CN104746813A - 一种被动式太阳房结构 - Google Patents

Abstract

一种被动式太阳房结构，属于建筑领域，所述太阳房向阳的外墙上设置有太阳能集热器，蓄热墙或/和蓄热板内设置有大量空腔，蓄热墙或/和蓄热板内空腔中循环流动的水路通过阀门分别与太阳能集热器、低温水路相连，太阳能集热器出水口通过阀门与蓄热墙或/和蓄热板内空腔或旁通供水管路连接，太阳能集热器入水口连接有自来水管或软水管，通过在蓄热墙或/和蓄热板内设置水管，能够提高冬季房间的温度，降低夏季的室温，可确保冬季取暖，而且能够满足夏季房间的制冷，生活用水，实现智能化温度控制，可确保温度的恒定，房间的舒适。

Description

一种被动式太阳房结构

技术领域

本发明涉及一种太阳房构造，特别涉及一种被动式太阳房结构，属于建筑领域。

背景技术

太阳能是取之不尽、用之不竭、无污染、价格低廉的能源。在世界越来越重视节能环保的大潮下，发展节能建筑已经成为我国建筑发展的一个大趋势。太阳房是充分挖掘和利用太阳能潜力的节能住宅。如何利用太阳能、风能、地热能等清洁能源造福人类已经成为科学研究的一个热点。

很早以来，建筑中如何有效地吸收太阳光产生的热量提高冬季的室内温度，以及如何能够在热天降低室内温度，一直被有关人士研究，应用的方式被划分为主动式和被动式两种。主动式利用太阳能的系统需要借助其它动力来源，比如利用电力达到采暖和制冷的目的。被动式利用方式是通过建筑的合理布置、巧妙构造，在冬季完全依靠太阳能产生的动力完成冬季热量的集取、输送、贮存、分配，在夏季通过遮蔽太阳辐射、自然通风使房间降温。

对于冬季寒冷、日照充分的地区，利用太阳能提高室内温度是一个简单、方便的途径。被动式太阳房使用方便、维护简单，较主动式太阳房有一定优势。传统的被动式太阳房有以下几种常见形式：直接受益式、集热蓄热墙式、附加日光间式。

第一种是直接受益被动式太阳房，参照图18 ，这是一种直接受益式被动式太阳房的示意图，这种方式的房屋结构是最简单的一种类型，它是与普通房屋差别最小的一种太阳能房屋。通常，要将房屋朝南的窗玻璃100扩大，或者做成落地式窗玻璃100。在冬季，太阳光通过大玻璃窗直接照射到室内的地面、墙壁和家具上，大部分太阳辐射能被其吸收并转换成热量，从而使它们的温度升高；少部分太阳辐射能被反射到室内的其他表面，再次进行太阳辐射能的吸收、反射。温度升高后的地面、墙壁和家具，一部分热量以对流和辐射的方式加热室内的空气，以达到采暖的目的；另一部分热量则储存在地板和墙体内，到夜间再逐渐释放出来，使室内继续保持一定的温度。为要使太阳房白天和夜间的室内温度波动较小，一般室内的墙壁包括蓄热层132和保温层131。蓄热层132采用具有较好蓄热性能的重质材料，例如：空心砖、石块、混凝土、土坯等，外层采用加保温材料进行保温，如：泡沫塑料、石棉等。另外，窗户应具有较好的密封性能，同时应配备保温窗帘。重质材料的采用还能起到夏季调节室内温度的作用。在夏季的夜间，室外较凉的空气进入室内后，使重质材料冷却，由于重质材料具有一定的热惰性，这样就能在白天延缓室内温度的上升；而且，厚实的重质材料在白天可以阻止室外热量传入室内，也能延缓室内温度的升高。但是，巨大的玻璃窗造成建筑空间内部的隐秘感被破坏，同时强烈的阳光直射影响人们的工作。

第二种是集热蓄热墙被动式太阳房，参照图19，这是集热蓄热墙式被动太阳房示意图，按照集热蓄热墙的结构特点，它主要有两种形式：

第一种集热蓄热墙102是设置在朝南的实体墙集热蓄热墙，其外部装上玻璃窗100；墙体的外表面涂以黑色或深棕、深兰、墨绿等其他颜色作为吸热面；玻璃板和墙体之间形成空气夹层122；另外，还在墙体的上、下部开设有上部风口124a和下部风口124b。太阳光通过玻璃窗100后，投射在实体墙的吸热面上，大部分太阳辐射能被实体集热蓄热墙102吸收并转换为热量。被加热后的实体的集热蓄热墙102通过两种方式将热量传入室内：其中的一种为墙体的热传导，它是将热量从墙体的外表面传往墙体的内表面，再由实体的集热蓄热墙102的内表面通过对流和辐射方式将热量传入室内；实体集热蓄热墙102外表面加热玻璃板与墙体间空气夹层122，加热后的热风123再经由实体集热蓄热墙102的上部风口124a和下部风口124b以对流方式向室内传递热量，以达到采暖的目的。通常，除了在南墙上开设上部风口124a和下部风口124b外，有时还在北墙的上部开设通风口126，北墙上通风口126在冬季始终关闭，南墙上的上部通风口124a、下部通风口124b在空气夹层122的温度高于室内温度时开启，其余时间关闭。在夏季，关闭南墙上部风口124a，南墙下部风口124b仍旧开启，开启北墙上通风口126，并且打开南墙玻璃板上通向室外的排气口124，利用空气夹层的“烟囱效应”，将室内热空气抽出，并将从通风口126进来的凉风125送到空气夹层122中，最后从124散发到室外，达到降温的目的。

