專利名稱：太陽能系統(tǒng)建筑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用太陽能加熱空氣進(jìn)行取暖等的太陽能系統(tǒng)建筑。
如果大多數(shù)發(fā)展中國家也追求發(fā)達(dá)國家的理想模式，則地球環(huán)境肯定會(huì)進(jìn)一步遭到破壞。
但是，這并不是要求發(fā)展中國家的人放棄發(fā)達(dá)國家所享受的“富?！薄?br> 資源的大量消費(fèi)絕不應(yīng)該僅是給予發(fā)達(dá)國家的特權(quán)。
現(xiàn)在，發(fā)達(dá)國家所應(yīng)該做的不是降低生活水準(zhǔn)，而是想出在提高生活水平的同時(shí)如何減少環(huán)境負(fù)荷的方法。
因此要求建造不僅適應(yīng)風(fēng)及其他氣象條件，而且還可靈活對應(yīng)外部環(huán)境條件的居所和建筑物，充分利用太陽能為室內(nèi)供暖、供冷、換氣、除濕和供應(yīng)熱水。
日本傳統(tǒng)住宅具有大屋頂、深屋檐、寬開口、邊框、開放的平面、比地面高的地板、凹間等特征。日本住宅的這種固有形式，可以說是與日本的自然相互作用、融合而產(chǎn)生的。
寬的開口和高的地板，明顯是為了適應(yīng)日本夏季高溫、多濕的情況，通過通風(fēng)使室內(nèi)涼爽需要這種建筑形式。
這種形式可通過使用非常具有個(gè)性的日本式建筑方法一木造軸組建筑方法容易地實(shí)現(xiàn)。
但是，在提高太陽熱利用方面，這種日本式建筑方法存在著很大的弱點(diǎn)。這種首先立柱子、然后上屋頂、墻壁和窗戶可自由設(shè)置的日本式建筑方法，對建筑物的隔熱、密封很不利，且限制了可得到熱容量的建筑部位。
但是，作為這種日本式傳統(tǒng)住宅也有提高太陽熱利用率的方法，就是在住宅的南面設(shè)較大的開口部，這樣可大量攝取冬季的日光。到夏季則打開一部分，目的是為了通風(fēng)。
進(jìn)而，還可在居室外面建一個(gè)日光室作為溫室，從這里向居室輸送溫暖的空氣。
這時(shí)，雖然被蓄熱的僅僅是空氣，但如圖20所示，混凝土外壁51的外側(cè)用玻璃52等覆蓋，若之間的縫隙形成流向室內(nèi)53的空氣循環(huán)通路54，則外壁51本身起到蓄熱體的作用，室內(nèi)能夠得到穩(wěn)定的熱量供應(yīng)。
但是，這種方法僅限于較南面的室內(nèi)空間的混凝土，與北面室內(nèi)空間形成較大的溫差。
本發(fā)明為達(dá)到前述目的，第1，本發(fā)明由太陽熱集熱部和將在該太陽熱集熱部集熱的溫暖空氣送入室內(nèi)的結(jié)構(gòu)組成。太陽熱集熱部是緊靠屋頂板下面的、形成與屋頂板有著相同斜度的空氣通路的部位。在將溫暖空氣送入室內(nèi)的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有內(nèi)藏防止逆流的逆流防止氣門、切換通向室內(nèi)的下流通道和向外排氣的排氣通道的連通的通路切換氣門、裝在逆流防止氣門和通路切換氣門之間的集熱用風(fēng)扇的處理箱；還在房頂內(nèi)小房內(nèi)部等處設(shè)置集熱用通道，該集熱用通道與處理箱連接；另外，處理箱還與前述下流通道和排氣通道連接。
第2，本發(fā)明由太陽熱集熱部和將在該太陽熱集熱部集熱的溫暖空氣送入室內(nèi)的結(jié)構(gòu)組成。太陽熱集熱部是緊靠屋頂板下面的、形成與屋頂板有著相同斜度的空氣通路的部位。在將溫暖空氣送入室內(nèi)的結(jié)構(gòu)中，屋頂下面的小房內(nèi)部空間作為密閉空間與太陽熱集熱部連通；并設(shè)置有內(nèi)藏防止逆流的逆流防止氣門、切換下流通道和向外開口的排氣通道的連通的通路切換氣門、裝在逆流防止氣門和通路切換氣門之間的集熱用風(fēng)扇的處理箱，該處理箱設(shè)置在小房內(nèi)部空間，處理箱面向小房內(nèi)部空間開口，處理箱與前述下流通道和排氣通道連接。
第3，本發(fā)明由太陽熱集熱部和將在該太陽熱集熱部集熱的溫暖空氣送入室內(nèi)的結(jié)構(gòu)組成。太陽熱集熱部是緊靠屋頂板下面的、形成與屋頂板有著相同斜度的空氣通路的部位。作為將溫暖空氣送入室內(nèi)的結(jié)構(gòu)，設(shè)置有內(nèi)藏防止逆流的逆流防止氣門、切換通向室內(nèi)的下流通道和向外排氣的排氣通道的連通的通路切換氣門、裝在逆流防止氣門和通路切換氣門之間的集熱用風(fēng)扇的處理箱；讓前述太陽熱集熱部與設(shè)置在室外屋頂上的集熱用通道連通；集熱用通道與處理箱連接，處理箱與前述下流通道和排氣通道連接。
