CN101280968B - 自然空调装置 - Google Patents

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Abstract

一种自然空调装置，包括：一集热器，该集热器包括一吸热组件及一覆盖于该吸热组件上方的透明盖板，该吸热组件是若干模块化的吸热单元构成；一入口组件；及一出口组件；该入口组件与出口组件分别与该集热器两端连通，这些吸热单元中左右相邻的吸热单元相互扣合连接形成一体以沿横向延伸，所述集热器的吸热组件还包括若干接合件，每一接合件分别与前后相邻的吸热单元连接以沿纵向延伸。该自然空调装置可方便进行延伸扩展，从而该自然空调装置在用于不同场合的建筑物上时更具有灵活性，进一步使得该集热器中吸热通道具延伸其长度及扩充其数量弹性，增强该空调装置对多种建筑物的兼容匹配性，并能兼具吸热通道的定位及强化整体结构的功效。

Description

自然空调装置
技术领域
本发明涉及一种空调装置，尤其涉及一种利用太阳能加热空气的自然空调装置。
背景技术
由于全球二氧化碳及有害气体的排放浓度日益增加，已使气候的反常与生态的破坏危害日益显现，为永久经营人类赖以生存的地球生态环境，促使人们自能源危机后再次警觉到必须全面降低依赖传统石化燃料的迫切性，亦重新强调有效利用再生能源或天然能源的重要性，因此，朝逐渐淘汰高耗能高污染的能源转换装置，积极开发干净的辅助性替代能源及相关的高效率能源转换装置已成为科技研发的重要课题，其中又以长期被人们普遍使用的现有空调装置影响最为深远。因为现有空调不但耗能，且所使用的制冷剂更被公认是破坏地球生态环境的头号杀手，如果长期生活在密闭的空调环境更会对健康造成危害；虽然目前科技界对太阳能是否有可能于不久的未来逐渐取代其它能源仍持保留态度，但几乎可以确定的是太阳能终将会在某些领域中扮演重要的角色，特别是应用于建筑物的室内加温(domestic heating)以及与空气调节(air conditioning)相关的领域。
就建筑物的室内加温与空气调节太阳能空调系统而言，集热器是该系统的关键装置，必须设置于室外可充分接收阳光处，例如屋顶或墙壁。过去在此光热转换领域中已投注许多努力于开发不同功能与形式的太阳能集热器，其中有不少已揭示于专利文献中，最典型的例子是以玻璃板或透明板嵌装于外框固定的热绝缘盒(chamber)上方，并以流体通过盒内的黑色吸热板或管件，达到吸收太阳热能的目的。例如，US 4,418,685所揭示的太阳能热水供应系统及WO 9,625,632所揭示的空气循环器；其它形式还包括US2002/0032000A1所揭示的屋顶式空气循环器、US 4,934,338所揭示的墙壁式空气预热器等。唯目前使用的太阳能集热器仍有以下诸多缺点，使得应用与推广太阳能于建筑物节能与空调上仍有改善的空间，包括：
(1)集热器的本体过重，长期使用可能会对部分建筑物造成负担；
(2)集热器的光热转换效能仍有待提升；
(3)结构复杂，造成安装与维修不易，亦使成本提高，延长资金的回收期；
(4)缺乏与多样化建筑物设计兼容匹配与弹性，许多情况必须量身订作；
(5)外型过于凸显，有损建筑物整体外观的谐调与美感；
(6)占用空间大，增加仓储、商品展示、通路营销的成本；
(7)由于其为整件式产品，缺乏大面积应用弹性，并增加安装成本；
(8)玻璃或透明板嵌装于热绝缘盒外框，易因材料的热膨涨系数不同引发热应力问题；
(9)无法满足用户自行安装(DIY)的参与感与成就感；
(10)部分设计只适用于已事先规划完备且正兴建中的建筑物，但对大多数的既有建筑物却滞碍难行；
(11)空气通过嵌装玻璃会有热散失问题，常需使用双层嵌装玻璃(doubleglazing)，致使成本增加且会衍生其它问题；
(12)太阳能加热液体系统或热水供应系统，常因结冰与渗漏问题而无法达到预期的效果。