第二种集热蓄热墙102型集热蓄热墙与实体型集热蓄热墙102区别是用水墙代替实体墙，而且在水墙上一般不再开设上部风口和下部风口。这种水墙式集热蓄热墙是以水为蓄热材料安放在南墙内或阳光能照射到的房间墙内。通常，水墙的容器用塑料或金属来制作。太阳光101通过透明玻璃窗100后，投射在水墙的吸热面上，大部分太阳辐射能被水墙吸收并转换为热量。由于对流作用，吸收的热量很快在水墙内传递，然后由水墙的内表面通过对流和辐射方式将水墙中的热量传入室内，以达到采暖的目的。

第三种是附加阳光间太阳房，实际上就是在房屋主体南面附加的一个玻璃温室，参照图20附加日光间式被动太阳房示意图。从某种意义上说，附加阳光间151被动式太阳房是直接受益式（南向的温室）和集热蓄热墙式102（后面带集热蓄热墙的房间）的组合形式。该集热蓄热墙102将附加阳光间151与主体房间152隔开，墙上一般开设有门、窗或风口，太阳光通过附加阳光间151的玻璃后，投射在房屋151的集热蓄热墙102上。由于温室效应的作用，附加阳光间151内的温度总是比室外温度高。因此，附加阳光间151不仅可以给房间152提供更多的热量，而且夜晚可以作为一个缓冲区，减少房间152内的热损失。冬季的白天，当附加阳光间151内的温度高于相邻主体房间152的温度时，通过开门、开窗或打开风口，将附加阳光间151内的热量通过对流的方式传入相邻的房间152，其余时间则关闭门、窗或风口。附加日光间的缺点主要是日光间额外占据了一定空间。

综上所述，传统的被动式太阳房具有以下一些缺点：第一与普通房屋的形态相比有一定变化，比如加大窗户、增加蓄热墙体、增加阳光间，对室内的空间形状、通风、采光等造成影响，可能对使用造成一些不便；第二，多选用混凝土、砖、陶瓷等材料作为蓄热体，虽然有较好的蓄热能力，但是大多数没有选用蓄热能力更强的水（被动式太阳房的形式很多，当然也有利用水的蓄热能力的实例）；第三，蓄热墙式和附加阳光间都利用了空气作为携带热量的热媒，空气的比热容小，携带热量的能力很差，带入房间内的热量较少。上述三种结构不能充分地吸收利用太阳能，冬天室内的热环境不够理想，特别是随着建筑的高层化，传统的太阳房结构与现代量大面广的住宅楼、办公楼等建筑形态有所不同，不适合于多层和高层建筑上大量地推广，而且传统的太阳房较少利用自动控制技术，不能很好地利用人类发明创造的科技成果。

发明内容

鉴于到目前为止使用的被动式太阳房结构与普通房屋的形态相差较大，不适合在多层、高层房屋大量推广，并且存在太阳能利用率较低的问题。本发明提供一种被动式太阳房结构，其目的是为了提高太阳能在建筑物中的利用率，提高冬天房间的温度，降低夏天房间的温度，利用科技手段，对温度进行控制，使室内温度更稳定，更适于居住。

