專利名稱：太陽(yáng)能水土熱慣性富氧自然空調(diào)構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑技術(shù)，特別涉及利用太陽(yáng)能或其它自然能源在掩土建筑中建造自然空調(diào)構(gòu)造系統(tǒng)。
隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，對(duì)于資源過度消耗、環(huán)境污染、生態(tài)平衡等問題也有了較深刻的認(rèn)識(shí)，人們對(duì)環(huán)境的關(guān)注熱點(diǎn)已由單純的環(huán)境保護(hù)轉(zhuǎn)移到環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)共同協(xié)調(diào)發(fā)展上來(lái)，提出了可持續(xù)發(fā)展的概念。目前不論是集中空調(diào)設(shè)備，還是分體空調(diào)或窗式空調(diào)器，均系以消耗電能來(lái)制造冷量的電動(dòng)機(jī)械的制冷法。夏季降溫，實(shí)質(zhì)是通過“冷媒”將室內(nèi)熱量運(yùn)到室外的“熱量搬家”，在運(yùn)行過程中機(jī)電部件還要散發(fā)熱量，故環(huán)境總熱量不僅未減少，反而有所增加，加劇了熱島負(fù)效應(yīng)；在冬季，北方大、中城市多數(shù)采用城市集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)采暖，而小城市或農(nóng)村主要采用的還是一家一戶式的火爐取暖方法。上述采暖方式不僅大量消耗有限的自然資源，而且熱效率低，產(chǎn)生大量的煙塵，嚴(yán)重污染環(huán)境。
本發(fā)明的目的在于利用太陽(yáng)能和其它自然能源，采用自然空調(diào)構(gòu)造系統(tǒng)，使建筑物具有冬暖夏涼的空調(diào)功能。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的在掩土建筑的兩側(cè)建造有垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ(5)和垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ(10)，其底部建造有水平進(jìn)風(fēng)管(7)，上述三個(gè)進(jìn)風(fēng)管相連接。垂直進(jìn)風(fēng)管I(5)的入口處設(shè)有捕風(fēng)器(3)，水平進(jìn)風(fēng)管(7)或垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ(10)與熱交換管(9)相連。在建筑物底部或內(nèi)庭設(shè)有蓄水池或水箱(8)，熱交換管(9)從蓄水池或水箱(8)中密封通過。在設(shè)有垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ(10)的墻體外建造有種植溫室(2)，垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ(10)與溫室(2)的進(jìn)風(fēng)口(11)相通，該垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ(10)的出風(fēng)口(12)設(shè)在房間的下部。
本發(fā)明技術(shù)方案還包括垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ(5)內(nèi)安裝有金屬排氣管(6)，該排氣管(6)與房間上部的排氣口(15)相連，在排氣口(15)內(nèi)安裝有排風(fēng)扇(4)。
本發(fā)明的技術(shù)方案還包括捕風(fēng)器(3)是由頂蓋(18)、擋風(fēng)板(17)和擋雨板(16)組成。捕風(fēng)器(3)中間有排氣管(6)通過，頂蓋(18)固定在排氣管(6)之上，擋風(fēng)板(17)十字交叉安裝在排風(fēng)管外壁上，在擋風(fēng)板(17)之間，傾斜安裝有擋雨板(16)。
本發(fā)明的技術(shù)方案還包括捕風(fēng)器(3)可以由頂蓋(18)和風(fēng)門(20)組成。頂蓋(18)固定在排氣管(6)上，風(fēng)門(20)為單向開啟風(fēng)門。
本發(fā)明的技術(shù)方案還包括蓄水池(8)可以設(shè)在室外內(nèi)庭中，該蓄水池可以兼做噴泉或其它蓄水之用，在該噴泉池底放置一組熱交換管(9)，該熱交換管一端與水平進(jìn)風(fēng)管或垂直進(jìn)風(fēng)管(10)相連，另一端通過管道與垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ(10)相連或與水池外壁密封相接。
本發(fā)明的技術(shù)方案還包括蓄水池的水位由浮球閥、電磁閥或溢水口控制。
