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太阳能系统房屋

阅读：1020发布：2020-07-26

IPRDB可以提供太阳能系统房屋专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种太阳能系统房屋，它可消除导致室内温度上升的因素，确保住宅中的舒适环境，并可提高操纵箱设于室外时的施工性，提高屋顶的防水性。它具有太阳能集热部和向室内输送通过该太阳能集热部聚集了热量的暖空气的结构，太阳能集热部是在屋顶板(1)的正下方形成具有与屋顶相同坡度的空气流路(2)，作为向室内输送暖空气的结构，在屋顶上设置集热用大梁管(4)，将切换向室内输送的下供立管(10)和向室外排放的排气口(24)之间的连通的流路切换风门(8)，以及内置集热用风扇(7)的操纵箱(5)与上述集热用大梁管(4)连接，并设置在屋顶上，并且，上述下供立管(10)与操纵箱(5)相连。，下面是太阳能系统房屋专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种太阳能系统房屋，其特征在于，

具有太阳能集热部和向室内输送通过所述太阳能集热部聚集了热量的暖空气的结构，所述太阳能集热部是位于屋顶板的正下方、形成具有与屋顶相同坡度的空气流路部分，作为向室内输送暖空气的结构，在屋顶上设置集热用管道，将切换向室内输送的下供立管和向室外排放的排气口之间的连通的流路切换风门，以及内置集热用风扇的操纵箱与上述集热用管道连接，并设置在屋顶上，并且，所述下供立管与操纵箱相连。

2.如权利要求1所述的太阳能系统房屋，其特征在于，集热用管道形成室外大梁管。

3.如权利要求1或2所述的太阳能系统房屋，其特征在于，由形成于操纵箱的排气室直接向外部大气开口，构成排气口。

4.如权利要求1～3中任一项所述的太阳能系统房屋，其特征在于，操纵箱内设有热水盘管，该热水盘管由循环盘管与热水贮槽或热水供暖锅炉相连。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种太阳能系统房屋，它利用太阳能，利用因太阳而变暖的空气实现采暖等目的。

背景技术

人类活动结果之一的CO2的增加现在已危害到地球环境本身，而技术开发的状况自从二十世纪八十年代前半段石油危机后随之而来的鼎盛期之后，就一直处于停滞状态。
目前，发达国家应做的是，想出在不降低生活水平、谋求提高生活质量的同时，降低环境负荷的方法。在此，寻求的是建造不仅可灵活应对风和其它气象条件，并可灵活应对外部环境条件的住宅和建筑物，最合理地利用太阳能，以用于室内采暖、制冷、换气、除湿、以及热水供给。
谈及住宅环境，就利用太阳能的类型而言，较普及的水式太阳能系统无法应对防冻、防漏水、延长使用年限等亟需改善的问题。
就太阳能利用的计量方法而言，有：在住宅南部设一个大开口，大量获取冬天的日照，夏天则打开其一部分，进行通风。为利用完全清洁的能源，在此基础上进一步发展出揭示于下述专利文献中的空气式太阳能系统。
专利文献1：日本特开2002-235955号公报；
专利文献2：美国5,849,107号专利公报。
在上述空气式太阳能系统中，太阳能系统房屋具有倾斜的屋顶，它通过使用屋顶板表面聚集太阳能，用于加热地板、供给热水等应用。
如图6所示，屋顶为聚集太阳能的部分，在可由彩色铁板等金属制、瓦制或其它材质的部件进行加热的屋顶板1的正下方，形成具有屋顶坡度的空气流路2。该空气流路2的下侧为了绝热而遮蔽，且该空气流路2的一端，在屋檐下等处有开口，用作空气进口3。
另外，空气流路2的另一端位于屋顶的高处，形成空气流出口31，有导管32与其连接，并与用作集热管道的大梁管4连通。
上述大梁管4为由绝热材料形成的大梁管4，它设于室内，例如设在作为房屋顶层空间的小阁楼29中。大梁管4的形状除了图示的圆形管以外，还可为半圆形管，或矩形管、三棱管。
如图所示，由具有如上所述的太阳能的集热部分的屋顶实现所聚集的太阳能的蓄热、放热的部分，将蓄热混凝土板11用作地板下蓄热体。为此，在蓄热混凝土板11与地板12之间，设有空气流通空间13，并设有从该空气流通空间13至室内的地板通风口14。
此外，作为连接聚集太阳能的部分与蓄积、释放太阳能的部分的构件，实现送风控制的操纵箱5设于作为房屋顶层空间的小阁楼29中。
该操纵箱5使内置了集热用风扇7的风扇箱位于中间，左右设有于风下侧内置有将集聚了热量的空气切换向室内或室外的流路切换风门8的风挡箱、和在风上侧内置有用于防倒流的防倒流风门6的风挡箱。
并且，操纵箱5的流路切换风门8的流出侧的一端由排气管9在室外形成开口。
另外，经导管32将操纵箱5的防倒流风门6的流入侧的开口5a 与上述大梁管4连通，将流路切换风门8的流出侧的另一端与下供立管10的上端相连。
下供立管10的下端开口于用作地板下蓄热体的蓄热混凝土板11 与地板12之间的空气流通空间13。
在操纵箱5的内部，在例如内置有集热用风扇7的风扇箱的内部，设置热水盘管15，该热水盘管15由循环盘管16与热水贮槽17和循环泵19连接，在流向该热水贮槽17的途中设有补热用热水供给锅炉18，与连接着浴室、盥洗室、厨房的热水上水管21相连。
利用太阳光而被加热的金属板的屋顶板1对流入空气流路2的外部气体进行加热，该被加热的空气沿屋顶坡度上升。
然后，在该加热空气聚集于大梁管4后，经集热用风扇7进入操纵箱5，由操纵箱5出发，从下供立管10内流下，进入蓄热混凝土板 11和地板12之间的空气流通空间13。
在空气流通空间13中，加热空气起到经地板12直接对地板面下方进行加热、在蓄热混凝土板11中蓄热、和从地板通风口14直接向室内吹送暖风的3种供暖作用。
另一方面，利用热水盘管15对经循环盘管16由热水贮槽17利用循环泵19输入至此的传热介质进行加热，作为热水积蓄在热水贮槽17 中，然后再由此根据需要，由补热用热水供给锅炉18进行再加热，从热水上水管21向各部位供给热水。

