專利名稱：陽臺墻(或窗下墻)式太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能熱利用的熱水空調(diào)系統(tǒng)。
普通的室內(nèi)制冷式空調(diào)器是通過耗用電力將室內(nèi)空氣中含熱的水蒸汽去除而制冷的，這種減濕減焓的方法，對于濕度較小的室內(nèi)空氣來說，是取一利而獲多弊的作法，當(dāng)空氣中的水蒸汽含量趨近于零的時候，這種制冷功能也隨之而消失。人們呼吸這種無水蒸氣或低水蒸汽含量的空氣是不利于健康的。更重要的是，人們極需要新鮮空氣的連續(xù)補(bǔ)給，平均每人每小時大約需要呼吸20個立方米的新鮮空氣，沒有換氣功能和以犧牲空氣濕度為代價換取溫度調(diào)節(jié)的空調(diào)器，是不利于健康的低氣調(diào)產(chǎn)品。
為了節(jié)約能源和改善環(huán)境，太陽能空調(diào)技術(shù)已經(jīng)提到議事日程上來，目前的太陽能空調(diào)技術(shù)從工作方式分類為吸收式、吸附式、壓縮式、電驅(qū)動式和噴射式等五種。應(yīng)用比較多的是吸收式太陽能空調(diào)器。例如，中國科學(xué)院廣州能源研究所在江門市建造的100KW太陽能空調(diào)系統(tǒng)，其功能是制冷、采暖和熱水。主要構(gòu)造有太陽能集熱器、蓄熱器、制冷用熱水箱、循環(huán)水泵、輔助熱源、吸收式制冷機(jī)、蓄冷器、生活用熱水箱、冷卻水塔、管路及控制閥門等。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)復(fù)雜，成本昂貴，沒有換氣功能，很難推廣應(yīng)用于中央空調(diào)上，更不適用于家用式空調(diào)。
本實用新型的目的在于設(shè)計采用墻式太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)形成和安裝位置，采用墻式換熱器與換冷器的結(jié)構(gòu)、原理和安裝位置，以及新鮮空氣采集進(jìn)口位置和煙囪式廢氣排管結(jié)構(gòu)位置，以及其它部件所組成的水、氣循環(huán)的整體太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)一年四季通風(fēng)換氣、冬季采暖、夏季降溫、調(diào)節(jié)濕度和供應(yīng)生活熱水的綜合功能，以健康建筑的新模式達(dá)到生活舒適、健康體魄、節(jié)約能耗和改善環(huán)境的理想目的。
本實用新型是由陽臺墻或窗下墻式熱管平板太陽能集熱器、分戶墻式換熱器與換冷器、設(shè)置在內(nèi)縱墻的空氣采集進(jìn)口、風(fēng)機(jī)、空氣濾清器、布置在分戶墻的調(diào)濕器、溫控閥、換向閥、氣管、水管和空調(diào)末端分隔墻中設(shè)置的廢氣排管等設(shè)備構(gòu)成太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)。為使所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本實用新型的具體結(jié)構(gòu)、原理和特點(diǎn)、故
。
圖1是太陽能空調(diào)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)布置和運(yùn)行系統(tǒng)的示意圖；圖2是太陽能空調(diào)系統(tǒng)在單元往宅建筑平面中的結(jié)構(gòu)布置和運(yùn)行系統(tǒng)原理圖；圖3是陽臺墻或窗下墻式太陽能集熱器整體平面圖圖4是陽臺墻或窗下墻式太陽能集熱器剖面圖
圖5是太陽能集熱器聯(lián)集箱內(nèi)膽的剖面圖圖6、圖7、圖8是太陽能集熱器聯(lián)集箱內(nèi)膽的三種不同斷面圖圖9是太陽能集熱器邊框的剖面圖圖10是太陽能集熱器壓條的剖面圖。
