CN101469898B - 自然空调装置 - Google Patents

Abstract

一种自然空调装置，包括若干自然空调单元及若干接合件；该自然空调单元是由一集热器及分别设于集热器两端的一进口单元及一出口单元所组成；该集热器包括若干集热单元及至少一连接部，该等集热单元通过所述至少一连接部串连为一整体；每相邻两自然空调单元的两进口单元之间及两出口单元之间分别设有一接合件，通过所述接合件分别串接这些自然空调单元的若干进口单元及若干出口单元并形成一进口部及一出口部，并将这些自然空调单元的若干集热器并联形成一集热部，该进口部与出口部分别为一进气连通管路与一出气连通管路，该集热部的两端分别与进口部及出口部相连通。

Description

自然空调装置

技术领域

本发明涉及一种空调装置，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

由于全球温室气体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)以及和空气调节(air conditioning)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之处，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。例如美国专利公告第4,418,685号所揭示的太阳能热水供应系统及国际专利公告第9,625,632号所揭示的空气循环器；其它型式还包括美国专利申请公开第2002/0032000A1号所揭示的屋顶式空气循环器、美国专利公告第4,934,338号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，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)的参与感及成就感；

(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，但对大多数的现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。

有鉴于上述现有技术的缺点，本发明人经过长期努力，研究出一种太阳能空调装置，其已在美国专利公告第6,880,553B2号及中国台湾新型专利第579416号中揭示，为进一步提升该空调装置太阳能接收面积的扩延性以提升其整体效率，并兼顾现场组装及施工的方便性，需要对该空调装置做进一步改进。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种方便现场组装施工且具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，特别是一种能无限扩延太阳能接收面积以提升室内气流循环效率的自然空调装置，其包括若干自然空调单元及若干接合件，其中所述自然空调单元包括一集热器、一进口单元及一出口单元，所述集热器包括若干集热单元及至少一连接部，所述集热单元包括一透明盖板和设于该透明盖板下方的一吸热组件，该吸热组件将所述集热单元分隔成上方的储热室及下方的吸热室，所述连接部设于相邻两集热单元之间，通过所述连接部分别将上游一集热单元与下游另一集热单元予以连接并使相邻两集热单元的吸热室相连通，所述进口单元及出口单元分别设于该集热器的两端并与集热器中经延伸的吸热室相连通，并同时将该集热器中的储热室予以密封，所述接合件设于相邻两自然空调单元的两进口单元之间及两出口单元之间，通过所述接合件串接若干自然空调单元的进口单元及出口单元并分别形成一进口部及一出口部，并将这些自然空调单元的集热器并联形成一集热部。

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储热室内的吸热面升温，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及接合件分别将若干集热单元串、并联成结为一体的集热部，使其因具有良好的扩延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及接合件分别将若干集热单元串、并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扩延吸热面积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及接合件分别将若干集热单元串、并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单元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及接合件分别将若干集热单元串、并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)环保节能空调装置，非但可避免或降低现有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，符合环保节能自己动手作的趋势。

附图说明

下面参照附图，结合实施例对本发明作进一步描述。

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3A是图2中锁固件的立体图。

图3B是图2中集热单元的立体分解图。

图4A是图3B中吸热单元的立体图。

图4B是图3B中其中一支撑件及一锁固盖板的立体图。

图5是图1中连接部的外观立体图。

图6是图5中连接单元的立体图。

图7是图1中进口单元的立体图。

图8是图1中出口单元的立体图。

图9是图1中接合件串接相邻两进口单元的立体图。

图10是图9中连接头的立体图。

图11是图9中接头的立体图。

图12是图9中接头的截面图。

图13是本发明自然空调装置第二实施例中接合件串接相邻两进口单元的立体示意图。

图14是图13中接合件的立体组合图。

图15是图13中接合件的立体分解图。

具体实施方式

以下参照图1至图15，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；图3A是图2中锁固件的立体图；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，该自然空调装置通过连接部50及接合件40分别将若干集热单元12串、并联成结为一体的集热部10，进口部20为由若干接合件40分别串接相邻两进口单元22所组成的进气连通管道，出口部30为由若干接合件40分别串接相邻两出口单元32所组成的排气连通管道；其中集热部10是由若干集热器11并联而成，该集热器11由若干集热单元12串接而成，该集热单元12由上方的透明盖板121和其下的吸热组件14构成(图3B所示)，该吸热组件14由若干吸热单元15所组成的吸热板124和其下的底板125构成，通过该吸热板124将集热单元12分隔成上方的储热室122及下方的吸热室123，这些集热单元12沿气流方向两侧边的支撑件13a、13b外侧两端分别以所设的锁固件16予以固定，以强化整体结构，其中该锁固件16是由固设于相邻两集热单元12的支撑件13a、13b端部的两凸耳161及将连接于所述凸耳161之间的若干螺栓162所组成(图3A所示)；并在进口部20及出口部30的末端以锁固于第一接头42的盲板34予以封闭。