本發(fā)明的技術(shù)方案還包括垂直進(jìn)風(fēng)管(5)和水平進(jìn)風(fēng)管(7)均為半通行管道；垂直進(jìn)風(fēng)管(5、10)和水平進(jìn)風(fēng)管既可砌筑，也可預(yù)制。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1．本發(fā)明采用合理的技術(shù)措施，充分利用太陽(yáng)能、地下水及土壤熱慣性等自然資源，在不使用電動(dòng)機(jī)械空調(diào)手段的情況下，成功地實(shí)現(xiàn)了夏季可使室外空氣溫度降低12～14℃進(jìn)入室內(nèi)，冬季可使室外空氣溫度升高12～14℃進(jìn)入室內(nèi)的完全自然空調(diào)。該方法不僅可以調(diào)節(jié)溫度，并且能夠在冬季對(duì)空氣加濕，夏季對(duì)進(jìn)入房間的空氣降濕。
2．由于在溫室種植了綠色植物，當(dāng)進(jìn)風(fēng)管內(nèi)的空氣流過溫室后，使空氣富集了大量氧氣，這樣使得房間內(nèi)氧氣含量增多，二氧化碳含量減小，改善房間的空氣質(zhì)量和環(huán)境條件。
3．本發(fā)明的自然空調(diào)系統(tǒng)，其建設(shè)投資少，夏季使用空調(diào)季節(jié)無(wú)空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用，冬季采暖空調(diào)季節(jié)無(wú)或減少設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)合理。
4．該發(fā)明無(wú)環(huán)境污染，節(jié)約能源，不會(huì)造成熱島負(fù)效應(yīng)，在建筑領(lǐng)域?qū)倏沙掷m(xù)構(gòu)造系統(tǒng)，特別適合于廣大農(nóng)村、軍營(yíng)以及我國(guó)正在大力發(fā)展的小城鎮(zhèn)住宅、學(xué)校、辦公等用房使用。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1A-A平面示意圖。
圖3是B-B平面示意圖。
圖4是圖1水平管道的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例1本發(fā)明利用太陽(yáng)能、水土熱慣性對(duì)掩土建筑進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，建造出與掩土建筑融為一體的自然空調(diào)構(gòu)造系統(tǒng)。參見圖1，本發(fā)明的掩土建筑的全部或部分建在地下，或者至少有一面墻體由土壤掩蔽。該建筑屋頂建有平臺(tái)，其平臺(tái)上種植有綠色植物，該建筑的一個(gè)墻面外建造有種植溫室2。在靠近溫室2的墻壁內(nèi)設(shè)有垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ10，在該建筑另一側(cè)設(shè)有垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ5，在建筑的下方設(shè)有水平通風(fēng)管7。上述三個(gè)進(jìn)風(fēng)管相連接。垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ5管內(nèi)安裝有排氣管6，該排氣管6用金屬材料制作；排氣管6出口設(shè)有T型風(fēng)管19，該排氣管6出口高于進(jìn)風(fēng)管Ⅰ5的入口。排氣管6與房間上部的排氣口15相連通，在該排氣口15內(nèi)安裝有排風(fēng)扇4。垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ5和水平進(jìn)風(fēng)管7均為半通行通道，垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ5下部和水平進(jìn)風(fēng)管7都埋在土壤中。垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ5入口設(shè)有捕風(fēng)器3，該捕風(fēng)器由頂蓋18、擋風(fēng)板17和擋雨板16組成(參見圖2)。捕風(fēng)器3中間安裝有排氣管6，其頂蓋18固定安裝在排氣管的外面，頂蓋可以水平或向下有一定傾角放置；四個(gè)擋風(fēng)板17十字交叉緊貼排氣管6安裝，在各擋風(fēng)板17之間向下傾斜安裝1～2個(gè)擋雨板16。
水平通風(fēng)管7側(cè)墻、頂蓋按常規(guī)半地下通道設(shè)計(jì)(參見圖4)，水平進(jìn)風(fēng)管7與熱交換管9相連接，該熱交換管選用金屬管，熱交換管9為一組相互平行的管道。在建筑底部設(shè)有蓄水池8，該蓄水池設(shè)有進(jìn)水管和排水管，蓄水池水位由浮球閥、電磁閥或溢水口控制。熱交換管9從蓄水池8中穿過，蓄水池上安裝有活動(dòng)蓋板，供檢查之用。該蓄水池也可設(shè)計(jì)在室外內(nèi)庭地面之上，兼作噴泉或其它蓄水之用。
垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ10的出風(fēng)口12設(shè)在房間的下部，在出風(fēng)口12靠近種植溫室2的墻上設(shè)有通風(fēng)口13，該通風(fēng)口13上安裝有活動(dòng)門。在種植溫室2的下部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口11，溫室2頂部設(shè)有窗戶14。
垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ和Ⅱ及水平進(jìn)風(fēng)管7可以在現(xiàn)場(chǎng)用水泥砂漿砌筑，也可用鋼筋混凝土等其它材料預(yù)制。上述進(jìn)風(fēng)管可制做成方形、長(zhǎng)方形、拱形、圓形。
本發(fā)明可分為冬季采暖和夏季降溫兩種自然空調(diào)狀況，其工作過程如下1．房間冬季采暖情況在冬季白天，新鮮的冷空氣從捕風(fēng)器3進(jìn)入垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ5，與從室內(nèi)排出的熱空氣在流過排氣管6時(shí)進(jìn)行熱交換，新鮮冷空氣第一次被加溫；由于垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ5的一部分埋在土壤里，冷空氣通過該段管道時(shí)，吸收儲(chǔ)存在土層中的熱量，空氣第二次被加溫。當(dāng)空氣進(jìn)入水平進(jìn)風(fēng)管7時(shí)，該空氣與土壤進(jìn)行溫、濕度交換，之后的空氣全部流進(jìn)一組熱交換管9中，流過熱交換管9的空氣與蓄水池8中的水進(jìn)行氣、水熱交換，空氣第三次被加溫。該空氣從種植溫室2下部的進(jìn)風(fēng)口11進(jìn)入種植溫室2，在此第四次增溫并富集氧氣，通過通風(fēng)口13直接進(jìn)入室內(nèi)。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，此時(shí)的空氣比室外空氣的溫度大約升高12～14℃。室內(nèi)的廢氣從房間上部排氣口15進(jìn)入排氣管6從T型風(fēng)管19排出。
白天，通風(fēng)口13上的活動(dòng)門放下，蓋在垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ的出風(fēng)口12之上，同時(shí)關(guān)閉溫室窗戶14，使得空氣只能繞道進(jìn)入溫室2，然后被加溫、富氧后方可進(jìn)入室內(nèi)。
晚上，將蓋在垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ出風(fēng)口12上的活動(dòng)門拉起，封住通風(fēng)口13，使得空氣從垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ10的出風(fēng)口12直接進(jìn)入室內(nèi)。
2．房間夏季降溫工作情況夏天，種植溫室2內(nèi)的溫度較高，豎起活動(dòng)門，封閉房間1與種植溫室2之間的通風(fēng)口13，打開溫室窗戶14，通風(fēng)降溫。
夏季降溫與冬季白天采暖原理相反。室外空氣從捕風(fēng)器3進(jìn)入垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ5，與從室內(nèi)排出的相對(duì)室外溫度較低的空氣在流過排氣管6時(shí)進(jìn)行熱交換，室外空氣第一次被降溫；當(dāng)空氣通過埋入土層中的垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ5時(shí)，吸收儲(chǔ)存在土壤中的冷量，空氣第二次被降溫；當(dāng)空氣進(jìn)入水平進(jìn)風(fēng)管7時(shí)，空氣繼續(xù)降溫，而且被降濕。降溫降濕后的空氣全部進(jìn)入位于蓄水池8中的一組熱交換管9中，在蓄水池8中水與空氣進(jìn)行熱交換。降溫調(diào)濕后的空氣，一股從垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ的出風(fēng)口12直接進(jìn)入室1內(nèi)；另一股從種植溫室2的進(jìn)風(fēng)口11進(jìn)入溫室2。進(jìn)入室內(nèi)的空氣，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試其溫度比室外空氣溫度降低12～14℃。吸熱后的室內(nèi)廢氣從室內(nèi)排氣口15進(jìn)入排氣管6，從排氣管出口19排出。進(jìn)入溫室2的空氣吸熱后從溫室窗戶14排出室外，該空氣含有大量氧氣可改善室外環(huán)境空氣質(zhì)量。
實(shí)施例2如圖5所示。捕風(fēng)器3由頂蓋18和風(fēng)門20組成。頂蓋18固定安裝在排氣管6上，風(fēng)門20為單向開啟的風(fēng)門，即室外新鮮空氣只允許進(jìn)入而不能排出。系統(tǒng)其它結(jié)構(gòu)和工作過程基本同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1．