CN100451482C - 一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法。其方法是将玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物的东南西三个方向的墙体或屋面盖板有机结合为一整体，最大限度地利用太阳能供热或制冷；在北方地区部份或全部取代燃煤或天然气供热以及电力空调，并24小时提供热水，从而达到节能的目的。整个系统主要由玻璃钢盖板太阳热水器、上下水管道系统、室内各散热器、低位供水箱、保温水箱等组成。由于太阳热水器采用了玻璃钢作盖板不仅降低了造价，而且减轻了重量，便于整体安装，同时还将水箱设置在底层或地下室，既降低了成本，又减轻了屋面重量，从而使太阳热水器更好地与建筑物有机结合，达到大面积利用太阳能节能的目的。

Description

一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法

技术领域

本发明涉及一种节能方法，具体讲涉及一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法。

背景技术

随着经济发展和人口的增加，世界性的能源危机日趋严重，节能降耗是建立节约型社会的重要内容，也是保持可持续发展的有效措施。节能的方法有很多，但充分利用太阳能这种可再生能源，从而减少煤炭、石油等不可再生能源的消耗是最有效的节能方法之一。

目前，随着科技的发展，世界各国利用太阳能的方法很多，主要包括利用太阳能发电、太阳能供热等等。但由于受制造成本的制约，太阳能发电还很不经济。其经济有效地利用形式还是以太阳热水器供热为主。

太阳热水器有真空管热水器、平板热水器和闷晒型热水器等几大类。我国已成为太阳热水器生产和销售大国，年销售量和累计拥有量均居世界第一位。在我国使用最多的是真空管热水器，在国外90％以上都采用平板型太阳热水器，即使在冬季十分寒冷的丹麦、瑞典等北欧国家也不例外。

无论是国内普遍使用的真空管太阳热水器，还是在国外普遍使用的平板型太阳热水器，虽然都各有许多优点，但都存在共同的缺点和各自的不足，主要表现在以下几个方面：

1、生产成本和销售价格普遍偏高，特别是真空管热水器，普遍采用价格较贵的高档材料，这种太阳热水器每平方米市场售价达1000元/m²——2000元/m²，有的高达3000元/m²；由于受价格的影响，广大居民不能普遍使用；

2、普遍安放在房顶，未能与建筑物有机结合，不仅影响城市美观，还占用了可以充分利用的房顶空间面积；即使国家专利局最新公布的相关专利技术，虽然在很多方面有了改进，但仍然未能从根本上解决问题。例如：国家专利局2005年8月24日最新公布的山东皇明太阳能有限公司黄明、朱玉春等七人发明的《在坡屋面上安装的太阳能热水器装置》，专利号为200420006747·X；2005年7月20日公布的湖北武汉市王烦贤发明的《镶在彩钢板屋顶中的太阳热水器》，专利号为200420018109·X；2000年12月27日公布的北京清华大学孔文铭发明的《建筑一体化太阳能热水器》，专利号为99255683·X；这些最新发明技术，均未能解决太阳热水器与建筑物整体大面积结合并融为一体的问题，因而未能解决在建筑物上最大限度利用太阳能的问题；

3、由于每一个太阳热水器相互独立，安放时必须间隔一定的距离，如果一栋高层楼房每户人都在楼顶安放一个，必然安放不下。不仅相互影响，还会出现相互争夺位置的情况，容易产生邻里之间的矛盾，进而影响和谐社会的建设。这样，不仅不能最大限度地利用屋顶空间和面积，还会造成社会问题；

4、目前，无论是国内还是国外，无论是真空管太阳热水器还是平板型太阳热水器，均未能在同一建筑物上最大限度地利用太阳能。按建筑物的表面积计算，目前平均利用率在10％以下。最大限度应该可达75％，因为北面方向太阳能采光很少，一般都只利用东南西三个方向的太阳能，所以，目前在建筑物上充分利用太阳能的潜力未能得以发挥。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种玻璃钢盖板太阳热水器与

建筑物有机结合的节能方法。本发明是根据太阳能利用的基本原理，采用玻璃钢板做太阳热水器的盖板，并使之与建筑物有机结合并融为一体，使建筑物的表面积最大限度地成为太阳能的吸热面，充分利用太阳能，从而达到节能的目的。

