一种可贮存能量的太阳能空调房制造技术

一种全天候使用的太阳能相变贮能空调房，其主要功能通过使用太阳能集热瓦收集太阳辐射能量，再通过相变贮能介质贮存能量，实现整套房间的采暖、热水供应，并通过热能启动吸收式溴化锂－氨水热泵制冷机组，使室温恒定到对人类最适合的温度，达到舒适、温馨、健康的目的。本技术特别适用于别墅、农舍、军营营房、石油和地质工作人员用房的一次性投资，一次性吊装，也是未来新型建筑模式的全新概念探索，可以完全利用纯粹自然能源，在保证环保条件基础上创造建筑业全新的建筑格式。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种可贮存能量的太阳能空调房，其特征为利用太阳能量产生的热能和相变物贮存的热能采暖和制冷，使居室内冬季保持18-20摄氏度，夏季保持24-26摄氏度的理想温度，并实现24小时供应热水洗浴，该项技术属于环保新能源或可持续利用自然能源领域。在以往贮存太阳能量的相变物中，包括专利技术者研制的相变物都是立足于将相变固液转换温度维持到35-40摄氏度，其原因是，太阳能集热产生的能量蓄积效率较低，不可能使温度上升到启动制冷设备或大面积、大容量使用热水的程度，本专利技术选择的相变物使控制相变起始温度达到80-85摄氏度，贮能温度上限维持到502摄氏度，即分解温度，借以提供一个贮存能量的更大空间，而使用这一能量即可完成采暖全过程，又可推动热泵完成制冷的全过程，整个系统在智能化最优设置下进行。国内外已经有大量的关于太阳房的报道或专利，其共同特点是利用直接接受到的太阳能量，利用扩大集热面和采光面，改善墙体保温效果或在墙体内添加类似十水硫酸钠、硝酸钾和硝酸钠的混合物等无机低温相变物来吸收热量，达到冬季保温的效果，由于硫酸钠、硝酸钾、硝酸钠都是强烈腐蚀金属和硅酸盐水泥制品的无机盐类，硝酸钾还是强氧化物，极易引发爆炸，所以，这种贮能方案基本上不应采用，况且，这几种无机相变物贮能效果都不高，使用效果不明显，应被替代。本专利技术的目的是在建筑物的顶部，使用太阳集热瓦，通过吸收太阳光能转换为热能，太阳瓦下面铺敷的装有水或其他介质的专用管路接受太阳热能并实现虹吸循环，或泵循环，进入房间中，相变物做为介质的热交换器，将太阳产生的热能转换为相变物发生相变所需要的能量，并贮存起来，作为夜间或阴雨天气使用的能量，其余部分进入采暖系统。夏季则进入热泵制冷系统，热泵冬季改为制热后，同太阳能产生的热量合并，共同进入采暖系统，采暖系统的供暖终端可使用地板辐射、散热片，也可使用风机盘管热风系统。以地板辐射采暖占据空间最小，效果最好。当太阳能量太弱，不足于采暖和使用热泵制冷时，可利用电能补充能量，双动力能源对太阳房的使用具有很好的兼容性。为了使太阳能量不至于产生室内热量的散失，进入相变物热交换器的能量输出，需要进行切换，以保证使用不同的控制系统来维持夏季能量用来制冷，冬季能量用来采暖。本专利技术的技术方案的构造特征包括室外能量采集和室内能量贮存及能量使用两大部分。当白天太阳光辐射能量通过太阳瓦的向阳部分实现光热交换后，所产生的热量通过水介质和室外范围的虹吸循环完成热量的收集，按照每平方米800瓦太阳辐射能量计算，一栋100平方米的居室，应有超过60平方米铺有太阳瓦的集热面，每小时所接受的能量为48千瓦，效率按80％计算，可获得能量38、4千瓦，按7小时衡量共获得能量268、8千瓦，折合热量231168千卡，效率按60％计算，每小时可获得能量28、8千瓦，7小时共获得能量201、6千瓦，折合热能173376千卡。这部分热能以95摄氏度以下的热水的形式进入室内。融化相变物，(相变物80-85摄氏度发生固态向液态的相变)并将能量完全贮存起来。进入相变物贮罐的热量通过散热终端，即地板辐射、散热片或风机盘管热风向室内送暖，这个过程是通过一个管式热交换器完成的，在这个热交换器中，一种介质是相变物质，另一种是水介质，在室内的热水循环中，所使用的动力有两种，一是虹吸循环，即依靠水本身受热膨胀，体积增加而实现的循环；另一种是强制循环，即使用热水循环泵来完成的循环。而采暖方式可采用风机盘管，使用热风；也可采用地板辐射、各类散热片传统散热方式来实现。冬季采暖时，如果遇到连阴天或室外温度过低，采集太阳能量不可能提供足够的热能时，可在相变贮罐中安装电辅助加热系统，依靠电能完成上述的循环。