第4，夏季，白天讓通路切換氣門與排氣通道連通進(jìn)行排氣；夜里讓通路切換氣門與下流通道連通，將外部空氣引入室內(nèi)進(jìn)行夜間放射冷卻。第5，在集熱用通道或太陽熱集熱部設(shè)置溫度傳感器。根據(jù)該溫度傳感器的檢測溫度打開或關(guān)閉集熱用風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)及進(jìn)行通道開閉。
第6，處理箱用于本發(fā)明的太陽能系統(tǒng)建筑，由內(nèi)藏集熱用風(fēng)扇的風(fēng)扇箱和將集熱的空氣向室內(nèi)或室外切換的通路切換氣門構(gòu)成。另外，也可由防止逆流的逆流防止氣門、內(nèi)藏集熱用風(fēng)扇的風(fēng)扇箱、將集熱的空氣向室內(nèi)或室外切換的通路切換氣門構(gòu)成。
第7，在處理箱或通路路徑內(nèi)設(shè)置熱水采集線圈，該熱水采集線圈通過循環(huán)配管與儲熱水槽或溫水取暖鍋爐連接。
第8，下流通道的下端面向地板下空氣流通空間開口，并設(shè)置從該地板下空氣流通空間向室內(nèi)噴氣的噴氣口。地板下空氣流通空間為蓄熱地面混凝土(蓄熱土間コンクリ一ト)和地板之間的空間。也可以讓下流通道的下端直接向室內(nèi)開口?；蛘咦屜铝魍ǖ赖南露思认虻匕逑驴諝饬魍臻g開口又直接向室內(nèi)開口。
在本發(fā)明中，本發(fā)明首先具有在屋頂集熱的特征。太陽能的能量特點(diǎn)可以說是“稀少、范圍廣、普遍”。由于不是像從石油得到的熱量那樣為集中的高溫，因此不能大規(guī)模地集中發(fā)電。即，太陽能的利用是一個(gè)一個(gè)建筑物屋頂?shù)睦?，這是非?，F(xiàn)實(shí)的，也符合能量所具有的特征。本發(fā)明的太陽能系統(tǒng)建筑就是利用受太陽光照射最多的屋頂收集太陽能，將其用于建筑物內(nèi)部。
有些地區(qū)對建筑物高度的限制是很嚴(yán)格的，但即使室內(nèi)得不到日照，大多數(shù)屋頂也可以照射到充足的陽光。即在屋頂本來的遮風(fēng)避雨功能的基礎(chǔ)上又新增加了吸取熱量的功能。
下一步是用空氣傳送熱量的問題。在向室內(nèi)輸送熱量時(shí)，大多數(shù)采用的是用水進(jìn)行熱量傳送的方法。在本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑中，用空氣代替水進(jìn)行熱量傳送。其理由是用水集熱有諸多不便。如必須保證一滴水都不泄露、由于太陽能使水經(jīng)常沸騰因此輸送工具必須能耐沸騰的蒸汽壓、產(chǎn)生凍結(jié)現(xiàn)象及產(chǎn)生管子的膨脹收縮。與此相對應(yīng)，空氣即使稍有泄露也不會(huì)給人帶來麻煩，因此不必介意。而且，由于空氣是氣體，因此沒有沸騰的問題。所以，使用空氣讓人比較放心。
另外，集熱箱的通路為設(shè)置在屋頂內(nèi)的大梁通道，由于利用了本來就不使用的大梁空間，因此通路的設(shè)置不占用設(shè)置場所。
在本發(fā)明中，在前述作用的基礎(chǔ)上添加了密閉小房內(nèi)部空間的使用，這樣可不使用大梁通道或吸氣通路，而是從集熱部直接向處理箱輸送空氣，使通路的施工簡化。
在本發(fā)明中，由于作為集熱箱的通路為設(shè)置在室外屋頂上的通路，因此安裝通路的工程可在建屋頂?shù)碾A段在外部進(jìn)行，即使是屋頂內(nèi)部大梁的空間不足夠大的建筑物也可設(shè)置通路。
在本發(fā)明中，在前述作用的基礎(chǔ)上進(jìn)行了添加。特別是在夜間，通過設(shè)置在屋頂?shù)奶枱峒療岵?，將被放射冷卻的外部氣體引入室內(nèi)，可營造出一個(gè)舒適的環(huán)境。
在本發(fā)明中，可根據(jù)設(shè)置在大梁通道內(nèi)的溫度傳感器的檢測溫度，定時(shí)地進(jìn)行夏季的排氣運(yùn)轉(zhuǎn)和冬季的集熱運(yùn)轉(zhuǎn)，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)控制。
在本發(fā)明中，將送風(fēng)的控制部和稱為處理箱的小盒子在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)在一起，如果處理箱在工廠等地預(yù)先制造好，則可省去現(xiàn)場施工的麻煩。
在本發(fā)明中，在前述本發(fā)明記載的作用的基礎(chǔ)上，可以不占地方而效率良好地設(shè)置熱水采集線圈。另外，可將其作為輔助取暖使用。