本发明的技术方案是：一种被动式太阳房结构，包括构成太阳房周边墙体的蓄热墙和构成上下楼板的蓄热板，所述太阳房向阳的外墙上设置有太阳能集热器，蓄热墙或/和蓄热板内设置有大量空腔，蓄热墙或/和蓄热板空腔内充满水相互连通，形成循环流动水路，蓄热墙或/和蓄热板内空腔中循环流动水路通过阀门分别与太阳能集热器、低温水路相连，太阳能集热器出水口通过阀门与蓄热墙或/和蓄热板内空腔或旁通供水管路连接，太阳能集热器入水口连接有自来水管或软水管，循环流动水路中设置有防膨胀装置，所述蓄热墙或/和蓄热板空腔口设置的循环流动水路连接件，冬季，循环流动水路与太阳能集热器连通，循环流动水路内流动软水，软水从太阳能集热器送至蓄热墙或/和蓄热板，室内温度高于室外温度；夏季，循环流动水路与太阳能集热器之间阀门关闭，蓄热墙或/和蓄热板内循环流动水路通过阀门连接低温自来水管或低温地下水，室内温度低于室外温度，太阳能集热器与旁通供水口连通，提供自来水热水，所述蓄热墙或/和蓄热板空腔为抗渗混凝土空腔或金属空腔或高强度塑料空腔，所述蓄热墙或/和蓄热板为预制蓄热墙或/和蓄热板或现场配置的蓄热墙或/和蓄热板，所述蓄热墙或/和蓄热板内空腔为曲线状或网格状，所述预制蓄热墙或/和蓄热板空腔外面设置有金属网，所述循环流动水路中设置有多个温度传感器和温度控制阀，多个温度传感器和温度控制阀连接在温控器上，所述防膨胀装置包括集气罐、泄气阀、膨胀罐，所述旁通供水管路中设置有热水出水口，热水出水口前设置有热水箱，热水箱上设置有放气阀，所述多个温度传感器包括设置在室外的室外温度传感器、设置在太阳能集热器内的太阳能集热器温度传感器、设置在蓄热墙或/和蓄热板内空腔中的墙内温度传感器以及室内温度传感器，温度控制阀设置在循环流动水路的热水出水口、进水口以及循环流动水路的分支点。

本发明具有的积极效果为，通过在房屋墙壁采用蓄热墙或蓄热板，在蓄热墙或蓄热板内设置空腔，蓄热墙或蓄热板空腔口设置连接件相互连通形成循环流动水路，并将太阳能集热器与蓄热墙或蓄热板构成的循环流动水路连通，在墙体内形成热水循环，所谓蓄热墙 /板是指墙/板内含有蓄热能力很强的水而具有超过一般墙/板的能力，蓄热墙或/和蓄热板空腔内水的热量使整个蓄热墙/和蓄热板的温度调高，通过蓄热墙或/和蓄热板释放热量，可使房间在冬天变得温暖，即使到了晚上，太阳能集热器不加热水，蓄热墙或/和蓄热板中储蓄的热能被不断地释放出来，能够保证房间的温暖。夏季，通过关闭循环流动水路与太阳能集热器的连接阀，并供给低温水，能够在夏季对房屋进行制冷。通过将蓄热墙或蓄热板空腔设计成曲线状或网格状的结构，能够达到均匀的散热或制冷效果，通过在循环流动水路中设置集气罐或放气阀，可避免“气堵”，通过在循环流动水路中设置膨胀水箱和膨胀罐可容纳水的热胀冷缩，通过在蓄热墙或蓄热板空腔周围设置金属网，能够防止蓄热墙或蓄热板热胀冷缩引起裂缝，通过在太阳能集热器出口旁通一个热水管路，向出水口供水，能够提供生活中所需热水，通过设置室外的温度传感器、设置在太阳能集热器内热水部分的温传感器、设置在蓄热墙或/和蓄热板内空腔中的墙/板内温度传感器以及室内温度传感器，将温度传感器与温控器连接，能够自动调节水管内水温，通过在预制的蓄热墙或/和蓄热板空腔口设置连接件，能够加快蓄热墙或/和蓄热板的施工进度。通过使用本发明中具有空腔的蓄热墙或/和蓄热板，能够在冬季提高太阳房内温度，夏季降低太阳房内的室温，该发明不仅能够满足冬季的取暖，平时的热水，而且能够在夏季降低室内温度，实现智能化温度控制，通过对温度的控制，可确保在房间生活的舒适度。

