CN107227792A - 一种新型阳光间 - Google Patents

Abstract

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种新型阳光间。该阳光间是在对传统农村住房附加阳光间及对室内功能进行适宜性设计改造的基础上，在阳光间屋顶架设聚光光伏的太阳能发电系统，以及在阳光间内添设热量收集、加热并使热量在室内环通的集合系统。阳光间的使用将太阳辐射热传导进室内，并使阳光间内的多余热量通过管道传至房屋阴面，达到住宅整体热环境平衡，为民居提供良好的室内热环境。在施工过程中不增加建造费用，在使用过程中不增加维护费用，所以该项发明在我国寒冷地区广大农村具有良好的推广前景，同时解决了我国采暖地区农村住宅由于冬季燃烧煤炭、木材等燃料的采暖方式导致的环境污染。

Description

一种新型阳光间

技术领域：

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种新型阳光间。

背景技术：

我国目前正处于城市建设高峰期，城市乃至村镇建设飞速发展，促使建材业、建造业飞速发展。由此造成的建筑能耗在总能耗中占有30％的巨大比重，且在逐年增加。建筑节能势在必行。但对于我国目前的绿色建筑发展情况，建设成本大，建造难度高，技术仍不成熟是主要的问题。在采暖地区农村住宅冬季采暖方式仍主要燃烧煤炭以及秸秆、薪材等生物质能源为主。这导致了环境污染，例如冬季雾霾等气象性自然灾害，不利于可持续发展。

随着我国经济的迅猛发展，太阳能技术日渐成熟，太阳能建筑逐渐成为时代的宠儿。而在严寒地区的农村住宅附加阳光间，就是被动的对太阳能的获取与利用。这样就可以只通过空气作为媒介，将太阳辐射热传导进室内，再通过室内集热墙及循环加热管道的作用，减缓室内温度降低的速度，为民居提供良好的室内热环境。而且在施工中不增加建造费用，在实际使用过程中不增加维护费用，所以在我国寒冷地区广大农村具有良好的推广前景。

发明内容：

本发明弥补和改善了上述现有技术的不足之处，提供一种新型阳光间，是一种拥有折线形屋顶、聚光光伏发电系统和一套室内内置热循环管道系统的综合新型阳光间。基于我国严寒地区农村住宅的低技术节能为主，以被动式太阳房为核心的节能设计，对农村附加新型阳光间及室内功能进行适宜性设计改造，利用阳光间的被动采暖措施达到住宅整体热循环，达到住宅整体热环境平衡。

本发明采用的技术方案为：一种新型阳光间，阳光间主体内设有厨房灶台，厨房灶台与相邻的卧室炕相通，厨房灶台上方设有不锈钢吸油烟箱体，二次加热管道安装于不锈钢吸油烟箱体的上方，二次加热管道包括不锈钢传热管道，油烟外排管道、加热管束及不锈钢过滤网，不锈钢过滤网固定于不锈钢吸油烟箱体的垂直管道口上，加热管束位于集热蓄热墙的传热通道内，传热通道与油烟外排管道的三通口处设有可调控开关，传热通道的另一端安装有热蒸汽传热管道；所述阳光间主体的屋顶为折线形屋顶，其南侧的长边屋顶上安装有塑钢窗，其北侧的短边屋顶上安装有聚光光伏发电系统，聚光光伏发电系统包括凹面镜反光板、太阳能电池板及反光板固定支架，凹面镜反光板位于太阳能电池板的北侧，凹面镜反光板通过反光板固定支架固定。

所述的不锈钢传热管道和油烟外排管道为一体式设计。

所述的集热蓄热墙为实体墙，主要由空心砖和外墙深色涂料构建而成，阳光间主体和住宅间通过集热蓄热墙相隔。

所述的阳光间主体主要由铝合金、玻璃和塑钢围合构建的封闭结构，厨房位于阳光间主体内，阳光间主体由太阳辐射热能和厨房做饭产生的热能同时加热阳光间，厨房灶台与卧室炕之间的集热蓄热墙上开有通道。

所述聚光光伏发电系统产生的电能为室内和加热管束供电。

所述的热蒸汽传热管道为铝铸制造，且热蒸汽传热管道上设有散热片。

所述的油烟外排管道通向室外，排烟口穿过阳光间墙壁，与周围做密封处理，并安装反味阀门。

本发明的有益效果：结构设计合理，节能环保，成本低廉，经济适用，易于大规模地推广和使用。不用借助外部电力，仅仅依靠太阳能及热能而达到阳光间内乃至室内整体的温暖，是对被动太阳能的最大化应用。将太阳辐射热传导进室内，并使阳光间内的多余热量通过管道传至房屋阴面，达到住宅整体热环境平衡，为民居提供良好的室内热环境。而且在施工中不增加建造费用，在实际使用过程中不增加维护费用，所以在我国寒冷地区广大农村具有良好的推广前景。从而解决我国采暖地区农村住宅冬季燃烧煤炭、木材等燃料的采暖方式导致环境污染。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的截面示意图。

