CN101424432B - 自然空调装置 - Google Patents

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Abstract

一种能延长吸热长度以提升室内气流循环效率的自然空调装置，包括一集热部及位于集热部两端的进口部与出口部，该集热部包括若干集热器，这些集热器通过若干连接部串接形成所述集热部，每一集热器包括一吸热组件及一位于该吸热组件上方的透明盖板，该吸热组件包括若干模块化的吸热单元及一位于吸热组件下方的底板，这些吸热单元沿横向相互扣合形成该吸热组件，将集热器的内部空间分隔形成一储热室和一吸热室，该进口部及出口部与集热部中经延伸的吸热室连通，并同时将该集热部中的储热室予以密封，每一连接部包括若干横向接合的连接单元，这些连接单元与集热器两端对应的吸热单元固接，藉以连接相邻的集热器。

Description

自然空调装置
技术领域
本发明关于一种空调装置，特别是关于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、生态的破坏以及对人类健康的危害日益显现，为永续经营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，也重新强调有效利用再生能源或自然能源的重要性，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、以及相关的高效率零污染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传统空调装置对环境的影响最为深远，因为传统空调不但耗能，其所使用的冷媒更被公认是破坏地球生态的头号杀手，且长期生活在密闭的空调环境中更会对健康造成危害；虽然目前科技界对太阳能的光电转换效益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的光热转换效益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)以及和空气调节(airconditioning)相关的领域。
就建筑物的室内加温和空气调节的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的处，例如屋顶或墙壁上。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型式的太阳能集热器，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US4,418,685所揭示的太阳能热水供应系统及WO9,625,632所揭示的空气循环器；其它型式还包括US2002/0,032,000A1所揭示的屋顶式空气循环器、US4,934,338所揭示的墙壁式空气预热器等。
然而，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诸多改善的空间，包括：
(1)集热器的本体过重，长期使用可能会对部份建筑物造成负担；
(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，也使成本提高，延长资金的回收期；
(4)缺乏与多样化建筑物设计的兼容匹配与弹性，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)整件式产品占用空间大，增加仓储、商品展示、通路营销的成本；
(7)整件式产品缺乏大面积应用的弹性，并增加安装困难度及成本；
(8)透明板嵌装于热绝缘盒外框，易因热膨涨是数不同引发热应力问题；
(9)无法满足用户自行安装(DIY)的参与感及成就感；
(10)部份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)太阳能加热的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。