附图说明

图1 被动式太阳房结构示意图。

图2  循环流动水路供热示意图。

图3  夏季循环流动水路及旁通供水管示意图。

图4  制冷循环流动水路和旁通供水管路示意图。

图5  自动控制循环流动水路供热示意图。

图6  夏季自动控制循环流动水路和旁通供水管示意图。

图7 自动控制循环流动水路和旁通供水管路示意图。

图8  太阳能集热器设置在下一层的结构示意图。

图9  太阳能集热器设置在同一层的结构示意图。

图10  蓄热墙（板）及内部管路平面结构示意图。

图11  图10中沿A-A面的剖面结构示意图。

图12  蓄热墙（板）及空腔的平面结构二示意图。

图13  图12中沿B-B面的剖面结构示意图。

图14  蓄热墙（板）及空腔的平面结构三示意图。

图15  图14中沿C-C面的剖面结构示意图。

图16 蓄热墙（板）及空腔的平面结构四示意图。

图17 图164中沿D-D面的剖面结构示意图。

图18 直接受益式被动太阳房示意图。

图19 集热蓄热墙式被动太阳房示意图。

图20 附加日光间的被动太阳房示意图。

标号说明：100：玻璃窗、101：太阳光、102：集热蓄热墙、103：太阳能集热器、104a：蓄热墙一、104b：蓄热墙二、104c：蓄热墙三、105a：蓄热板一、105a：蓄热板二、106：集气罐、107：放气阀、107a：放气阀一、108：软水供水阀、108a：低温水供水阀、109：膨胀罐、110：泄水阀、111：膨胀水箱、201：热水箱、202：调温水阀、203：温水阀、205：混水器、208：自来水供水阀、208a：回水阀、301：温控器、302：室外温度传感器、302a：太阳能集热器温度传感器、302b：室内温度传感器、302c：墙内温度传感器、303a：管路调节阀一、303b：管路调节阀二、303c：软水供水阀、303d：回水阀、303e：低温水供水阀、401：蓄热墙（板）间连接管、402：集热器之间连接管、403：集热器与蓄热墙间连接管、501：入口、502：出口、601：蓄热墙（板）空腔、701：蓄热墙（板）扁平空腔、131：保温层、132：蓄热层、121：排风口、122：空气夹层、123：热风、124：通风口124a：上部风口、124b：下部风口、125：热风、126：通风口、127：重质材料、151：阳光间、152：房间。

具体实施方式

本发明的技术方案是，一种被动式太阳房结构，包括构成太阳房周边墙体的蓄热墙和构成楼板的蓄热板，在本实施例中，所述蓄热墙或/和蓄热板为蓄热墙一104a、蓄热墙二104b、蓄热墙三104c、蓄热板一105a、蓄热板二105a、所述太阳房向阳的外墙上设置有太阳能集热器103，蓄热墙或/和蓄热板内设置有大量空腔，蓄热墙或/和蓄热板空腔口设置有连接件并相互连通，蓄热墙或/和蓄热板内空腔中充满水，构成循环流动水路，由于自来水水质太硬，加热后容易结垢，因此，冬天的蓄热墙或/和蓄热板的循环流动水路中使用软水，夏天，由于水不需要加热，循环流动水路中加入低温自来水或地下水，对室内进行降温处理，也不会在循环流动水路中产生结垢，蓄热墙或/和蓄热板空腔中循环流动水路通过阀门分别与太阳能集热器103、低温水路相连；太阳能集热器出水口通过阀门分别与蓄热墙或/和蓄热板空腔或旁通供水管连接；蓄热墙或/和蓄热板空腔通过阀门分别与太阳能集热器103、低温水路相连，太阳能集热器103出水口通过阀门与蓄热墙或/和蓄热板空腔或旁通供水管连接，太阳能集热器103出水口上连接有自来水管或软水管，循环流动水路中设置有防膨胀装置，蓄热墙或/和蓄热板空腔内的介质为水，有利于将经太阳能集热器103加热的水，扩散至所有蓄热墙或/和蓄热板，热量扩散到整个室内。

所述蓄热墙或/和蓄热板中的空腔口设置有连接件，冬季，循环流动水路与太阳能集热器103连通，循环水管路内加入软水，软水从太阳能集热器103连接至蓄热墙一104a、蓄热墙二104b、蓄热墙三104c、蓄热板一105a、蓄热板二105a，白天，蓄热墙或/和蓄热板空腔内送来热水，水中蓄热，提高了蓄热墙或/和蓄热板的热量，使室内温度高于室外温度，晚上，太阳能集热器103不再加热，蓄热墙或/和蓄热板中存储的热量缓慢释放出来，多个蓄热墙或/和蓄热板释放的热量叠加，能够使室内温度处于一定的高度，室内仍能处于温暖状态，这种结构利用了太阳能集热器产生的热能，通过水送至了蓄热墙或/和蓄热板的方式，可提高室内温度，有利于北方地区在温暖的室内环境中越冬。

夏季，关闭循环流动水路与太阳能集热器103之间连接的阀门，太阳能集热器103出口处与旁通供水管路之间利用阀门连通，太阳能集热器103加热自来水，向旁通供水管路提供自来水热水，连接有蓄热墙或/和蓄热板的循环流动水路内利用阀门连接低温水管，室内温度低于室外。

以下参照图1就本发明的整体结构进行介绍。

 图1是被动式太阳房的结构示意图，本实施例中，为了说明问题，在太阳房屋的外周墙上设置多个太阳能集热器103，多个太阳能集热器103之间利用集热器之间连接管402连接在一起，利用太阳集热器103加热的水，再用管路将水送至蓄热墙或/和蓄热板，多个蓄热墙/板间连接管401将房间墙壁上设置的蓄热墙一104a、蓄热墙二104b以及蓄热墙三104c空腔之间和/或蓄热板一105a、蓄热板二105b空腔之间连通，太阳能集热器103与蓄热墙之间利用太阳能集热器与蓄热墙间连接管403连接，并且按照图1所示，在适当的位置设置多向阀或自动调节阀，另外，在循环流动水路中还设置有防膨胀装置，所述膨胀装置包括膨胀水箱111和膨胀罐109，设置有防“气堵”装置集气罐106、放气阀107，并根据需要在循环流动水路中设置软水供水阀108、夏季低温水供水阀108a以及低温水回水阀208a。

