[发明专利]太阳能热水及冷暖空调大楼

摘要

太阳能热水及冷暖空调大楼，由集热器、采暖器、制冷器、换热器、蓄热器、循环泵、保温水罐组成。有光照时，光线通过透光板照在黑色涂料上产热，混凝土层将热量传给集热芯，循环液通过换热器将水罐内的水加热。本发明集热面积大，平时用不完的热量可储存在以大楼基础为核心的大型蓄热器中，保证建筑物在连续阴天时有用不完的热水，省去辅助性电加热。本发明夏天用来空调降温的水存储在地下特定的空间，待冬季再用于空调增温。本发明大楼构件就是集热器、采暖器、制冷器，蓄热器，它的造价与普通楼房相差无几，所有的屋顶都可以做成太阳能集热屋顶，所有房间都有采暖制冷空调。本发明承压、抗冻、双循环、可采暖、能制冷、高效、低成本，有广阔的市场前景。

主权项

1.一种太阳能热水及冷暖空调大楼，由集热器、采暖器、制冷器、蓄热器、换热器、循环泵、保温水罐组成。其特征是：a.多根集热管(4)与集管(3)、(9)相连通后构成集热芯，集热芯可以是一组，也可以是多组，集热芯安装在保温层(7)上。保温层中有金属网(111)，金属网均伸出保温层的面，保温层下面的多根制冷管(8)与集管(84)、(12)相连通后构成制冷芯。集热芯、制冷芯周围安装有保温层(7)、(11)、(85)、(88)、(91)。制冷芯的下边有多根钢筋(110)，钢筋、金属网、集热芯、制冷芯及其周围的保温层均预埋在混凝土(5)当中即为顶层楼板，顶层楼板上面涂一层长寿命黑色吸光涂料，锯齿形透光板(6)固定在顶层楼板的台阶(89)、(90)的上面，多块顶层楼板并在一起构成楼顶，楼板两端头与墙(86)共同形成排水沟(87)、(10)。透光板(6)的下面是一个平面，齿内的中空腔可相互连通，亦可相互独立，腔内可充满空气，亦可抽成真空。多根采暖管(82)与集管(81)、(17)相连通后构成采暖芯，多根制冷管(79)与集管(78)、(20)相连通后构成制冷芯。采暖芯、制冷芯的周围有保温层(18)、(19)、(21)、(77)、(80)、(102)、(106)，保温层(19)中有金属网(103)，金属网均伸出保温层的面，保温层下面有钢筋(104)，钢筋、金属网、集热芯、制冷芯、保温层均预埋在混凝土(107)当中，它既是楼板，又是采暖制冷器。多根采暖管(52)与集管(42)、(56)相连通后构成采暖芯，采暖芯的周围有保温层(40)、(41)、(58)、(93)、(94)，采暖芯及其周围的保温层均预埋在混凝土当中，它既是地板，又是采暖器。保温水罐(44)、(51)可安装在大楼内外的任意地方，保温水罐(44)的上部通过管(48)与保温水罐(51)的下部相连通。保温水罐(44)、(51)底部分别安装有换热器(37)、(62)，换热器(37)的下端口通过管(26)与阀(33)、(23)、(14)相连通，阀(33)的另一端通过泵(32)、集管(30)、制冷管(70)、集管(68)、管(67)、管(55)、阀(54)、管(47)与换热器(37)的上端口相连通。阀(23)的另一端通过泵(22)、集管(20)、制冷管(79)、集管(78)、管(75)与集管(68)相连通。阀(14)的另一端通过泵(13)、集管(12)、制冷管(8)、集管(84)、管(83)与集管(78)相连通。换热器(62)的上端口通过管(66)、(35)分别与阀(38)、(24)、(15)相连通，阀(38)的另一端通过泵(39)、集管(42)、采暖管(52)、集管(56)、管(57)、管(55)、阀(59)与阀(60)、(64)、泵(61)相连通，阀(60)与泵(61)并联后的另一端通过阀(53)与换热器(62)的下端口相连通。阀(64)的另一端通过管(74)、集管(3)、集热管(4)、集管(9)与管(35)相连通。阀(24)的另一端通过泵(25)、集管(27)、采暖管(73)、集管(72)、管(63)与管(55)相连通。阀(15)的另一端通过泵(16)、集管(17)、采暖管(82)、集管(81)、管(76)与集管(72)相连通。操作方法：保温水罐中的水加热时，打开阀(53)、(64)，关闭阀(59)、(60)、(15)、(24)、(38)，开启泵(61)，换热器(62)中的循环液从其下端口通过阀(53)、泵(61)、阀(64)、管(74)、集热芯、管(35)、(66)到换热器的上端口反复循环。太阳能直接采暖时，打开阀(15)、(59)、(64)，关闭阀(54)、(60)、(53)，开启泵(16)，集热芯中的循环液通过管(35)、阀(15)、泵(16)、集管(17)、采暖管(82)、集管(81)、管(76)、集管(72)、管(63)、管(55)、阀(59)、(64)、管(74)到集管(3)完成采暖循环。保温水罐中的热水采暖时，打开采暖阀(15)、(59)、(60)，(53)，关闭阀(54)、(64)，开启泵(16)，换热器(62)中的循环液通过管(66)、(35)、阀(15)、泵(16)、集管(17)、采暖管(82)、集管(81)、管(76)、集管(72)、管(63)、管(55)、阀(59)、(60)、(53)到换热器的下端口完成采暖循环。