为克服上述不足，本发明人经过长期努力，研究出一种太阳能空调装置，其已在US 6,880,553B2及TW 579416专利中揭示，但该空调装置的吸热组件中各吸热单元间的连接方式为单一的接触型态，不利于该装置加热温度的均匀性，且集热器的扩延性受到限制，不利于该装置组装与现场施工的方便性，因此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，有必要提供一种方便组装且高光热效率的自然空调装置。
本发明自然空调装置是一种利用太阳能加热空气的模块化自然空调装置，特别是一种能延长吸热长度以提升室内气流循环效率的自然空调装置，包括一集热部及位于集热部两端的进口部与出口部，该集热部包括若干集热器，这些集热器通过若干连接部串接形成所述集热部，每一集热器包括一吸热组件及一位于该吸热组件上方的透明盖板，该吸热组件包括若干模块化的
吸热单元及一位于吸热组件下方的底板，这些吸热单元沿横向相互扣合形成该吸热组件，将集热器的内部空间分隔形成一储热室和一吸热室，该进口部及出口部与集热部中经延伸的吸热室连通，并同时将该集热部中的储热室予以密封，每一连接部包括若干横向接合的连接单元，这些连接单元与集热器两端对应的吸热单元固接，藉以连接相邻的集热器。
本发明通过上述太阳能接收面使密闭的储热室形成一产生温室效应的储热空间以使吸热面升温，从而加热由室内引导流经吸热室中的空气，通过该热空气流密度降低所造成的热浮力，形成驱动室内空气循环的烟囱效应，持续将室内污浊空气导引至出口部以排出室外，并自室外引进新鲜空气，达到室内冬暖夏凉并兼具健康、节能、环保的自然空调功效。
本发明还具有如下诸多优点：
本发明通过上述装置持续导引室内污浊空气通过进口部，并将其均匀分配至吸热室，以吸收储热室的太阳能而升温，进而通过热浮力效应将其导引至出口部以排出室外，并自室外引进新鲜空气，达到室内冬暖夏凉并兼具健康、节能、环保的自然空调功效。
本发明自然空调装置通过连接部将若干集热器串联成结为一体的集热部，使其因具有良好的延伸弹性而达到更适合应用于大面积接收太阳能的功效。
本发明自然空调装置通过连接部将若干集热器串联成结为一体的集热部，使透明盖板所涵盖的太阳能接收面经由延伸吸热长度达到提升室内气流循环效率的功效。
本发明自然空调装置通过连接部将若干集热器串联成结为一体的集热部，使现场铺设与维修得以适当重量及大小的集热器为单位分批组装与独立维修，达到简化施工程序及降低施工成本的功效。
本发明自然空调装置通过连接部将若干集热器串联成结为一体的集热部，使个别集热器中的吸热组件经由连接部的串联而将集热部分隔成上方的储热室及下方的吸热室，以致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吸热室，达到具有双层嵌装玻璃的绝热效果及高吸热效率的功效。
本发明自然空调装置通过模块化的组件设计并组合成为一体，具有结构简单、轻薄、易加工、适合量产等特征，达到降低制造成本、易于施工、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。
综上所述，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，非但可避免或降低习知空调因压缩机所引起的噪音及耗电，且可避免因冷媒所引起的环境破坏；另由于本发明可将室内污浊的空气排出并由室外引进新鲜的空气，上述室内空气的循环及换新功能可达到维护良好室内空气质量(IAQ)及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通路营销等优点外，更由于组件结构简单、空调装置轻薄以及可大面积延伸铺设，因此对于多样化的建筑物外观具有良好的匹配与兼容性，且由于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的立体图。
图2是图1中主要组成件的立体分解图。
图3是图2中集热器的立体分解图。
图4A是图3中吸热单元的立体图。
图4B是图4A的侧视图。
图5是图1中连接部的一外观立体图。
图6是图5中连接部的一立体分解图。
图7是图6中连接单元的一立体图。
图8是图6中连接单元的另一立体图。
