太陽熱能、光能、水存貯能、水發(fā)電、水溫調(diào)控技術(shù)、地暖技術(shù)、園林設(shè)計技術(shù)綜合在建筑設(shè)計當(dāng)中，使建筑群體在很少利用外部電力的情況下，通過自身環(huán)境能源的利用，結(jié)合農(nóng)村地多、空間大的特別，在總體節(jié)省土地的情況下，進(jìn)行住房設(shè)計，使環(huán)境、生活居住、生態(tài)調(diào)控、能源節(jié)省、環(huán)保健康融入在農(nóng)村現(xiàn)代化改造過程中。
【專利說明】基于太陽能的居住區(qū)能源控制裝置
[0001] 本案是針對申請名稱"基于太陽能的城鎮(zhèn)化綜合居住區(qū)能源控制系統(tǒng)及方法"、申 請日2013-8-23、申請?zhí)?013103716288的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種建筑體的溫度調(diào)控系統(tǒng)，特別是基于太陽能的居住區(qū)能源控制裝 置。

【背景技術(shù)】
[0003] 在現(xiàn)有城市化過程中，將小城市住房、縣城住房、農(nóng)村住房按現(xiàn)有的大城市建筑標(biāo) 準(zhǔn)設(shè)計和建造，在農(nóng)村一是失去了原有的田源風(fēng)光，二是要使農(nóng)民、城市居民必需有足夠的 經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)向物業(yè)交水電費、管理費，使原有的低成本生存變成了必需有支付能力的生存，所 帶來的問題好壞現(xiàn)在還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能評估。
[0004] 樓房的結(jié)構(gòu)需要有水電供給，有條件的需要有天然氣供給，天然氣作為天然能源 有枯竭的風(fēng)險，一旦天然氣枯竭，將給居住者帶來嚴(yán)重的生活問題?？梢怨?jì)的是電能使 用，通過生活電器代替天然氣。因此降低生活用電，又不會因降低電能使用給生活帶來不 便，是現(xiàn)代人居住的一個重要話題。
[0005] 為了節(jié)省電力，通過太陽能利用獲取能源，太陽能中最常用的有熱能和光能，太陽 熱能通過輻射方式到一種熱管上，熱管具有高效吸收太陽熱能的能力，熱管特性：1、超強 的導(dǎo)熱性：可在溫度30°C - 1000°C范圍內(nèi)傳導(dǎo)熱量，單根導(dǎo)熱效率98%。2、優(yōu)良的等溫性： 熱管一端輸入l〇〇°C，另一端可導(dǎo)出95°C。良好的等溫性使熱管在很小的溫差下，傳遞很大 的熱通量，傳熱阻力小。3、熱流密度可變性：在管徑一定的情況下供熱量可根據(jù)需要不斷變 化。4、熱流方向可逆性：熱管兩端均可吸熱、放熱。5、使用安全性：管內(nèi)壓力低于外界大氣 壓，熱管不會發(fā)生爆炸。目前，太陽熱能主要用于生活洗澡用。
[0006] 太陽光能利用是通過光伏電池接收太陽光輸出電能，其效率為16. 7%，為了使太 陽光能產(chǎn)生的電能在晚上使用，光伏電池產(chǎn)生的電能充入相應(yīng)容量的蓄電池內(nèi)，由蓄電池 蓄電，蓄電池雖然能存貯電能，但蓄電池在制造過程中將會產(chǎn)生大量的污染源，而消毀過程 中同樣會產(chǎn)生大量的污染物，長期大量使用會嚴(yán)重影響人類生存環(huán)境。
[0007] 地?zé)崂迷谖覈墙陙響?yīng)用起來的技術(shù)，地?zé)嵬瑯邮翘柲艿囊环N變化形式， 地?zé)崾莾Σ卦诘叵碌臒崮?，通過水介質(zhì)和地源熱泵技術(shù)，可以將地?zé)嵊糜诘嘏蛩渲醒?空調(diào)，由于受環(huán)境影響，只能在有條件的地方使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種既能提供田源風(fēng)光、又能改善生活環(huán)境，同時能大大利 用自然能源、節(jié)能、環(huán)保的基于太陽能的居住區(qū)能源控制裝置及方法。
[0009] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，基于太陽能的居住區(qū)能源控制裝置，其特征是：至少 包括：綜合居住建筑區(qū)，綜合居住建筑區(qū)采用三級供電，一是太陽能供電，二是水勢能供電， 三是220v交流供電，三級供電由混合電源控制和調(diào)配，太陽能電池、水輪發(fā)電機和220v交 流供電輸入到混合電源的輸入端，混合電源通過對太陽能電池、水輪發(fā)電機和220v交流電 壓和電流檢測，進(jìn)行統(tǒng)一分配和調(diào)控，只有到太陽能電池和水輪發(fā)電機供濟(jì)不足，或不穩(wěn)定 時，由220v交流供電，當(dāng)太陽能電池和水輪發(fā)電機供濟(jì)穩(wěn)定后，由控制器在切斷220v交流 供電。