在本發(fā)明中，下流通道的下端面向地板下面空氣流通空間開口，并設(shè)置從該地板下空氣流通空間向室內(nèi)噴氣的噴氣口。與目前作為主流取暖設(shè)備的空調(diào)和風(fēng)扇加熱器被稱為“溫風(fēng)取暖設(shè)備”相對應(yīng)，本發(fā)明是一種讓溫暖的空氣從地板下通過，用較低的溫度使大面積的地板變暖和，利用輻射熱使室內(nèi)空氣溫度不過度上升而進(jìn)行取暖的“低溫輻射取暖設(shè)備”。
“溫風(fēng)取暖設(shè)備”是對一間房間進(jìn)行間歇式供暖，這樣造成室內(nèi)上下的溫度差。而“低溫輻射取暖設(shè)備”則沒有這種上下較大的溫差和令人不舒服的噴氣。而且由于從地板向上傳導(dǎo)熱，因此腳下很暖和，可以實(shí)現(xiàn)“頭寒腳熱”(人體上半部冷下半部暖和)的令人舒適的室內(nèi)環(huán)境。
在本發(fā)明中，地板下空氣流通空間為蓄熱土房混凝土和地板之間的空間，是在地板下面蓄熱的。在屋頂集熱，以空氣為媒體吸取的熱量若這么放著，則太陽下山后就會(huì)冷卻。即使在寒冷冬季的白天，通過直接獲得，也可得到透過窗戶的日照，如果再能保存所需的在屋頂集的熱，室溫就升高了。
即，太陽能在白天較多，若集熱后直接向室內(nèi)放熱，反而會(huì)使室溫過高。為了避免這種現(xiàn)象，在本發(fā)明中，將白天所集的熱量積蓄在地板下面的地面混凝土(土間コンクリ一ト)中，將集熱部位與蓄熱部位分開?；炷恋臒崛萘?蓄熱的量)和熱導(dǎo)率(易傳導(dǎo)熱量)較大?；炷辆哂械倪@種性質(zhì)適合白天蓄熱、夜間放熱的一天的循環(huán)。在晚上外面氣溫較低時(shí)，白天積蓄在地板下面的熱量開始釋放，供室內(nèi)取暖使用。
在本發(fā)明中，下流通道的下端直接向室內(nèi)開口。通過在屋頂進(jìn)行集熱，以空氣為媒體將攝取的熱量直接向室內(nèi)放熱，也可以對特定的一間屋子在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行間歇供暖。
在本發(fā)明中，下流通道的下端既向地板下面的空氣流通空間開口，也直接向室內(nèi)開口，可綜合發(fā)揮本發(fā)明記載的作用。
圖2表示本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑使用的一種處理箱的縱斷面正視圖。
圖3表示本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑的溫度控制方法的一個(gè)實(shí)施例的配線說明圖。
圖4表示

圖1和圖3所示的大梁通道的另一例的縱斷面?zhèn)纫晥D。
圖5表示把圖1的大梁通道作為屋頂通道時(shí)的縱斷面?zhèn)纫晥D。
圖6表示對屋頂收集的太陽熱進(jìn)行蓄熱、放熱的部分的另一例的縱斷面?zhèn)纫晥D。
圖7表示下流通道下端的另一例的縱斷面?zhèn)纫晥D。
圖8表示下流通道下端的另一例的縱斷面?zhèn)纫晥D。
圖9表示本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑的具有密閉小房內(nèi)部空間的第2實(shí)施方式的整體概況縱斷面正視圖。
圖10表示另一例本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑的具有密閉小房內(nèi)部空間的第3實(shí)施方式的整體概況縱斷面正視圖。
圖11表示本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑空氣流動(dòng)的第1例的部分縱斷面正視圖。
圖12表示本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑空氣流動(dòng)的第2例的部分縱斷面正視圖。
圖13表示本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑空氣流動(dòng)的第3例的部分縱斷面正視圖。
圖14表示本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑使用的一種處理箱的側(cè)視圖。
圖15表示本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑使用的另一種處理箱的側(cè)視圖。
圖16表示本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑的氣門與熱水采集關(guān)系的第1例說明圖。
圖17表示本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑的氣門與熱水采集關(guān)系的第2例說明圖。