图9是图1中IX-IX处的截面图。
图10是图1中X-X处的截面图。
图11是图1中进口部的一立体图。
图12是图1中出口部的一立体图。
图13是本发明自然空调装置第二实施例的立体示意图。
图14是图13中连接单元的立体图。
具体实施方式
以下参照图1至图14，对本发明自然空调装置予以进一步说明。
图1是本发明自然空调装置第一实施例的立体图，图2是图1中主要组成件的立体分解图；该自然空调装置包括一进口部20、一集热部10及一出口部30，其中：
如图1与图2所示，该集热部10是由若干集热器12串接而成，其中该集热器12由上方的透明盖板121和其下的吸热组件122构成，该吸热组件122由上方的吸热板123a和其下的底板124构成，上述集热器12的串接方式是通过若干连接单元141所组成的一连接部14分别将上游一集热器12与下游另一集热器12予以连通，并通过这些集热器12沿气流方向两侧边的第一支撑件15与第二支撑件16的外侧两端分别所设的锁固件18予以固定，以强化整体结构，经由上述串接若干集热器12的延伸组合方式构成所述集热部10；该进口部20及出口部30分别和该集热部10的两端连通，另外，该进口部20经由所设的接头27与室内排气管(图未示)衔接，出口部30则与室外相通。
如图2与图3所示，图3是图2中集热器12的立体分解图；该集热器12是由吸热组件122及其上方的透明盖板121构成，该集热器12用于接收太阳能并借以加热流过其中的空气，该吸热组件122是由若干模块化相互扣接的S形吸热单元123及用于铺设这些吸热单元123的一底板124所构成，这些吸热单元123是由导热性良好的材质经表面黑色处理制成，通过这些吸热单元123沿横向的延伸铺设所构成的吸热组件122，将该集热器12分隔成一上方的储热室125及一下方的吸热室126，从而形成该储热室125中的若干V形的储热通道125a以及该吸热室126中的若干V形的吸热通道126a；在上述将进口部20及出口部30分别安装于集热部10两端的过程中，该进口部20及出口部30和集热部10中经延伸的吸热室126内各吸热通道126a相连通，并同时将该集热部10中的储热室125内各储热通道125a予以密封，从而形成一涵盖集热部10中储热室125的太阳能接收面123f以及对应于吸热室126中的吸热面123g。
如图4A及4B所示，是图3中吸热单元123的立体图及其侧视图，该吸热单元123是由一呈S形波浪状的吸热板123a及两端的第一扣合结构123b与第二扣合结构123c所组成的一体成型件，该吸热板123a沿波谷底端设有若干固定孔123d以便锁固于底板124，该吸热板123a靠近前后端边缘的位置分别设有两穿设螺栓193的固定孔123e以便锁固于连接部14上，或锁固于进口部20及出口部30的连接凸耳25(图10)上；为增加该集热器12中吸热通道126a扩充数目的弹性并兼具定位性及结构性，该吸热单元123尚包括于吸热板123a两端分别形成的二形状互补的扣合结构，即所述第一扣合结构123b与第二扣合结构123c。该二扣合结构的其中之一是圆弧或半圆弧槽形，其中另一扣合结构是圆弧或半圆弧实心状，通过该扣合结构相互卡扣以方便相邻两吸热单元123进行连接及扩充，从而形成所述吸热面123g；该吸热面123g上方与透明盖板121之间的空间界定为储热室125，吸热板123a下方与底板124之间的空间界定为吸热室126；该一体成型的吸热单元123为轻薄扁平结构，对陈列、包装、仓储、运输、组装均有其方便性。
如图3所示，设于集热器12两侧边的第一支撑件15及第二支撑件16是分别由沿气流方向的一承载板153、一底座151、一扣合结构及一垂直连接该承载板153、底座151及扣合结构的支撑板152所构成的一体成型件，该第一支撑件15与第二支撑件16朝集热器12外侧的底座151上设有若干固定孔154，以便将集热器12锁固于阳光充足的屋顶、墙壁或外加的支撑结构上；该第一支撑件15与第二支撑件16的两端设置用于装设锁固件18的凸耳183的固定孔(图未示)，该第一支撑件15与第二支撑件16朝吸热组件122方向对应吸热组件122两侧边缘的第一扣合结构123b与第二扣合结构123c分别设