为克服上述缺点，本发明人经过长期努力，研究出一种太阳能空调系统，其已在US 6,880,553B2及TW 579416专利中揭示，但该空调系统的吸热组件中各吸热单元间的连接方式为单一的接触形态，不利于该集热器组装的方便性及加热温度的均匀性，对组装的方便性及整体效率的提升仍有改善空间。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可灵活扩展延伸的自然空调装置。
一种自然空调装置，包括：一集热器，该集热器包括一吸热组件及一覆盖于该吸热组件上方的透明盖板，该吸热组件包括若干模组化的吸热单元；一入口组件及一出口组件；该入口组件与出口组件分别与该集热器两端连通，这些吸热单元中左右相邻的吸热单元相互扣合连接形成一体以沿横向延伸，所述集热器的吸热组件还包括若干接合件，每一接合件分别与前后相邻的吸热单元连接以沿纵向延伸。
本发明通过各吸热单元间相互扣合连接使得由该吸热单元组合而成的吸热组件可方便进行延伸扩展，从而该自然空调装置在用于不同场合的建筑物上时更具有灵活性，进一步使得该集热器中的吸热通道具延伸其长度及扩充其数量的弹性，增强该空调装置对多种建筑物的兼容匹配性，并能兼具吸热通道的定位及强化整体结构的功效。
本发明的自然空调装置中吸热组件进一步分成一上方的储热室及一下方的吸热室，该空调装置通过该入口组件持续导引室内污浊的空气进入该集热器，并将污浊空气均匀分配至各吸热室，以有效吸收储热室的太阳能而升温，进而通过热浮力将这些污浊空气通过出口组件排出室外，并自室外引进新鲜的凉空气，达到冬暖夏凉并兼具健康、节能、环保的自然空调功效。
本发明的自然空调装置通过若干比邻安装的吸热单元构成结为一体的吸热组件，由于具有良好的扩充延伸弹性，使其更适用于大面积接收太阳能的应用。
本发明的自然空调装置通过若干比邻安装的吸热单元构成结为一体的吸热组件，使该装置不需外框固定的现有热绝缘盒结构，以致透明盖板亦不须嵌装于该热绝缘盒的上方，避免因材料的热膨涨系数不同而产生变形或破裂等热应力问题。
本发明的自然空调装置通过若干比邻安装的吸热单元构成结为一体的吸热组件，使其虽然实质结构只有一层透明盖板，但由于引入的空气均通过下方吸热室的吸热通道，达到具有双层嵌装玻璃绝热效果及高吸热效率功效。
本发明的自然空调装置通过模块化设计的吸热单元组合成为一体的吸热组件，具有结构简单、轻便、易加工、适合量产等特征，达到降低制造成本、易于铺设施工、方便陈列展示、节省包装成本、缩小仓储与陈列空间、便利通路营销、及可供用户自行组合安装的功效。
本发明提出的自然空调装置是以太阳能为驱动力的自发式(passive)环保空调装置，非但无需耗费电能，且无冷冻剂对环境的破坏；另由于本发明可依据各式建筑物不同的外型及空调容量需求，以模块化设计的吸热单元可朝横向及纵向作大面积扩展延伸的弹性铺设，将室内用过的空气排出并引入室外新鲜空气，达到维护良好的室内空气质量(IAQ)，建立健康舒适生活环境的功效；再由于该空调装置的组成组件是可靠度高的模块化设计，商品除具有易于陈列展示及便利运输销售等优点外，更由于组件结构简单轻便，可供用户自行组合安装，符合节能环保自己动手作的趋势。
附图说明
图1是本发明自然空调装置第一实施例立体组合图。
图2是图1立体分解图。
图3是图1中一吸热单元立体示意图。
图3(A)是图1中一接合件立体示意图。
图3(B)是图3中四吸热单元扩展延伸连接立体组合图。
图4是图1中在A-A处截面图，其中集热器采用平板式透明盖板。
图5是图1中在A-A处截面图，其中集热器采用波浪式透明盖板。
图6是图1中一入口组件立体示意图。
图7是图1中一出口组件立体示意图。
图8是图1中一集热器由B-B处截面所视截面立体图。
图9是图8中由C-C处截面图。
图10是本发明自然空调装置的第二种吸热单元实施例。
图11是本发明自然空调装置的第三种吸热单元实施例。
图11(A)是与图11中吸热单元配合的一接合件立体示意图。
图11(B)是图11中四吸热单元扩展延伸连接立体组合图。
图12是本发明自然空调装置的第四种吸热单元实施例。
图12(A)是与图12中吸热单元配合的一接合件立体示意图。
图12(B)是图12中由四吸热单元扩展延伸连接立体组合图。
具体实施方式
以下请参照图1至图12(B)，对本发明自然空调装置予以进一步说明。