太陽能空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計如附圖1、2所示。陽臺墻或窗下墻式熱管平板太陽能集熱器1，將太陽輻射能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使?lián)集箱2中的水被加熱。溫升后的水經(jīng)過上循環(huán)水管3進(jìn)入墻式換熱器4的上部，而底部溫度較低的水則經(jīng)過下循環(huán)水管5進(jìn)入聯(lián)集箱2形成熱虹吸壓力下的循環(huán)集熱。所生產(chǎn)的熱水經(jīng)管路6可向室內(nèi)輸出。在冬季時，或者室內(nèi)溫度低于14℃時，溫度控制器7指令磁力開關(guān)將換向閥8調(diào)至采暖位置，并啟動調(diào)速風(fēng)機(jī)9，從內(nèi)縱墻65外樓梯間10內(nèi)采集較暖的空氣，經(jīng)空氣濾清器11、調(diào)濕器12、氣體管路22、換向閥8和分流管71，進(jìn)入分戶墻67的換熱器4中的換熱管13，經(jīng)過與熱水換熱，形成熱的新鮮空氣，再通過換熱器頂部的采暖管14向各陽面采暖房間15分配熱風(fēng)量，新鮮的暖空氣，在采暖房間頂部集蓄，逐漸由上向下地擴(kuò)展到整個房間，而較冷的原室內(nèi)空氣則從隔墻68底部的孔口16流入相臨的北面采暖房17內(nèi)，此時孔口18與26是關(guān)閉狀況，北面采暖房內(nèi)的原室內(nèi)空氣，又從采暖末端的衛(wèi)生間32與廚房33共用墻27中直通樓頂?shù)膹U氣排管19底部孔口20進(jìn)入，從排管的頂口21經(jīng)過濾后流入樓頂大氣中。較冷的廢氣不斷排出，溫暖的新鮮空氣不斷進(jìn)入，從而實現(xiàn)了集熱、逐級采暖、調(diào)濕、換氣的制熱工況。在夏季時，或者室內(nèi)溫度高于27℃時，溫度控制器7 ，指令磁力開關(guān)將換向閥8調(diào)至制冷位置，并啟動調(diào)速風(fēng)機(jī)9，從內(nèi)縱墻65外樓梯間10內(nèi)采集較涼的空氣，經(jīng)空氣濾清器11、調(diào)濕器12、氣體管路22、換向閥8和分流管71進(jìn)入墻式換冷器23內(nèi)的換冷管24中與低溫冷水換冷，形成冷的新鮮空氣，再從換冷器底部送冷管25向各陽面制冷房間15分配冷風(fēng)量，此時孔口16和20關(guān)閉，新鮮的冷空氣在需要制冷的各房間底部集蓄逐漸由下向上擴(kuò)展到整個房間，而室內(nèi)原來較熱的空氣，則從頂部孔口18，進(jìn)入北面相臨的房間17，該房間內(nèi)的熱空氣最終到達(dá)制冷末端廚房與衛(wèi)生間共用隔墻27中的廢氣排管19頂部孔口26和出口21，經(jīng)過濾后排至樓頂大氣中。冷的新鮮空氣不斷地進(jìn)入，熱的廢空氣不斷地排出，從而實現(xiàn)了熱虹吸壓力下的制冷空調(diào)目的。為了保證制冷的連續(xù)性，在調(diào)速風(fēng)機(jī)送較涼空氣的過程中，分流孔口28將一部分空氣引入換冷器內(nèi)冷管29的冷凝端所在的蒸發(fā)散熱箱64內(nèi)，該蒸發(fā)散熱箱底部鋪設(shè)含水的海棉體60，而冷管的冷凝段外圓柱面上套有吸液套管61，在吸液套管的毛細(xì)作用下，海棉體60中的水沿吸液套管61上升，在氣流中蒸發(fā)，并攜帶冷管輸出的熱量從排氣口30送入陽臺間31。從而保證了連續(xù)的逐級調(diào)溫?fù)Q氣制冷工況。在春秋季節(jié)，或者室溫在14℃至27℃之間時，室內(nèi)不要求采暖和制冷，但提供新鮮空氣和熱水是必需的，此時，溫度控制器7不動作，換向閥8仍處在零位。室內(nèi)的原空氣在廢氣排管19的煙囪效應(yīng)下，經(jīng)過濾后，排至樓頂大氣中，而內(nèi)縱墻處樓梯間10內(nèi)的空氣，經(jīng)風(fēng)機(jī)9、空氣濾清器11、管路22、調(diào)濕器12和挽向閥8再進(jìn)入側(cè)置的管路66分配至各房間，達(dá)到循環(huán)換氣的目的。太陽能集熱器1和墻式換熱器4、循環(huán)集熱所儲蓄的熱水，在自來水的壓力下，自來水從冷水管30中進(jìn)入，經(jīng)過換冷器、流入換熱器底部，頂著熱水從熱水管6向室內(nèi)提供各種生活熱水。