参照图7，在整个水路中设置有阀门、温控器301以及自来水供水阀208；太阳能集热器103上除了连通设置蓄热墙或/和蓄热板的循环流动水路外，太阳能集热器103出口上设置有旁通供水管，提供夏季使用的热水，旁通供水管路上设置热水箱201，在热水箱201上连接放气阀一107a，洗澡等用的温水阀203前设置混水器205，混水器205上连接有自来水管，通过调温供水阀202的供常温自来水，进行调节出水温度，具体情况在后面的说明书中详细介绍。

以上是本发明的整体说明，下面以供热为中心并结合夏季利用太阳能集水器热水应用进行详细地说明。

 图2 是循环流动水路供热示意图，也是本发明中太阳房供热管路的基本型房间供热结构，在本供热结构图中，吸收了太阳光101的太阳能集热器103将太阳能集热器103中的水加热，通过阀门，送至蓄热墙一104a、蓄热墙二104b、蓄热墙三104c和/或楼板中的蓄热板一105a、蓄热板二105b，如上所述，这些蓄热墙或/和蓄热板中设置有空腔，空腔内存储有加热的水介质，将热量存储起来，这种蓄热墙或/和蓄热板可利用混凝土等材料预制，也可现场进行浇筑、砌筑或其它工艺成型，预制蓄热墙或/和蓄热板，空腔口设置有连接件，供安装时连接。

如上所述，为了容纳水受热膨胀，在供热水路中设置有膨胀水箱111，加热后的水体积增大，利用膨胀水箱111容纳水的膨胀的体积，为了防止水中溶解的气体在受热后释放出来聚集在一起形成“气堵”，在供热系统管路中还设置有集气罐106，以此收集管路中的气体，同时在循环流动水路中的集气罐106上设置有放气阀107，当集气罐106中的气体压力达到一定压力时，气体将从放气阀107释放气体，以确保管路中的气体不会形成“气堵”。另外，在供热系统中还设置了膨胀罐109，在夏季，蓄热墙/板与太阳能集热器103之间的阀门关闭，膨胀罐用以容纳蓄热墙/板内水的膨胀。所述膨胀 膨胀罐109的结构主要分为两部分一部分为外部罐体，另外一部分为内置的气囊，两者用法兰连接。在气囊与罐体之间预充一定压力的氮气，当压力异常，压力升高大于膨胀罐内部预充氮气压力时，系统水就会冲入膨胀罐内，吸收压力波动，避免系统压力升高过多而损坏管路中的蓄热墙、蓄热板以及其他部件，当压力降低时膨胀罐内那部分水会在氮气压力的作用下挤出，使蓄热墙/板内压力不会降低太多。另外，还设置有泄水阀110用于软水和低温水切换时的释放或维修时管中水的释放。

由于一般的自来水在加热过程中，特别是一些水质过硬的自来水会产生结垢，如上所述，为了防止供热系统中结垢，为了减少维修，延长供热系统的使用寿命，在本供热系统中使用了软水，因此，在供热系统中，连接了软水供水阀108，防止长时间的加热，水蒸发而损耗，管路中水量降低，通过设置有供水阀108的管路，对供热系统进行软水补水，确保系统内的水量保持在正常范围布内。

在上述的热水的管路中，主要用于冬天对房间的采暖，一旦天气转暖，也就没有必要进行供给热取暖了，在这种情况下，太阳能集热器103中的水加热后就不用向房间的蓄热墙和蓄热板供热水了，本发明在供热管路的基础上，在太阳能集热器103上利用多向阀或一组阀门设置了一个旁通供水管路，夏季，就需要关闭太阳能热水器103通向蓄热墙或/和蓄热板的阀门 ，直接向太阳能集热器103中供给自来水进行加热，图3是夏季循环流动水路及旁通供水管示意图。旁通供水管路是在太阳能集热器103通往循环流动水路的管路上，连接一个旁通供水管路，旁通供水管路上连接有温水阀203，在该供水管路上，使用的是一般的自来水，因此，供水管路中的热水，不向连接有蓄热墙或/和蓄热板的循环流动水路中供水，需要关闭太阳能集热器103与循环流动水路之间的连接阀。旁通供水管路中，除了设置供热水口外，还得在太阳能集热器103的入口设置自来水供水阀208。热水可用于生活中的洗澡、洗衣、洗碗等，由于目前太阳能集热器技术的发展，太阳能集热器103出来的热水温度相当高，一般在供水管路中，在热水出水口前，设置有热水箱201和混水器205，为了防止气体聚集堵塞管路，设置有放气阀一107a，热水出水口前的管路中设置有混水器205，混水器205有调温供水阀202，对热水调节，在混水器205中，热水利用自来水通过调温水阀202提供的凉水进行调温，达到适合的温度。