图1所示为本发明自然空调装置100第一实施例的立体组合图，图2是图1的立体分解图。该自然空调装置100主要包括一集热器30，一入口组件10及一出口组件50。其中：
该集热器30是由一吸热组件31及其上方的一透明盖板38构成，该吸热组件31中具有若干吸热通道340，该集热器30作为接收太阳能并用以加热通过吸热通道340中的空气，其中该吸热组件31是由若干模块化相互连接的吸热单元32组成，这些吸热单元32是由导热性良好的材质经表面黑色处理制成，通过上述方式构成的吸热组件31将该集热器30分隔成一上方的储热室33及一下方的吸热室34，其中这些吸热单元32沿横向与纵向的延伸铺设形成储热室33中的太阳能接收面332及吸热室34中的若干吸热通道340。
图3是该集热器30中的吸热单元32的一种形式的外观立体图。该吸热单元32是由一吸热板320、一底板324及一垂直连接该吸热板320和底板324的支撑板322一体成型，吸热板320上下方的支撑板322可分别界定为上支撑板322a及下支撑板322b，该一体成型的吸热单元32为薄板扁平结构，对陈列、包装、仓储、运输、组装均有其方便性。为方便现场固定各吸热单元32，在该支撑板322两侧的吸热板320及底板324可设计成长短不一但两者各自的全长相等，通过若干螺钉(图未示)穿过较长底板324侧预先设置的固定孔324c，将吸热单元32固定于屋顶(图未示)或另行设置的固定面(图未示)上。
为增加该集热器30中吸热通道340扩充数目的弹性并兼具定位性及结构性，该吸热单元32还包括于吸热板320及底板324横向两侧分别设置的扣合结构320a、320b及定位结构324a、324b，该扣合结构320a及定位结构324a呈圆弧或半圆弧槽形，该扣合结构320b及定位结构324b呈圆弧或半圆弧实心状并与结构320a、324a形状互补，通过该扣合结构320a、320b及定位结构324a、324b相互卡扣以方便相邻两吸热单元32进行联接及扩充；又为增加该集热器30中吸热通道340延伸长度的弹性并兼具定位性及结构性，在该吸热单元32的前后还包括由易于成形材料制成的接合件35，通过该接合件35可将前后两吸热单元32套合及锁固。
请同时参照图3(A)及图3(B)，图3(A)中是与图3中吸热单元32配合使用的一接合件35的外观立体图。该接合件35是包括一主体部350及自主体部350前后两侧延伸设置匹配吸热单元32的凹槽结构353，该接合件35可由合成塑料、玻璃纤维等较该吸热单元32软质且易于成形的结构材料制成。组合时，先将该接合件35前后凹槽结构353分别套接于相邻两吸热单元的前后端并予以定位，再以螺杆36(图3(B)示)穿过对应于接合件35与吸热单元32的预设固定孔352c并予以锁固，在该接合件35的一侧另设有和吸热单元32上的扣合结构320a、320b及定位结构324a、324b搭配的二容置结构350b、354b，以及连通相邻两吸热通道340的气流孔354，该气流孔354设于前后两吸热单元32的下支撑板322b间，使集热器30中的气流在加热过程中自动调节均匀，图3b是图3的四个吸热单元32沿横向及纵向扩展延伸例的一外观立体图，其中相邻两吸热单元32的扣合结构320a与320b及定位结构324a与324b相互密合及前后两吸热单元32通过接合件35接合构成一完整的吸热通道340，同时，该二容置结构350b、354b可与相邻另一接合件35边缘抵接密合，使得储热室33与吸热室34中的空气不致互相混合，且两室中的空气亦不致与外界的空气互相混合，以提高整体吸热效率。
图4是图1中A-A处一截面图，其中集热器30采用平板式透明盖板38，该集热器30亦可采用图5所示的波浪式透明盖板38a。如图4及图5所示，该透明盖板38、38a与吸热板320间形成储热室33中的若干空气通道(图未标)，吸热板320与底板324间形成吸热室34中的若干吸热通道340；为降低由透明盖板38、38a的热散失，除可将该储热室33中的若干空气通道的入口与出口予以封闭外，亦可调低上支撑板322a与下支撑板322b的高度比率，使空气主要在本发明自然空调装置100的吸热通道340中加热，故本发明虽然实质结构只有一层透明盖板38，但由于绝大部分室内排出空气均通过吸热室34中的吸热通道340，具有双层嵌装玻璃的绝热效果，亦因此提高加热效率。