置形状互补的第二扣合结构165与第一扣合结构155；该承载板153设于第一支撑件15与第二支撑件16的顶部且沿气流方向延伸，该承载板153外缘设有若干固定孔156以便与一锁固板17的下板174上对应的若干固定孔171结合，使锁固板17的上板172与承载板153间形成一朝吸热组件122方向容置透明盖板121边缘的凸槽(图10)，该锁固板17的上板172上另设置沿气流方向排列的若干螺孔175，用以使透明盖板121与第一支撑件15与第二支撑件16紧密结合，以达到密封防水的功效；如图10所示，其方法为先将两侧边缘套有U型软垫177的透明盖板121(或采用预先套装于透明盖板121边缘且涵盖密封抵紧面的U型软垫)插入由锁固板17的上板172与承载板153形成的凸槽内，再将刚性压条178设置在介于锁固板17的上板172与透明盖板121边缘的U型软垫177之间，最后将螺栓179旋入设于锁固板17的上板172的若干螺孔175，并抵紧该刚性压条178，使该U型软垫177与该刚性压条178均匀抵紧，以确保集热器12两侧边的密封防水。
如图3及图10所示，在该吸热组件122的吸热面123g顶端设有沿吸热通道126a方向的软质座垫170a，通过在该吸热面123g顶端的长度范围内的部分位置设置软质座垫170a，使设有软质座垫170a的部分与集热器12的透明盖板121接触，达到对透明盖板121均匀支撑的功效，在未设置软质座垫170a的部分则形成吸热单元123顶端与透明盖板121之间的气流间隙170b，使该若干储热通道125a间的空气互相流通，达到均匀加热该密闭型储热室125以提高整体热传效率；同样地，在该吸热组件122底端也设有沿吸热通道126a方向的软质座垫(图未示)，通过在该吸热组件122底端的长度范围内的部分位置设置软质座垫，使设有软质座垫的部分与集热器12的底板124接触，达到对吸热组件122均匀支撑的功效，在未设置软质座垫的部分则形成吸热组件122底端与底板124之间的气流间隙，使该若干吸热通道126a间的空气互相流通，达到均匀加热该吸热室126中的气流以进一步提高整体热传效率；并使储热室125与吸热室126中的空气不致互相混合，且两室中的空气也不致与外界的空气互相混合，达到提高集热部10整体吸热效率以增加驱动气流的热浮力的功效。
该集热器12的结构简单轻薄，适用于大面积的铺设，并对不同型式的建筑物具有较佳的兼容匹配性，且经模块化设计的组成组件，对陈列、组装及现场铺设均有其方便性。
如图5、图6、图7及图8所示，其中图5是图1中连接部14的一外观立体图，图6是图5中连接部14的一立体分解图，图7及图8分别为图6中连接单元141的立体图；该连接部14的主要功能是将相邻两吸热组件122串接，并提供透明盖板121与这些吸热组件122在串接处的密封机制，以达到相邻两集热器12的串接；该连接部14是由若干连接单元141及一锁固压件142组成；其中该连接单元141是由分别朝向储热通道125a两端凸出且呈对称的一连接座143、二接合件144、以及一上端共享的卡槽148所构成的一体成型件，该卡槽148是由垂直于储热通道125a中气流方向的两侧边向内凸出的凸缘148a构成一内槽大外口小的容置通道，该连接座143的外部形状及尺寸和储热通道125a相匹配。
组装时，先以连接单元141逐一接合相邻两未装透明盖板121的储热通道125a，进而达到以连接部14串接集热器12的目的，其是通过该连接座143底部与相邻两吸热组件122对应的吸热单元123两端上表面的紧密接合，达到逐一连接前后两端集热器12所对应的储热通道125a，其方法为将已锁固于吸热单元123的吸热板123a两端且朝储热通道125a凸伸的U形螺栓193(图4)穿过对应于连接座143的固定孔141a(图7)，使凸出于吸热板123a表面的螺帽193a埋入连接座143背面设有圆沉孔141b的该固定孔141a(图8)，并以旋入该U形螺栓193的螺帽193b将连接座143与吸热板123a锁固并密贴，如此依上述方式逐一将连接单元141与吸热单元123接合，并以穿过相邻两接合件144上对应固定孔144a(图7)的螺栓192(图5)将连接单元141锁固成为一体的连接部14本体；该连接座143与接合件144之间有一凸形147(图5)，用以容置集热器12侧边的第二支撑件16上朝向吸热组件122凸出的第二扣合结构165，当锁紧锁固件18的螺栓184时集热器12前后两侧的第一支撑件15(第二支撑件16)的端部相互密合，并使连接部14的两端面密贴于该第一支撑件15(第二支撑件16)的内侧；并通过集热器12两侧的第一支撑件15(第二支撑件16)两端所设的锁固件18将这些吸热板123a与对应的连接单元141予以抵紧，进而达到连接部14与前后两吸热组件122结合的密封防水功效。
