CN104033974A - 一种建筑用通风制冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种建筑用通风制冷系统,主要包括聚光器,光纤,光发射头,斯特林发动机,冷却风机,通风轮,制冷片组,散冷片组,喷淋头,湿度调节阀。聚光器对阳光进行聚焦,阳光通过光纤照射在斯特林发动机热室上,使热室内气体膨胀做功,将热能转化为机械能。机械能驱动通风轮使得建筑物通风。空气自室外进入室内,被分隔墙分为两部分。分别完成制冷和散冷的功能。完成制冷后的空气湿度较大,可以通过开启或关闭湿度调节阀实现室内空气湿度的调节。本发明利用了光热转化原理,将太阳能较大程度直接转化为机械能,从而驱动冷却和通风设备工作,实现了利用太阳能进行建筑通风制冷的功能。

Description

一种建筑用通风制冷系统
技术领域
本发明涉及一种在建筑领域对建筑物进行强制通风制冷的系统,具体地说是一种建筑用通风制冷系统。
背景技术
在建筑领域,建筑的通风是必须考虑的关键设计环节。实际中,由于建筑物较为庞大或者建设的位置空气流通较为闭塞等原因,经常要在建筑物中安装通风装置。通风装置往往使用电力驱动,当建筑物需要长时间通风是,需要消耗较大的电力能源。
人类主动利用太阳能已经有很长时间的历史,从太阳能热水器到太阳能电池板,都是人类利用太阳能的典型案例。在太阳能利用过程中,人类最希望能够将太阳能进行充分高效的应用。目前太阳能电池板的转化效率不超过30%,太阳能热水器的使用也仅限于利用太阳能将热水器中的水加热,而不能提供其他的功能。如何直接利用太阳能转化为机械能,或者更为直接地利用太阳能成为了热门的技术问题。
目前,在居民消费用电中,室内制冷是家庭中的主要耗电方面之一。在炎炎夏日,一些用电量较大的地区,常常因为建筑制冷用电耗电量过高,而不得不被迫限制电力供应,给居民生活带来了极大的不便。非常有必要采用一种低能耗甚至是零年能耗的制冷方法。
斯特林发动机是一种外燃机,是伦敦的牧师罗巴特-斯特林(Robert Stirling)于1816年发明的,目前已经是比较成熟的技术了。斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。这是一种外燃发动机,热量连续供应,热气室的膨胀气体作为动力气体使活塞运动,膨胀气体在冷气室冷却,反复地进行这样的循环过程,就可以将热能转化为机械能,源源不断地输出了。简单来讲,理论上,只要有温差存在,就能产生机械能。
目前还没有一种技术应用已经成熟的斯特林发动机,用太阳能来进行驱动进行建筑通风制冷的技术。
发明内容
针对上述内容提到的建筑通风制冷领域存在的技术问题和技术需求,提供了一种建筑用通风制冷系统。
一种建筑用通风制冷系统,主要包括聚光器,光纤,光发射头,斯特林发动机,冷却风机,风机传送带,通风轮传送带,通风轮,制冷片组,散冷片组,喷淋头,喷淋管,湿度调节阀。
聚光器,光纤,光发射头相连组成一组,整个系统至少有一组;光发射头正对采热片;斯特林发动机的输出轮通过风机传送带连接冷却风机的冷却风扇,通过通风轮传送带连接通风轮;分隔墙将从通风入口进来的空气分割为两部分,一部分进入制冷风道入口,另一部分进入散冷风道入口。
斯特林发动机的热室外具有与其紧密相连的采热片,冷室外具有与其紧密相连的散热片;采热片为多片层叠结构,朝向背离发动机热室的方向向外延伸;散热片为多片层叠结构,朝向背离发动机冷室的方向向外延伸。
冷却风机的冷却出风口正对散热片,喷淋头正对制冷片组,喷淋头与喷淋管相接。制冷片的制冷片根部和散冷片的散冷片根部固定在分隔墙两侧。
本发明的基本思路是:利用了太阳能辐射可以转化为热能的特点,利用聚光器对阳光进行聚焦后,通过光纤进行传播。光纤可以弯曲,并且传输距离不受限制。聚焦后的太阳光具有更高的光热转化效率。
通过光纤传播而来的聚焦太阳光,可以照射在斯特林发动机的热室采热片上,使得热气室内的气体膨胀做功,膨胀的气体在冷气室冷却,反复地进行这样的循环过程,就可以将热能转化为机械能,源源不断地输出了。
机械能可以驱动冷却风机,冷却风机将空气吹向散热片,使冷室加速散热,从而加大热室和冷室的温差,提高斯特林发动机的效率。机械能还驱动通风轮,使空气流通起来。空气自室外进入室内,并经过分隔墙分为两部分。分别完成制冷和散冷的功能。喷淋头向制冷片洒水或其他挥发性液体,加速制冷片的温度下降速度。完成制冷后的空气湿度较大,可以通过开启或关闭湿度调节阀实现室内空气湿度的调节。
散冷片由于根部与制冷片根部相连,可以较好地就行热量传导。散冷片可以对流经散冷风隙的空气进行降温。流经制冷风隙的空气可以对制冷片进行降温。
斯特林发动机的实际上的效率几乎等于理论最大效率,能够将热室外的热量有效地转化为机械能,从而可以驱动通风制冷设备进行工作。
本发明利用了太阳能经过聚焦可以产生较高温度的特点,将太阳能最大程度直接转化为机械能,从而使这部分机械能驱动制冷和通风设备进行工作,实现了利用太阳能进行建筑通风制冷的功能。节约了能源,降低了建筑通风制冷的能耗。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的典型实施图。
图2是制冷和散冷片组示意图。
其中:
1-阳光,2-聚光器,3-光纤,4-光发射头,5-热室,6-采热片,7-冷室,8-散热片,9-斯特林发动机,10-输出轮,11-冷却风机,12-冷却出风口,13-冷却风扇,14-冷却进风口,15-风机传送带,16-通风轮传送带,17-通风入口,18-通风轮,19-制冷风道入口,20-分隔墙,21-散冷风道入口,22-制冷片组,23-散冷片组,24-制冷风道出口,25-喷淋头,26-喷淋管,27-湿度调节阀,28-湿度调节出口,29-散冷风道出口,30-制冷片,31-制冷片根部,32-制冷风隙,33-散冷片,34-散冷片根部,35-散冷风隙。
具体实施方式
本发明的典型实施方式为:
一种建筑用通风制冷系统,主要包括聚光器2,光纤3,光发射头4,斯特林发动机9,冷却风机11,风机传送带15,通风轮传送带16,通风轮18,制冷片组22,散冷片组23,喷淋头25,喷淋管26,湿度调节阀27。
聚光器2,光纤3,光发射头4相连组成一组,整个系统至少有一组;光发射头4正对采热片6;斯特林发动机9的输出轮10通过风机传送带15连接冷却风机11的冷却风扇13,通过通风轮传送带16连接通风轮18;分隔墙20将从通风入口17进来的空气分割为两部分,一部分进入制冷风道入口19,另一部分进入散冷风道入口21。
斯特林发动机9的热室5外具有与其紧密相连的采热片6,冷室7外具有与其紧密相连的散热片8;采热片6为多片层叠结构,朝向背离发动机热室5的方向向外延伸;散热片8为多片层叠结构,朝向背离发动机冷室7的方向向外延伸。
冷却风机11的冷却出风口12正对散热片8;喷淋头25正对制冷片组22,喷淋头25与喷淋管26相接。制冷片30的制冷片根部31和散冷片33的散冷片根部34固定在分隔墙20两侧。
通过光纤传播而来的聚焦阳光1,可以照射在斯特林发动机9的热室5上,使得热室5内的气体膨胀做功,膨胀的气体在冷室7冷却,反复地进行这样的循环过程,就可以将热能转化为机械能,源源不断地输出了。
机械能驱动冷却风机11,冷却风机11将空气吹向散热片8,使冷室加速散热,从而加大热室5和冷室8的温差,提高斯特林发动机9的效率。机械能还驱动通风轮18,使空气流通起来。空气自室外进入室内,并经过分隔墙20分为两部分。分别完成制冷和散冷的功能。喷淋头25向制冷片洒水或其他挥发性液体,加速制冷片组22的温度下降速度。完成制冷后的空气湿度较大,可以通过开启或关闭湿度调节阀27实现室内空气湿度的调节。
散冷片33由于根部与制冷片30根部相连,可以较好地就行热量传导。散冷片33可以对流经散冷风隙35的空气进行降温。流经制冷风隙32的空气可以对制冷片30进行降温。
光纤3可以弯曲,并且传输距离不受限制。聚焦后的太阳光具有更高的光热转化效率。
本发明利用了太阳能辐射可以转化为热能的特点,利用聚光器对阳光进行聚焦后,通过光纤进行传播。太阳能经过聚焦可以产生较高温度,可以将太阳能最大程度直接转化为机械能,从而使这部分机械能驱动冷却和通风设备进行工作,实现了利用太阳能进行建筑通风制冷的功能。斯特林发动机的实际上的效率几乎等于理论最大效率,能够将热气室外的热量有效地转化为机械能。与传统通风制冷设备相比具有零能耗无污染的特点,节约了能源,降低了建筑通风制冷的能耗,是对太阳能利用的有益探索。

