專利名稱：斜面屋頂建筑太陽能采暖及水膜降溫系統與結構的制作方法
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。

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。
以下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，IO.鉸鏈，ll.透光蓋板，12.支架。
具體實施方式在
圖1，圖3所示實施例中，分流器(9)位于系統的最高處，緩沖儲水槽(7)位于系 統的最低處，網格狀儲水矩陣(2)固定在斜面屋頂(l)，散熱列管(5)鋪設在地面，透光蓋 板(11)與網格狀儲水矩陣(2)鉸連(10)固定，由水泵(8)提供動力將緩沖儲水槽(7)的 水提升到分流器(9)，由分流器(9)分配水量到網格狀儲水矩陣(2)的各列，由重力驅動水 將沿網格狀儲水矩陣(2)的各單元的溢流口自高到低之字形流動，在每列儲水網格的最下 端接集水管(3)，經過閥門(4)進入散熱列管(5)，列管出口接管(6)匯總散熱列管(5)中 的水，再進入低位緩沖儲水槽(7)，再由水泵(8)提供動力將緩沖儲水槽(7)的水提升到分 流器(9)，如此反復，從而構成一個水的循環回路系統。 如圖3，平行斜面設置的網格狀儲水矩陣(2)，上部是網格狀儲水框，其框的高度 10-500毫米，底部設有5-200毫米高度的網格狀筋條，筋條的端面通過粘結固定在斜面屋 頂(l)，并且形成儲水矩陣(2)與屋頂(1)間5-200毫米的中空層，該中空層具有隔熱作用。 在每個網格狀儲水單元有一溢流口 。 如圖2，網格狀儲水矩陣(2)上方覆蓋可開啟的透光蓋板(ll)，透光蓋板(11)由 透光的無機材料或者聚合物材料制備，透光蓋板(11)的一端通過鉸鏈(10)固定在網格狀 儲水矩陣(2)，另一端可以活動，開啟狀態時通過支架(12)支撐。
權利要求一種斜面屋頂建筑太陽能采暖及水膜降溫系統與結構，包含有網格狀儲水矩陣，透光蓋板，集水管，閥門，散熱列管，列管出口接管，緩沖儲水槽，水泵，分流器，其特征是分流器位于系統的最高處，儲水槽位于系統的最低處，網格狀儲水矩陣固定在斜面屋頂，散熱列管鋪設在地面，透光蓋板與網格狀儲水矩陣鉸連固定，由水泵提供動力將緩沖儲水槽的水提升到分流器，由分流器分配水量到網格狀儲水矩陣的各列，由重力驅動水將沿網格狀儲水矩陣的各單元的溢流口自高到低之字形流動，在每列儲水網格的最下端接集水管，經過閥門進入散熱列管，再進入低位緩沖儲水槽，再由水泵提供動力將緩沖儲水槽的水提升到分流器，如此反復，從而構成一個水的循環回路系統。
2. 根據權利要求1所述的斜面屋頂建筑太陽能采暖及水膜降溫系統與結構，其特征是儲水矩陣的上部是網格狀儲水框，其框的高度10-500毫米，底部設有高度為5-200毫米的網格狀筋條，筋條的端面通過粘結固定在屋頂，形成5-200毫米的中空層，在每個儲水單元的一邊有一溢流口。
3. 根據權利要求1所述的斜面屋頂建筑太陽能采暖及水膜降溫系統與結構，其特征是透光蓋板覆蓋在網格狀儲水矩陣上方，一端與網格狀儲水矩陣鉸連固定，另一端可開啟，并可用支架支撐。
專利摘要一種斜面屋頂建筑太陽能采暖及水膜降溫系統與結構，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。結構主要有網格狀儲水矩陣，透光蓋板，集水管，閥門，散熱列管，列管出口接管，緩沖儲水槽，水泵，分流器組成，由水泵提供動力將緩沖儲水槽的水提升到分流器，由分流器分配水量到網格狀儲水矩陣的各列，由重力驅動水將沿網格狀儲水矩陣的各單元的溢流口自高到低之字形流動，在每列儲水網格的最下端接集水管，經過閥門進入散熱列管，再進入低位緩沖儲水槽，再由水泵提供動力將緩沖儲水槽的水提升到分流器，如此反復，從而構成一個水的循環回路系統。使用采暖模式時，水吸收屋頂太陽能升溫，并將熱量傳給需要采暖的地面空間。使用降溫模式時，屋頂水膜吸收太陽能汽化，達到降溫、除塵、提高空氣濕度的效果。
文檔編號F24D3/00GK201527020SQ20092019916
公開日2010年7月14日 申請日期2009年10月22日 優先權日2009年10月22日
發明者姜哲遠 申請人:姜哲遠