如图6至图8所示，该连接部14本体的整体性结构可通过一螺杆194贯穿若干连接单元141设于卡槽148下方中心的通孔149得到更进一步的强化，该螺杆194为一端设有固定螺帽194a另一端设有螺牙194b的长直螺杆194，当该螺杆194贯穿该若干连接单元141的通孔149后以螺帽194c旋紧该螺牙194b达成；为进一步简化现场安装的程序，上述连接单元141的通孔149一端设为六角沉孔149b另一端设为圆沉孔149a，以一端设有六角固定螺帽194a的螺杆194嵌入该六角沉孔149b内，并自螺杆194另一端将配有沟槽的活动螺帽194c旋紧并容置于该圆沉孔149a内，使该连接部14两端的接合件144完全包覆于集热器12两侧的第一支撑件15与第二支撑件16内(示于图1)；由于该螺杆194一端的六角固定螺帽194a已嵌入该六角沉孔149b内，使另一端的螺帽194c在锁固螺杆194时不致打滑，因此上述动作可直接由卡入该沟槽的螺丝起子即可轻易达成；经由上述以螺杆194锁固若干连接单元141的方式，可使连接部14的两端面不致出现凸出物，进而确保与该支撑件的内侧密贴；并通过集热器12两侧的第一支撑件15与第二支撑件16两端所设的锁固件18将这些吸热板123a与对应的连接单元141予以抵紧，进而达到连接部14与前后两吸热组件122结合的密封防水功效。
如图5及图7所示，上述连接部14的安装使相邻两储热室125因连接单元141的隔板140而封闭，以致串接各集热器12的储热室125之间成为各自不互相连通的密闭加热空间；实务上，上述各集热器12中的储热室125之间也可以将该隔板140导通，达到气流相通的均匀加热设计。
如图5、图6及图7所示，位于连接座143上端的承载座146为一承载透明盖板121的平面，该连接单元141的卡槽148是由两侧的凸缘148a构成一较小开口的凹槽，用以容置并卡住由连接部14侧向伸入该凹槽内的倒置锁固螺栓191，使该倒置锁固螺栓191一端的六角螺帽可沿该卡槽148内移动却无法自卡槽148的较小开口脱离，该倒置锁固螺栓191的另一端为一具有可伸出卡槽148较小开口的螺栓；该锁固压件142为一中央凸出呈ㄇ形的结构件，该ㄇ形结构可罩盖于连接部14顶部凸缘148a的外侧，并在ㄇ形结构的上部平面142a设有若干固定孔142c，在ㄇ形的两侧边142b的下部设有与承载座146平行的刚性凸条(图未示)，以及旋入这些螺栓的若干垫片191a及锁固螺钮191b。
如图9所示，是图1中IX-IX处的一截面图；该图清楚说明一连接部14和前后两吸热组件122之间以及该连接部14和前后两透明盖板121之间的密封防水结合机制，其方法为如前所述，先将连接部14的连接座143和前后两吸热组件122结合，再将两侧边缘套有U型软垫177的透明盖板121(或采用预先套装于透明盖板121边缘且涵盖密封抵紧面的U形软垫)分别放置于连接部14两侧的承载座146上，并将倒置锁固螺栓191一端的六角螺帽伸入已与吸热组件122结合的连接部14卡槽148内，同时将这些螺栓的另一端伸出卡槽148较小开口的螺栓穿过ㄇ形结构的上部平面142a所设的若干固定孔142c，再由穿过这些固定孔142c的螺栓分别套入垫片191a及旋入锁固螺钮191b，使刚性凸条与套装于透明盖板121的U形软垫177均匀抵紧，以发挥集热部10中各集热器12与连接部14的密封防水功效。