圖18表示本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑的氣門與熱水采集關(guān)系的第3例說明圖。
圖19表示本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑的氣門與熱水采集關(guān)系的第4例說明圖。
圖20表示現(xiàn)有的太陽能建筑的縱斷面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式
下面用圖對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1所示的本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑具有傾斜的屋頂。屋頂作為太陽熱的集熱部分，在緊靠彩色鐵板等金屬材料或瓦和其他材料制成的可加熱的屋頂板1的下面，形成具有屋頂斜度的空氣通路2。空氣通路2的下側(cè)用絕熱板屏蔽。另外，該空氣通路2的一端在屋檐等處開有空氣引入口3?？諝馔?的另一端位于屋頂較高部位，作為空氣流出口31。該流出口與通道32連接，與作為集熱通道的大梁通道4連通。
大梁通道4由絕熱材料制成，可將其設(shè)計(jì)在室內(nèi)，如設(shè)置在作為屋頂內(nèi)部空間的小房內(nèi)部29。大梁通道4的形狀除圖1所示的圓形外，還可以是圖4所示的半圓形或三角形。
另外，其他實(shí)施方式如圖5和圖12所示，作為前述集熱通道的大梁通道被設(shè)置在室外，它可由在屋頂上面形成的屋頂上面通道36構(gòu)成。大梁通道4或屋頂上面通道36是進(jìn)行集熱的部分，可自由選擇獨(dú)立的結(jié)構(gòu)或與其他連為一體的結(jié)構(gòu)。
作為在前述那樣具有太陽熱集熱部分的屋頂集到的太陽熱的蓄熱和放熱部分，可利用圖1所示的土房混凝土11作為地板下面蓄熱體。為此，在土房混凝土11和地板12之間設(shè)置空氣流通空間13，并設(shè)置從該空氣流通空間13向室內(nèi)噴氣的地板噴出口14。
作為連接太陽熱的集熱部分和太陽熱的蓄熱、放熱部分的可控制送風(fēng)的處理箱5設(shè)置在作為屋頂內(nèi)部空間的小房內(nèi)部29內(nèi)。另外，該處理箱5也可設(shè)置在小房以外的地方，如室內(nèi)等。
處理箱5的結(jié)構(gòu)為中間是內(nèi)藏集熱用風(fēng)扇7的風(fēng)扇箱；在風(fēng)的下側(cè)，設(shè)置有內(nèi)藏將集熱的空氣進(jìn)行室內(nèi)外切換的通路切換氣門8的氣門箱；在風(fēng)的上側(cè)，設(shè)置有內(nèi)藏防止逆流的逆流防止氣門6的氣門箱。
處理箱5的通路切換氣門8的流出側(cè)的一端，通過排氣通道9向室外開口。
如圖1、5、11所示，處理箱5的逆流防止氣門6的流入側(cè)的開口5a通過通道32與前述大梁通道連通，通路切換氣門8的流出側(cè)的另一端與下流通道10的上端連接。
下流通道10的下端面向作為地板下面蓄熱體的土房混凝土11和地板12之間的空氣流通空間13開口。
在處理箱5的內(nèi)部，如在內(nèi)藏集熱用風(fēng)扇7的風(fēng)扇箱內(nèi)設(shè)置熱水采集線圈15，該熱水采集線圈15通過循環(huán)配管16與儲熱水槽17和循環(huán)泵19連接，在從該儲槽17輸出的途中設(shè)置補(bǔ)充加熱用熱水鍋爐18，與浴室、洗手間、廚房連接的供熱水配管21連接。
另外，熱水采集線圈15也可設(shè)置在處理箱5和大梁通道4的之間。
如圖11和12所示，被太陽光加熱的金屬屋頂板1將流入空氣通路2的外部空氣加熱，被加熱的空氣沿著屋頂斜度上升。
加熱空氣被集中在大梁通道4后，通過風(fēng)扇7進(jìn)入處理箱5，從處理箱5流向下流通道10內(nèi)，進(jìn)入蓄熱土房混凝土11和地板12之間的空氣流通空間13。
在空氣流通空間13，加熱空氣通過三條途徑進(jìn)行供暖通過地板12直接將地面加熱、讓蓄熱土房混凝土11積蓄熱量、從地板噴出口14將溫風(fēng)直接噴向室內(nèi)。
另一方面，如圖1所示，用熱水采集線圈將利用循環(huán)泵19通過循環(huán)配管16從儲熱水槽17送入的載熱體加熱，作為熱水儲存在儲熱水槽17中。根據(jù)需要用補(bǔ)充加熱鍋爐18進(jìn)行再加熱，從供熱水配管21向各處供應(yīng)熱水。
另外，其他實(shí)施方式如圖9、圖10所示，作為屋頂內(nèi)部空間的小房內(nèi)部29為整體都用絕熱材料包圍的密閉空間，該密閉空間與作為前述太陽熱集熱部的空氣通路2連通。
由于小房內(nèi)部29整體都為密閉空間，因此可省去通道32和大梁通道4。這時(shí)，在小房內(nèi)部29，處理箱5可按從小房內(nèi)部29的空間直接引入空氣的形式設(shè)置。