本发明装置100于吸热组件31上方铺设一透明盖板38，可促进集热器30的温室效应，以便接收太阳辐射能及加热这些吸热单元32，使流经吸热通道340中的空气升温，且由于本发明适于大面积接收太阳能，并不需要外框固定的现有热绝缘盒结构，故透明盖板38亦不须嵌装于外框固定的现有热绝缘盒上方。
该集热器30还进一步包括若干用以连接固定透明盖板38与吸热单元32的扣具37，这些扣具37卡扣于该集热器30横向两侧边缘，每一扣具37包括一C形扣件370、、二长条形U形软条374、二垫片376及一锁紧钮378。该C形扣件370上端内侧具有一向下突出的抵紧部371，该扣件370下端向内弯曲形成一弹簧部372，该锁紧钮378锁扣于该扣件370上对应抵紧部371顶部。
该透明盖板38铺设于吸热组件31的方法，是通过在吸热组件31中分布均匀且凸出于吸热单元32的接合件35顶端较软质材料所支撑，为达密封防水目的，透明盖板38必须与所覆盖吸热组件31的周边各吸热单元32所设上支撑板322a的顶端密合，而透明盖板38与吸热组件31的密封防水则是以U形条的软质材料镶嵌于上述支撑板322的顶端，并较比邻凸出的接合件35顶端略高，然后，用若干C形扣件370沿吸热组件31周边对应于上述上支撑板322a顶端将透明盖板38与上述软质材料均匀抵紧，其中，设于C形扣件370一侧的抵紧部371平贴于透明盖板38及设于另一侧的弹簧部372平贴于这些吸热单元32的外露吸热板320底部，再通过锁紧钮378手动锁紧达到密封防水的目的；另外，在此过程中为降低对透明盖板38及这些吸热单元32可能造成的机械应力，可在该C形扣件370的抵紧部371与透明盖板38间以及在弹簧部372与该外露吸热板320底部分别夹一软质垫片376；另，为达更好的效果，这些C形扣件370可抵紧于一刚性压条(图未示)上，并在该刚性压条与透明盖板38间夹一条状软质垫片376，可达到更佳的均匀抵紧密封防水效果；再次，上述抵紧过程中使用的条状软质垫片376，亦可以采用更方便且有效的方式达成，亦即采用预先套装于透明盖板38边缘且涵盖抵紧面的U形软条(图未示)。
该透明盖板38除可采用平板或波浪板38a外，其材质亦不局限于玻璃，可以采用玻璃纤维或塑料等易于获得且易于依使用大小自行剪裁的透明建材或现有商用耐候(weather proof)透明建材。由于该透明盖板38的安装不必如现有集热器(图未示)般地嵌装于外框固定的热绝缘盒上，故不致因透明盖板38与热绝缘盒材料的热膨涨系数不同而造成相关组件产生变形或破裂等热应力问题。此外，该集热器38可以水平安装或垂直安装，亦可倾斜安装。
该集热器30底部由这些吸热单元32的底板324构成，该集热器30通过这些底板324可直接固定于屋顶或墙壁(图未示)等固定面上，亦可另外设置成离开固定面一段距离或呈一定角度的固定板(图未示)上；另，在吸热组件31的固定面上铺设一绝热层(图未示)，以保护屋顶、墙壁等固定面不致过热及降低该集热器30的热散失，使得储热室33中热量完全被吸热板320吸收，并将热量传输至吸热板320下方若干吸热通道340的空气流，从而提升该集热器30的加热效率达到增加热浮力效果；同时，为增进储热室33与吸热室34的若干吸热通道340中各自空气温度的均匀性，可以通过这些吸热通道340的互通机制达成，本发明的储热室33中相邻吸热通道(图未标)间的互通是通过上支撑板322a顶端与透明盖板38间的气流间隙385、385a达成，吸热室34中相邻的吸热通道340间的互通则是通过接合件35上所开设的气流孔354达成。
本发明自然空调装置100的集热器30由模块化吸热单元32构成，较一体成形或外框固定的现有集热器，由于本发明的吸热单元32具有结构简单、轻便、易加工、适合量产等特征，因此具有节省包装成本、缩小仓储与陈列空间、便于通路运销、易在铺设现场组装、以及具有较薄整体外观等优点；并且由于可依不同需求自行组合与安装，因此该自然空调装置100对不同安装环境的兼容度高；又由于具有良好的扩充延伸弹性，适于大面积接收太阳能，且经模块化组合的吸热单元32具有适合大量生产以提升产品质量与降低成本的竞争优势。