本发明采用的技术方案是：一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法。所述的玻璃钢盖板太阳热水器是一种以玻璃钢作为盖板的平板型太阳热水器，所述的玻璃钢板是透光率比白玻璃更高的玻璃钢采光板；其玻璃钢盖板是多层盖板中的一层或两层(传统的只有一层玻璃盖板)，所述的与建筑物有机结合，是将玻璃钢盖板与太阳能吸热板及底面保温隔热板这一组合体(该组合体以下简称太阳热水器)与建筑物有机结合并融为一体；所述的建筑物还包括顶层向外挑出后形成的人字形屋面盖板或坡形屋面盖板；所述的结合，是与太阳光照射最佳的东西南三个方向的墙体或顶部坡型屋面盖板有机结合；所述的顶部屋面盖板包括顶层向外挑出后形成的人字形屋面盖板或坡形屋面盖板；所述的有机结合就是将太阳热水器与建筑物融为一体；简单说，太阳热水器就是坡屋形屋盖板或墙板；而坡形屋面盖板或墙体就是太阳热水器；它们是不可分割的有机整体；它不仅区别于目前采用的太阳热水器与建筑物各自独立，不能形成整体的方法，同时，也区别于将太阳热水器镶嵌在建筑物顶部形成的所谓与建筑物结合的方法。

进一步地，所述的有机结合，不是小面积简单的连接，而是全部投影面积相等的有机结合，不仅达到了在建筑物上最大面积利用太阳能的目的，而且还节省了建筑墙体和屋顶盖板等材料。

进一步地，所述的太阳热水器吸热板可用铜、铝、塑料、玻璃或其他材料；所述的底面保温隔热板可用聚苯乙烯板或其他材料保温板。

进一步地，所述的玻璃钢盖板是一层至多层，在每一层之间加横向或竖向且强度适当的肋条；所述的每层盖板之内间的肋条用玻璃钢或其他材料制作；所述的太阳热水器尺寸可根据建筑物尺寸多块组合为一块整体；所述的太阳吸热板与保温层之间可用整体防水材料，并可在该材料正反面分别喷涂保温隔热材料或热反射材料；所述的墙体可以是垂直墙体，也可是向外延伸挑出后形成的斜面墙体。

进一步地，所述低位水箱设置于底层室内或地下室，装有补水调节阀、冷水上水泵、流量自动调节阀；保温水箱设置于底层或地下室，使太阳热水器的热水无需动力便能自动流入水箱，再通过热水上水泵和上水管输送到各楼层室内各散热器供热，达到节能的目的。

本发明通过以下方式得以实现：

在建筑物上将玻璃钢盖板太阳热水器(简称太阳热水器)与建筑物墙体或顶部坡型屋面盖板融为一体。通过低位水箱的冷水上水泵、自动调节阀、上水管将低位水箱的水抽到太阳热水器内加热后，经过温控感应器、出水管、下集水管将加热后的水放入保温水箱内，通过热水上水泵，将热水送至各室内散热器供热。供热后的余温水再次循环至低位水箱。如此循环往复，不断向室内供热，取代用燃煤或天然气、电供热，从而达到节能的目的。

本发明把太阳热水器与建筑物巧妙地有机结合并融为一体，结构简单，便于操作。每平方米太阳热水器单位造价成本大大低于目前的太阳能真空管和平板型热水器；并在同一建筑物上最大面积的利用了太阳能，节能效果十分明显。本发明不仅适用于新建房屋，也适用于旧房改造；不仅适用于低层房屋，也适用于高层建筑；不仅适用于民用住宅，也适用于工业厂房。总之，本发明不仅造价低，太阳能利用率高，适用范围广，而且节能效果十分明显。

附图说明

图1是本发明的主要结构及玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物墙体有机结合结构示意图；

图2是本发明的玻璃钢盖板太阳热水器结构示意图；

图3是本发明的玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物人字形屋面有机结合的结构示意图；

图4是本发明的玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物坡形屋面有机结合的结构示意图；

图中1上集水管、2玻璃钢表面盖板、3玻璃钢内层盖板、4太阳热水器吸热板、5太阳热水器底板、6太阳热水器底面龙骨及保温层、7太阳热水器底面板、8散热器、9冷水上水管、10太阳热水器外壳、11保温水箱、12补水调节阀、13低位水箱入水口、14自动调节阀、15冷水上水泵、16低位水箱、17保温水箱入水口、18热水上水泵、19第二层顶部挑板、20水位感应器、21上集水管出水口、22温控感应器、23下集水管出水口、24下集水管、25太阳热水器出水管、26六层顶板、27六层地板、28五层地板、29四层地板、30三层地板、31二层地板、32一层地板、33多层建筑物、34人字形坡形屋面、35平顶坡形屋面建筑物、36南面坡形屋面、37顶层挑板、38屋檐、39坡形延伸屋面、40热水上水管、41西向坡形屋面、42东向坡形屋面、43坡形建筑屋面平项、44太阳热水器各层盖板之间的肋条。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步细述：