這時(shí)，加熱空氣聚集在作為密閉空間的小房內(nèi)部29后，通過風(fēng)扇7進(jìn)入處理箱5，從處理箱5流向下流通道10，進(jìn)入蓄熱土房混凝土11和地板12之間的空氣流通空間13。
處理箱5的形式，如圖14所示，在圖1所示那樣將流入側(cè)的開口5a通過通道32與前述大梁通道4連通的情況下，在小房內(nèi)部29內(nèi)開口，只設(shè)有從小房內(nèi)部29的空間直接攝取空氣的開口5a，還有如圖15所示，除開口5a以外還設(shè)有從室內(nèi)的吸入口5b。
處理箱5的吸入口5b通過通道等與蓄熱體42連通。
同時(shí)具有開口5a和吸入口5b的處理箱5，為確保只有一方流入，設(shè)置通路切換氣門8′。
這樣，在處理箱5除開口5a以外還設(shè)置了從室內(nèi)的吸入口5b的情況下，空氣的流動(dòng)如圖13所示。
當(dāng)通路切換氣門8′將開口5a側(cè)打開、將吸入口5b側(cè)關(guān)閉時(shí)，被太陽光加熱的金屬屋頂板1將進(jìn)入空氣通路2的外部空氣加熱，被加熱的空氣沿著屋頂斜度上升。
加熱空氣聚集在大梁通道4或未圖示的作為密閉空間的小房內(nèi)部29后，通過風(fēng)扇7進(jìn)入處理箱5，從處理箱5流向下流通道10，進(jìn)入蓄熱土房混凝土11和地板12之間的空氣流通空間13。
在空氣流通空間13，加熱空氣通過三條途徑進(jìn)行供暖通過地板12直接將地面加熱、讓蓄熱土房混凝土11積蓄熱量、從地板噴出口14將溫風(fēng)直接噴向室內(nèi)。
另一方面，用熱水采集線圈將利用循環(huán)泵19通過循環(huán)配管16從儲熱水槽17送入的載熱體加熱，作為熱水儲存在儲熱水槽17中。根據(jù)需要用補(bǔ)充加熱鍋爐18進(jìn)行再加熱，從供熱水配管21向各處供應(yīng)熱水。
切換通路切換氣門8′，將開口5a側(cè)關(guān)閉，將從室內(nèi)吸氣的吸入口5b側(cè)打開，則將進(jìn)行讓室內(nèi)的空氣從處理箱5通過下流通道10返回流向室內(nèi)的循環(huán)操作。從儲熱水槽17通過循環(huán)泵將載熱體送入熱水采集線圈15。如果將熱水采集線圈15作為補(bǔ)充取暖設(shè)備利用的話，即使屋頂曬不到太陽也可向室內(nèi)輸送溫暖的空氣。
如圖1、圖9、圖10所示，利用對太陽光進(jìn)行集熱的加熱空氣的太陽能系統(tǒng)建筑，在夏季等高溫季節(jié)不需要取暖設(shè)備時(shí)，需要將在屋頂板1加熱的加熱空氣全部排放到室外。
此時(shí)，用通路切換氣門8將流出側(cè)一端的下流通道10側(cè)關(guān)閉，將流出側(cè)另一端的排氣通道9側(cè)打開，使處理箱5流出的加熱空氣通過排氣通道9被排出室外。另外，通過加熱空氣從處理箱5經(jīng)過，可進(jìn)行熱水采集線圈15的加熱，因此在夏季等高溫時(shí)也可利用太陽熱確保熱水供應(yīng)。
另外，在夏季的夜晚運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)扇7，將夜間的冷氣引入緊靠金屬制屋頂板1下面的空氣通路2，使屋頂表面的放射冷卻起作用，將這種空氣通過下流通道10送入地板下蓄熱體和地板12之間的空氣流通空間，可使作為地板下蓄熱體的土房混凝土11蓄冷。
另外，切換通路切換氣門8′，使開口5a側(cè)關(guān)閉、使吸入室內(nèi)空氣的吸入口5b側(cè)打開，可將室內(nèi)的空氣從處理箱5通過排氣通道9排到室外，這樣可在夏季等將室內(nèi)悶熱的空氣排出。
另外，前述溫?zé)岷屠錈岬男顭岢捎猛练炕炷?1外還可選用其他的形式。如圖6所示，如在地板12之間的空氣流通空間13設(shè)置蓄熱體42。
如圖3所示，為感知大梁通道4和空氣通道2內(nèi)的集熱溫度，設(shè)置有第1溫度傳感器25a，作為感知處理箱5內(nèi)集熱溫度的高溫傳感器，設(shè)置有第2溫度傳感器25b。
如圖3所示，在室內(nèi)設(shè)置有用于取暖設(shè)備及排氣切換的定溫器24。在儲熱水槽17設(shè)置有與前述作為高溫傳感器的第2溫度傳感器25b相對應(yīng)的作為低溫傳感器的第3溫度傳感器25c。另外，還設(shè)置有作為夏季夜間攝取外部氣體使用的感知室溫的第4溫度傳感器25d和感知外部氣溫的第5溫度傳感器25e。
這些溫度傳感器25a～25e被接在控制裝置20上。另外，處理箱5的逆流防止氣門6的馬達(dá)和風(fēng)扇7的馬達(dá)及循環(huán)泵19等也接在該控制裝置20上。