图6及图7分别为本发明自然空调装置100的入口组件10、出口组件50的一外观立体示意图。该入口组件10及出口组件50分别与该集热器10的入口端及出口端衔接，并连通该集热器10的吸热室34的若干吸热通道340，其中入口组件10衔接室内排气管(图未示)，出口组件50则设有与室外相通的气流出口55；本发明通过上述装置持续导引室内污浊的热空气通过入口组件10，并将热空气均匀分配至各吸热通道340，以吸收储热室33中的太阳能而升温，进而通过热浮力将其送至出口组件50以排出室外，并同时自室外引进新鲜凉空气导入到室内，达到兼具健康、节能、环保自然空调功效。
如图2、图6及图7所示，该入口组件10与出口组件50具有相似的形状结构，该入口组件10包括一中空长方壳体12，该壳体12顶面朝集热器30的吸热通道方向一侧边缘弯折延伸一挡板17，该挡板17上设有若干螺孔172。该挡板17与壳体12顶面围设成一凸槽174，该壳体12通过该凸槽174得以与集热器30的透明盖板38搭接并予以密封防水，该壳体12朝向集热器30一前端面设有一分隔板121，该分隔板121下方设有若干均匀排列且相互间隔的均流孔142，若干连接凸耳145垂直突出设于该分隔板121上方，这些连接凸耳145相互间隔并位于这些均流孔142上方，每一连接凸耳145上设有二固定孔146，该壳体12通过所设连接凸耳145与吸热组件31两端的接合件35上所设固定孔352c以螺杆36同时将吸热单元32、接合件35及连接凸耳145予以锁固，该壳体12两侧面底部边缘分别沿水平延伸出一锁固凸耳18，该凸耳18上设有二固定孔182，该壳体12通过锁固凸耳18上的固定孔182予以锁固于屋顶、墙壁或固定板；该入口组件10设有衔接到室内排气管的接头15，该接头15设置在该入口组件10的壳体12后端面中部。该出口组件50具有与入口组件10相似结构壳体52、分隔板521、均流孔542、连接凸耳545、挡板57、凸槽574、螺孔572、锁固凸耳58及固定孔546、582，所不同处在于：该壳体52顶部设有若干方形相互间隔的气流出口55，该气流出口55与室外空气相通。从该壳体52顶部与凸槽574相对一侧边缘向上弯折延伸出一防雨罩56，该防雨罩56用以遮掩该壳体52顶部，另外该壳体52上还可设置防止灰尘、蚊虫等异物进入必要防护设施(图未示)。
该入口组件10与出口组件50的分隔板121、521与吸热组件31两端接合后，分隔板121、521上方用以封闭储热室33和入口组件10及出口组件50的连通，分隔板121、521下方的均流孔142、542用以和吸热室34的若干吸热通道340连通，促使室内空气进入入口组件10后均匀分配于各吸热通道340以提升整体吸热效率，为降低流阻，该均流孔142、542的总面积以大于排气管流体截面积两倍为宜。
图8是图1中由B-B处截面所视截面立体图，图9是图8中由C-C处截面图。以图8及图9进一步说明入口组件10及出口组件50和铺设于吸热组件31上的透明盖板38达到密封防水的方法，由于该方法对入口组件10及出口组件50完全相同，因此仅以入口组件10的相关图式说明如下：
如图8及图9所示，该入口组件10和透明盖板38是通过一扣具60组装成一体，该扣具60包括一U形软条62，一刚性压条64及上述若干固定螺栓66。当入口组件10及出口组件50的连接凸耳145、545与吸热组件31两端的接合件35上所设固定孔352c(如图3及图3(A)示)通过螺杆36锁固为一体后，先将两端套有U形软条62的透明盖板38(该二U形软条62亦可预先套装于该透明盖板38边缘且覆盖该盖板38上下抵紧面)插入凸槽174内，再将刚性压条62插入介于凸槽174内的上端面与透明盖板38边缘的U形软条60间，最后将固定螺栓66旋入设于凸槽174上端面的螺孔172中，并抵紧该刚性压条62，使得U形软条60被紧密压制在凸槽174中从而发挥密封防水的功能。