因為太陽能集熱器、換熱器與換冷器都是按建筑模數(shù)設(shè)計成陽臺墻或窗下墻和分戶墻的，不占用建筑的實用面積，真正實現(xiàn)了太陽能和建筑融為一體的理想結(jié)合。不僅節(jié)省了建筑材料，還全方位地為室內(nèi)廉價地提供熱水、調(diào)濕、通風(fēng)換氣、采暖和制冷等功能。大大提高了建筑節(jié)能率，改善室內(nèi)外的環(huán)境，有利于提高生活質(zhì)量和健康水平，因而是一種理想的太陽能空調(diào)系統(tǒng)。
太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)中，技術(shù)關(guān)鍵部件是太陽能集熱器，本實用新型采用了熱管平板式太陽能集熱器，因為熱管平板式太陽能集熱器效率高、可靠性強(qiáng)、與建筑物結(jié)臺性好、而且自重輕，安全度也高，故需進(jìn)一步說明其結(jié)構(gòu)、特征和工作原理。
陽臺墻或窗下墻式太陽能集熱器如附圖3、4所示，是按照建筑模數(shù)設(shè)計成墻體板塊形狀，以便于建筑施工中由一塊或多塊串接裝配成陽臺墻或窗下墻。集熱器由金屬或非金屬邊框組成的外殼34、保溫材料35、底板36、外透明蓋板37、內(nèi)透明蓋板38、外空氣間層39、內(nèi)空氣間層40、熱管41、密封圈42和頂部的聯(lián)集箱43所組成。對于鉛直安裝的太陽能集熱器，為了提高集熱效率，在底部還要裝配一可調(diào)式反射板62，用調(diào)節(jié)拉桿63調(diào)整最佳反射角度。對于傾斜安裝在陽臺上的太陽能集熱器則可省去不用。
如附圖5、6、7、8所示，聯(lián)集箱43中的內(nèi)膽44，是由上下兩個過流斷面為矩形或圓形的管型材焊接而成，上管45的頂部兩端焊接水管46，下管47的底部兩端焊接水管48，聯(lián)集箱內(nèi)膽中間隔板或短管49，按一定距離設(shè)置孔口50，孔口直徑與熱管41的冷凝端51成間隙配合，內(nèi)膽底面上按同樣的孔距設(shè)置孔口52，與熱管密封圈42裝配。
如附圖9所示，集熱器的外殼34，是由邊框53和壓條54扣壓裝配成一體的、壓條的扣槽69內(nèi)側(cè)設(shè)有半圓形斷面的凸棱55，邊框的扣槽70外側(cè)設(shè)有半圓形斷面的凹槽56，將上下兩個壓條扣壓到邊框上，使壓條的凸棱55推入邊框的凹槽56內(nèi)，形成較小的間隙配合，則可將透明蓋板37和底板36壓緊，使太陽能集熱器的六個側(cè)面均看不見緊固螺釘，徹底改善了平板式太田能集熱器的美觀度，同時也方便了集熱器內(nèi)零件的維修。
權(quán)利要求1.一種太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，由太陽能集熱器、上下循環(huán)管、換熱器與換冷器、風(fēng)機(jī)、空氣濾清器、輸氣管道、調(diào)濕器、溫控器、換向閥及煙囪式廢氣排管等構(gòu)成，其特征在于系統(tǒng)中的太陽能集熱器安裝在陽臺墻或窗下墻、換熱器與換冷器安裝在分戶墻、室外新鮮空氣采集進(jìn)口安裝在內(nèi)縱墻、廢氣排管安裝在空調(diào)末端的分隔墻位置，從而構(gòu)成一種通風(fēng)換氣、采暖、制冷式空調(diào)的布置結(jié)構(gòu)和運(yùn)行系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于太陽能集熱器是按建筑模數(shù)設(shè)計成正交六面體的熱管平板式太陽能集熱器，直接安裝在向陽的陽臺墻或窗下墻的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于熱管平板式太陽能集熱器外殼的邊框和壓條分別設(shè)有半圓形斷面凹槽和凸校裝配結(jié)構(gòu)的扣槽便于套入扣壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