上述旁通供水管路中对太阳能集热器103加热后的水提供到了热水出水口，由于在夏季太阳能集热器103中利用自来水供水阀208提供的是常温自来水，不能送至上述连接有蓄热墙或/和蓄热板的循环流动水路中，否则，在循环流动水路中会产生水垢，在这种情况下，循环流动水路中要与旁通供水路隔离，也就是说需要将太阳能集热器103与循环流动水路之间的阀门关闭，不能将热水送至 蓄热墙一104a、蓄热墙二104b、蓄热墙三104c以及楼板蓄热板一105a、蓄热板二105b中，不仅如此，由于在夏季房屋内温度高，一般都使用空调进行制冷，在本发明中，为了降低室内的温度，需要向蓄热墙一104a、蓄热墙二104b、蓄热墙三104c以及楼板上蓄热板一105a、蓄热板二105b提供温度较低的水，有条件的地方，需要对提供低温地下水或者低温自来水，使蓄热墙一104a、蓄热墙二104b、蓄热墙三104c以及蓄热板一105a、蓄热板二105b起到了蓄冷功能，原来在供热系统中的蓄热墙或/和蓄热板就变成了蓄冷墙或/和蓄冷板，白天能够利用低温水降温的蓄热墙或/和蓄热板温度，从而降低太阳房的温度，晚上的降温效果就更加明显了，在这种情况下，就需要在图3的管路中增加低温地下水或者低温自来水供水管和回水管路，图4是制冷循环流动水路和旁通供水管路示意图，在夏季就需要关闭原来软水供水阀108，增设并打开低温地下水或低温自来水管上的低温水供水阀108a ，由于低温地下水管和低温自来水管是在低温状况下流入蓄热墙（板）中的，不会在原来的循环流动水路中形成水垢，因此可以利用这种低温水，向蓄热墙一104a、蓄热墙二104b、蓄热墙三104c和/或蓄热板一105a、蓄热板二105b中供水，以此确保房间温度不会太高，能够起到制冷作用。

在上述结构中，换季时，需要对循环流动水路中的低温自来水与软水之间进行切换。即：冬季使循环流动水路与太阳能集热器103之间连接，夏季，关闭循环流动水路与太阳能集热器103的阀门，连通循环流动水路与低温水管之间的阀门。换水时，需要先利用泄水阀110将循环流动水路中的水放掉，加入新的水。

在上述循环流动水路中，设置有多个温度传感器、温度控制阀，温度传感器和温度控制阀连接在温控器301上，所述温度传感器包括室外传感器、设置在太阳能集热器103内热水部分的温传感器、蓄热墙或/和蓄热板内分布的墙内温度传感器以及室内传感器，温度控制阀设置在多个供水管和出水口以及循环流动水路上各个分支点上，温控器301上连接有电源。

 在图2的循环流动水路中，尽管能够提供热源，使房间在冬天变得温暖，但是，需要人工确认管路中的水量，确认水中的温度高低，并根据水量进行添加软水。

图5是自动控制循环流动水路供热示意图，是在图2的基础上进行的自动控制系统，这种自动控制系统是在循环水管路中设置了室外传感器302，当冬季来临室外温度降低后，室外传感器302就会将温度信息反馈到温控器301上，显示在温控器301上，需要进行供暖时，手动打开泄水阀110，放掉循环流动水路中的低温地下水或低温自来水，手动打开软水供水阀108，添加软水，蓄冷墙或/和蓄冷板的循环流动水路中更换成软水，打开太阳能集热器103与供热管路之间的管路调节阀一303a、管路调节阀二303b，太阳能集热器103将加热的软水送至循环流动水路中，根据室内温度传感器302b、墙内温度传感器302c检测到的温度，温控器301自动调节管路调节阀一303a、路调节阀二03b的开度，使软水在与太阳能集热器103连接的循环流动水路中流动，通过开度自动调节室内温度。在本实施例中在将墙内温度传感器302c设置在了蓄热板二105b内，并将太阳能集热器温度传感器302a设置在太阳能集热器103内的热水部分、室内温度传感器302b设置在房间墙壁上，上述多个传感器都连接到温控器301上，温控器301可根据室温以及墙内温度的情况，自动地对管路调节阀一303a和管路调节阀二303b的开度，以此来保证室内的温度，在温控器301上可以看到太阳能集热器温度传感器302a、室内温度传感器302b以及墙内温度传感器302c检测的温度，温控器通过预先设定的温度范围进行自动地调整阀门的开度，使室内温度进入预定的设定温度范围内，实现自动温度调节。

图6夏季自动控制循环流动水路和旁通供水管示意图，是在图3基础上的自动化控制图，使用时关闭太阳能集热器103与循环流动水路连通的阀门管路调节阀一303a、管路调节阀二303b，利用旁通水管路提供热水，由于夏季蓄热墙和\或蓄热板内利用软水供水阀108添入软水，有条件的地方，夏季可以与软水管连接，进行供水能够降低室内温度。