Claims (5)

1.一种建筑用通风制冷系统,其特征是包括聚光器2,光纤3,光发射头4,斯特林发动机9,冷却风机11,风机传送带15,通风轮传送带16,通风轮18,制冷片组22,散冷片组23,喷淋头25,喷淋管26,湿度调节阀27;
聚光器2,光纤3,光发射头4相连组成一组,整个系统至少有一组;光发射头4正对采热片6;
斯特林发动机9的输出轮10通过风机传送带15连接冷却风机11的冷却风扇13,通过通风轮传送带16连接通风轮18;
分隔墙20将从通风入口17进来的空气分割为两部分,一部分进入制冷风道入口19,另一部分进入散冷风道入口21。
2.根据权利要求1所述的一种建筑用通风制冷系统,其特征是斯特林发动机9的热室5外具有与其紧密相连的采热片6,冷室7外具有与其紧密相连的散热片8;采热片6为多片层叠结构,朝向背离发动机热室5的方向向外延伸;散热片8为多片层叠结构,朝向背离发动机冷室7的方向向外延伸。
3.根据权利要求1所述的一种建筑用通风制冷系统,其特征是冷却风机11的冷却出风口12正对散热片8。
4.根据权利要求1所述的一种建筑用通风制冷系统,其特征是喷淋头25正对制冷片组22,喷淋头25与喷淋管26相接。
5.根据权利要求1所述的一种建筑用通风制冷系统,其特征是制冷片30的制冷片根部31和散冷片33的散冷片根部34固定在分隔墙20两侧。
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