本发明主要结构如附图1所示，一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法，所述的节能方法是在建筑物上最大面积地利用太阳能的节能方法。具体说是将玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物的东南西三个方向的墙体或坡型或人字型屋面盖板有机结合并融为一体，将太阳热水器内的水通过吸热板4，吸收太阳能加热，达到设定温度后，温控感应器22开启，加热后的水通过下集水管出水口23、下集水管24、出水管25、保温水箱入水口17进入保温水箱11内，再通过热水上水泵18，热水上水管40，将热水送入建筑物33或35之各楼层及各室内散热器8供热，从而实现节能的方法。供热后的余温水经过循环至低位水箱入水口13，进入低位水箱16，当低位水箱16内的水减少后，由补水调节阀12开启补水。再次循环时，通过冷水上水泵15、自动调节阀14、冷水上水管9，至上集水管1，将水送入玻璃钢盖板太阳热水器内再次加热循环。所述玻璃钢盖板太阳热水器，其盖板为一至多层，分为表面盖板和内层盖板；至少有一层为玻璃钢盖板；所述的玻璃钢表面盖板2和玻璃钢内层盖板3，采用透光率较好且较薄的玻璃钢板制作，其厚度在3mm以下为宜；所述的盖板一至多层之间，在适当位置横向或竖向加强度适当的肋条44以固定或安装各层盖板；所述的每层盖板之间的肋条44用玻璃钢或其他材料制作；所述的玻璃钢盖板太阳热水器中的太阳热水器吸热板4和底板5可用铜、铝、塑料、玻璃或其他材料制作；所述的太阳热水器底面龙骨及保温层6可用聚苯乙烯或其他保温材料；所述的太阳热水器底面板7可用彩钢板、中纤板或其他材料；所述的散热器8可根据房间面积确定大小；所述的太阳热水器外壳可用塑料、玻璃钢、不锈钢或其他材料制作；所述的保温水箱11可用砖混水泥砌成后，在周边作保温处理，也可用玻璃钢或其他材料制作后加保温层，其体积根据建筑物内的供水需要确定，并保证能储备三天以上的用水为宜；所述的补水调节阀12、低位水箱入水口13、自动调节阀14、冷水上水泵15均根据冷水供应需要确定大小；所述的低位水箱16用砖混水泥砌成后，适当加以保温以保持热水循环回流的余热温水热量少散失为宜，其体积大小可与保温水箱相同；所述的保温水箱入水口17、热水上水泵18、水位感应器20、上集水管出水口21、温控感应器22、下集水管出水口23、下集水管24、太阳热水器出水管25均根据室内供热面积确定大小或功率。

所述的建筑物第二层顶部挑板19的长度为10cm以上，若建筑物楼层在三层以上或高度在9米以上，其长度在300cm左右为宜，其宽度和厚度以建筑物的高度或楼层多少确定，但必须留有足够的承重保险系数，以确保安全；所述的建筑物第二层顶部挑板，包括建筑物采光面最佳的东南西三个方向向外延伸的挑板，其延伸的末端与玻璃钢盖板太阳热水器下端连接，使整个太阳热水器与建筑物垂直主体框架形成东南西三个方向的坡型墙面或屋面，即形成太阳热水器坡型采光面，从而达到尽可能多的吸收太阳能的目的，也不会影响建筑物的整体美观；当然也可将太阳热水器与建筑物主体框架垂直墙面紧密连接或融为一体，但这样的角度吸收的太阳能将大大减少。之所以考虑从建筑物第二层顶部向外延伸，是为了不影响建筑物底层周边的交通等，若建筑物第一层的空间较高，也可从第一层顶部向外延伸作挑板。