图3是本发明中二次加热管道的结构示意图。

图4是本发明中聚光光伏发电系统的布设示意图。

图5是阳光间的整体结构示意图。

具体实施方式：

参照各图，这种新型阳光间由东西砖砌墙体、南侧铝合金骨架及玻璃为主要材料的门窗面板、水泥地面、屋顶折线倾斜面板围合成的封闭玻璃结构；阳光间屋顶为折线式屋顶，南侧屋顶比北侧屋顶长，且顶部有塑钢窗2。此封闭玻璃房间南立面高2.8米，每排单元上部为可开启方窗，中部为不可开启双层长窗，下部为铝合金板，立面共12个单元；立面的中部为双开门，上有方窗；并在阳光间内设置通往起居室的双开门和卧室的可开启窗，阳光间屋面板选用保温性能较好的塑钢，地面为砖砌水泥地面，屋面、地面与四周做密封处理，以在寒冷地区可以保持温度。厨房灶台9与相邻卧室炕的灶口相连，灶炕均砖砌，由灶台使用时产生的热加热炕体，炕灶间的墙为实体式集热蓄热墙8，其构造为空心砖和外墙深色涂料组成的墙体，集热墙中间开门，正对卧室的墙开双扇窗，门窗均可开启。将聚光光伏发电系统3固定在阳光间的北向斜屋面板上，其结构包括凹面镜反光板3-1，太阳能电池板3-2及反光板固定支架3-3。其中反光板为半径60cm的凹面普通镜面材料，并用固定支架固定在屋顶表面。太阳能电池板3-2采用单晶硅电池板，其结构从里至表面依次为：背膜、EVA胶膜、单晶硅电池片、EVA胶膜、玻璃，电池板整体由铝合金边框密封且用硅胶密封，以固定钢支架固定于阳光间北侧屋顶。因我国地处北半球，反光镜和太阳能电池板的角度宜为40°，聚光光伏发电系3的散热采用环境温度被动式自然降热，所以减少了其他复杂、昂贵的散热方式的应用；聚光光伏发电系统3产生的电能通过电线供给室内。在阳光间墙壁一侧顶部布置二次加热管道4，其具有集热和二次加热作用，它包括不锈钢吸油烟箱体5、固定在垂直管道口的不锈钢过滤网4-1，边长30cm的方形不锈钢传热管道4-2，油烟外排管道4-3，可调控开关4-4和加热管束4-5。其中可调开关4-4和加热管束4-5固定在通往室内传热管道口，管道三通处靠阳光间壁的一侧设有油烟外排管道4-3且通向室外，排烟口穿过阳光间墙壁，与周围做密封处理，并安装反味阀门，其余各部件采用不锈钢焊接即可。在室内安装热蒸汽传热管道6，管道采用多面积的散热片形式，管道由于温度过热宜装置在房间上部，由铰架固定。

在做饭时，将调控开关4-4关闭，这样油烟经过不锈钢过滤网4-1过滤后通过排烟管道排出室外；在不使用时调控开关4-1打开，热能收集后上升至加热管束4-5，经由二次加热后通过传热管道进入室内，管道在住宅内壁上部环通并终于阳光间内，热量传递至室内并环通，这样就使阳光间产生的热能和厨房使用中产生的热气由于空气的热压作用上升并通过传热管道传导至住宅阴面。

在农村住宅阳面（南向）设置阳光间，阳光间是以铝合金骨架及玻璃为主要材料的封闭玻璃房间，南立面上部为可开启方窗，中部为不可开启双层长窗，下部为铝合金板，立面中部为双开门，上有方窗。并在阳光间内设置通往起居室的双开门和卧室的可开启窗，当冬季白天阳光间内温度高于临室温度时，门开启，利用空气的自然对流提高起居室的温度，其余时间，门关闭，形成空气缓冲层，起到保温作用，使室温升高。阳光间外层设置可开启的窗户，在夏天可以将窗户全部打开流通空气，避免阳光间内温度过热。

