太阳热量空气冷量的直接利用空调方法技术

太阳热量空气冷量的直接利用空调方法集太阳能建筑庭院环境空调中央式冰箱热水器一体化工程和家庭零碳无机自控空调方法的优点于一身，适用于任何形式单幢、连幢的高矮建筑，适用于我国各地气候。它不排放二氧化碳，不制热能保暖，不制冷能降温；没有机械装置，不用传热介质；不改变建筑的布局、外形和内部结构。它通过隔热措施、加强阳光采集、提高热量（冷量）的储存与释放，实现户内的四季空调。利用屋顶阳光制取热水和光伏发电。光电储于锂离子电池，所储电能供冰箱和为热水增温。必要时光电冰箱还可为室内降温。现有住房亦可用此原理实现冬暖夏凉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑物采暖空调技术。应对气候变化，维护地球和谐与持续发展，是当前各国必须承担的国际义务， 节能减排是全人类都在研究与实践的共同目标。在所有耗能领域，采暖空调耗能所占比 例很大。我国采暖空调耗能占全国总耗能的30%以上，发达国家则占总能耗的40%。 采暖空调节能减排的空间极其巨大，若能使它实现零碳，全球气候变化就可有效控制，《京都议定书》就可提前实现。本人专利技术的“太阳能庭院环境空调中央式冰箱热水器一体化工程”，可以达到 采暖空调的零碳排放，现在正有待于全面试验与推广。此技术原理简单、空调效果直 观，且社会效益是多方面的。它提出已经3年，至今未在社会普及的原因，主要是它与 传统的空调方法大相径庭，建筑部门领导与科技人员，未予以应有的重视与认真研究， 因而至今未得到法规与政策上的全面支持。与上述对人的空调技术的原理相同、技术措 施相似的对动植物的空调——“太阳能有机农产品禽畜品高产多用大型温室”，在2008 年内由中国农业大学和从中国得到的技术后的日本相继试验成功，就足以证明“太阳能 庭院环境空调”的完全可行。此法要求建筑物为高层的楼群，楼群围成相对的封闭圈， 其庭院上再加顶棚(盖)，这种布局和结构与人们的传统住房模式相悖，也是开发商不敢 轻易接受的社会原因。但此环境空调方法，适用于楼群区的优点是明显的。本人的另一专利技术家庭零碳无机自控空调方法将上述用于人的楼群环境空调和用 于动植物的大棚空调的原理用于单幢建筑物的空调，从而使零碳空调不再有任何观念上 的阻力和建筑布局上的特殊要求，可以普及到每幢大小、高矮建筑，它用于任何建筑 物，包括用于新设计的建筑和对既有建筑的改造。但此专利技术也存在不足之处在太阳热 量的利用和空气凉量的利用方面尚不充分，隔热措施也欠完善，因而还有进一步改进的 必要；它还需要用户自己调控，有所不便。但此方法简单实用，使每个家庭实现零碳无 机空调的优点是明显的，应在既有建筑中推广。本专利技术克服了环境空调和家庭零碳无机自控空调方法的不足，提供了迄今为止 最完美的空调方法。本专利技术是这样实施的充分利用自然条件采暖季节太阳高度低；晴天最高温度(白天)与最低温度 (夜间)差在10°C以上；固体热容量远大于空气热容量(接近4000 1)。充分利用PMMA的光学特性，在需要光热时，将阳光全部折射进室内；当不需 要阳光时，由PMMA将阳光全部反射。整个建筑的承重部分均采用钢框架结构，钢架在室内部分尽可能使庭院或只有 薄层装饰材料覆盖(不严密覆盖)，以利用其储热性能。框架结构的设计要满足特别设计 的墙体块和窗户块的安置空间和固定要求。墙体和窗户都是整体装配式的。整个南墙立面都被充分用来采集阳光。PMMA整体覆盖南立面(楼层板上端留 有通风缝隙)墙体内面与外面之间没有贯通的热桥。加强南墙的冬季采光和夏季的拒光性能采用PMMA为南墙面的采光板，它与墙体外层有Icm的间距。墙体采用深色材料(最好用黑色，但为美观也可用深蓝、深 绿)，以加强吸热和减少反射。冬季太阳高度角小于40°，阳光照射到PMMA板面时， 全部被折射进到它与墙面之间的空隙(1cm)，被深色材料吸热并加热空隙中的空气。热 空气比重小，向上流动在楼顶(板)下的横贯东西的缝隙进入室内。空隙下端(地板 面)横贯东西的有缝隙，白天可从室内向缝隙补充“冷”空气。即这里构成了下缝隙 —PMMA与墙面空隙(加热空气)一上空隙一室内空气(放热)的供热循环。无阳光的 阴天和夜晚，加强南墙面的夏季拒热性能下缝隙自动关闭，将洞堵严，防止冷空气逆 向进入室内。在赤道，太阳在夏至从正东升起，在正西下落。我国在北半球，故在夏至之 前，太阳从近正东升起，中午时分，太阳偏南。在一般情况下，太阳光将斜、下方向 全部射到室内或外墙面；在有玻璃窗的情况下，由于玻璃的反射，它将只有部分射入室 内。在这两种情况下，朝南方向的立面(窗和墙体)都是热源。但PMMA材料的折射 率很高，当入射线与PMMA板的法线方向夹角大于40°时，阳光将全部被反射。