为清楚显示出本发明的技术特征，本实施例仅以串联两集热单元12形成集热器11以及并联该两集热器11形成集热部10的简化方式予以说明，实际上，经过以下说明可清楚显示具有本发明技术特征的自然空调装置能无限扩延集热部10中储热室122的太阳能接收面111以及吸热室123的吸热面112。

该自然空调装置经由上述连接部50分别将上游一集热单元12与下游另一集热单元12的吸热室123予以连通的延伸组合方式，达到串联若干集热单元12以构成集热器11；另通过进口单元22及出口单元32与集热器11中经延伸的吸热室123连通，并同时将该集热器11中的储热室122予以封闭，以形成由一进口单元22、一集热器11及一出口单元32组成的一自然空调单元60；再通过接合件40串接相邻两进口单元22及与其相对应的两出口单元32以分别形成进口部20及出口部30，达到并联这些自然空调单元60以扩延太阳能接收面111的组合方式构成该集热部10；该进口部20另通过接合件40的第二接头43(图9所示)衔接室内排气管，出口部30则与室外相通，从而形成一种能无限扩延集热部10中储热室122的太阳能接收面111以及吸热室123的吸热面112的自然空调装置。

如图2与图3B所示，图3B是图2中集热单元12的立体分解图；该集热单元12是由一吸热组件14及位于该吸热组件14上方的一透明盖板121构成，集热器11用来接收太阳能并用以加热流过其中的空气，该吸热组件14是由若干模块化相互扣接的吸热单元15组成，这些吸热单元15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15沿横向的延伸铺设所构成的吸热组件14，将该集热器11分隔成一上方的储热室122及一下方的吸热室123，并于该储热室122中形成若干储热通道122a以及于该吸热室123中形成若干吸热通道123a；在上述将进口单元22及出口单元32分别安装于集热器11两端的过程中，使该进口单元22及出口单元32和集热器11中经延伸的吸热室123内各吸热通道123a予以连通，并同时将该集热部10中的储热室122内各储热通道122a予以密封，从而形成一涵盖集热部10中储热室122的太阳能接收面111以及对应于吸热室123中的吸热面112。

如图4A所示，是图3B中吸热单元15的立体图；该吸热单元15是由一吸热板151、一位于该吸热板151下方的底板152及一垂直连接该吸热板151和底板152的支撑板153所构成的一体成型件，该吸热板151及底板152自该支撑板153两侧延伸设置，并由吸热板151将支撑板153分隔成上方的一上支撑板153a及下方的一下支撑板153b，上支撑板153a的高度界定储热室122的高度，下支撑板153b的高度界定吸热室123的高度；为增加该集热器11中吸热通道123a扩充数目的弹性并兼具定位性及结构性，该吸热单元15还包括于吸热板151及底板152的横向两侧边缘分别设置扣合结构151a、151b及定位结构152a、152b，该扣合结构151a及定位结构152a是槽形或半槽形，该扣合结构151b及定位结构152b是实心状并分别与上述对应的扣合结构151a及定位结构152a的形状互补，通过该扣合结构151a、151b及定位结构152a、152b相互卡扣以方便相邻两吸热单元15进行连接及扩充；该一体成型的吸热单元15为轻薄的结构成型件，对陈列、包装、仓储、运输、组装均有其方便性。