图10是本发明自然空调装置(图未示)第二种吸热单元132实施例，该吸热单元132与前述第一实施例的吸热单元32具有相似形状结构，如扣合结构1320a、1320b及定位结构1324a、1324b，两者不同之处在于：该吸热单元132的支撑板1322两侧的吸热板1320与底板1324的长度相等。事实上，熟悉该项技艺者亦可依据上述两种吸热单元32、132的特征，衍生出其它各种形式但具有与本发明相同特征的吸热单元：例如，支撑板相对于该吸热板及底板倾斜，且该支撑板同侧的吸热板及底板长度相同或不同；多于一片支撑板的吸热单元(图未示)、不同形状的扣合结构或定位结构(图未示)、不同形状的扣合容置结构或定位容置结构(图未示)、不同位置或数目的扣合结构及定位结构(图未示)等，故在此不再逐一列举与赘述。
图11及图11(A)所示为是本发明自然空调装置(图未示)第三种吸热单元232及其接合件235实施例，图11(B)所示为图11(A)中四吸热单元232通过接合件235延伸外观立体图。该吸热单元232主要包括一呈S形波浪状的吸热板2320，该吸热板2320两端分别形成有二扣合结构2320a、2320b，该吸热板2320波谷底端设有一固定孔2324c，该吸热板2320前后端边缘设有二固定孔2322c。该二扣合结构2320a、2320b与第一实施例中吸热板320的扣合结构320a、320b相同。该接合件235用以配合连接吸热单元232，该接合件235是一波浪状中间主体部2350及两侧延伸设置匹配吸热单元232的凹槽结构2353，该接合件235两侧边缘处设有与该吸热板2320的固定孔2322c对应的固定孔2352c，该接合件235具有与前述第一实施例的接合件35的容置结构350b相同的容置结构2350b，该接合件235其它具体特征可进一步参照第一实施例的接合件35。如图11(B)所示，横向相邻的吸热单元232通过扣合结构2320a、2320b相互连接，前后相邻的吸热单元232通过接合件235连接成一体，这些吸热单元232中吸热板2320间的凹槽结合一上方透明盖板(图未示)及一下方共享底板(图未示)形成所需储热室(图未示)、吸热室(图未示)及吸热通道2340，由该吸热单元232组成的自然空调装置具有如下诸多优点，1)可精简量产制程材料：因为S形吸热板2320兼具支撑板功能；2)可提升加热效率：因为利用扣合结构2320a、2320b及接合件235作S形吸热单元2320的扩充延伸可在单位面积上得到较大的太阳能接收面积；3)可精简加工程序：因为S形吸热单元2320的接合件235上不需开设气流孔，因为储热室(图未示)与吸热室(图未示)的若干储热通道(图未示)及吸热通道2340中各自空气温度的均匀性可分别通过接合件235顶端与上述透明盖板接触后由透明盖板与吸热板2320顶端间的气流间隙互通，以及通过接合件235底端与共享底板接触后底板与吸热板底端间的气流间隙互通来实现。
如图12与图12(A)所示，分别为本发明自然空调装置(图未示)第四种吸热单元432及其接合件435实施例，图12(B)为上述四吸热单元432结合扩展延伸后外观立体图。该实施例与第三实施例中的S形吸热单元主要差异在于采用M形吸热单元432，该M形吸热单元432及其接合件435可以看作由第三实施例中的S形吸热单元232及其接合件235向两侧适当延伸加长而成，由此该吸热单元432具有与吸热单元232相似的吸热板4320，固定孔4322c、4324c，扣合结构4320a、4320b，凹槽结构4353及容置结构4350b；该吸热单元232亦可由二相邻吸热单元232一体合成；同理，该吸热单元232亦可由若干S形吸热单元232一体合件衍生出一波浪形吸热单元(图未示)。因此，本实施例的外观虽与第三实施例不同，但其技术特征与第三实施例相同。
综上所述，本发明四个实施例的各种自然空调装置可在夏季炎热气候加热由室内排气管流过的脏空气，使该加热的空气产生热浮力的烟囱效应而将室内空气抽至室外；此时，如由室外导引新鲜阴凉的空气至室内进气口(图未示)，或由室外导引至室内的气流经过冷却，则加装本发明自然空调装置可达到夏季冷气循环的空调效果。
