基于太阳能的居住区能源控制装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种建筑体的温度调控系统，特别是基于太阳能的居住区能源控制装置及方法。本发明集太阳热能、光能、水存贮能、水发电、水温调控技术、地暖技术、园林设计技术综合在建筑设计当中，使建筑群体在很少利用外部电力的情况下，通过自身环境能源的利用，结合农村地多、空间大的特别，在总体节省土地的情况下，进行住房设计，使环境、生活居住、生态调控、能源节省、环保健康融入在农村现代化改造过程中。
【专利说明】基于太阳能的居住区能源控制装置
[0001] 本案是针对申请名称"基于太阳能的城镇化综合居住区能源控制系统及方法"、申 请日2013-8-23、申请号2013103716288的分案申请。
【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种建筑体的温度调控系统，特别是基于太阳能的居住区能源控制装 置。
【背景技术】
[0003] 在现有城市化过程中，将小城市住房、县城住房、农村住房按现有的大城市建筑标 准设计和建造，在农村一是失去了原有的田源风光，二是要使农民、城市居民必需有足够的 经济基础向物业交水电费、管理费，使原有的低成本生存变成了必需有支付能力的生存，所 带来的问题好坏现在还远远不能评估。
[0004] 楼房的结构需要有水电供给，有条件的需要有天然气供给，天然气作为天然能源 有枯竭的风险，一旦天然气枯竭，将给居住者带来严重的生活问题。可以供济的是电能使 用，通过生活电器代替天然气。因此降低生活用电，又不会因降低电能使用给生活带来不 便，是现代人居住的一个重要话题。
[0005] 为了节省电力，通过太阳能利用获取能源，太阳能中最常用的有热能和光能，太阳 热能通过辐射方式到一种热管上，热管具有高效吸收太阳热能的能力，热管特性：1、超强 的导热性：可在温度30°C - 1000°C范围内传导热量，单根导热效率98%。2、优良的等温性： 热管一端输入l〇〇°C，另一端可导出95°C。良好的等温性使热管在很小的温差下，传递很大 的热通量，传热阻力小。3、热流密度可变性：在管径一定的情况下供热量可根据需要不断变 化。4、热流方向可逆性：热管两端均可吸热、放热。5、使用安全性：管内压力低于外界大气 压，热管不会发生爆炸。目前，太阳热能主要用于生活洗澡用。
[0006] 太阳光能利用是通过光伏电池接收太阳光输出电能，其效率为16. 7%，为了使太 阳光能产生的电能在晚上使用，光伏电池产生的电能充入相应容量的蓄电池内，由蓄电池 蓄电，蓄电池虽然能存贮电能，但蓄电池在制造过程中将会产生大量的污染源，而消毁过程 中同样会产生大量的污染物，长期大量使用会严重影响人类生存环境。
[0007] 地热利用在我国是近年来应用起来的技术，地热同样是太阳能的一种变化形式， 地热是储藏在地下的热能，通过水介质和地源热泵技术，可以将地热用于地暖或水冷中央 空调，由于受环境影响，只能在有条件的地方使用。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种既能提供田源风光、又能改善生活环境，同时能大大利 用自然能源、节能、环保的基于太阳能的居住区能源控制装置及方法。
[0009] 本发明的目的是这样实现的，基于太阳能的居住区能源控制装置，其特征是：至少 包括：综合居住建筑区，综合居住建筑区采用三级供电，一是太阳能供电，二是水势能供电， 三是220v交流供电，三级供电由混合电源控制和调配，太阳能电池、水轮发电机和220v交 流供电输入到混合电源的输入端，混合电源通过对太阳能电池、水轮发电机和220v交流电 压和电流检测，进行统一分配和调控，只有到太阳能电池和水轮发电机供济不足，或不稳定 时，由220v交流供电，当太阳能电池和水轮发电机供济稳定后，由控制器在切断220v交流 供电。
[0010] 综合居住建筑区，用于提供生活居住环境，它由逐渐面积减少的楼层过渡成梯形 住宅结构，在综合居住建筑区上层有上层水缓冲区，在综合居住建筑区下层有下层水缓冲 区，上层水缓冲区和下层水缓冲区之间有水轮发电机和直流水泵，水轮发电机在上层水缓 冲区和下层水缓冲区之间的45度布置的水管路下端；在上层水缓冲区分布有太阳能板和 热管，白天太阳能板向直流水泵供直流电，电压在24-28V之间；直流水泵将下层水缓冲区 的水抽入上层水缓冲区，上层水缓冲区包括加热水温区、保温水温区、缓冲水区，缓冲水区 与输入水管管道连接，保温水温区与输出水管管道连接，保温水温区在加热水温区与缓冲 水区之间，加热水温区与热管连接，通过热管使加热水温区水形成对流，对加热水温区水加 热，加热水温区水温到恒定温度时，加热水温区水置入保温水温区水，加热水温区重接入缓 冲水区水。
[0011] 本发明的优点是：由于本发明集太阳热能、光能、水存贮能、水发电、水温调控技 术、地暖技术、园林设计技术综合在建筑设计当中，使建筑群体在很少利用外部电力的情况 下，通过自身环境能源的利用，结合农村地多、空间大的特别，在总体节省土地的情况下，进 行住房设计，使环境、生活居住、生态调控、能源节省、环保健康融入在农村现代化改造过程 中。