制冷空调时，打开阀(14)、(54)，关闭阀(59)、(38)(24)、(15)，开启泵(13)，换热器(37)中的循环液通过其下端口、管(26)、阀(14)、泵(13)、集管(12)、制冷管(8)、集管(84)、管(83)、集管(78)、管(75)、集管(68)、管(67)、(55)、阀(54)、管(47)到换热器的上端口完成制冷循环。在夏季，用集热器对水罐内的水加热时，可同时使用房间的制冷空调。其它房间的采暖、制冷操作与此类似。b.透光板(112)的上面为条形实心锯齿形，底面为一平面，齿的另外两个面，一个与底面的夹角为直角，另一个与底面的夹角为锐角，实用时，与底面的夹角为锐角的那个面按东西方向放置(即正对南方)，透光板(112)固定在隔离条(113)上。盘管集热芯预理在混凝土层(5)中。c.透光板的上面为条形实心锯齿形，底面为一平面，透光板(115)内有一真空腔(116)。d.球缺壳形透光板(117)的底面是平面，上面是球缺形凸起，球缺壳在水平面上的布局可为行交错相交排列、行交错相切排列、行不交错相交排列、行不交错相切排列，球缺壳内的中空腔可相互连通，亦可相互独立，腔内可充满空气，亦可抽成真空，透光板固定在混凝土(5)的上面。e.球缺体形透光板(118)上面球缺体的布局可为行交错相交排列、行交错相切排列、行不交错相交排列、行不交错相切排列，球缺体透光板固定在隔离条(113)上，隔离条放在混凝土(5)上面。f.透光板(119)的底面为一平面，上面为条形锯齿形，齿的向阳面为弧形，透光板固定在混凝土(5)上。齿内的中空腔可相互连通，亦可相互独立，腔内可充满空气，亦可抽成真空。g.集热管(123)与集管(122)、(127)相连通后构成集热芯，集热芯四周安装有保温层(121)、(128)，集热芯底部有保温层(126)，保温层中有金属网(270)，金属网均伸出保温层的面，保温层下部有钢筋(271)。金属网、钢筋、集热芯及其保温层预制在混凝土层中，混凝土表面涂一层长寿命黑色吸光涂料，混凝土(125)上面为波浪形，亦可为平板形，螺钉(269)通过固定板(268)将透光板(124)固定在混凝土台阶(267)上构成了一个太阳能集热器。多根换热管(154)的两端与集管(156)、(160)相连通后构成换热芯，换热芯预埋在大楼混凝土基础(159)之内构成换热器，混凝土基础的上下面均填充大量的蓄热材料(153)、(157)。蓄热材料的上下面及四周的保温材料(163)、(155)、(158)、(162)可做成一个密闭的空间。换热芯、大楼混凝土基础、蓄热材料及其四周的保温层，共同构成一个巨大的蓄热器。集管(127)通过管(129)、(132)分别与阀(135)、(139)、(147)、(149)、管(175)相连通，管(175)与换热器(142)的上端口相连通，阀(149)通过泵(151)、管(152)、集管(156)、换热管(154)、集管(160)、管(161)与管(170)相连通，管(170)分别与阀(171)、(168)、(167)、泵(169)相连通，阀(171)的另一端通过管(182)、(120)与集管(122)相连通。阀(168)与泵(169)并联后通过阀(172)与换热器(142)的下端口相连通。阀(167)的另一端通过管(166)、阀(165)与换热器(146)的上端口相连通。阀(150)与泵(151)并联在一起。阀(147)的另一端通过泵(148)、采暖芯、集管(164)与管(166)相连通。阀(135)的另一端通过泵(136)、采暖芯、管(180)、集管(178)、管(173)与管(166)相连通。阀(139)的另一端通过泵(140)、采暖芯、集管(178)与管(173)相连通。换热器(146)的下端口通过管(141)分别与阀(145)、(138)、(134)相连通，阀(134)的另一端通过泵(133)、制冷芯、管(183)、集管(181)、管(179)、集管(176)、管(174)与管(166)相连通。阀(138)的另一端通过泵(137)、制冷芯与集管(181)相连通。阀(145)的另一端通过泵(144)、制冷芯与集管(176)相连通。操作方法：保温水罐中的水加热时，打开阀(172)、(171)，关闭阀(168)、(167)、(135)、(139)、(147)，(149)，开启泵(169)，换热器(142)中的循环液从其下端口通过阀(172)、泵(169)、阀(171)、管(182)、(120)、集热芯、管(129)、(132)、(175)到换热器(142)的上端口反复循环，保温水罐中的水被加热。蓄热时，打开阀(149)、(171)，关闭阀(150)、(167)、(168)、(172)、(135)、(139)、(147)，开启泵(151)，循环液自集热芯通过管(129)、(132)、阀(149)、泵(151)、管(152)、换热芯、管(161)、(170)、阀(171)、管(182)、(120)到集管(122)完成蓄热循环。