图10是图1中X-X处的一截面图；该图显示集热器12一侧的第二支撑件16的第二扣合结构165与吸热组件122侧边的吸热板123a的第一扣合结构123b的结合；该吸热组件122上方的透明盖板121与第二支撑件16的结合以达密封防水的方法为：先将两侧边缘套有U型软垫177的透明盖板121(或采用预先套装于透明盖板121边缘且涵盖密封抵紧面的U形软垫)放置于第二支撑件16顶端的承载板153上，再将锁固板17的下板174与承载板153对应的若干固定孔171、156以螺栓176锁固，使透明盖板121的边缘容置于锁固板17的上板172与承载板153所形成的空间内，继的，将刚性压条178置入该上板172与U型软垫177之间，最后将螺栓179分别旋入该上板172的若干螺孔175并均匀抵紧刚性压条178，使U形软垫177与承载板153及刚性压条178密贴，达到集热器12侧边与第二支撑件16的密封防水功效；又如图3与图10所示，在该吸热组件122的若干吸热板123a顶端的部分位置分别设置座垫170a，除使透明盖板121均匀支撑于吸热组件122外，也使透明盖板121与未设置座垫170a的部分形成储热室125中各储热通道125a间的气流间隙170b而令气流导通170b；同样地，在该吸热组件122的若干吸热板123a底端的部分位置分别设置座垫，除使底板124均匀支撑吸热组件122外，也使底板124与未设置座垫的部分形成吸热室126中各吸热通道126a间的气流间隙170b而令气流导通；上述气流间隙170b有利于储热室125与吸热室126中的均匀加热，达到提升集热部10的整体热传效率。
图11与图12分别为本发明自然空调装置的进口部20及出口部30的一外观立体示意图；该进口部20及出口部30分别与该集热器12的两端衔接，并连通该集热器12中吸热室126的若干吸热通道126a，其中进口部20经由所设接头27与室内排气管(图未示)衔接，出口部30则设有与室外相通的气流出口；本发明通过上述装置持续导引室内污浊的热空气通过进口部20，并将热空气均匀分配至各吸热通道126a，以吸收储热室125中的太阳能而升温，进而通过热浮力将其送至出口部30以排出室外，并同时自室外引进新鲜的凉空气导入到室内，达到兼具健康、节能、环保的自然空调功效。
如图2、图11及图12所示，该进口部20与出口部30具有相似的形状结构，该进口部20包括一中空长方壳体21，该壳体21顶面朝集热部10的吸热组件122方向一侧边缘弯折延伸一挡板22，该挡板22上设有若干螺孔22a；该挡板22与壳体21顶面围设成一凸槽22b，该壳体21通过该凸槽22b得以与集热部10的透明盖板121搭接并予以密封防水，该壳体21朝向集热部10的前端面设有一分隔板23，该分隔板23下方设有若干均匀排列且相互间隔的均流孔24，若干连接凸耳25垂直突出设于该分隔板23上方，这些连接凸耳25相互间隔并位于这些均流孔24上方，每一连接凸耳25上设有固定孔25a，该壳体21通过所设连接凸耳25的固定孔25a与对应于该吸热组件122中吸热单元123上所设的固定孔123e，以螺杆193同时将这些吸热单元123及连接凸耳25予以锁固，该壳体21两侧面底部边缘分别沿水平延伸出一锁固凸耳26，该锁固凸耳26上设有固定孔26a，该壳体21通过锁固凸耳26上的固定孔26a予以锁固于屋顶、墙壁或固定板(图未示)；该进口部20设有衔接到室内排气管的接头27，该接头27设置在该进口部20的壳体21后端面中部。该出口部30具有与进口部20相似结构的壳体31、分隔板33、均流孔34、连接凸耳35、挡板32、凸槽32b、螺孔32a、锁固凸耳26及固定孔36a，所不同的处在于：该壳体31顶部设有若干相互间隔的气流出口37，该气流出口37与室外空气相通；从该壳体31顶部与凸槽32b相对一侧边缘向上弯折延伸出一防雨罩38，该防雨罩38用以遮掩该壳体31顶部，另外该壳体31上还可设置防止灰尘、蚊虫等异物进入的必要防护设施(图未示)。
该进口部20与出口部30的分隔板23、33与吸热组件122两端接合后，分隔板23、33上方用以封闭储热室125，分隔板23、33下方的均流孔24、34用以和吸热室126的吸热通道126a联通，促使室内空气进入进口部20后均匀分配于吸热通道126a以提升整体吸热效率。为降低流阻，该均流孔的总面积以大于排气管流体截面积两倍为宜。