[0012] 这种设计不但能节约建造费用，扩大农业产品的生产规模和农副产品产业化，同 时，带动光伏产业、房地产产业、园林设计、地暖技术发展、水温调控技术及众多产业化项目 得到持续健康发展。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 下面结合本实施例及附图对本发明作进一步说明： 图1是本发明实施例结构示意图； 图2是气温在20°C以下时，温控系统结构示意图； 图3是气温在20°C以上时，温控系统结构示意图； 图4是气温在20°C以上时，带有发电的温控系统结构示意图； 图5水温调节阀结构示意图； 图6是水能发电单元发电原理图； 图7地热单元11供热是通过上层水缓冲区3的温水池的水经热管2加热形成热水原 理图； 图8综合居住建筑区采用三级供电原理图。
[0014] 图中，1、太阳能板；2、热管；3、上层水缓冲区；4、水管路；5、水轮发电机；6、综合 居住建筑区；7、下层水缓冲区；8、冷藏室；9、冷藏室保温层；10、直流水泵；11、地热单元； 12、室外水；13、水调控单元；14、压缩机组件；15、过滤器；16、水调控组件；17、热水进水管； 18、冷水进水管；19、恒温水出水管；20、温度传感器；21、控制器；22、调节阀；23、蒸发器； 24、节流装置；25、冷凝器；26、压缩机；27、混合电源；28、led灯。
【具体实施方式】
[0015] 如图1所示，基于太阳能的居住区能源控制装置及方法，它至少包括： 综合居住建筑区6,用于提供生活居住环境，它由逐渐面积减少的楼层过渡成梯形住宅 结构，在不考虑占地面积的情况下，这种结构有利于节省成本、降低建设费用，提高住宅使 用寿命（200年以上）。在综合居住建筑区6上层有上层水缓冲区3,在综合居住建筑区6 下层有下层水缓冲区7,上层水缓冲区3和下层水缓冲区7之间有水轮发电机5和直流水 泵10,水轮发电机5在上层水缓冲区3和下层水缓冲区7之间的45度布置的水管路下端； 在上层水缓冲区3分布有太阳能板1和热管2,白天太阳能板1向直流水泵10供直流电，电 压在24-28V之间。直流水泵10将下层水缓冲区7的水抽入上层水缓冲区3,上层水缓冲区 3包括加热水温区、保温水温区、缓冲水区，缓冲水区与输入水管管道连接，保温水温区与输 出水管管道连接，保温水温区在加热水温区与缓冲水区之间，加热水温区与热管连接，通过 热管使加热水温区水形成对流，对加热水温区水加热，加热水温区水温到恒定温度时，加热 水温区水置入保温水温区水，加热水温区重接入缓冲水区水。
[0016] 如图6所示，直流水泵10将下层水缓冲区7的水抽入上层水缓冲区3后，在没有 光照的情况下，则利用水能发电单元发电，水能发电单元包括太阳能电池1、直流水泵10、 上层水缓冲区水3、下层水缓冲区水7、连接上层水缓冲区水和下层水缓冲区的水管路4,直 流水泵电压是24v，吸程4米，扬程40米，见表1。太阳能板1将太阳能电池产生的输出与直 流水泵电源电连接，上层水缓冲区水与下层水缓冲区水通过管路连接，管路上的发电机是 水轮发电机5,当太阳能板1电池有电流输出时，太阳能电池输出电压加载在直流水泵上， 通过直流水泵10将下层水缓冲区水扬程到上层水缓冲区水的缓冲水区。产生的电能供给 LED照明和控制系统工作。
[0017]表 1
【权利要求】
1. 基于太阳能的居住区能源控制装置，其特征是：至少包括：综合居住建筑区（6)采 用三级供电，一是太阳能供电，二是水势能供电，三是220v交流供电，三级供电由混合电源 (27)控制和调配，太阳能电池（1)、水轮发电机（5)和220v交流供电输入到混合电源（27) 的输入端，混合电源（27 )通过对太阳能电池（1 )、水轮发电机（5 )和220v交流电压和电流 检测，进行统一分配和调控，只有到太阳能电池（1)和水轮发电机（5)供济不足，或不稳定 时，由220v交流供电，当太阳能电池（1)和水轮发电机（5)供济稳定后，由控制器在切断 220v交流供电。
2. 根据权利要求1所述的基于太阳能的居住区能源控制装置，其特征是：综合居住建 筑区（6)，用于提供生活居住环境，它由逐渐面积减少的楼层过渡成梯形住宅结构，在综合 居住建筑区（6)上层有上层水缓冲区（3)，在综合居住建筑区（6)下层有下层水缓冲区（7)， 上层水缓冲区（3)和下层水缓冲区（7)之间有水轮发电机（5)和直流水泵（10)，水轮发电机 (5)在上层水缓冲区（3)和下层水缓冲区（7)之间的45度布置的水管路下端；在上层水缓 冲区（3)分布有太阳能板（1)和热管（2)，白天太阳能板（1)向直流水泵（10)供直流电，电 压在24-28V之间；直流水泵（10)将下层水缓冲区（7)的水抽入上层水缓冲区（3)，上层水 缓冲区（3)包括加热水温区、保温水温区、缓冲水区，缓冲水区与输入水管管道连接，保温水 温区与输出水管管道连接，保温水温区在加热水温区与缓冲水区之间，加热水温区与热管 连接，通过热管使加热水温区水形成对流，对加热水温区水加热，加热水温区水温到恒定温 度时，加热水温区水置入保温水温区水，加热水温区重接入缓冲水区水。
【文档编号】E04H1/04GK104420660SQ201310458186
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】刘珉恺, 丁仕春 申请人:西安发威电子科技有限公司