如图3B与图4B所示，设于集热单元12两侧边的支撑件13a、13b是由沿气流方向一吸热板131、一位于该吸热板131下方的底板132及一垂直连接该吸热板131和底板132的支撑板133所构成的一体成型件，该吸热板131及底板132是自该支撑板133内侧延伸设置，该支撑件13a、13b的外侧底部设置一固定凸耳134，通过设于该固定凸耳134的固定孔135将集热单元12锁固于阳光充足的屋顶、墙壁或外加的支撑结构上，该两支撑件13a、13b的吸热板131及底板132边缘也分别设置扣合结构131a、131b及定位结构132a、132b，且与对应匹配于吸热单元15的吸热板151所设扣合结构151b、151a以及底板152所设定位结构152b、152a形状互补；该支撑件13a、13b的顶部另设置一沿气流方向的承载板136，该承载板136外缘设有若干固定孔137以便与锁固盖板17的下板171上对应的若干固定孔172结合，使锁固盖板17的上板173与承载板136之间形成一朝吸热组件14方向以容置透明盖板121边缘的凸槽，该锁固盖板17的上板173另设置沿气流方向的若干螺孔174，用以使透明盖板121与支撑件13a、13b紧密结合，以达到密封防水的功效；其方法为先将该两侧边缘套有U型软垫18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18)插入由锁固盖板17的上板173与承载板136之间形成的凸槽内，再将刚性压条19设置在介于锁固盖板17的上板173与透明盖板121边缘的U型软垫18之间，最后将螺栓126旋入设于锁固盖板17的上板173的若干螺孔174，并抵紧该刚性压条19，使该U型软垫18与该刚性压条19均匀抵紧，以确保集热器11两侧边的密封防水。

请参考图2、图3B及图4A所示，吸热单元15的上支撑板153a顶端设有沿吸热通道123a方向的凹槽154以容置软质垫片或O形环(图未示)，通过在该凹槽154的长度范围内设置部分软质垫片或O形环，使设有软质垫片或O形环的部分与集热单元12的透明盖板121接触，达到对透明盖板121均匀支撑的功效，在未设置软质垫片或O形环的部分则形成上支撑板153a顶端与透明盖板121之间的气流间隙，达到均匀加热该密闭型储热室122内的空气，并使储热室122与吸热室123中的空气不致互相混合，且该两室122、123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功效。该集热单元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与图6所示，其中图5是图1中连接部50的一外观立体图，图6是图5中连接单元51的立体图；该连接部50的主要功能是将相邻两集热单元12的吸热组件14串接，并提供透明盖板121与这些吸热组件14在串接处的密封防水机制，进而达到相邻两集热单元12的串接；该连接部50由若干连接单元51及二刚性压条52组合而成，这些连接单元51对应设于相邻两集热单元12上方储热室122的若干储热通道122a内；其中该连接单元51是由一连接座511、一支撑隔板512及一刚性顶板513所构成的一体成型件；其中该连接座511是分别朝向前后两端凸出且呈前后对称的双人椅外观，该连接座511的外形及尺寸和储热室122各储热通道122a中已扣合的吸热板131、151及上支撑板153a相匹配，以便贴合于这些储热通道122a的内壁，该连接座511两侧边设有若干固定孔514，以便与相邻另一连接单元51的连接座511同时以螺栓(图未示)锁固于吸热单元15的上支撑板153a的对应固定孔155(图3B所示)，其中该连接座511中间朝下的容置槽511a用以容置这些吸热单元15已结合的扣合结构151a、151b，该连接座511的顶端有一承载面516，用以承载透明盖板121的边缘；支撑隔板512介于刚性顶板513与连接座511的底部之间，支撑隔板512的上部用以支撑刚性顶板513，并由其下部阻隔连接部50前后两集热单元12的储热室122的空气流通，该支撑隔板512的上部的高度用以提供透明盖板121与吸热组件14之间实施密封的空间高度；刚性顶板513的两端分别设有互相匹配的凹面定位结构517与凸面定位结构518，该刚性顶板513上还设有供螺栓53贯穿至承载面516的螺孔519，安装过程中，由于相邻两刚性顶板513在横向连接的端部所设凹面与凸面定位结构517、518的契合，使连接单元51易于定位。

上述以螺栓将设于相邻两连接单元51侧面的固定孔514及设于吸热单元15的上支撑板153a对应的固定孔155予以锁固的方式，使该连接部50可将上游的一集热单元12的吸热组件14与下游的另一集热单元12的吸热组件14通过本实施例的连接单元51串接成为一延伸型的吸热组件；完成该延伸型的吸热组件后，为确保透明盖板121与该吸热组件14的密封防水，可先将边缘套有U型软垫(图未示)的该透明盖板121伸入这些连接单元51一侧的承载面516与刚性顶板513之间的凹槽515，再将刚性压条52伸入介于该刚性顶板513与透明盖板121边缘的U型软垫之间，最后将螺栓53旋入设于刚性顶板513上端面的若干螺孔519，使刚性压条52均匀抵紧该U型软垫；相同的方法也可用于另一侧，以发挥连接部50与相邻两吸热组件14串接，并提供透明盖板121与这些吸热组件14在串接处的密封防水机制，进而达到相邻两集热单元12的串接。