发明内容

如上所述，操纵箱5设于作为房屋顶层空间的小阁楼29中，以穿过小阁楼29的排气管9为媒介将通过操纵箱5的热气排向室外。
这样频繁进行排气的行为多在夏季等不需供暖的季节，而在夏季时，集热温度高，当聚集了热量的高温空气通过时，则位于室内的操纵箱5变热，最终导致室内温度上升。
另外，在新增、翻建等时设置太阳能系统时，由于操纵箱5设于室内，故多需操纵设置、管路施工等改进施工。
此外，如现有技术所述，当操纵箱5位于室内时，因热水盘管15 等的破损产生热水泄漏等时，会导致室内的房屋破损。
本发明的目的在于提供一种太阳能系统房屋，该太阳能系统房屋可解决现有实施例中的不利情况，消除导致室内温度上升的因素，可确保住宅中的舒适环境，并且，可提高操纵箱设于室外时的施工性，提高屋顶的防水性，且施工还可在屋顶上完成，因此，简单易行，热水盘管等的破损也不会对室内造成影响。
本发明第1方面所述的发明为实现上述目的，第1要点在于：具有太阳能集热部和向室内输送通过所述太阳能集热部聚集了热量的暖空气的结构；太阳能集热部是在屋顶板的正下方形成具有与屋顶相同坡度的空气流路部分；作为向室内输送暖空气的结构，在屋顶上设置集热用管道，将切换向室内输送的下供立管和向室外排放的排气口之间的连通的流路切换风门，以及内置集热用风扇的操纵箱与上述集热用管道连接，并设置在屋顶上，并且，上述下供立管与操纵箱相连。
根据上述第1方面所述的发明，由于操纵箱设于室外的屋顶上，因此，即使该操纵箱部分被加热时，也不引起室内温度上升。并且，由于操纵箱与设于屋顶上的集热用管道相连，也不需要用于连接集热用管道的管路，可简化施工、提高外观性。而且，通过如此使集热用管道和操纵箱形成一体，就可废除现有的防倒流风门。
本发明首先具有通过屋顶集热的特征。太阳能作为能量的特征在于“稀、广、匀”。不象由石油获得的热量一样为集中的高温热量，不是面向大规模的集中发电。即，太阳能的利用最现实的是每个建筑物利用其各自的“屋顶”，这与能量所具特征相符。在此，本发明的太阳能系统房屋是利用最广泛地接收太阳辐射的“屋顶”聚集太阳能，将其获取到建筑物中的发明。
地域的建筑物的高度有严格限制，即使如此，在室内无法获得日照的情况下，仍有丰富的太阳能洒落于大部分“屋顶”上。即，上述利用在屋顶原有的躲避风雨的“避难所”的功能之上，又添加了新的 “采热”功能。
其次，本发明还通过空气传送热量。当热量获取到室内时，广泛采用的是利用水实现转移交换的方法。本发明的太阳能系统房屋不用水，而是对“空气”进行加热并将之获取。其原因在于，水集热有很多困难。水集热有很多困难的原因，可以举出：必须是连一滴水也不能泄漏、太阳能常常使水沸腾、必须能够耐受该沸腾的蒸汽压、产生结冻现象、以及管道产生膨胀收缩等。反之，就空气而言，即使有少量泄漏也不会给谁造成什么麻烦，也不用担心什么。另外，由于空气是气体，不可能有沸腾。为此，使用空气是很令人放心的。
本发明第2方面所述的发明的要点在于，集热用管道形成室外大梁管。
根据本发明第2方面所述的发明，由于用作集热箱的管道为设于室外的屋顶上的管道，故可在屋顶施工阶段，从外部进行管道安装施工，即使对于不能充分获得房屋顶层的大梁空间的结构的建筑物，仍可设置管道。而且，由于形成室外大梁管，故可在最高的集热位置设置用作该集热箱的管道，能以很高的效率集热，另外，可在不占用设置场所的情况下设置管道。
当大梁管设于操纵箱内时，就没有进行进气管施工的必要性，可减小管道阻力。
本发明第3方面所述的发明的要点在于，由形成于操纵箱的排气室直接向外部大气开口，构成排气口。
根据本发明第3方面所述的发明，因排气室设置在操纵箱内，故没有进行排气管施工的必要性，另外，由于在操纵箱中设置排气室和排气口，故可减小向室外排放气体的阻力。
本发明第4方面所述的发明的要点在于，操纵箱内设有热水盘管，该热水盘管由循环盘管与热水贮槽或热水供暖锅炉相连。
根据本发明第4方面所述的发明，因热水盘管设于操纵箱内，故热水盘管也可设于屋顶上，热水盘管的余热也不会导致室内温度上升。
如上所述，本发明的太阳能系统房屋可消除导致室内温度上升的因素，确保住宅的舒适环境，并且，可提高操纵箱设于室外时的施工性，可提高屋顶的防水性。

