[发明专利]自然空调装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种空调装置，尤其涉及一种利用太阳能加热空气的自然空调装置。

背景技术

由于全球二氧化碳及有害气体的排放浓度日益增加，已使气候的反常、生态的破坏以及健康的危害日益显现，为持续经营人类赖以生存的地球生态环境，促使人们自能源危机后再次警觉到必须全面降低依赖传统石化燃料的迫切性，亦重新强调有效利用再生能源或自然能源的重要性，因此，朝逐渐淘汰高耗能高污染的能源转换装置，积极开发干净的辅助性替代能源以及相关的高效率零污染能源转换装置已成为科技研发的重要课题，其中又以长期被人们普遍使用的传统空调装置影响最为深远，因为传统空调不但耗能，且所使用的冷媒更被公认是破坏地球生态的头号杀手，如果长期生活在密闭的空调环境更会对健康造成危害；虽然目前科技界对太阳能是否有可能在不久的未来逐渐取代其它能源仍持保留态度，但几乎可以确定的是太阳能终将会在某些领域中扮演重要的角色，特别是应用于建筑物的室内加温(domesticheating)以及和空气调节(air conditioning)相关的领域。

就建筑物的室内加温和空气调节的太阳能空调系统而言，集热器是该系统的关键装置，必须设置于室外可充分接收阳光之处，例如屋顶或墙壁。过去在此光热转换领域中已投注许多努力于开发不同功能与型式的太阳能集热器，其中有不少已揭示于专利文献中，最典型的例子是以玻璃板或透明板嵌装于外框固定的热绝缘盒(chamber)上方，并以流体通过盒内的黑色吸热板或管件，达到吸收太阳热能的目的。例如，US4,418,685所揭示的太阳能热水供应系统及WO9,625,632所揭示的空气循环器；其它型式尚包括US2002/0032000A1所揭示的屋顶式空气循环器、US4,934,338所揭示的墙壁式空气预热器等。唯目前使用的太阳能集热器仍有以下诸多缺点，使得应用与推广太阳能于建筑物节能与空调上仍有改善的空间，包括：

(1)集热器的本体过重，长期使用可能会对部分建筑物造成负担；

(2)集热器的光热转换效能仍有待提升；

(3)结构复杂，造成安装与维修不易，亦使成本提高，造成资金回收期的延长；

(4)缺乏与多样化建筑物设计的兼容匹配与弹性，许多情况必须量身订作；

(5)外型过于凸显，有损建筑物整体外观的谐调与美感；

(6)占用空间大，增加仓储、商品展示、通路营销的成本；

(7)整件式产品缺乏大面积应用的弹性，并增加安装困难及成本；

(8)透明板嵌装于热绝缘盒外框，易因热膨涨系数不同引发热应力问题；

(9)无法满足用户自行安装(DIY)的参与感与成就感；

(10)部分设计只适用于已事先规划完备且正兴建中的建筑物，但对大多数的既有建筑物却滞碍难行；

(11)空气通过嵌装玻璃会有热散失问题，常需使用双层嵌装玻璃(doubleglazing)，致使成本增加且会衍生其它问题；

(12)太阳能加热的液体系统或热水供应系统，常因结冰与渗漏问题而无法达到预期的效果。

为克服上述缺点，本发明人经过长期努力，研究出一种太阳能空调系统，其已在US6,880，553B2及TW579416专利中揭示，但该空调系统的吸热组件中各吸热单元间的连接方式为单一的接触型态，不利于该集热器组装的方便性及加热温度的均匀性，对组装的方便性及整体效率的提升仍有改善空间。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可灵活扩展延伸并具有高光热效率的自然空调装置。

本发明自然空调装置是一种利用太阳能加热空气的模块化自然空调装置，主要包括一集热器、一进口部及一出口部；该集热器是由上方的透明盖板和其下方的吸热组件构成，其中吸热组件是由若干模块化的吸热单元构成，该吸热单元是由一片支撑板、一片吸热板及一片底板组成的一体成型件，通过若干吸热板及底板上所设扣合与定位结构达到沿横向进行扩展铺设的功效，并通过该扩展的吸热板将集热器分隔成上方的储热室及下方的吸热室，从而形成储热室中的太阳能接收面及吸热室中的若干条吸热通道；进口部与出口部分别和集热器的进口侧与出口侧衔接并连通该吸热通道，其中进口部衔接室内排气管，出口部则设有与室外相通的气流出口；本发明通过上述装置持续导引室内污浊的空气通过进口部，并将其均匀分配至各吸热通道，以吸收储热室的太阳能而升温，进而通过热浮力效应将其导引至出口部以排出室外，并自室外引进新鲜的凉空气，达到冬暖夏凉并兼具健康、节能、环保的自然空调功效。

本发明具有如下诸多优点：