上述连接部50的安装使相邻两储热室122因连接单元51的支撑隔板512的下部阻隔而封闭，以致串接各集热单元12的储热室122之间成为各自不互相连通的密闭加热空间；实务上，上述各集热单元12中的储热室122之间也可以将该支撑隔板512的下部导通，达到气流相通的均匀加热设计。

如图7与图8所示，是分别为该自然空调装置的进口单元22及出口单元32的外观立体示意图；该进口单元22及出口单元32分别与该集热器11的两端衔接，并连通该集热器11中吸热室123的若干吸热通道123a，其中进口单元22经由两端或一端所设接合件40的第二接头43(图9所示)与室内排气管(图未示)衔接，出口单元32则设有与室外相通的气流出口328；通过上述自然空调装置持续导引室内污浊的热空气通过进口部20，并将该空气均匀分配至各吸热通道123a，以吸收储热室122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7及图8所示，该进口单元22与出口单元32具有相似的形状结构，该进口单元22包括一中空长方壳体221，该壳体221顶面朝集热器11的吸热组件14方向一侧边缘弯折延伸一挡板222，该挡板222上设有若干螺孔222a；该挡板222与壳体221顶面围设成一凸槽222b，该壳体221通过该凸槽222b得以与集热器11的透明盖板121搭接并予以密封防水，该壳体221朝向集热器11的前端面设有一分隔板223，该分隔板223下方设有若干均匀排列且相互间隔的均流孔224，若干连接凸耳225垂直突出设于该分隔板223上方，这些连接凸耳225相互间隔并位于这些均流孔224上方，每一连接凸耳225上设有固定孔225a，该壳体221通过所设连接凸耳225的固定孔225a与对应于该吸热组件14中吸热单元15上所设的固定孔155(图3B所示)，以螺杆(图未示)同时将这些吸热单元15及连接凸耳225予以锁固，该壳体221朝连接凸耳225的反向侧面底部边缘分别沿水平延伸出一锁固凸耳226，该锁固凸耳226上设有固定孔226a，该壳体221通过锁固凸耳226上的固定孔226a予以锁固于屋顶、墙壁或固定板(图未示)；该出口单元32具有与进口单元22相似结构的壳体321、分隔板323、均流孔324、连接凸耳325、挡板322、凸槽322b、螺孔322a、锁固凸耳326及固定孔325a、326a，所不同之处在于：该壳体321顶部设有若干相互间隔的气流出口328，该气流出口328与室外空气相通；从该壳体321顶部与凸槽322b相对一侧边缘向上弯折延伸出一防雨罩329，该防雨罩329用以遮掩该壳体321顶部，另外该壳体321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)。

该进口单元22与出口单元32的分隔板223、323与吸热组件14两端接合后，分隔板223、323上方用以封闭储热室122和进口单元22及出口单元32的连通，分隔板223、323下方的均流孔224、324用以和吸热室123的吸热通道123a连通，促使室内空气进入进口单元22后均匀分配于吸热通道123a以提升整体吸热效率；为降低流阻，该均流孔224的总面积以大于排气管流体截面积两倍为宜。

请参考图9、图10、图11及图12所示，其中图9是图1中接合件40串接相邻两进口单元22的立体图，图10、图11及图12分别是图9中连接头41、第一接头42、第二接头43的立体图；如前所述，该自然空调装置经由上述连接部50分别将上游一集热单元12与下游另一集热单元12的吸热室123予以连通的延伸组合方式，达到串接若干集热单元12以构成集热器11；另通过进口单元22及出口单元32与该集热器11中经延伸的吸热室123连通，并同时将该集热器11中的储热室122予以封闭，以形成由一进口单元22、一集热器11及一出口单元32组成的一自然空调单元60；再通过接合件40两端的第一接头42分别串接相邻两自然空调单元60的进口单元22及串接其所对应的两出口单元32以分别延伸形成进口部20及出口部30，并达到并联该若干自然空调单元60以扩延太阳能接收面111的组合方式构成该集热部10；该进口部20另通过接合件40的第二接头43衔接室内排气管，出口部30则与室外相通，从而形成一种能无限扩延集热部10中储热室122的太阳能接收面111以及吸热室123的吸热面112的自然空调装置。