于熱管平板式太陽能集熱器聯(lián)集箱內(nèi)膽是由上下兩個矩形或圓形斷面的水平管子和鉛垂向均勻布置的多個圓管焊接成一體組成臥梯式的結(jié)構(gòu)形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于換熱器與換冷器是按建筑模數(shù)設(shè)計成正交六面體直接安裝在向陽一側(cè)的分戶墻位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于換熱器和換冷器為上下兩體的模塊組合裝配結(jié)構(gòu)方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于空氣分流管和換向閥裝配成一體并插入換熱器與換冷器中間空腔內(nèi)的裝配結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于換冷器內(nèi)箱頂部設(shè)有一個冷管蒸發(fā)致冷器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于冷管蒸發(fā)致冷器頂板的一側(cè)設(shè)有分流導(dǎo)向進(jìn)氣孔口，而另一側(cè)鉛直板面上設(shè)有出氣孔口。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于在冷管蒸發(fā)致冷器頂板和底板上的對應(yīng)位置設(shè)有多個冷管插入孔，并通過密封圈將冷管鉛垂向固定。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于在蒸發(fā)致冷器內(nèi)冷管冷凝部分的外圓柱面上，外套毛細(xì)吸液套管的結(jié)構(gòu)，能從蒸發(fā)致冷器底部輔設(shè)的海棉板中向上吸液。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于換向閥為六分之一圓柱形狀的三位三通結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于采集室外空氣的進(jìn)口設(shè)置在與樓梯間相臨的內(nèi)縱墻外表面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于采暖或制冷的末端處設(shè)置煙囪式廢氣排管，在每層房間凈高范圍內(nèi)廢氣排管的項部和底部各設(shè)一個矩形斷面的通風(fēng)孔口。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或14所述的太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于煙囪式廢氣排管中的通風(fēng)孔口處安裝帶有開關(guān)調(diào)節(jié)的矩形斷面排氣彎管。
專利摘要陽臺墻或窗下墻式太陽能熱水空調(diào)系統(tǒng)，由墻式太陽能集熱器、上下循環(huán)管、墻式換熱器與換冷器、風(fēng)機(jī)、空氣濾清器、調(diào)濕器、溫控閥、換向閥和煙囪式廢氣排管等部件構(gòu)成，太陽能集熱器的邊框和壓條分別設(shè)有半圓形斷面的凹槽和凸棱，以便扣壓裝配。聯(lián)集箱內(nèi)膽為上下兩個矩形或圓形斷面的管與多個鉛直管組焊成臥梯結(jié)構(gòu)。冷臂鉛直設(shè)置在換冷器和頂部的蒸發(fā)致冷器內(nèi)，氣流使冷凝段吸液套管中毛細(xì)液體蒸發(fā)，攜帶熱量流出，以保證連續(xù)制冷。
文檔編號F24J2/52GK2530219SQ0126839
公開日2003年1月8日 申請日期2001年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月23日
發(fā)明者趙貴, 趙宇利, 于東風(fēng) 申請人:趙貴