阳光间的顶部呈折线形，南侧长边屋顶有顶窗，方便在阳光不强烈的寒冷地区使用，将太阳光引入阳光间内。北侧的短边上架设单晶硅聚光光伏发电系统3。聚光光伏相较于普通光伏发电的优点是：半导体材料用料少，相当于用普通的金属、玻璃材料代替昂贵的半导体材料，节约材料、降低成本。可以最大效率的利用太阳能，聚光的效果比普通散射光好。由于其架设方式需反光板面对南向，太阳能电池板3-2对向反光板，所以适合此折线型屋顶。聚光光伏发电系统3利用产生的电能可同时供给室内和加热管束4-5。其中反光板为普通镜面材料，相较于塑料反光板和铝板反光板具有经济、耐用的优点。太阳能电池板3-2采用成本较低、光电转化率高的单晶硅电池板，聚光光伏发电系统3的散热采用环境温度被动式自然降热，由于本发明多适用于寒冷地区的农村住宅中，室外温度不高，在冬季使用时可由环境低温自然降热，如果采用水冷或者风冷，其缺点是都需要外部电力且成本较高，所以聚光光伏发电系统3适用于寒冷地区农村住宅的阳光间。在阳光间内一侧（东侧或西侧）布置厨房，厨房灶台9与相邻卧室炕的灶口相连，这样就可利用做饭烧柴的热量使火炕发热，从而不必单独烧炕。在厨房做饭产生的热量同样作用于阳光间，更能升高阳光间内的温度。这样太阳的热辐射能和做饭产生热能一起提升室内温度。

阳光间和住宅间墙体为实体式集热墙（特朗勃墙），在白天，热量通过热压作用使空气流入室内向室内供热，同时墙体本身直接通过热传导向室内放热并储存部分能量，在持续的几个小时之内会向室内不间断地释放热量。当室内温度低于墙体表面温度，热量会向室内辐射和传递。在夜间，墙体储存的能量释放到室内。集热墙式太阳间非常适用于我国北方太阳能资源丰富、昼夜温差比较大的地区，它将大大改善该地居民的居住环境，减少这些地区的采暖能耗。

传热管道口为油烟外排和集热并二次加热装置。在做饭时，将开关关闭，这样油烟经过过滤网过滤后通过排烟管道排出室外。在不使用时，将开关打开，热能收集后上升至加热管束，经由二次加热后通过传热管道进入室内，热量传递至室内并环通。在阳光间北集热墙西侧顶部布置传热管道口，连通不锈钢传热管道在房屋内壁环通，并终止于阳光间北集热墙东侧顶部。不锈钢传热管道可使阳光间产生的辐射热能和厨房使用中产生的热能在空气的热压作用下上升并通过传热管道传导至住宅阴面，从而达到室内的整体采暖，实现了热能的充分利用，从而避免了阳光间内室温过高或者室内温度过低。

Claims (7)

1.一种新型阳光间，其特征在于：阳光间主体（1）内设有厨房灶台（9），厨房灶台（9）与相邻的卧室炕（7）相通，厨房灶台（9）上方设有不锈钢吸油烟箱体（5），二次加热管道（4）安装于不锈钢吸油烟箱体（5）的上方，二次加热管道（4）包括不锈钢传热管道（4-2），油烟外排管道（4-3）、加热管束（4-5）及不锈钢过滤网（4-1），不锈钢过滤网（4-1）固定于不锈钢吸油烟箱体（5）的垂直管道口上，加热管束（4-5）位于集热蓄热墙（8）的传热通道内，传热通道与油烟外排管道（4-3）的三通口处设有可调控开关（4-4），传热通道的另一端安装有热蒸汽传热管道（6）；所述阳光间主体（1）的屋顶为折线形屋顶，其南侧的长边屋顶上安装有塑钢窗（2），其北侧的短边屋顶上安装有聚光光伏发电系统（3），聚光光伏发电系统（3）包括凹面镜反光板（3-1）、太阳能电池板（3-2）及反光板固定支架（3-3），凹面镜反光板（3-1）位于太阳能电池板（3-2）的北侧，凹面镜反光板（3-1）通过反光板固定支架（3-3）固定。

2.根据权利要求1所述的一种新型阳光间，其特征在于：所述的不锈钢传热管道（4-2）和油烟外排管道（4-3）为一体式设计。

3.根据权利要求1所述的一种新型阳光间，其特征在于：所述的集热蓄热墙（8）为实体墙，主要由空心砖和外墙深色涂料构建而成，阳光间主体（1）和住宅间通过集热蓄热墙（8）相隔。

4.根据权利要求1所述的一种新型阳光间，其特征在于：所述的阳光间主体（1）主要由铝合金、玻璃和塑钢围合构建的封闭结构，厨房位于阳光间主体（1）内，阳光间主体（1）由太阳辐射热能和厨房做饭产生的热能同时加热阳光间，厨房灶台（9）与卧室炕（7）之间的集热蓄热墙（8）上开有通道。

5.根据权利要求1所述的一种新型阳光间，其特征在于：所述聚光光伏发电系统（3）产生的电能为室内和加热管束（4-5）供电。

6.根据权利要求1所述的一种新型阳光间，其特征在于：所述的热蒸汽传热管道（6）为铝铸制造，且热蒸汽传热管道（6）上设有散热片。

7.根据权利要求1所述的一种新型阳光间，其特征在于：所述的油烟外排管道（4-3）通向室外，排烟口穿过阳光间墙壁，与周围做密封处理，并安装反味阀门。