对冬季的供热进行了自动控制，同样，夏季进行低温水的控制方面也可以利用自动温控器301进行控制，图7是自动控制循环流动水路和旁通供水管路示意图，图7是在图4的基础上的自动化控制图，在该自动控制系统中，除了具有图6中的功能外，当夏季室外温度升高需要切换水时，可手动打开泄水阀110，释放循环流动水路中的软水，然后关闭太阳能集热器103与循环流动水路之间连通的管路调节阀一303a、管路调节阀二303b，当室内温度传感器302b检测到室内温度太高，需要进行冷却时，系统会打开低温水供水阀303e，回水阀303d，供给低温水，降低室内温度。同时，供水管路仍然利用自来水进行加热，加热后的水会通过旁通水路，向热水出水口温水阀203提供热水。冬季使用时，可通过303c不给软水。

图7是图6的升级版，同样也可以进行夏季转换为冬季的切换。

 如上所述在太阳能集热器上连接有循环流动水路，循环流动水路中连接有蓄热墙或/和蓄热板、防膨胀装置，所述蓄热墙或/和蓄热板内分布有空腔，可利用空腔内水温度等对室内温度进行调节。

为了不影响施工进度， 其中蓄热墙和/或蓄热板可为按照模数预制的蓄热墙或/和蓄热板，预制蓄热墙或/和蓄热板空腔口处设置有连接件，将预制蓄热墙连接好，空腔内充满水介质，通过介质控制室内温度。蓄热墙和/或蓄热板空腔一般由金属或高强度塑料等制作而成，也可以利用抗渗混凝土预制成具空腔的蓄热墙和/或蓄热板，预制蓄热墙或/和蓄热板之间连接，在实际利用预制蓄热墙或/和蓄热板建筑墙体可加快建筑速度，为了防止蓄热墙/板在水温的作用下产生温度裂缝，在空腔周围设置金属网。当然，也可以根据墙壁的大小，现场进行管道配置。

无论是预制蓄热墙板块，还是现场制作，蓄热墙或蓄热板中的空腔可为多种多样的，图10、图12、图14、图16蓄热墙（板）中的空腔的配置结构，图11、图13、图、图15、图17分别是图10、图12、图14、图16分别按照A-A面、B-B面、C-C面以及D-D面的剖面示意图，其中，501为蓄热墙（板）空腔601或蓄热墙（板）扁平空腔701中水的入口，502为蓄热墙（板）空腔601或蓄热墙（板）扁平空腔701中水的出口，无论利用那种结构的配管结构，都可以设置在蓄热墙或/和蓄热板中，通过在空腔口设置连接件，形成循环流动水路，将太阳能集热器加热的水送至蓄热墙和/蓄热板内，蓄热墙内存储热能或低温，利用室内的温度差进行能量释放，对房间进行制热或制冷。

另外，太阳能集热器的设置也有不同的设置方法，以下就太阳能集热器103在不同楼层中的设置方法进行说明。

 太阳能集热器103除了上述在房间周围设置外，有时可以设置在双层房屋的上层或下层，图8 是太阳能集热器设置在下一层的结构示意图，这只是对上层房间供热的结构图。

采用图8的安装方式，水被太阳能集热器103上升进入蓄热墙一104a、蓄热墙二104b、蓄热墙三104c以及房屋天花板蓄热板一105a和地板上的蓄热板二105b内，蓄热墙一104a、蓄热墙二104b、蓄热墙三104c以及房屋天花板蓄热板一105a和地板上的蓄热板二105b内温度低的水下降进入太阳能集热器103单层建筑中，太阳能集热器103在下一层安装有一定的好处。晚上没有阳光的时候，太阳能集热器不再加热水，温度高的水处于位置蓄热墙一104a、蓄热墙二104b、蓄热墙三104c以及房屋天花板蓄热板一105a和地板上的蓄热板二105b内，缓慢释放热量，保持室内适宜的热环境。温度低的水处于太阳能集热器103不再室内外循环，避免了热水在室外管件热量的散失。但是采取这种方式，因为无法将太阳能集热器安装于更下一层，一层将无法使用这种构造。

太阳能集热器的另一种安装方式是同层安装，参照图9，图9 太阳能集热器设置在同一层的结构示意图，这是太阳能集热器103与蓄热墙以及蓄热板在同一层的结构示意图。

晚上室外温度低时，水会反向流动，由于水仍旧在室内外循环，太阳能集热器103相应部分应做好保温，减少热量的流失。

在日照时间较长的墙外均可设置太阳能集热器103，并不局限于南墙，东墙和西墙均可设置。当两个以上不同朝向的墙体上，可同时安装太阳能集热器的时候，采用下层安装的方式还有一个好处，即不同朝向的太阳能集热器103可以独立与蓄热墙或/和蓄热板相连，在太阳照不到某一面墙时，这面墙上的太阳能集热器中的水不再循环，不会因水的循环使蓄热墙或/和蓄热板降温。但采取同层安装的方式，太阳照不到的集热器反而会起到散热的作用。