附图说明

图1为本发明的太阳能系统房屋的1种实施方式的纵剖面正视图；
图2为本发明的太阳能系统房屋的1种实施方式的主要部分的纵剖面正视图；
图3为本发明的太阳能系统房屋的1种实施方式的主要部分的立体图；
图4为本发明的太阳能系统房屋的1种实施方式的屋顶的俯视图；
图5为下供立管下端的各例的示意图；
图6为太阳能系统房屋的现有技术例的纵剖面侧视图。
符号说明：
1屋顶板；2空气流路；3空气进口；4大梁管；5操纵箱；5a开口；6防倒流风门；7集热用风扇；8流路切换风门；9排气管；10下供立管；11蓄热混凝土板；12地板；13空气流通空间；14地板通风口；15热水盘管；16循环盘管；17热水贮槽；18热水供给锅炉； 19循环泵；21热水上水管；22玻璃；23太阳能电池；24排气口； 25大梁管箱；26风扇箱；27风挡箱；28排气室箱；29小阁楼；31 空气流出口；32管道；42通风口。

具体实施方式

下面根据附图，详细说明本发明的实施方式。图1为本发明的太阳能系统房屋的1种实施方式的纵剖面正视图，图2为上述实施方式的主要部分的纵剖面正视图，图3为上述实施方式的主要部分的纵剖面正视图，图4为屋顶的俯视图，与表示上述现有技术例的图6相同的结构部件，采用同一示意符号。
本发明的太阳能系统房屋也与现有技术一样具有倾斜的屋顶，通过使用屋顶板表面聚集太阳能，用于地板加热、热水供给等应用。
作为太阳能的集热部的屋顶，在可由彩色铁板等金属制、瓦制或其它材质的部件进行加热的屋顶板1的正下方，形成具有屋顶坡度的空气流路2。该空气流路2下侧为了绝热而遮蔽，且该空气流路2的一端，在屋檐下等处有开口，用作空气进口3。
屋顶板1上的一部分由玻璃22覆盖，该部分作为集热玻璃单元，确保其为不受风雨影响的区域。
另外，空气流路2的另一端位于屋顶的高处，形成空气流出口31，经该空气流出口31与设于屋顶上的用作集热管道的大梁管4连通。
该大梁管4为由绝热材料形成的管道，它沿屋顶的大梁部设置，设于与形成上述空气流路2的屋顶面(例如，南侧面)相对一侧的面上。
此外，屋顶上设有太阳能电池23。
另一方面，如图所示，由具有如上所述的太阳能的集热部分的屋顶实现所聚集的太阳能的蓄热、放热的部分，将蓄热混凝土板11用作地板下蓄热体。为此，在蓄热混凝土板11与地板12之间，设有空气流通空间13，并设有从该空气流通空间13至室内的地板通风口14。
还有，作为连接聚集太阳能的部分与蓄积，释放太阳能的部分的构件，实现送风控制的操纵箱5与上述大梁管4相连，设于屋顶上。
该大梁管4与操纵箱5之间的关系为：在操纵箱5内，形成大梁管箱25，该大梁管箱25构成大梁管4的一部分。
该操纵箱5在上述大梁管箱25上，继而形成内置了集热用风扇7 的风扇箱26，风下侧内置有将集聚了热量的空气切换向室内或室外的流路切换风门8的风挡箱27，和侧面设有排气口24的排气室箱28。该排气口24为操纵箱5在室外的直接开口。
并且，流路切换风门8的流出侧的一端与下供立管10的上端相连。
下供立管10的下端开口于用作地板下蓄热体的蓄热混凝土板11 与地板12之间的空气流通空间13。
