[发明专利]窗式自然能量交换技术

说明书

技术领域：

鉴于我国经济发展面临的高能耗状况，中央提出大力建设节约型社会的思想。生产、生活的节能这一重大课题严峻地摆在我们面前。

在我国，每年因酷暑使用空调降温造成的电力空缺，就致使许多城市限电，企业停产。今年夏季，广州持续高温，市民借空调消暑降温所耗费的电力达总负荷的三分之一。其中一个重要原因，是由于建筑节能效果不好，导致空调能耗过高。有资料指出，我国民宅的门窗热能损失量巨大，为发达国家的几倍甚至几十倍。

窗式自然能量交换技术的发明，就是针对此而研究的。

发明内容：

充分利用自然能量，辅以最低的能量消耗，给人们提供一个温度舒适的工作和生活环境。能量来源于地下水循环和其它可利用的水源循环。不浪费水资源。

该系统的关键是能量交换器。

能量交换器：

由三层5毫米厚普通玻璃组成保温层和水循环层。长宽即是窗口尺寸。厚度为6毫米。

外层(保温层)玻璃适当尺寸处设一圆孔，以硅橡胶封堵。抽空或减少层内空气密度，形成类真空状态。其作用是阻断外界温度对中间玻璃的传导，使内层(水循环层)恒温能量，充分作用于室内。

内层(水循环层)内层玻璃上下各设一圆孔(窗扇左扇孔在左，右扇孔在右)，用带软管的分水器连接。使水在层内均匀循环，且不影响窗扇开关。

此系统定定名为遮阳式。

(鉴于建筑环境不同，该能量交换系统可制成裸阳式和平常式。裸阳式：只有一层水循环层。外层为LOW-E型玻璃，内层为普通玻璃。其缺点是不能利用太阳能，只能起到阻断外界对室内温度的影响，且造价较高。平常式：其设计与遮阳式大致相同，只是外层空间层为常压层。外层玻璃上下各钻数孔，形成热气上升、较低温度气体补进的气体循环，从而带走外界温度对中间玻璃的影响(秋冬季可堵上外层玻璃孔)。此种型号是在不得已的环境中使用。)

阳面窗口外装遮阳装置，最好用悬挂式太阳能热水器。夏季遮阳使窗外玻璃温度在日最高温度左右。冬季阳光又可直射窗口，采吸太阳能量，以提高室温，并把多余太阳能热水器热水储存后参加阳面窗式能量交换器之水循环，从而进一步增加供暖时间，节约取暖的能量。并可替代电热水器和燃气热水器。

遮阳装置尺寸和安排位置高低，以满足当地达到以上技术要求不准。

实验数据：

实验品采用技术性能低于该交换系统之同等模型，目的是使实验可靠度提高：保温层为中空，传能介质自然存在，且厚度小于0.78毫米。水采取不循环形式。实验环境：夏季遮阳，室外41℃；室内21℃的环境下工作一小时后测取循环层水温，由17℃升到24℃。冬季遮阳；室内外温度均为8℃，工作一小时后，测取循环层水温，由17℃降至12℃，证实能量交换及时。以此为基础测算，该交换系统启用水循环方式，按一小时循环一次计，其调节温度的能力为实验数据的一倍以上，且室外对室内温度的影响则小于数倍。

节能数据测算：

一眼11千瓦水泵，扬程52米，一小时出水量50立方米，可供面积8333平方米的窗式自然能量交换系统用水。按建筑与窗口面积的比例10∶1计算，以100平方米住宅计算，可供833户。水循环每日工作12小时，户耗电为0.156千瓦时。全天候工作户耗电为0.312千瓦时(若高于52米建筑，此数据相应上升)。采用塑钢门窗(现有基础上可以改造)，其附属设备为水循环管道、地下水循环系统(其水源采用地下浅层水循环，温度摄氏17℃。河北平原地区地下180米，出水温度为15℃-17℃。水资源没有浪费)。

具体实施方式：

其工作流程图，以常压结合虹吸原理，解决了窗式自然交换系统用于高层楼房常压水循环的技术难题。使普通玻璃完全可以担负该系统的工作要求，大大降低成本。

综上所述，窗式自然能量交换系统，既节约了大量能源消耗，又改变了我国窗口保温性能大大低于国外发达国家的现状，开创了窗口″空调″的先例，开辟了我国建筑节能的新模式。人站在窗前，如住进水晶宫般，如能广泛推广，一座座一幢幢千姿百态、独具匠心的水晶宫式建筑将美化我国的每座城市，将为建设节约型社会起到至关重要的作用。

说明书附图

图1：流程工作图

夏季A-D循环，B’、C’阀关。U温控U’电阀水温达22℃开启，17℃关闭。冬季B→C通过M定时开关泵循环。A’、U、U’停止工作。太阳能接通自来水使用时B’、C’关闭，替代电、燃气热水器。

图2：

利用现中空玻璃窗框的窗式自然能量交换器设计图。

图3：

利用现密封型框的窗式能量交换器设计图。