[0010] 綜合居住建筑區(qū)，用于提供生活居住環(huán)境，它由逐漸面積減少的樓層過渡成梯形 住宅結(jié)構(gòu)，在綜合居住建筑區(qū)上層有上層水緩沖區(qū)，在綜合居住建筑區(qū)下層有下層水緩沖 區(qū)，上層水緩沖區(qū)和下層水緩沖區(qū)之間有水輪發(fā)電機和直流水泵，水輪發(fā)電機在上層水緩 沖區(qū)和下層水緩沖區(qū)之間的45度布置的水管路下端；在上層水緩沖區(qū)分布有太陽能板和 熱管，白天太陽能板向直流水泵供直流電，電壓在24-28V之間；直流水泵將下層水緩沖區(qū) 的水抽入上層水緩沖區(qū)，上層水緩沖區(qū)包括加熱水溫區(qū)、保溫水溫區(qū)、緩沖水區(qū)，緩沖水區(qū) 與輸入水管管道連接，保溫水溫區(qū)與輸出水管管道連接，保溫水溫區(qū)在加熱水溫區(qū)與緩沖 水區(qū)之間，加熱水溫區(qū)與熱管連接，通過熱管使加熱水溫區(qū)水形成對流，對加熱水溫區(qū)水加 熱，加熱水溫區(qū)水溫到恒定溫度時，加熱水溫區(qū)水置入保溫水溫區(qū)水，加熱水溫區(qū)重接入緩 沖水區(qū)水。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點是：由于本發(fā)明集太陽熱能、光能、水存貯能、水發(fā)電、水溫調(diào)控技 術(shù)、地暖技術(shù)、園林設(shè)計技術(shù)綜合在建筑設(shè)計當(dāng)中，使建筑群體在很少利用外部電力的情況 下，通過自身環(huán)境能源的利用，結(jié)合農(nóng)村地多、空間大的特別，在總體節(jié)省土地的情況下，進(jìn) 行住房設(shè)計，使環(huán)境、生活居住、生態(tài)調(diào)控、能源節(jié)省、環(huán)保健康融入在農(nóng)村現(xiàn)代化改造過程 中。
[0012] 這種設(shè)計不但能節(jié)約建造費用，擴(kuò)大農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模和農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化，同 時，帶動光伏產(chǎn)業(yè)、房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)、園林設(shè)計、地暖技術(shù)發(fā)展、水溫調(diào)控技術(shù)及眾多產(chǎn)業(yè)化項目 得到持續(xù)健康發(fā)展。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 下面結(jié)合本實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明： 圖1是本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是氣溫在20°C以下時，溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是氣溫在20°C以上時，溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是氣溫在20°C以上時，帶有發(fā)電的溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5水溫調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是水能發(fā)電單元發(fā)電原理圖； 圖7地?zé)釂卧?1供熱是通過上層水緩沖區(qū)3的溫水池的水經(jīng)熱管2加熱形成熱水原 理圖； 圖8綜合居住建筑區(qū)采用三級供電原理圖。
[0014] 圖中，1、太陽能板；2、熱管；3、上層水緩沖區(qū)；4、水管路；5、水輪發(fā)電機；6、綜合 居住建筑區(qū)；7、下層水緩沖區(qū)；8、冷藏室；9、冷藏室保溫層；10、直流水泵；11、地?zé)釂卧?12、室外水；13、水調(diào)控單元；14、壓縮機組件；15、過濾器；16、水調(diào)控組件；17、熱水進(jìn)水管； 18、冷水進(jìn)水管；19、恒溫水出水管；20、溫度傳感器；21、控制器；22、調(diào)節(jié)閥；23、蒸發(fā)器； 24、節(jié)流裝置；25、冷凝器；26、壓縮機；27、混合電源；28、led燈。

【具體實施方式】