在太陽光還未照到屋頂板1的清晨，大梁通道4內(nèi)的空氣溫度較低。此時(shí)，逆流防止氣門6在大梁通道4側(cè)是關(guān)閉的。另外，通路切換氣門8在排氣通道9側(cè)關(guān)閉，風(fēng)扇7和下流通道10連通。
當(dāng)太陽光開始照射屋頂板1時(shí)，若大梁通道4內(nèi)的溫度高于設(shè)定溫度，逆流防止氣門6反轉(zhuǎn)，將大梁通道4側(cè)打開。然后風(fēng)扇7動(dòng)作，開始集熱。
通過風(fēng)扇7，使室外的空氣首先從屋檐等空氣攝入口3進(jìn)入緊靠屋頂板1所形成的空氣通路2，在這里用被太陽光曬熱的屋頂板1進(jìn)行加熱，聚集到大梁通道4后，進(jìn)入處理箱5。
進(jìn)入處理箱5的加熱空氣從前述處理箱5流向下流通道10，進(jìn)入蓄熱用的土房混凝土11和地板12之間的空氣流通空間13，通過三條途徑進(jìn)行供暖，即通過地板12直接將地面加熱、讓蓄熱土房混凝土11積蓄熱量、從地板噴出口14將溫風(fēng)直接噴向室內(nèi)，使室溫逐漸升高。
在熱水采集方面，按下控制裝置20上的專用開關(guān)，使循環(huán)泵19動(dòng)作，熱水通過循環(huán)配管16在熱水采集線圈15間開始循環(huán)。在載熱體在熱水采集線圈15內(nèi)緩慢地循環(huán)期間，儲熱水槽17內(nèi)的溫度不斷升高。當(dāng)溫差小于一定值時(shí)，泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，熱水采集停止。
熱水采集線圈15，除處理箱5以外還可設(shè)置在通道路徑內(nèi)。用熱水采集線圈15的線圈部分和循環(huán)配管16與儲熱水槽17或溫水取暖鍋爐連接，可供應(yīng)熱水和進(jìn)行補(bǔ)充取暖。
這樣，集熱的空氣通過線圈與載熱體進(jìn)行熱交換，可從儲熱水槽17內(nèi)獲取熱水。另外，在溫水取暖鍋爐的情況下，可利用室內(nèi)和外部氣體將加熱的空氣輸送到室內(nèi)等。
在前述風(fēng)扇7驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于內(nèi)藏于風(fēng)扇7的冷卻風(fēng)扇28驅(qū)動(dòng)，使風(fēng)扇7的馬達(dá)冷卻。
在夏季等不需要取暖設(shè)備的季節(jié)的白天進(jìn)行集熱時(shí)，如圖所示，逆流防止氣門6將大梁通道4側(cè)打開。另外，通路切換氣門8將風(fēng)扇7和下流通道10側(cè)關(guān)閉，使風(fēng)扇7和排氣側(cè)連通。
這樣，若驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇7，從屋檐等空氣攝入口3經(jīng)空氣通路2被聚集在大梁通道4的加熱空氣進(jìn)入處理箱5內(nèi)，將熱水采集線圈15加熱后流向排氣通道9被棄于室外。
在夏季的夜晚，逆流防止氣門6在將大梁通道4側(cè)打開這一點(diǎn)上與前述白天相同，但前述通路切換氣門8使風(fēng)扇7和下流通道10側(cè)連通，將風(fēng)扇7和排氣通道9側(cè)關(guān)閉。
在這種狀態(tài)下，讓處理箱5的風(fēng)扇7旋轉(zhuǎn)，使夜里的冷空氣從屋檐等空氣攝入口3進(jìn)入緊靠屋頂板1下面形成的空氣通路2，在這里進(jìn)行放射冷卻。
然后，該冷空氣聚集在大梁通道4或密閉小房內(nèi)部空間，進(jìn)而，進(jìn)入處理箱5，從該處理箱5流向下流通道10，進(jìn)入蓄熱土房混凝土11和地板12之間的空氣流通空間13，通過蓄熱土房混凝土11的蓄冷和從噴出口14直接向室內(nèi)噴射冷風(fēng)進(jìn)行冷卻作用。(夜間放射冷卻運(yùn)轉(zhuǎn))。
本發(fā)明的太陽能系統(tǒng)建筑還通過如下所述的溫度控制，包括夏季夜晚攝取外部空氣并進(jìn)行放射冷卻在內(nèi)，對系統(tǒng)建筑物進(jìn)行合理的有效利用。
在太陽光還沒有照到屋頂板1的清晨，溫度傳感器25a測出大梁通道4內(nèi)的空氣溫度較低。這時(shí)，逆流防止氣門6將大梁通道4側(cè)關(guān)閉。另外，通路切換氣門8將排氣通道9側(cè)關(guān)閉，讓風(fēng)扇7和下流通道10連通。
當(dāng)太陽光開始照射屋頂板1時(shí)，若大梁通道4內(nèi)的溫度超過設(shè)定的溫度，逆流防止氣門反轉(zhuǎn)，將大梁通道4側(cè)打開。然后，風(fēng)扇7動(dòng)作開始集熱。
通過風(fēng)扇7，室外的空氣首先從屋檐等空氣攝入口3進(jìn)入緊靠屋頂板1下面形成的空氣通路2，在這里空氣被由太陽光加熱的屋頂板1加溫，聚集到大梁通道4后進(jìn)入處理箱5。
