专利名称：阳台墙(或窗下墙)式太阳能热水空调系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能热利用的热水空调系统。
普通的室内制冷式空调器是通过耗用电力将室内空气中含热的水蒸汽去除而制冷的，这种减湿减焓的方法，对于湿度较小的室内空气来说，是取一利而获多弊的作法，当空气中的水蒸汽含量趋近于零的时候，这种制冷功能也随之而消失。人们呼吸这种无水蒸气或低水蒸汽含量的空气是不利于健康的。更重要的是，人们极需要新鲜空气的连续补给，平均每人每小时大约需要呼吸20个立方米的新鲜空气，没有换气功能和以牺牲空气湿度为代价换取温度调节的空调器，是不利于健康的低气调产品。
为了节约能源和改善环境，太阳能空调技术已经提到议事日程上来，目前的太阳能空调技术从工作方式分类为吸收式、吸附式、压缩式、电驱动式和喷射式等五种。应用比较多的是吸收式太阳能空调器。例如，中国科学院广州能源研究所在江门市建造的100KW太阳能空调系统，其功能是制冷、采暖和热水。主要构造有太阳能集热器、蓄热器、制冷用热水箱、循环水泵、辅助热源、吸收式制冷机、蓄冷器、生活用热水箱、冷却水塔、管路及控制阀门等。结构系统复杂，成本昂贵，没有换气功能，很难推广应用于中央空调上，更不适用于家用式空调。
本实用新型的目的在于设计采用墙式太阳能集热器的结构形成和安装位置，采用墙式换热器与换冷器的结构、原理和安装位置，以及新鲜空气采集进口位置和烟囱式废气排管结构位置，以及其它部件所组成的水、气循环的整体太阳能热水空调系统结构，实现一年四季通风换气、冬季采暖、夏季降温、调节湿度和供应生活热水的综合功能，以健康建筑的新模式达到生活舒适、健康体魄、节约能耗和改善环境的理想目的。
本实用新型是由阳台墙或窗下墙式热管平板太阳能集热器、分户墙式换热器与换冷器、设置在内纵墙的空气采集进口、风机、空气滤清器、布置在分户墙的调湿器、温控阀、换向阀、气管、水管和空调末端分隔墙中设置的废气排管等设备构成太阳能热水空调系统。为使所属技术领域的普通技术人员能够理解本实用新型的具体结构、原理和特点、故
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图1是太阳能空调系统的整体结构布置和运行系统的示意图；图2是太阳能空调系统在单元往宅建筑平面中的结构布置和运行系统原理图；图3是阳台墙或窗下墙式太阳能集热器整体平面图图4是阳台墙或窗下墙式太阳能集热器剖面图
图5是太阳能集热器联集箱内胆的剖面图图6、图7、图8是太阳能集热器联集箱内胆的三种不同断面图图9是太阳能集热器边框的剖面图图10是太阳能集热器压条的剖面图。
太阳能空调系统的结构设计如附图1、2所示。阳台墙或窗下墙式热管平板太阳能集热器1，将太阳辐射能量转变为热能，使联集箱2中的水被加热。温升后的水经过上循环水管3进入墙式换热器4的上部，而底部温度较低的水则经过下循环水管5进入联集箱2形成热虹吸压力下的循环集热。所生产的热水经管路6可向室内输出。在冬季时，或者室内温度低于14℃时，温度控制器7指令磁力开关将换向阀8调至采暖位置，并启动调速风机9，从内纵墙65外楼梯间10内采集较暖的空气，经空气滤清器11、调湿器12、气体管路22、换向阀8和分流管71，进入分户墙67的换热器4中的换热管13，经过与热水换热，形成热的新鲜空气，再通过换热器顶部的采暖管14向各阳面采暖房间15分配热风量，新鲜的暖空气，在采暖房间顶部集蓄，逐渐由上向下地扩展到整个房间，而较冷的原室内空气则从隔墙68底部的孔口16流入相临的北面采暖房17内，此时孔口18与26是关闭状况，北面采暖房内的原室内空气，又从采暖末端的卫生间32与厨房33共用墙27中直通楼顶的废气排管19底部孔口20进入，从排管的顶口21经过滤后流入楼顶大气中。