[0015] 如圖1所示，基于太陽能的居住區(qū)能源控制裝置及方法，它至少包括： 綜合居住建筑區(qū)6,用于提供生活居住環(huán)境，它由逐漸面積減少的樓層過渡成梯形住宅 結(jié)構(gòu)，在不考慮占地面積的情況下，這種結(jié)構(gòu)有利于節(jié)省成本、降低建設(shè)費用，提高住宅使 用壽命（200年以上）。在綜合居住建筑區(qū)6上層有上層水緩沖區(qū)3,在綜合居住建筑區(qū)6 下層有下層水緩沖區(qū)7,上層水緩沖區(qū)3和下層水緩沖區(qū)7之間有水輪發(fā)電機5和直流水 泵10,水輪發(fā)電機5在上層水緩沖區(qū)3和下層水緩沖區(qū)7之間的45度布置的水管路下端； 在上層水緩沖區(qū)3分布有太陽能板1和熱管2,白天太陽能板1向直流水泵10供直流電，電 壓在24-28V之間。直流水泵10將下層水緩沖區(qū)7的水抽入上層水緩沖區(qū)3,上層水緩沖區(qū) 3包括加熱水溫區(qū)、保溫水溫區(qū)、緩沖水區(qū)，緩沖水區(qū)與輸入水管管道連接，保溫水溫區(qū)與輸 出水管管道連接，保溫水溫區(qū)在加熱水溫區(qū)與緩沖水區(qū)之間，加熱水溫區(qū)與熱管連接，通過 熱管使加熱水溫區(qū)水形成對流，對加熱水溫區(qū)水加熱，加熱水溫區(qū)水溫到恒定溫度時，加熱 水溫區(qū)水置入保溫水溫區(qū)水，加熱水溫區(qū)重接入緩沖水區(qū)水。
[0016] 如圖6所示，直流水泵10將下層水緩沖區(qū)7的水抽入上層水緩沖區(qū)3后，在沒有 光照的情況下，則利用水能發(fā)電單元發(fā)電，水能發(fā)電單元包括太陽能電池1、直流水泵10、 上層水緩沖區(qū)水3、下層水緩沖區(qū)水7、連接上層水緩沖區(qū)水和下層水緩沖區(qū)的水管路4,直 流水泵電壓是24v，吸程4米，揚程40米，見表1。太陽能板1將太陽能電池產(chǎn)生的輸出與直 流水泵電源電連接，上層水緩沖區(qū)水與下層水緩沖區(qū)水通過管路連接，管路上的發(fā)電機是 水輪發(fā)電機5,當(dāng)太陽能板1電池有電流輸出時，太陽能電池輸出電壓加載在直流水泵上， 通過直流水泵10將下層水緩沖區(qū)水揚程到上層水緩沖區(qū)水的緩沖水區(qū)。產(chǎn)生的電能供給 LED照明和控制系統(tǒng)工作。
[0017]表 1

【權(quán)利要求】
1. 基于太陽能的居住區(qū)能源控制裝置，其特征是：至少包括：綜合居住建筑區(qū)（6)采 用三級供電，一是太陽能供電，二是水勢能供電，三是220v交流供電，三級供電由混合電源 (27)控制和調(diào)配，太陽能電池（1)、水輪發(fā)電機（5)和220v交流供電輸入到混合電源（27) 的輸入端，混合電源（27 )通過對太陽能電池（1 )、水輪發(fā)電機（5 )和220v交流電壓和電流 檢測，進(jìn)行統(tǒng)一分配和調(diào)控，只有到太陽能電池（1)和水輪發(fā)電機（5)供濟(jì)不足，或不穩(wěn)定 時，由220v交流供電，當(dāng)太陽能電池（1)和水輪發(fā)電機（5)供濟(jì)穩(wěn)定后，由控制器在切斷 220v交流供電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太陽能的居住區(qū)能源控制裝置，其特征是：綜合居住建 筑區(qū)（6)，用于提供生活居住環(huán)境，它由逐漸面積減少的樓層過渡成梯形住宅結(jié)構(gòu)，在綜合 居住建筑區(qū)（6)上層有上層水緩沖區(qū)（3)，在綜合居住建筑區(qū)（6)下層有下層水緩沖區(qū)（7)， 上層水緩沖區(qū)（3)和下層水緩沖區(qū)（7)之間有水輪發(fā)電機（5)和直流水泵（10)，水輪發(fā)電機 (5)在上層水緩沖區(qū)（3)和下層水緩沖區(qū)（7)之間的45度布置的水管路下端；在上層水緩 沖區(qū)（3)分布有太陽能板（1)和熱管（2)，白天太陽能板（1)向直流水泵（10)供直流電，電 壓在24-28V之間；直流水泵（10)將下層水緩沖區(qū)（7)的水抽入上層水緩沖區(qū)（3)，上層水 緩沖區(qū)（3)包括加熱水溫區(qū)、保溫水溫區(qū)、緩沖水區(qū)，緩沖水區(qū)與輸入水管管道連接，保溫水 溫區(qū)與輸出水管管道連接，保溫水溫區(qū)在加熱水溫區(qū)與緩沖水區(qū)之間，加熱水溫區(qū)與熱管 連接，通過熱管使加熱水溫區(qū)水形成對流，對加熱水溫區(qū)水加熱，加熱水溫區(qū)水溫到恒定溫 度時，加熱水溫區(qū)水置入保溫水溫區(qū)水，加熱水溫區(qū)重接入緩沖水區(qū)水。
【文檔編號】E04H1/04GK104420660SQ201310458186
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】劉珉愷, 丁仕春 申請人:西安發(fā)威電子科技有限公司