该自然空调装置为实现上述自然空调单元60的无限扩展，并方便独立安装、维护及拆卸，该接合件40包括一连接头41、二第一接头42及一第二接头43，其中该连接头41的前后两端相通并分别设有一法兰411，该法兰411的周围设有若干固定孔415，第一接头42与连接头41相对的一端也设有一法兰421，该法兰421的周围对应固定孔415设有相应的固定孔424，并通过若干螺栓46(图9所示)将第一接头42与连接头41予以锁固，该法兰411的衔接面上设有容置软质垫片或O形环(图未示)的凹槽412以达密封效果，第一接头42的另一端与进口单元22相锁固，其与进口单元22之间的密封及固接是通过设置软质垫片或O形环(图未示)于第一接头42的凹槽422后套接于进口单元22两端的气流通道227内(图7所示)，并通过两者所设对应固定孔423、223a以螺栓44(图9所示)予以锁固；另该连接头41朝集热器11相反方向的平面上设有一开口413，并于该开口413的周围设有若干固定孔414，第二接头43一端的法兰431的周围对应这些固定孔414设有相应固定孔433，并通过若干螺栓45(图9所示)将第二接头42与连接头41予以锁固，该第二接头43另一端的法兰432衔接导引室内污浊空气的排气管，使室内污浊空气通过进口部20后均匀进入集热部10的若干吸热通道123a以加热升温；由于设置于沿进口部20的若干第二接头43可以在室内不同位置导引室内污浊空气进入集热部10中的若干吸热通道123a，达到气流均匀加热升温以提升整体吸热效率的功能。同样地，出口单元32与接合件40的衔接也采用相同的模式，对于不使用的第一接头42、第二接头43则以盲板34(图2所示)封住。

如图13、图14及图15所示，其中图13是本发明自然空调装置第二实施例中接合件80串接相邻两进口单元72的立体示意图，图14是图13中接合件80的立体组合图，图15是图13中接合件80的立体分解图；本实施例与前述第一实施例均是以连接部50将相邻两吸热组件14串接且提供透明盖板121与吸热组件14的密封防水机制，达到串接若干集热单元12以构成集热器11；另通过进口单元22、72及出口单元32与该集热器11中经延伸的吸热室123连通，并同时将该集热器11中的储热室122予以封闭，以形成自然空调单元60；再通过接合件40、80分别串接相邻两自然空调单元60的进口单元22、72及串接其对应两出口单元32以延伸形成进口部20、70及出口部30，并达到并联该若干自然空调单元60以扩延太阳能接收面111的组合方式构成该集热部10；该进口部20另衔接室内排气管，出口部30则与室外相通，从而形成一种能无限扩延集热部10中储热室122的太阳能接收面111以及吸热室123的吸热面112的自然空调装置。

本实施例与前述第一实施例主要的差异在于本实施例提供一种方便拆装、可独立运作、不致迁动其它组件的简易接合件80，以串接相邻两自然空调单元的进口单元72及串接其对应的两出口单元；该接合件80包括一连接头81及二第一接头82，其中该第一接头82与第一实施例的第一接头42具有相同的外观及尺寸，唯一不同之处在于第一接头42以法兰421的形式通过螺杆44锁固，而第一接头82对应于法兰421的位置为一连接板821，以该连接板821平行插入连接头81两端所设由外延凸条811形成的卡槽812中，通过卡槽812与外延凸条811间的微小尺寸变异所产生的弹性力达到快速定位、锁固与拆卸的功效，为进一步方便拆装，在连接头81两侧中央设有一兼具便于施力的施力板813及附着于施力板813的防滑条814；另在该进口部的进口单元72的壳体721后端面中部设有开口722，所述开口722处设有衔接室内排气管的第二接头83，所述第二接头83与第一实施例中的第二接头43结构相同，从而取代第一实施例中第二接头43设于连接头41的侧面。

综上所述，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通过自然力抽至室外；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中所设吸热通道内加热。

本发明通过上述装置持续导引室内污浊空气通过进口部，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及接合件分别将若干集热单元串、并联成结为一体的集热部，使其因具有良好的扩延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及接合件分别将若干集热单元串、并联成结为一体的集热部，使透明盖板所涵盖的的太阳能接收面经由扩延吸热面积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及接合件分别将若干集热单元串、并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单元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及接合件分别将若干集热单元串、并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)环保节能空调装置，非但可避免或降低现有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，符合环保节能自己动手作的趋势。