较冷的废气不断排出，温暖的新鲜空气不断进入，从而实现了集热、逐级采暖、调湿、换气的制热工况。在夏季时，或者室内温度高于27℃时，温度控制器7 ，指令磁力开关将换向阀8调至制冷位置，并启动调速风机9，从内纵墙65外楼梯间10内采集较凉的空气，经空气滤清器11、调湿器12、气体管路22、换向阀8和分流管71进入墙式换冷器23内的换冷管24中与低温冷水换冷，形成冷的新鲜空气，再从换冷器底部送冷管25向各阳面制冷房间15分配冷风量，此时孔口16和20关闭，新鲜的冷空气在需要制冷的各房间底部集蓄逐渐由下向上扩展到整个房间，而室内原来较热的空气，则从顶部孔口18，进入北面相临的房间17，该房间内的热空气最终到达制冷末端厨房与卫生间共用隔墙27中的废气排管19顶部孔口26和出口21，经过滤后排至楼顶大气中。冷的新鲜空气不断地进入，热的废空气不断地排出，从而实现了热虹吸压力下的制冷空调目的。为了保证制冷的连续性，在调速风机送较凉空气的过程中，分流孔口28将一部分空气引入换冷器内冷管29的冷凝端所在的蒸发散热箱64内，该蒸发散热箱底部铺设含水的海棉体60，而冷管的冷凝段外圆柱面上套有吸液套管61，在吸液套管的毛细作用下，海棉体60中的水沿吸液套管61上升，在气流中蒸发，并携带冷管输出的热量从排气口30送入阳台间31。从而保证了连续的逐级调温换气制冷工况。在春秋季节，或者室温在14℃至27℃之间时，室内不要求采暖和制冷，但提供新鲜空气和热水是必需的，此时，温度控制器7不动作，换向阀8仍处在零位。室内的原空气在废气排管19的烟囱效应下，经过滤后，排至楼顶大气中，而内纵墙处楼梯间10内的空气，经风机9、空气滤清器11、管路22、调湿器12和挽向阀8再进入侧置的管路66分配至各房间，达到循环换气的目的。太阳能集热器1和墙式换热器4、循环集热所储蓄的热水，在自来水的压力下，自来水从冷水管30中进入，经过换冷器、流入换热器底部，顶着热水从热水管6向室内提供各种生活热水。
因为太阳能集热器、换热器与换冷器都是按建筑模数设计成阳台墙或窗下墙和分户墙的，不占用建筑的实用面积，真正实现了太阳能和建筑融为一体的理想结合。不仅节省了建筑材料，还全方位地为室内廉价地提供热水、调湿、通风换气、采暖和制冷等功能。大大提高了建筑节能率，改善室内外的环境，有利于提高生活质量和健康水平，因而是一种理想的太阳能空调系统。
太阳能热水空调系统中，技术关键部件是太阳能集热器，本实用新型采用了热管平板式太阳能集热器，因为热管平板式太阳能集热器效率高、可靠性强、与建筑物结台性好、而且自重轻，安全度也高，故需进一步说明其结构、特征和工作原理。
阳台墙或窗下墙式太阳能集热器如附图3、4所示，是按照建筑模数设计成墙体板块形状，以便于建筑施工中由一块或多块串接装配成阳台墙或窗下墙。集热器由金属或非金属边框组成的外壳34、保温材料35、底板36、外透明盖板37、内透明盖板38、外空气间层39、内空气间层40、热管41、密封圈42和顶部的联集箱43所组成。对于铅直安装的太阳能集热器，为了提高集热效率，在底部还要装配一可调式反射板62，用调节拉杆63调整最佳反射角度。对于倾斜安装在阳台上的太阳能集热器则可省去不用。
如附图5、6、7、8所示，联集箱43中的内胆44，是由上下两个过流断面为矩形或圆形的管型材焊接而成，上管45的顶部两端焊接水管46，下管47的底部两端焊接水管48，联集箱内胆中间隔板或短管49，按一定距离设置孔口50，孔口直径与热管41的冷凝端51成间隙配合，内胆底面上按同样的孔距设置孔口52，与热管密封圈42装配。