夏季，采集的太阳能量通过热泵的蒸发器，使低沸点的制冷介质完成制冷过程，当制冷介质通过盘管时，吸收盘管外的热量，使盘管中的介质一水或其他适合的介质，降低温度，并通过循环系统进入房间的地板、墙壁内层，使室内温度降下来，如迂连阴天，热泵的蒸发部分所需要能量不够临界温度时，可加入电辅助加热来完成。本专利技术特别适用于流动作业的工程用房、部队野营用房、高级别墅、乡村别墅或快速施工用房的一次性组装，所有建筑形式均使用钢龙骨一彩钢板施工，其中低于两层的建筑物，可在地基上一次性吊装施工，这就大大有利于工房、营房和别墅、农宅等高度较低的建筑物的施工周期，对中国西部，太阳能资源特别丰富的地区尤其有利。在中国和世界建筑市场上具备极强的竞争力。这种利用太阳能提供能量的建筑物不但满足了恒温使用，使居室全年享受最适合人类居住的温度，全天使用洗浴热水，而且具备防火、造价低、施工快、易装修、外观可随意雕琢、美化等其他建筑物所无法比拟的特点。同其他钢结构房屋不同，该专利技术着意在屋顶向阳面太阳瓦集热系统、墙壁保温、地板辐射管路铺敷、智能化控制等方面做了设计，更强调了一体化，更重视了现代房屋的多项功能体现，利用了自然能源，彻底杜绝了污染或可能出现的污染(如燃煤、燃油、燃气供暖)是现代建筑史上的一大创新。太阳能集热瓦是本专利技术的第一个关键环节，它是由太阳能集热选择性表面1，太阳瓦内置传热介质管路2，保温层3和维持传热介质强制循环的微型泵4，以及瓦和屋顶之间的密封层5所组成，(见附附图说明图1)其中，内置传热介质的管路2是由树脂化的轻烧镁粉，使用模具成型所制成，使用的树脂需具备高强度、耐水、抗腐蚀、抗大气介质、抗老化、价格便宜等特点，使用脲醛树脂价格便宜但耐水性不很理想，通常使用酚醛树脂、糠醇树脂比较实用。其配比为氧化镁40-70％，树脂18-25％，氯化镁10-16％，在常温下搅拌，入模具成型，完全干燥后脱模；管路的向阳面采用喷溅法涂有镍黑选择性涂层，不向阳部分，特别是底部，使用硅铝纤维保温层一次成型，使太阳瓦集热后，不会通过热传导、热对流和热辐射将热能传到房间内，只能通过传热介质在管路内强制流动。热水介质在管路内通过循环达到临界温度后(85-90摄氏度)，传感器6将热信号传给电磁阀7，电磁阀启动，将物顶上的被加热的水介质放到室内相变贮能和热交换罐8内，同时，另一阀门启动，补充常水，进入屋顶上的太阳瓦内的管路2中，电磁阀7关闭，太阳能集热又开始了新的过程，与此同时，进入相变贮能罐和相变热交换器8的介质，冬季就直接通过虹吸循环或泵循环进入房间内的散热片，或风机盘管热风系统内，达到采暖的要求。夏季需要制冷降温时，从相变贮能罐8中输出的热能，会启动吸收式热泵9双向工作程序，使用溴化锂—氨水做制冷介质，将热交换器外层的水介质10制冷、降温，通过散热系统或通过风机盘管形成冷风，使室内温度降到24摄氏度以下，达到降温的要求。本专利技术中使用的相变贮能物质是由高碳羟基酸的酯类同增加导温系数的氧化铍、氧化铝、氧化铁的超微细粉末所组成，其中，高碳羟基酸的酯类碳原子数在24以上，具备以下物化性质熔点82、5-86摄氏度；溶于热乙醚、热氯仿和四氯化碳；不溶于水相对密度(25摄氏度)0、996-0、998；酸值2-10；酯化值75-85；皂化值78-88；碘值7-14；不皂化物50-55；乙酰值51-60；颜色绿偏棕黄；折光指数，1、463(60摄氏度)；产品含水量不大于1、5％；氧化铍粉末要求2000目细度，分子量25、01，比重3、01(0摄氏度)，熔点2530摄氏度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用太阳能量同时实现采暖、制冷、全天供应热水的钢结构或钢混结构的全天候太阳能空调房，其特征为：利用太阳瓦采集太阳能量，将热量通过工质传递给室内的相变贮能装置和热交换器，再通过设置在墙壁和地板上的热水管道，经过地板辐射热量达到采暖的效果，夏季，除使用热水洗浴外，其余热能用做溴化锂－氨水热泵系统制冷的热源，用于蒸发低沸点溴化锂－氨水介质冷却水介质，制冷后的水介质再进入地板和墙壁制冷过程，由于使用了相变贮能，全过程动力均采用以太阳能为主的能量做功。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伯鲁，
申请(专利权)人：孙伯鲁，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]