除冬 季外，太阳高度角均大于40°，有PMMA板的反射，阳光将全部被拒于窗外和墙体上的 PMMA之外。PMMA的导热系数又很小，故是夏季的隔热材料。PMMA、Icm空隙和 南墙体一起，构成了比东、西、北墙体都优越的隔热体。北墙只要求良好的隔热效应，其结构简单。内层为两面均反光的玻璃。玻璃 之下为隔热材料。隔热材料之下为厚度不大的泡沫水泥砌块(有一定保温性能)。泡沫 水泥之外可涂白色油漆，以反光，在炎热地区，也可覆盖PMMA。东端和西端的墙体与北墙基本相似，只是最外而的不能是PMMA，而应是双 面反光玻璃。窗户楼层高的1/3为下部墙体块，其结构同南墙块或北墙块；2/3为窗户块， 此窗户块只有采光功能，不可开启。它视当地气候而定，是双层或单层的玻璃块；在极 寒冷地区还可将双层窗玻璃抽成真空的。其外面整个为PMMA所覆盖。其内有地毯导 轨式窗帘，有阳光时它移到一侧的墙上，夜间为保温移到窗户位置。间壁两侧无温差，所以不采取它们之间的隔热措施。但为利用它所对应的南立 面的阳光，墙体应有较好的贮热能力和防止热量从南立面散失的功能，为此，此墙用钒 钛黑泥板且中间有宽缝隙，其两半墙体上、下有通风口，可实现对热空气循环，，在室 内放热。另一墙体无此通风口，以保证相邻室之间的隔声。屋顶的利用与隔热屋顶最底层铺双面反光材料膜，防止热的辐射损失，其上 作常规防水层。防水层之上铺设钒钛黑泥中空板(它的吸热率达90% )，板宽600mm， 厚度30mm(中空部分厚2mm)，长度约2000mm，南北向铺设，向北有5°的倾角。此 黑泥中空板，东西方向铺满。南端有与供水水箱连接的供水管定时供水(日出时供水)。 北端连接长管式热水箱，定时向长管式水箱排水(日落前)将晒热的水储于长管式热水 箱。长管式热水箱有良好的保温性能，它横贯整幢屋顶，下连各室内洗漱间和洗碗池， 为它们常年供应热水。屋顶距北沿Im处，设太阳电池，组件(总高Im)，其倾角可随 季节作调整。冬至日前(后)15天，太阳能电池直立90°，15天后(前)将角度降为 80°，30天后(前)降为70°，45天后降为60°……到夏至前15天，处于水平位置。 秋分后，倾角又逐渐调大。这调整倾角的目的是，跟踪太阳高度角的变化，以取得最佳光电转换效率。太阳电池发出的电量，储于锂离子蓄电池。当冰箱制冷，或洗涤用水温 度不够时，由它自动供给电量。对地基作绝热处理房内地基应有隔热层，房屋外墙的基础部分外侧，也有隔 热材料。此隔热材料，也要防水。提倡在建筑物周围多种草木，它们除美化环境外，夏 季还起降温作用(减少阳光对墙体的曝晒和增加地温)。每幢房屋在冬天和夏天只在人员出入等必要时开大门。在夏天，要在太阳下山 后将“窗”(上下缝隙)打开，使夜间冷空气(比室内气温低的空气)进入室内；在日 出前，将“窗”关严，以留住冷空气，拒绝阳光晒热的空气。冬夏季只在出入时才开 门，在夏季定时开关大门，严格执行这样的开关门窗制度，就足以做到冬暖夏凉的空调 目的。这是无碳空调的关键。充分利用屋顶曝晒热水和光伏发电。上述措施能达到不制热却充分供热，不制冷却达到室内凉爽。其原理如下现在住房面积多在120m2以上，有3间、4间或更多，相对于过去本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳热量空气冷量的直接利用空调方法，其特征在于：ａ．对建筑物布局、大小、楼层和使用，无任何限制；ｂ．空调本身不用网电，无空调器；ｃ．不制热能保暖，不制冷能降温；ｄ．适用于任何气候带的四季空调；ｅ．建筑投资中空调所占比例极小；ｆ．使用费用近于零；ｇ．使用中不需维修，确保空调安全。

【技术特征摘要】
1.太阳热量空气冷量的直接利用空调方法，其特征在于a.对建筑物布局、大小、楼层和使用，无任何限制；b.空调本身不用网电，无空调器；c.不制热能保暖，不制冷能降温；d.适用于任何气候带的四季空调；e.建筑投资中空调所占比例极小；f.使用费用近于零；&使用中不需维修，确保空调安全。2.根据权利要求1所述特征，以PMMA板覆盖整个建筑的南立面，最有效地利用南立面。3.根据权利要求1所述特征，根据南、北和东、西外墙受热和散热特点，采取不同结 构和材料的隔热措施。4.根据权利要求1所述特征，对南、北窗户采用不同的窗户块结构。5.根据权利要求1所述特征，整个建筑为框架结构，南墙的采热块、北墙的隔热块、 南、北窗户的窗户块，都是预制、定型装配于框架上的。6.根据权利要求1所述特征，窗户块有壁毯导轨式...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟显亮，黄福元，杨家钰，
申请(专利权)人：钟显亮，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]