以第一实施例的自然空调装置100为例，在冬季寒冷气候该空调装置100的集热器30加热由室内排气管流过空气，并由与室内进气管(图未示)衔接风扇(图未示)将加热空气送回室内，达到暖房效果。另外，如欲由室外引入一部分新鲜空气并与由室内排气管流过的空气混合加热，达到省能与维持室内空气一定的新鲜度，则除需使入口组件10与室内排气管接通，并需维持与室外相通的进气口一定开度。
本发明自然空调装置100亦可于全年不论季节搭配现有太阳能热水供应系统(图未示)使用：将该系统的吸热水管(图未示)排列于本发明自然空调装置100的储热室33中加热，再将加热后的热水送回该供应系统的储热槽(图未示)所构成的水循环回路(图未示)，而循环空气则主要于本发明自然空调装置100的吸热室34中的吸热通道340加热。
本发明自然空调装置100具有许多优于现有自然空调装置的特点，借助模块化观念设计的本发明自然空调装置100，在应用上提供与建筑物更大的兼容性，亦提供使用者更多选择与组合的自由度，本发明自然空调装置100可以安装于各种形式的建筑物，包括建造中的新建筑物或已存在的既有建筑物，可以水平安装或贴近墙壁垂直安装，亦可倾斜安装，且对安装处提供绝热及保护功能。
本发明自然空调装置100的吸热组件31可以依实际需要通过吸热单元32作弹性扩展延伸达最佳吸收面积，以充分发挥能量接收功能，因此，本发明自然空调装置100并不需要外框固定的现有热绝缘盒结构，亦不需如现有自然空调装置太刻意关注于每单位面积热效率，特别是该装置100虽然实质结构只有一层透明盖板38，但由于大部分空气均通过该集热器30下部吸热室34的吸热通道340，因此该集热器30具有双层嵌装玻璃绝热效果与高吸热效率。
本发明自然空调装置100具有较现有集热器更轻薄的整体外观，不至于对房屋结构造成负担，搭配平板式透明盖板38或波浪板式透明盖板38a等既有商用建材，仍能保有和原建筑物的协调与美感，该透明盖板38、38a可同时身兼作屋顶的保护层与集热器30的双层嵌装透明板；且由于该透明盖板38、38a的安装不必如现有集热器般地嵌装于外框固定的热绝缘盒上，故不至于因材料的热膨涨系数不同而造成变形或破裂等热应力问题。
本发明自然空调装置100由于采用模块化观念设计，有助于大幅降低成本，因为吸热单元32是由薄板一体成形者，如铝挤，其结构相对简单，除可直接节省包装成本、精简仓储与陈列空间、便于通路营销、易于安装与维护外，更提供使用者现场自行组装的机会。

Claims (26)

1.一种自然空调装置，包括：一集热器，一入口组件及一出口组件；该入口组件与出口组件分别与该集热器两端连通，该集热器包括一吸热组件及一覆盖于该吸热组件上方的透明盖板，该吸热组件包括若干模组化的吸热单元；其特征在于：这些吸热单元中左右相邻的吸热单元相互扣合连接形成一体以沿横向延伸，所述集热器的吸热组件还包括若干接合件，每一接合件分别与前后相邻的吸热单元连接以沿纵向延伸。
2.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元左右两侧边缘形成若干扣合结构，相邻吸热单元通过这些扣合结构相互卡扣连接。
3.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元左右两侧边缘形成若干圆弧状的实心结构和凹槽结构，每一吸热单元的实心结构卡扣于一相邻吸热单元的凹槽结构中以将该两相邻的吸热单元连接。
4.如权利要求3所述的自然空调装置，其特征在于：每一吸热单元由一吸热板、一底板及连接该吸热板和底板的一支撑板一体成型，该吸热板及底板延伸设置于该支撑板两侧。
5.如权利要求4所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元的支撑板与吸热板及底板垂直，且该支撑板同侧的吸热板及底板长度不同。
6.如权利要求4所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元的支撑板与吸热板及底板垂直，且该支撑板同侧的吸热板及底板长度相同。