图13是本发明自然空调装置第二实施例的立体示意图，图14是图13中连接单元441的立体图；如图13及图14所示，本实施例与前述第一实施例均是以连接部44将相邻两吸热组件串接且提供透明盖板421与吸热组件的密封防水机制，主要的差异在于本实施例提供用于串接具有平板式吸热板423的集热器42的一种简易、方便且有效的连接部44；该连接部44由若干连接单元441及一锁固压件442组合而成，其中该连接单元441是由二承载座441d、二固定座441c、一卡槽448、若干支撑柱444及二底座441b所构成的一体成型件；其中该底座441b的底面与连接单元441底部之间的空间441h用以容置集热器42的底板424，该承载座441d、固定座441c及底座441b是分别朝向前后两端凸出且呈前后对称的外观，该固定座441c及底座441b边缘分别设有若干对应的固定孔441e、441f，又该底座441b朝向前后两端凸出的长度大于该固定座441c的对应长度，且该固定座441c朝向前后两端凸出的长度大于该承载座441d的对应凸出长度，以便螺栓46通过底座441b的对应固定孔441f锁固于底板424，以及将吸热板423锁固于固定座441c时有足够施工空间，在底板424与吸热板423之间可设置均匀支撑吸热板423的支撑结构(图未示)；该连接单元441两端设有若干固定孔441g，以便与相邻连接单元441以螺栓(图未示)锁固于对应的固定孔441g，由该串接的连接单元441形成相邻两集热器42的连接部44，此时该连接部44两端的若干固定孔441g用于集热器42侧边的支撑件45两端的锁固，该支撑件45设有朝向集热器42外侧的固定凸耳452，通过螺丝通过其上的固定孔锁固于底板424；该固定座441c与底座441b之间设有若干呈扁平状的支撑柱444，以强化连接单元441的结构，其间大部分的透空区域使相邻两串接的集热器42具有低流阻的相通吸热室；相对于该扁平的支撑柱444的中间有一承载座441d平面，用以承载透明盖板421边缘，并通过与第1实施例相同的方法，通过顶端的刚性锁固压件442达到连接部44与透明盖板421间的密封防水功效。
本发明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，使加热的脏空气产生热浮力的烟囱效应而将室内空气藉自然力抽至室外；此时，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。
在冬季寒冷气候该集热器12加热由室内排气管流过的空气，并由与室内进气管(图未示)衔接的辅助风扇(图未示)将加热的空气送回室内，达到暖房的效果。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，则除需将进口部20与室内排气管接通外，并需维持与室外相通的进气口有一定的开度。
本发明自然空调装置也可于全年不论季节搭配传统太阳能热水供应系统使用，将该系统的吸热水管排列于本发明自然空调装置的储热室125中所设通道内加热，再将加热后的热水送回储热槽所构成的水循环回路(图未示)，循环空气则主要于本发明自然空调装置的吸热室126中所设吸热通道126a内加热。
本发明通过上述装置持续导引室内污浊空气通过进口部20，并将其均匀分配至吸热室126，以吸收储热室125的太阳能而升温，进而通过热浮力效应将其导引至出口部30以排出室外，并自室外引进新鲜空气，达到室内冬暖夏凉并兼具健康、节能、环保的自然空调功效。
本发明自然空调装置通过连接部14将若干集热器12串联成结为一体的集热部10，使其因具有良好的延伸弹性而达到更适合应用于大面积接收太阳能的功效。
本发明自然空调装置通过连接部14将若干集热器12串联成结为一体的集热部10，使透明盖板121所涵盖的太阳能接收面123f经由延伸吸热长度达到提升室内气流循环效率的功效。
本发明自然空调装置通过连接部14将若干集热器12串联成结为一体的集热部10，使现场铺设与维修得以适当重量及大小的集热器12为单位分批组装与独立维修，达到简化施工程序及降低施工成本的功效。