用贮存的热能加热水时，打开阀(149)、(168)、(172)，关闭阀(150)、(167)、(171)、(135)、(139)、(147)，开启泵(151)，循环液自换热芯通过管(161)、(170)、阀(168)、(172)、换热器(142)、管(175)、(132)、阀(149)、泵(151)、管(152)到集管(156)完成加热循环。太阳能直接采暖时，打开阀(135)、(167)、(171)，关闭阀(172)、(165)，(149)，开启泵(136)，集热芯中的循环液通过管(129)、(132)、阀(135)、泵(136)、采暖芯、管(180)、集管(178)、管(173)、管(166)、阀(167)、管(170)、阀(171)、管(182)、(120)到集管(122)完成采暖循环。用保温水罐中的热水采暖时，打开阀(135)、(167)、(168)，(172)，关闭阀(165)、(171)，开启泵(136)，水罐中的循环液通过管(175)、(132)、阀(135)、泵(136)、采暖芯、管(180)、集管(178)、管(173)、管(166)、阀(167)、(168)、(172)到换热器的下端口完成采暖循环。用贮存的热量采暖时，打开阀(135)、(167)、(150)、(149)，关闭阀(165)、(171)、(172)，开启泵(136)，循环液自换热芯通过管(152)、阀(150)、(149)、管(132)、阀(135)、泵(136)、采暖芯、管(180)、集管(178)、管(173)、阀(167)、管(170)、管(161)到集管(160)完成采暖循环。空调制冷时，打开阀(134)、(165)，关闭阀(167)、(147)、(139)、(135)，开启泵(133)，换热器(146)中的循环液通过其下端口、管(141)、阀(134)、泵(133)、制冷芯、管(183)、集管(181)、管(179)、集管(176)、管(174)、(166)、阀(165)到换热器(146)的上端口完成制冷循环。在夏季，用集热器对水罐内的水加热或对蓄热器蓄热时，可同时使用房间的制冷空调。其它房间的采暖、制冷操作与此类似。h.透光板(272)为真空平板，当透光板万一损坏时，雨水由排水沟(273)下泻。i.多根集热管(186)与集管(185)、(189)连通后构成集热芯，集热芯及其周围的保温层(184)、(190)、(196)均预埋在混凝土层(187)内，多根真空集热管(192)与集管(191)、(193)连通后构成真空管集热器，真空管集热器的集管(193)通过管(197)与阀(203)、(211)、(222)、管(257)相连通，管(257)与换热器(241)的上端口相连通，阀(203)的另一端通过泵(204)、集管(206)、采暖管(205)、集管(264)、管(262)、集管(259)、管(256)与管(245)相连通，管(245)与阀(244)、(248)、管(247)相连通，阀(244)通过管(242)与换热器(221)的上端口相连通，阀(248)另一端通过管(250)与阀(249)、(253)、泵(251)相连通，阀(253)另一端通过管(260)与集管(185)相连通，阀(249)与泵(251)并联后通过阀(252)与换热器(241)的下端相连通。阀(222)的另一端通过泵(223)、采暖芯与管(247)相连通。阀(211)的另一端通过泵(212)、采暖芯、管(256)与管(245)相连通。换热器(221)的下端口通过管(202)分别与阀(201)、(210)、(220)相连通，阀(201)的另一端通过泵(200)、制冷芯、管(265)、集管(263)、管(261)、集管(258)、管(255)与管(245)相连通。水罐(218)的进冷水管(224)通过泵(225)、管(232)与地下水层(236)相连通。冷热水罐之间的连接管(215)通过阀(230)、管(235)与地下水层(233)相连通。换热器(240)的下端口通过管(238)与地下水层(233)相连通，换热器(240)的上端口通过阀(229)、泵(239)、管(237)与地下水层(233)相连通，地下防渗墙(228)可在房基之外也可在房基之内，它的范围可根据需要圈定，它的制作方法是：在圈定区域的周围，用壁上有很多孔的钻杆钻孔，孔内泵压注入混凝土浆，形成防渗柱，多个防渗柱相切(交)构成防渗墙。操作方法：夏季使用制冷空调时，开启泵(225)，打开阀(230)且调节它的流量，把夏季制冷空调产生的热水存贮到地下水层(233)。冬季采暖时，打开阀(229)，开启泵(239)，地下热水层(233)经管(237)、泵(239)、阀(229)、热交换器(240)、管(238)完成换热循环。在夏季，用集热器对水罐内的水加热或对蓄热水层蓄热时，可同时使用房间的制冷空调。其它的采暖制冷操作同上。j.冷水罐的进冷水管(279)通过泵(280)、管(281)与地下水层(283)相连通。冷热水罐之间的连接管(286)通过阀(285)、管(284)与地下水层(282)相连通。当使用制冷空调功能且冷水罐内温度过高时，可打开阀(285)，同时开启泵(280)即可。在夏季，用集热器对水罐内的水加热时，可同时使用房间的制冷空调。其它房间的采暖制冷操作同上。