在操纵箱5的内部，在例如内置有集热用风扇7的风扇箱26的内部，设有热水盘管15，该热水盘管15由循环盘管16与热水贮槽17 和循环泵19连接，在流向该热水贮槽17的途中，根据需要，设有补热用热水供给锅炉(图中未示出)，与连接着浴室、盥洗室、厨房的热水上水管21相连。
利用太阳光而被加热的金属板的屋顶板1对流入空气流路2的外部气体进行加热，该被加热的空气沿屋顶坡度上升。
然后，在该加热空气聚集于大梁管4后，经集热用风扇7进入操纵箱5，由操纵箱5从下供立管10内流下，进入蓄热混凝土板11和地板12之间的空气流通空间13。
在该空气流通空间13中，加热空气起到经地板12直接对地板面下方进行加热、在蓄热混凝土板11中蓄热、和从地板通风口14直接向室内吹送暖风的3种供暖作用。
另一方面，在热水盘管15中，对经循环盘管16由热水贮槽17利用循环泵19送入的传热介质进行加热，作为热水积蓄在热水贮槽17 中，然后再由此根据需要，由补热用热水供给锅炉进行再加热，从热水上水管21向各部位供给热水。
另外，在夏季等高温时不需供暖的季节，由屋顶板1加热的加热空气需要全部排到外部大气中，而废弃掉。
此时，当利用流路切换风门8关闭作为流出侧一方的下供立管10 一侧，打开流出侧另一方的排气室箱28一侧时，则加热空气由操纵箱 5经排气室箱28的排气口24排向室外。另外，由于加热空气利用从操纵箱5通过来对热水盘管15进行加热，因此，即使在夏季等高温时，仍可确保通过利用太阳能获得热水。
此外，还可以在夏季夜间，使集热用风扇7运转，将夜间的冷气获取到金属制屋顶板1的正下方的空气流路2中，并使发自屋顶面的辐射冷却也发挥作用，将该空气经下供立管10送入地板下蓄热体与地板12之间的空气流通空间，使作为地板下蓄热体的蓄热混凝土板11 蓄冷。
也可如图5(c)的另一实施方式所示，在下供立管10的下端附近，设置朝向室内的直接通风口41。另外，还可在该通风口41中设置开闭阀门，实现自由开闭，此情况省略图示。
还可如图5(b)所示的又一实施方式所示，下供立管10不在地板 12下方开口，而仅设置上述下端附近的朝向室内的直接通风口41。由于在该图5(b)的实施例中，未通过地板下方，而是直接向室内吹送暖风，故适合在较短时间内对特定的一个房间进行供热。

标题	发布/更新时间	阅读量
太阳能电池-专利编号CN110476257A	2020-05-12	269
太阳能系统-专利编号CN109855313A	2020-05-12	166
太阳能系统-专利编号CN104364587B	2020-05-13	726
太阳能板-专利编号CN103247705A	2020-05-11	896
太阳能罐-专利编号CN102227597A	2020-05-11	675
太阳能路灯-专利编号CN106764893B	2020-05-13	1018
太阳能炉-专利编号CN105276831A	2020-05-11	979
太阳能板-专利编号CN102117853A	2020-05-11	837
太阳能面板-专利编号CN108604612A	2020-05-13	509
太阳能面板-专利编号CN110634979A	2020-05-12	896

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