本发明自然空调装置通过连接部14将若干集热器12串联成结为一体的集热部10，使个别集热器12中的吸热组件122经由连接部14的串联而将集热部10分隔成上方的储热室125及下方的吸热室126，以致虽然实质结构只有一层透明盖板121，但由于引入的空气均通过吸热室126，达到具有双层嵌装玻璃的绝热效果及高吸热效率的功效。
本发明自然空调装置通过模块化的组件设计并组合成为一体，具有结构简单、轻薄、易加工、适合量产等特征，达到降低制造成本、易于施工、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。
综上所述，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。

Claims (12)

1.一种自然空调装置，包括一集热部及位于集热部两端的进口部与出口部，其特征在于：该集热部包括若干集热器，这些集热器通过若干连接部串接形成所述集热部，每一集热器包括一吸热组件及一位于该吸热组件上方的透明盖板，该吸热组件包括至少一吸热单元及一位于吸热组件下方的底板，这些吸热单元相互接合形成该吸热组件，将集热器的内部空间分隔形成一上方的储热室和一下方的吸热室，该进口部及出口部与集热部中经延伸的吸热室的两端相连通，并同时将该集热部中的储热室予以密封，每一连接部包括若干接合的连接单元，这些连接单元与集热器两端对应的吸热单元固接，藉以连接相邻的集热器。
2.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：该吸热组件包括若干模块化的S形吸热单元，各吸热单元两侧形成有第一扣合结构与第二扣合结构，相邻吸热单元通过这些扣合结构相互扣合连接。
3.如权利要求2所述的自然空调装置，其特征在于：该第一扣合结构与第二扣合结构的其中之一呈槽形，其中另一呈实心状。
4.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：该集热器包括分别位于吸热组件两侧的第一支撑件与第二支撑件，该第一支撑件与第二支撑件上分别设有与吸热组件的第一扣合结构与第二扣合结构相配合的扣合结构。
5.如权利要求4所述的自然空调装置，其特征在于：该第一支撑件与第二支撑件分别包括与吸热组件的底板相结合的底座及用于支撑透明盖板的承载板，该承载板与一锁固板的下板相结合，在该承载板与该锁固板的上板之间形成收容透明盖板边缘的凸槽。
6.如权利要求4所述的自然空调装置，进一步包括若干锁固件，该锁固件具有分别固定于相邻集热器上或集热器与相邻的进口部或出口部上的凸耳。
7.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：该连接单元包括一连接座及二接合件，这些连接单元通过这些接合件串接在一起。
8.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：该连接单元包括一卡槽，该连接部还包括一盖设于这些连接单元上的锁固压件，若干倒置的锁固螺栓的一端卡设于该卡槽内，其另一端穿过该锁固压件，并通过若干锁固螺钮固定至锁固压件上。
9.如权利要求8所述的自然空调装置，其特征在于：该卡槽的下方开设一通孔，一螺杆贯穿该若干连接单元的通孔，将这些连接单元固定在一起。
10.如权利要求9所述的自然空调装置，其特征在于：该螺杆的一端为一固定螺帽，其另一端为一活动螺母，该通孔的一端为收容该固定螺帽的沉孔，其另一端为收容该活动螺母的沉孔。
11.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：该吸热组件包括一平板状的吸热单元，各连接单元包括与相邻集热器的底板相结合的二底座、与相邻集热器的吸热单元相结合的二固定座及与相邻集热器的透明盖板相结合的二承载座。
12.如权利要求11所述的自然空调装置，其特征在于：该连接单元还包括一卡槽，该连接部还包括一盖设于这些连接单元上的锁固压件，若干倒置的锁固螺栓的一端卡设于该卡槽内，其另一端穿过该锁固压件，并通过若干锁固螺钮固定至锁固压件上。
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Termination date: 20111102