太陽(yáng)能水土熱慣性富氧自然空調(diào)構(gòu)造，其特征在于在掩土建筑的兩側(cè)建造有垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ(5)和垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ(10)，其底部建造有水平進(jìn)水風(fēng)管(7)，上述三個(gè)進(jìn)風(fēng)管相連接；垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ(5)入口處設(shè)有捕風(fēng)器(3)，水平進(jìn)風(fēng)管(7)或垂直進(jìn)風(fēng)管(10)與熱交換管(9)相連；在建筑物底部或內(nèi)庭設(shè)有蓄水池(8)，該交換管(9)從蓄水池(8)中密閉通過；在設(shè)有垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ(10)的墻外建造有種植溫室(2)，垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ(10)與溫室(2)進(jìn)風(fēng)口(11)相通，該垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ(10)的出風(fēng)口(12)設(shè)在房間(1)的下部。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然空調(diào)構(gòu)造，其特征在于垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ(5)內(nèi)安裝有排氣管(6)，該排氣管(6)與房間上部的排氣口(15)相通。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然空調(diào)構(gòu)造，其特征在于捕風(fēng)器(3)是由頂蓋(18)、擋風(fēng)板(17)和擋雨板(16)組成，捕風(fēng)器中間有排氣管(6)穿過，該捕風(fēng)器頂蓋(18)安裝在排氣管(6)上，擋風(fēng)板(17)十字交叉緊貼排氣管(6)外壁安裝，在擋風(fēng)板(20)之間傾斜安裝擋雨板(16)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然空調(diào)構(gòu)造，其特征在于捕風(fēng)器(3)可以由頂蓋(18)和風(fēng)門(24)組成，捕風(fēng)器中間有排氣管(6)穿過，頂蓋(18)固定安裝在該排氣管(6)上，風(fēng)門(20)為單向開啟風(fēng)門。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的自然空調(diào)構(gòu)造，其特征在于在排氣口(15)內(nèi)安裝有排風(fēng)扇(4)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然空調(diào)構(gòu)造，其特征在于蓄水池(8)設(shè)在室外內(nèi)庭，該蓄水池兼做噴泉或其它蓄水之用，在該噴泉池底放置一組熱交換管(9)，該熱交換管一端與水平進(jìn)風(fēng)管(7)相連，另一端通過管道與垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ(10)相連。
7．根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的自然空調(diào)構(gòu)造，其特征在于蓄水池的水位由浮球閥、電磁閥或溢水口控制。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然空調(diào)構(gòu)造，其特征在于垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ(5)和水平進(jìn)風(fēng)管(7)均為半通行管道。
9．根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的自然空調(diào)構(gòu)造，其特征在于垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅰ(5)、垂直進(jìn)風(fēng)管Ⅱ(10)和水平進(jìn)風(fēng)管(7)既可砌筑也可預(yù)制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽(yáng)能水土熱慣性富氧自然空調(diào)構(gòu)造。在掩土建筑的兩側(cè)及底部建造有垂直和水平進(jìn)風(fēng)管,在垂直進(jìn)風(fēng)管的入口設(shè)有捕風(fēng)器,水平進(jìn)風(fēng)管或垂直進(jìn)風(fēng)管與熱交換管相連,該熱交換管從蓄水池中密閉通過;在垂直進(jìn)風(fēng)管的墻外建造種植溫室。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:充分利用太陽(yáng)能、水土熱慣性等自然資源,使室內(nèi)空氣實(shí)現(xiàn)夏季降溫12～14℃、冬季室溫升高12～14℃的完全自然空調(diào)。本發(fā)明建設(shè)投資少、運(yùn)行費(fèi)用極低、經(jīng)濟(jì)合理。
文檔編號(hào)F24J2/00GK1236880SQ9911579
公開日1999年12月1日 申請(qǐng)日期1999年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月7日
發(fā)明者夏葵, 夏云 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)