如附图9所示，集热器的外壳34，是由边框53和压条54扣压装配成一体的、压条的扣槽69内侧设有半圆形断面的凸棱55，边框的扣槽70外侧设有半圆形断面的凹槽56，将上下两个压条扣压到边框上，使压条的凸棱55推入边框的凹槽56内，形成较小的间隙配合，则可将透明盖板37和底板36压紧，使太阳能集热器的六个侧面均看不见紧固螺钉，彻底改善了平板式太田能集热器的美观度，同时也方便了集热器内零件的维修。
权利要求1.一种太阳能热水空调系统，由太阳能集热器、上下循环管、换热器与换冷器、风机、空气滤清器、输气管道、调湿器、温控器、换向阀及烟囱式废气排管等构成，其特征在于系统中的太阳能集热器安装在阳台墙或窗下墙、换热器与换冷器安装在分户墙、室外新鲜空气采集进口安装在内纵墙、废气排管安装在空调末端的分隔墙位置，从而构成一种通风换气、采暖、制冷式空调的布置结构和运行系统。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水空调系统，其特征在于太阳能集热器是按建筑模数设计成正交六面体的热管平板式太阳能集热器，直接安装在向阳的阳台墙或窗下墙的位置。
3.根据权利要求2所述的太阳能热水空调系统，其特征在于热管平板式太阳能集热器外壳的边框和压条分别设有半圆形断面凹槽和凸校装配结构的扣槽便于套入扣压。
4.根据权利要求2所述的太阳能热水空调系统，其特征在于热管平板式太阳能集热器联集箱内胆是由上下两个矩形或圆形断面的水平管子和铅垂向均匀布置的多个圆管焊接成一体组成卧梯式的结构形式。
5.根据权利要求1所述的太阳能热水空调系统，其特征在于换热器与换冷器是按建筑模数设计成正交六面体直接安装在向阳一侧的分户墙位置。
6.根据权利要求1或5所述的太阳能热水空调系统，其特征在于换热器和换冷器为上下两体的模块组合装配结构方式。
7.根据权利要求6所述的太阳能热水空调系统，其特征在于空气分流管和换向阀装配成一体并插入换热器与换冷器中间空腔内的装配结构。
8.根据权利要求6所述的太阳能热水空调系统，其特征在于换冷器内箱顶部设有一个冷管蒸发致冷器。
9.根据权利要求8所述的太阳能热水空调系统，其特征在于冷管蒸发致冷器顶板的一侧设有分流导向进气孔口，而另一侧铅直板面上设有出气孔口。
10.根据权利要求8所述的太阳能热水空调系统，其特征在于在冷管蒸发致冷器顶板和底板上的对应位置设有多个冷管插入孔，并通过密封圈将冷管铅垂向固定。
11.根据权利要求10所述的太阳能热水空调系统，其特征在于在蒸发致冷器内冷管冷凝部分的外圆柱面上，外套毛细吸液套管的结构，能从蒸发致冷器底部辅设的海棉板中向上吸液。
12.根据权利要求7所述的太阳热水空调系统，其特征在于换向阀为六分之一圆柱形状的三位三通结构。
13.根据权利要求1所述的太阳能热水空调系统，其特征在于采集室外空气的进口设置在与楼梯间相临的内纵墙外表面上。
14.根据权利要求1所述的太阳能热水空调系统，其特征在于采暖或制冷的末端处设置烟囱式废气排管，在每层房间净高范围内废气排管的项部和底部各设一个矩形断面的通风孔口。
15.根据权利要求1或14所述的太阳能热水空调系统，其特征在于烟囱式废气排管中的通风孔口处安装带有开关调节的矩形断面排气弯管。
专利摘要阳台墙或窗下墙式太阳能热水空调系统，由墙式太阳能集热器、上下循环管、墙式换热器与换冷器、风机、空气滤清器、调湿器、温控阀、换向阀和烟囱式废气排管等部件构成，太阳能集热器的边框和压条分别设有半圆形断面的凹槽和凸棱，以便扣压装配。联集箱内胆为上下两个矩形或圆形断面的管与多个铅直管组焊成卧梯结构。冷臂铅直设置在换冷器和顶部的蒸发致冷器内，气流使冷凝段吸液套管中毛细液体蒸发，携带热量流出，以保证连续制冷。
文档编号F24J2/52GK2530219SQ0126839
公开日2003年1月8日 申请日期2001年10月23日 优先权日2001年10月23日
发明者赵贵, 赵宇利, 于东风 申请人:赵贵