[實用新型]斜面屋頂建筑太陽能采暖及水膜降溫系統與結構

無效

• 申請號: 200920199165.0
• 申請日: 2009-10-22
• 公開（公告）號: CN201527020U
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 姜哲遠
• 申請（專利權）人: 姜哲遠
• 主分類號: F24D3/00
• 分類號: F24D3/00;F24D3/02;F24D3/12;E04D13/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)所屬技術領域

本實用新型是一種利用太陽能采暖及水膜降溫的系統與結構，適用于具有斜面屋頂的建筑。

(二)背景技術

具有斜面屋頂的低層建筑朝陽面因太陽輻射的正交面積大，導致建筑內溫度隨太陽輻射產生的溫差很大。夏天建筑內的頂層熱，而冬天建筑內的底層冷，在本實用新型之前，人們通過屋頂內預設保溫層的方法，能部分地降低屋頂層的傳熱，但建造成本高，而且冬天還有將太陽的輻射熱能隔離的副作用；或者在室內使用壓縮機空調等手段降溫或采暖，但電耗大，使用成本高，且造成環境污染，或者采用真空管式熱水系統建造成本高，利用了太陽能采暖，但投資大，維護難度大，而且也不能解決夏天降溫的問題。利用地熱能的熱泵技術是一種較節能環保的采暖及降溫技術，但是工程量大，施工周期長，建造成本非常高。

(三)發明內容

本實用新型充分利用斜面屋頂采光面光照度強和自排水等特點，設計了一套利用太陽能采暖及水膜降溫的系統與結構，該系統在冬天利用太陽能清潔能源進行采暖，在夏天利用水膜實現降溫、除塵、提高空氣濕度。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：在朝陽的斜面屋頂，平行斜面設有網格狀儲水矩陣，網格狀儲水矩陣實現了較小的水膜厚度能在斜面全覆蓋，網格狀儲水矩陣的上方覆蓋可關閉或開啟的透光蓋板。透光蓋板開啟時，水蒸汽可以溢出，透光蓋板關閉時，網格狀儲水矩陣中的水與環境形成中空，產生溫室效果。網格狀儲水矩陣的上端的一邊有一溢流口，水將在儲水網格的每列自上而下之字形流動。在每列網格狀儲水矩陣的最下端接集水管，各列儲水網格的集水管中的水分別流經設置在底層地面的散熱列管，集水管與散熱列管之間設一閥門，散熱列管的出口匯接到一個管口，并由該管口接入緩沖儲水槽，緩沖儲水槽的下端接一水泵，水泵由溫度傳感器自動控制，當儲水矩陣的水溫與室內溫度達到某一差值時，將緩沖儲水槽的水泵入最高位的分流器，分流器分別接各列網格狀儲水矩陣的上端，進入網格狀儲水矩陣的水吸收太陽能升溫，在重力驅動下流入地面的散熱列管，高溫的水與環境熱交換，將熱能傳到地面環境中，冷卻后的水再進入緩沖儲水槽，泵入最高位的分流器。在這一反復循環過程中，水起冷媒作用，不斷地吸收將太陽能，并傳遞給地面環境，達到采暖的目的。如果，關閉閥門，開啟透光蓋板，水吸收的太陽能就將轉化為水的汽化熱，散發到室外空間，達到降溫的目的。

在我國中部，冬天時，一個100平方米落地面積的南北朝向兩層斜頂住宅，在屋頂朝南坡面安裝采光40平方米的該系統，提液泵功率為300瓦。

冬天時，太陽能輻射功率約為每平方米約為800瓦，其中25％可以轉化為熱能，熱交換效率為50％，則消耗的電功率僅300瓦，而可以向地面環境提供4000瓦的加熱功率。按每平方米80瓦的采暖功率標準，則可提供50平方米的采暖需要。

夏天時，開啟的透光板，關閉集水管閥門，在屋頂面形成水膜，水吸收屋頂的太陽輻射熱能汽化，水的汽化熱為2260千焦/千克，每小時蒸發量約3毫米，40平方米水膜每8小時水的蒸發量約120公斤，帶走的熱量是271200千焦，與40平方米太陽輻射熱能基本平衡，相當于屋頂被濃密的樹陰覆蓋。同時，屋頂面的水膜還有吸塵和提高空氣濕度，改善環境舒適性的作用。

本實用新型的有益效果是，本實用新型與現有技術相比系統兼具了采暖和降溫的功能，使用清潔的太陽能，系統簡單，投資和使用成本低。

(四)附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型實施例的系統結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例的透光蓋板開關狀態示意圖。

圖3是本實用新型實施例的網格狀儲水矩陣結構示意圖。

圖中：1.斜面屋頂，2.網格狀儲水矩陣，3.集水管，4.閥門，5.散熱列管，6.列管出口接管，7.緩沖儲水槽，8.水泵，9.分流器，10.鉸鏈，11.透光蓋板，12.支架。

具體實施方式