加熱空氣從前述處理箱5流向下流通道10，進(jìn)入蓄熱土房混凝土11和地板12之間的空氣流通空間13，通過3條途徑進(jìn)行供暖，即通過地板12直接將地面加溫、將蓄熱用土房混凝土11蓄熱、從噴出口14將溫風(fēng)直接噴向室內(nèi)，使室內(nèi)的溫度逐漸上升。
在熱水采集方面，按下遠(yuǎn)程操作裝置27上的專用開關(guān)，循環(huán)泵19動(dòng)作，通過循環(huán)配管16開始在熱水采集線圈15之間進(jìn)行循環(huán)。泵的動(dòng)作需要太陽電池22受到日照，并使處理箱5內(nèi)的溫度傳感器25b和儲熱水槽17內(nèi)的溫度傳感器25c之間有一定溫度以上的溫差。在開始熱水采集的上午，溫差比較大，在熱水采集線圈15內(nèi)載熱體反復(fù)循環(huán)，使儲熱水槽17內(nèi)的溫度連續(xù)上升，當(dāng)溫差到達(dá)一定數(shù)值以下后，泵停止工作，熱水采集便停止了。
另外，當(dāng)圖1、圖3所示的室內(nèi)定溫器24感知的室溫超過了設(shè)定溫度，通路切換氣門8將排氣通道側(cè)9打開，將加熱空氣排到室外。
另外，在設(shè)定溫度以下時(shí)，通路切換氣門8將下流通道側(cè)10打開進(jìn)行供暖。
在夏季夜間，當(dāng)感知外部空氣的溫度傳感器25e和感知室溫的溫度傳感器25f之間具有一定溫度以上的溫差；另外，感知外部氣體濕度的濕度傳感器26在設(shè)定濕度以下時(shí)，逆流防止氣門6將大梁通道4側(cè)打開，前述通路切換氣門8與風(fēng)扇7和下流通道10側(cè)連通，將風(fēng)扇7和排氣通道9側(cè)關(guān)閉。
在該狀態(tài)下，讓處理箱5的風(fēng)扇7旋轉(zhuǎn)，夜間的冷空氣從屋檐等的空氣攝入口3進(jìn)入在緊靠屋頂板1下面形成的空氣通路2，在這里形成放射冷卻。在大梁通道4聚集后，進(jìn)入處理箱5，從該處理箱5流向下流通道10，進(jìn)入蓄熱土房混凝土11和地板12之間的空氣流通空間13，通過將蓄熱土房混凝土11蓄冷和從地板噴出口14直接向室內(nèi)噴出冷風(fēng)進(jìn)行冷卻。
作為另外的實(shí)施方式，也可如圖7所示，在下流通道10的下端附近，設(shè)置直接向室內(nèi)的噴出口41。另外，雖在圖中省略，但也可在該噴出口41設(shè)置開閉門，可自由開閉。
另外，作為其他的形式，也可如圖8所示，不將下流通道10在地板12的下面開口，而只是在前述下端附近設(shè)置直接向室內(nèi)噴氣的噴口41。
在圖8的例子中，由于不通過地板，而是直接將溫風(fēng)噴入室內(nèi)，最適合在短時(shí)間內(nèi)將特定的一室加溫。
以上所述的本發(fā)明太陽能系統(tǒng)建筑，被建造成不僅僅是對應(yīng)風(fēng)和其他氣象條件，而是靈活地對應(yīng)外部環(huán)境的住所和建筑物，可最佳化地利用太陽能進(jìn)行室內(nèi)供暖、供冷、換氣、除濕和供應(yīng)熱水。并且，通過利用太陽電池，可降低運(yùn)行成本，可進(jìn)行對應(yīng)日照量的適當(dāng)?shù)倪\(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能系統(tǒng)建筑，其特征在于，由太陽熱集熱部和將在該太陽熱集熱部集熱的溫暖空氣送入室內(nèi)的結(jié)構(gòu)組成，太陽熱集熱部是緊靠屋頂板下面的、形成與屋頂板有著相同斜度的空氣通路的部位，作為將溫暖空氣送入室內(nèi)的結(jié)構(gòu)，設(shè)置有內(nèi)藏防止逆流的逆流防止氣門、切換通向室內(nèi)的下流通道與向外排氣的排氣通道的連通的通路切換氣門、裝在逆流防止氣門和通路切換氣門之間的集熱用風(fēng)扇的處理箱；還在房頂內(nèi)小房內(nèi)部等處設(shè)置集熱用通道，該集熱用通道與處理箱連接；另外，處理箱還與所述下流通道和排氣通道連接。
2.一種太陽能系統(tǒng)建筑，其特征在于，由太陽熱集熱部和將在該太陽熱集熱部集熱的溫暖空氣送入室內(nèi)的結(jié)構(gòu)組成，太陽熱集熱部是緊靠屋頂板下面的、形成與屋頂板有著相同斜度的空氣通路的部位，在將溫暖空氣送入室內(nèi)的結(jié)構(gòu)中，屋頂下面的小房內(nèi)部空間作為密閉空間與太陽熱集熱部連通；并設(shè)置有內(nèi)藏防止逆流的逆流防止氣門、切換下流通道和向外開口的排氣通道的連通的通路切換氣門、裝在逆流防止氣門和通路切換氣門之間的集熱用風(fēng)扇的處理箱，該處理箱設(shè)置在小房內(nèi)部空間，處理箱面向小房內(nèi)部空間開口，處理箱與所述下流通道和排氣通道連接。