本发明通过将房屋的墙壁设计成采用蓄热墙或蓄热板，能够充分利用太阳能集热器103加热循环水管路中的水，并送至房屋中的蓄热墙或/和蓄热板，通过蓄热墙或/和蓄热板空腔中的水的热量，调节室内温度，白天，太阳能集热器103加热的水向房间蓄热墙或/和蓄热板空腔供水，可用蓄热墙或/和蓄热板中流淌着热水，加热蓄热墙或/和蓄热板，并将热能存储起来，到室内温度降低时，存储在蓄热墙或/和蓄热板中的热就会释放出来，使房间在冬天变得温暖，即使到了晚上，循环水管中的水温和蓄热墙或/和蓄热板中储蓄的热能被不断地释放出来，能够保证房间的温暖，夏天，通过在循环水管路中设置低温水供水管，通过关闭与太阳能集热器的连通的阀门，打开低温水供水阀，降低蓄热墙的温度，能够对房屋进行制冷，通过将蓄热墙或/和蓄热板内空腔设计成曲线状或网格状的，能够达到均匀的散热或制冷效果，通过在循环水管路中设置防膨胀装置，可避免管路中的压力过高，损坏管路，可使管路中的压力得到释放，通过在蓄热墙和/或蓄热板空腔周围设置金属网，能够防止墙壁或楼板受热或遇冷裂缝，通过在太阳能集热器103出口连接一个旁通热水管路，向出水口供水，能够提供热水，通过在管路供水管、出水口、与各种循环流动水路中器件连接处以及循环流动水路分支点上设置室内温度传感器、温度调节阀，将温度传感器、温度调节阀与温控器301连接，能够自动调节水管内水温，通过在预制的蓄热墙或/和蓄热板空腔口设置连接件，能够加快蓄热墙或/和蓄热板的施工进度。通过使用本发明中内设水管的蓄热墙或/和蓄热板，能够提高冬季房间的温度，降低夏季的室温，降低污染，保护环境，不仅能够满足冬季的取暖，平时的生活热水，而且能够在夏季降低室内温度，实现智能化温度控制，可确保温度的稳定，通过对温度的控制，可确保在房间生活的舒适度。

Claims (9)

1.一种被动式太阳房结构，包括构成太阳房周边墙体的蓄热墙和构成上下楼板的蓄热板，其特征在于：所述太阳房向阳的外墙上设置有太阳能集热器，蓄热墙或/和蓄热板内设置有大量空腔，蓄热墙或/和蓄热板空腔内充满水相互连通，形成循环流动水路，蓄热墙或/和蓄热板内空腔中循环流动水路通过阀门分别与太阳能集热器、低温水路相连，太阳能集热器出水口通过阀门与蓄热墙或/和蓄热板内空腔或旁通供水管路连接，太阳能集热器入水口连接有自来水管或软水管，循环流动水路中设置有防膨胀装置。

2.根据权利要求1所述的一种被动式太阳房结构，其特征在于：所述蓄热墙或/和蓄热板空腔口设置的循环流动水路连接件，冬季，循环流动水路与太阳能集热器连通，循环流动水路内流动软水，软水从太阳能集热器送至蓄热墙或/和蓄热板，室内温度高于室外温度；夏季，循环流动水路与太阳能集热器之间阀门关闭，蓄热墙或/和蓄热板内循环流动水路通过阀门连接低温自来水管或低温地下水，室内温度低于室外温度，太阳能集热器与旁通供水口连通，提供自来水热水。

3.根据权利要求1所述的一种被动式太阳房结构，其特征在于：所述蓄热墙或/和蓄热板空腔为抗渗混凝土空腔或金属空腔或高强度塑料空腔。

4.根据权利要求1所述的一种被动式太阳房结构，其特征在于：所述蓄热墙或/和蓄热板为预制蓄热墙或/和蓄热板或现场配置的蓄热墙或/和蓄热板，所述蓄热墙或/和蓄热板内空腔为曲线状或网格状。

5.根据权利要求1所述的一种被动式太阳房结构，其特征在于：所述预制蓄热墙或/和蓄热板空腔外面设置有金属网。

6.根据权利要求1所述的一种被动式太阳房结构，其特征在于：所述循环流动水路中设置有多个温度传感器和温度控制阀，多个温度传感器和温度控制阀连接在温控器上。

7.根据权利要求1所述的一种被动太阳房结构，其特征在于：所述防膨胀装置包括集气罐、泄气阀、膨胀罐。

8.根据权利要求1所述的一种被动式太阳房结构，其特征在于：所述旁通供水管路中设置有热水出水口，热水出水口前设置有热水箱，热水箱上设置有放气阀。

9. 根据权利要求6所述的一种被动式太阳房结构，其特征在于：所述多个温度传感器包括设置在室外的室外温度传感器、设置在太阳能集热器内的太阳能集热器温度传感器、设置在蓄热墙或/和蓄热板内空腔中的墙内温度传感器以及室内温度传感器，温度控制阀设置在循环流动水路的热水出水口、进水口以及循环流动水路的分支点。