所述的六层顶板26、六层地板27、五层地板28、四层地板29、三层地板30、二层地板31、一层地板32均可用现浇或预制水泥板、轻质保温隔热板、纤维水泥板等。

所述的建筑物包括多层建筑物33或平顶坡形屋面建筑物35等多种形式或楼层的建筑物，也包括砖混结构建筑物、钢结构建筑物或其他承重力较好的建筑物；所述的玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合，包括与建筑物的东南西三个方向的墙体、人字型坡型屋面、平顶坡型屋面等有机结合；所述的有机结合，并非镶嵌、叠放、排列、连接在一起，而是投影面积相等，有机地融为一体。

所述的顶层挑板37包括建筑物顶层东南西三个方向分别向外延伸部分，其延伸长度在10cm以上，但一般不超过500cm为宜。所述的屋檐38，高度在10cm以上，以50cm为宜；所述的坡形延伸屋面39，其延伸长度在10cm以上，以100cm为宜。

所述的坡形建筑屋面平顶43，其面积与建筑物地基占地面积相等，用坡形延伸屋面39作保温隔热墙的一部份，可将平顶屋面建为屋顶温室大棚，无土栽培高档花卉或蔬菜，并利用太阳能就近供热，其生物产量可相当于普通农田的10倍以上。这不仅可节约相当于10倍同等面积的农用土地，同时还可节约普通温室大棚供热所需用的大量能源，达到省地节能的目的。

本发明所公开的将玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法，如果得以实施和推广，不仅降低建筑造价成本，在建筑物上最大限度地利用太阳能，节约大量能源，减少大量的有害气体排放，还可节约相当于10倍以上的农用土地。必将产生良好的经济效益、社会效益和环保效益。

Claims (4)

1、一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法，其中玻璃钢盖板太阳热水器包括上集水管(1)、下集水管(24)、水位感应器(20)、温控感应器(22)、太阳热水器外壳(10)、依次设在太阳热水器外壳(10)内的一至多层盖板(2、3)、太阳热水器吸热板(4)、太阳热水器底板(5)、太阳热水器底面龙骨、保温层(6)和太阳热水器底面板(7)，其中至少一层盖板为玻璃钢盖板，每层盖板之间设有肋条(44)，冷水上水管(9)与玻璃钢盖板太阳热水器的上集水管(1)相连，玻璃钢盖板太阳热水器的下集水管与太阳热水器出水管(25)相连；建筑物(33、35)包括六层顶板(26)、六层地板(27)、五层地板(28)、四层地板(29)、三层地板(30)、二层地板(31)、一层地板(32)，建筑物在第二层顶部设有挑板(19)，建筑物顶部为人字形屋面(34)或平顶坡形屋面(35)，平顶坡形屋面包括平顶(43)，东、西、南三个方向的坡形屋面(42、41、36)以及顶层挑板(37)、屋檐(38)和各坡形延伸屋面(39)，建筑物内设有散热器(8)、保温水箱(11)及保温水箱入水口(17)、低位水箱(16)及低位水箱入水口(13)、补水调节阀(12)、自动调节阀(14)、冷水上水泵(15)、热水上水泵(18)、热水上水管(40)，其特征在于：建筑物(33、35)墙体的墙板或顶部人字形屋面(34)或坡形屋面(36、41、42)的屋面盖板由玻璃钢盖板太阳热水器构成，通过低位水箱(16)的冷水上水泵(15)和冷水上水管(9)将低位水箱的水抽到玻璃钢盖板太阳热水器内加热，加热后的热水通过玻璃钢盖板太阳热水器下集水管(24)、太阳热水器出水管(25)和保温水箱入水口(17)进入保温水箱(11)，然后再通过热水上水泵(18)、热水上水管(40)将保温水箱中的热水送至室内各散热器(8)，散热器(8)的出水再循环至低位水箱入水口(13)进入低位水箱(16)，如此循环往复不断向建筑物内供热，从而部分或全部取代煤或天然气或电力的使用，达到节能的目的。

2、如权利要求1所述的一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑有机结合的节能方法，其特征在于：所述的每层盖板之间的肋条(44)用玻璃钢制作。

3、如权利要求1所述的一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑有机结合的节能方法，其特征在于：所述的节能方法还包括在平顶屋面建造温室大棚，并利用太阳能为温室大棚供热，达到省地节能的目的。

4、如权利要求1所述的一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑有机结合的节能方法，其特征在于：所述人字形屋面或坡形屋面的屋面盖板由建筑物顶部向外挑出后形成。

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