3.一種太陽能系統(tǒng)建筑，其特征在于，由太陽熱集熱部和將在該太陽熱集熱部集熱的溫暖空氣送入室內(nèi)的結(jié)構(gòu)組成，太陽熱集熱部是緊靠屋頂板下面的、形成與屋頂板有著相同斜度的空氣通路的部位，作為將溫暖空氣送入室內(nèi)的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有內(nèi)藏防止逆流的逆流防止氣門、切換通向室內(nèi)的下流通道和向外排氣的排氣通道的連通的通路切換氣門、裝在逆流防止氣門和通路切換氣門之間的集熱用風(fēng)扇的處理箱；讓所述太陽熱集熱部與設(shè)置在室外屋頂上的集熱用通道連通；集熱用通道與處理箱連接，處理箱與所述下流通道和排氣通道連接。
4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)建筑，其特征在于，在夏季的白天，使通路切換氣門與排氣通道連通進(jìn)行排氣；夜間使通路切換氣門與下流通道連通，將外部空氣引入室內(nèi)進(jìn)行夜間放射冷卻。
5.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)建筑，其特征在于，在集熱用通道或太陽熱集熱部設(shè)置溫度傳感器，根據(jù)該溫度傳感器的檢測溫度打開或關(guān)閉集熱用風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)及進(jìn)行通道開閉。
6.一種處理箱，其特征在于，該處理箱用在權(quán)利要求1至權(quán)利要求3所述的太陽能系統(tǒng)建筑中、具有內(nèi)藏集熱用風(fēng)扇的風(fēng)扇箱和將集熱的空氣向室內(nèi)或室外切換的通路切換氣門。
7.一種處理箱，其特征在于，該處理箱用在權(quán)利要求1至權(quán)利要求3所述的太陽能系統(tǒng)建筑中、具有防止逆流的逆流防止氣門、內(nèi)藏集熱用風(fēng)扇的風(fēng)扇箱、將集熱的空氣向室內(nèi)或室外切換的通路切換氣門。
8.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)建筑，其特征在于，在處理箱或通路路徑內(nèi)設(shè)置熱水采集線圈，該熱水采集線圈通過循環(huán)配管與儲熱水槽或溫水取暖鍋爐連接。
9.如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)建筑，其特征在于，下流通道的下端面向地板下空氣流通空間開口，并設(shè)置從該地板下空氣流通空間向室內(nèi)噴氣的噴氣口。
10.如權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)建筑，其特征在于，地板下空氣流通空間為蓄熱地面混凝土和地板之間的空間。
11.如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)或權(quán)利要求10所述的太陽能系統(tǒng)建筑，其特征在于，下流通道的下端直接向室內(nèi)開口。
12.如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)或權(quán)利要求10所述的太陽能系統(tǒng)建筑，其特征在于，下流通道的下端向地板下空氣流通空間開口，并且還直接向室內(nèi)開口。
全文摘要
本發(fā)明涉及建造不僅對應(yīng)風(fēng)向和其他氣象條件，而且還靈活地對應(yīng)外部環(huán)境的住所和建筑物，可最佳化地利用太陽能進(jìn)行室內(nèi)供暖、供冷、換氣、除濕和供應(yīng)熱水的太陽能系統(tǒng)建筑。在屋頂設(shè)置緊靠金屬制屋頂板下面的、形成具有屋頂斜度的空氣通路的太陽熱集熱部；并設(shè)置有內(nèi)藏防止逆流的逆流防止氣門、切換通向室內(nèi)的下流通道和向外排氣的排氣通道的連通的通路切換氣門、裝在逆流防止氣門和通路切換氣門之間的集熱用風(fēng)扇的處理箱；將所述太陽熱集熱部與設(shè)置在小屋內(nèi)部空間的集熱用通道連通；另外，讓集熱用通道與處理箱連接、處理箱與所述下流通道和排氣通道連接。
文檔編號F24F13/06GK1478973SQ0214207
公開日2004年3月3日 申請日期2002年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月26日
發(fā)明者武山倫 申請人:株式會(huì)社Om太陽能協(xié)會(huì), 株式會(huì)社Om研究所