另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围的内。

Claims (14)

1.一种自然空调装置，包括：

若干自然空调单元，所述自然空调单元包括：

一集热器，用以加热流经其内部的空气，包括：

若干集热单元，每一集热单元包括一透明盖板和位于该透明盖板下方的一吸热组件，该吸热组件将所述集热单元分成上方的储热室及下方的吸热室；及

至少一连接部，所述连接部设于相邻两集热单元之间，通过所述连接部分别将上游一集热单元与下游另一集热单元予以连接并使相邻两集热单元的吸热室相连通；

一进口单元；及

一出口单元，所述进口单元及出口单元分别设在所述集热器的两端并与该集热器中经延伸的吸热室相连通，并同时将该集热器中的储热室予以密封；以及

若干接合件，每相邻两自然空调单元对应的两进口单元及两出口单元之间分别设有一接合件，通过所述接合件分别串接这些自然空调单元的进口单元及出口单元并形成一进口部及一出口部，并将这些自然空调单元的若干集热器并联形成一集热部，所述进口部与出口部分别为一进气连通管路与一出气连通管路，所述集热部的两端分别与进口部及出口部相连通。

2.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述接合件包括一连接头、两第一接头及一第二接头，该连接头的两端相通，其外侧设有一开口，该两第一接头分别设于该连接头的两端，通过所述第一接头将该连接头与位于连接头两端的进口单元或出口单元相连接，所述第二接头设于该连接头的外侧开口处并将该连接头与外部连通。

3.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述接合件包括一连接头与两第一接头，该连接头的两端相通，该两第一接头分别设于该连接头的两端，通过所述第一接头将该连接头与位于连接头两端的进口单元或出口单元相连接，所述进口单元的外侧设有一开口，一第二接头设于进口单元的开口处并将进口单元与外部连通。

4.如权利要求2或3所述的自然空调装置，其特征在于：进口部及出口部的末端分别设有一第一接头，一盲板锁固于该第一接头上。

5.如权利要求3所述的自然空调装置，其特征在于：所述连接头的两端分别设有卡槽，该两第一接头分别卡设于连接头两端的卡槽内。

6.如权利要求3所述的自然空调装置，其特征在于：所述连接头的两侧分别设有一施力板，所述施力板上设有防滑条。

7.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热组件包括若干吸热单元，所述吸热单元相互扣合为一体并于储热室及吸热室内分别形成若干储热通道及吸热通道。

8.如权利要求7所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元包括一支撑板、一吸热板及位于吸热板下方的一底板，该吸热板及底板延伸设置于该支撑板两侧，所述吸热板及底板的边缘分别设有扣合结构及定位结构。

9.如权利要求7所述的自然空调装置，其特征在于：所述连接部包括若干连接单元，这些连接单元对应设于相邻两集热单元上方储热室的储热通道内，所述连接单元的两端分别与相邻两吸热组件的吸热单元相固定。

10.如权利要求9所述的自然空调装置，其特征在于：所述连接单元包括一连接座、一支撑隔板及一刚性顶板，所述支撑隔板设于连接座与刚性顶板之间，该连接单元的两侧于连接座与刚性顶板之间分别形成有一凹槽，集热单元的透明盖板的端部收容于所述凹槽内，两刚性压条分别设于连接单元两侧的凹槽内并抵压于透明盖板上。

11.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述集热器还包括分别设于该吸热组件两外侧的两支撑件，相邻两集热器相对应的支撑件之间通过一锁固件连接。

12.如权利要求11所述的自然空调装置，其特征在于：所述支撑件包括一支撑板、一吸热板及位于该吸热板下方的一底板，该吸热板及底板延伸设置于该支撑板的内侧，所述吸热板及底板的边缘设有与吸热组件相结合的扣合结构及定位结构。

13.如权利要求11所述的自然空调装置，其特征在于：所述支撑件的顶部设有一承载板，一锁固盖板固设于该承载板上，所述承载板与锁固盖板之间于朝向吸热组件的一侧形成有一凸槽，所述透明盖板两侧的边缘收容在所述凸槽内。

14.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：该入口单元及出口单元分别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，该挡板与壳体顶面围设成一凸槽，若干连接凸耳突设于该分隔板朝向集热器的一侧，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相连接。

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