7.如权利要求4所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元的支撑板相对于该吸热板及底板倾斜，且该支撑板同侧的吸热板及底板长度不同。
8.如权利要求4所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元的支撑板相对于该吸热板及底板倾斜，且该支撑板同侧的吸热板及底板长度相同。
9.如权利要求3所述的自然空调装置，其特征在于：每一吸热单元包括一弯曲成波浪状的吸热板，这些吸热单元的底部设有一共享底板。
10.如权利要求9所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元的吸热板弯曲成S形或M形。 
11.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热组件的吸热单元由铝挤而成。
12.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热组件分成一上方的储热室和一下方的吸热室，该吸热室中分布有若干吸热通道，该入口组件与出口组件分别与该集热器的下方吸热室连通。
13.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述每一接合件包括一主体部和自该主体部前后两侧延伸设置的凹槽结构，这些凹槽结构用以收容前后相邻吸热单元的边缘，若干螺杆穿过设置在该接合件和吸热单元上的固定孔以将该接合件和吸热单元连接固定。
14.如权利要求13所述的自然空调装置，其特征在于：所述接合件由合成塑料或玻璃纤维材料制成。
15.如权利要求13所述的自然空调装置，其特征在于：所述接合件的一侧凹槽结构边缘形成有与吸热单元末端对应的容置结构，该容置结构用以收容吸热单元末端并封闭相邻吸热单元间隙。
16.如权利要求15所述的自然空调装置，其特征在于：所述接合件主体部中间开设有一气流孔。
17.如权利要求1至12任意一项所述的自然空调装置，其特征在于：所述集热器还包括若干扣具，每一扣具包括一C形扣件、二垫片及一锁紧钮，该C形扣件卡扣在该透明盖板与外露的吸热组件边缘，该二垫片分别设置在该C形扣件抵压处，该锁紧钮用以锁紧固定该C形扣件。
18.如权利要求17所述的自然空调装置，其特征在于：所述C形扣件上端包括一向下突出的抵紧部，该扣件下端向内弯曲形成一弹簧部，该锁紧钮锁扣于该扣件对应抵紧部的顶部。
19.如权利要求18所述的自然空调装置，其特征在于：所述C形扣件抵紧部与该透明盖板间设有一刚性压条。
20.如权利要求1至12任意一项所述的自然空调装置，其特征在于：所述集热器还包括二U形软条，该二U形软条镶嵌于该集热器边缘的吸热组件顶端和透明盖板间，用以密封防水。 
21.如权利要求1至12任意一项所述的自然空调装置，其特征在于：所述入口组件和出口组件各包括一中空长方壳体，该壳体的前端面设有一分隔板，该分隔板下方设有若干相互间隔的均流孔，该壳体顶面靠近该分隔板一侧边缘弯折延伸形成一朝向该集热器的挡板，该挡板与该壳体顶面围设成一凸槽，若干连接凸耳垂直突出设于该分隔板一侧，该挡板和连接凸耳分别与所述集热器的透明盖板和吸热组件连接。
22.如权利要求21所述的自然空调装置，其特征在于：所述入口组件和出口组件的壳体两侧面底部边缘分别沿水平延伸出一锁固凸耳，该锁固凸耳上设有若干固定孔，该锁固凸耳用以将入口组件及出口组件固定。
23.如权利要求21所述的自然空调装置，其特征在于：所述入口组件的壳体与分隔板相反的一端设有一接头。
24.如权利要求21所述的自然空调装置，其特征在于：所述出口组件的顶部设有若干气流出口。
25.如权利要求21所述的自然空调装置，其特征在于：所述出口组件的壳体顶部与凸槽相反的一侧边缘向上弯折延伸出一防雨罩，该防雨罩用以遮掩该壳体顶部。
26.如权利要求1至12任意一项所述的自然空调装置，其特征在于：所述集热器的吸热组件底部和该集热器固定面间设有一绝热层。 
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