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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