CN110925928A - 对楼房进行空气调节的带有真空室及充气和/或注水的气球囊 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种设置在高楼的顶部、四周、楼房内部各楼层及楼房地下的利用可以充气和/或注水的各种外形的气球囊体及其所联通的对室内空气具有强大而且快速的负压吸力的多个互相联通的真空室及为之配置的水路和气路管道其中包括空调窗、用水对空气的气雾喷淋调温器以及包括阀门、仪表、控制部件、水泵、抽气机气泵等部件对楼房尤其是又高又大的楼房进行空气调节的装置；它不使用致冷剂却能有效地利用太阳能、土壤源热泵获得新鲜的夏凉或冬暖的空气和生活热水、甚至还利用了载人电梯桥厢下行的能量驱动抽气机；该气球囊体及其设在楼外立面和弹簧减振消力机构实质上是高层建筑物抗侧风大风推力的楼宇减摇结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于楼房特别是高层和超高层房屋建筑的空气调节设备。
背景技术
在人们生活、工作的楼房建筑里，尤其是大型高层楼房里用于保持室内空气新鲜及其合适的温度湿度的空气调节的电力消耗和电费支出是很大的，还产生例如噪音、排气污染物、建筑物周边存在的因空调排热而产生的“热岛”局部过热现象等等不利因素；在高效节能方面仍需提高效率，例如还没有充分地将楼外不同高度的空气的温度差利用于室内空气调节；超高层建筑的通风问题是各国专家一致公认的尚未解决的难题；在夏热冬冷的地区的楼房里很多人生活在不理想的不满意的室内温度环境里。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术上的上述缺陷，提供一种更有效地充分利用冬夏不同季节楼房外部包括超高层建筑外部的热源或冷源对楼房进行不使用致冷剂方式的空气调节的带有真空室、空调窗、利用地下水对空气进行气雾状混合喷淋的调温器的充气和/或注水的气球囊这样的楼房空调装置；本发明的目的还在于提供一种高楼的抗侧风推力的气囊消力减摇结构。
实现本发明目的的技术方案是：
对楼房包括超高层建筑进行空气调节的带有真空室、空调窗、用水对空气作气雾状喷淋混合的调温器的充气和/或注水的气球囊，它包括其包括多个互相联通的可充放气的且可伸缩扩张容量的真空室和硬外壳式或软式的气囊袋，两者皆可固定地设置在楼房周围包括楼顶、楼侧和楼内各层或某层及楼房地面之下，它能以蘑菇状及外伸的裙边的圆形或长圆形的顶盖罩接在楼顶及楼侧上下的外立面为楼房遮阳护荫保温同时获得利用被阳光加热的热水热气，其在楼房四周还固定安装联通所述的气囊式楼顶顶盖的多层可充气的且某些局部可横向向着墙面或窗户卷放展宽的横截面呈扁圆形的长筒气球囊；1.夏季，将地面水管里的水分别泵入设在地下几米至几十米以下深处的利用地温的盘管地下水浸式调温室和整个壁体抽为真空的地下储热盒，具体是：水管以盘管方式安装在注满水的地下调温室里，水在地温作用下如同井水一样是凉的能使浸在此凉水中的盘管里的水降温变凉然后才泵至地面以气雾状与取自楼顶及楼北侧的荫凉空气混合喷淋降温后泵入管道阀门送入装在窗户内或外两侧的两层每层皆可充气和/或注水的刚性的轻薄细韧网格状框架配以密封耐压的窗玻璃的空腔式玻璃盒结构的可调温的空调窗进入房内再进入楼层房内的各个末端降温部件；2.将夏季的地面热水泵至地下，从盘管地下水浸式调温室旁的水管直接储入其四面及上，下底盒壁内部全都像真空杯的杯壁那样抽成真空的地下的真空壁体储热盒，然后到冬寒季节，根据需要用所设置的电加热器对室内的储水进一步加热至合适温度的暖水之后再经互相联通可启闭的管道泵入相邻的盘管地下水浸式调温室里的盘管部件然后泵上至地面与取自楼顶及南侧被阳光晒热的空气混合喷淋升温后再进入房间的空调窗及各末端升温部件；3.上述的盘管地下水浸式调温室和真空壁体储热盒皆可根据需要轮流交替地或同时放空室内的水从而成为地下真空室，并且经由放空的水管与地面上楼房的多个真空室联通以增强楼房的负压排风性能；4.将真空壁体储热盒里储着的热源或冷源例如由水制冰或其它由电力制取的相变蓄冷材料得到的冰块等等送入盘管地下水浸室调温室获得比通常的周围地温更低的冰水温度更快地使盘管里的水降到较低的温度；盘管可涂着防水层或用防水薄膜包裹着；真空室具有独立的进气及排气出口管道，所有全部的包括设置在楼顶、楼侧、楼内及地下的互相联通的多个真空室、空调窗及气球囊皆能独立配置展开使用还能经由相通的气路和水路管道、进/出阀门、水泵抽气机、电加热器、传感器、电脑控制仪表等等常用空调暖通设备将上下房间所在各个楼层相互联通及彼此联通地共同地或分别独立地对楼内外的空气气流进出进行控制调节其温度、湿度等等。
在电梯轿厢侧面装有外凸的顶块其在下行时推动垂直安装着的多圈每圈按立式的扁而长的椭圆形单向循环转动的链条圈，自每个相邻链条联接点的轴心位置往两侧伸出当链条向下竖直时能水平地倒平的倒U形外凸档片；当所述的顶块下行时顶住此外凸的倒为水平状的档片就推动档片带动链条循环转动，顶块上行时，档片被顶块推动转到与链条的平行位置，于是电梯桥厢得以自由上行，链条圈带动着抽气机的轴及该轴带动的增速齿轮及抽气机叶片一起转动进行抽气或排气。
在高楼楼顶以下的四周上下墙面结构的特定位置设置有多个有序定位分布的多个每个至少几个平方米至十多个平方米以上的微凸区域在该区域装有像沙发床一样的缓冲消力的弹簧层，其外复盖有刚性板面作为墙面，当由如同牵动窗帘开合的直线电机或拉索牵引下同时在楼侧上方和下方的导轨上绕楼四周转动的倒U型气球囊转到侧风推力较大的墙面位置时，气球囊可适当地往左右的墙面及窗户分别充气卷放展开以增大受风面积，同时在气球囊贴靠着大楼外立面导轨的特定位置上预置着的各组缓冲装置及其对拉索的拉紧机构伸出机械抓钩将靠墙面的囊体表面的多根垂直的紧直的拉索或钢带进一步向下拉紧；由贴墙的囊皮向外直到不靠墙的外囊皮，依次是每根拉索上直接贴靠紧压的一层装在扁平盒体内的一层弹簧层、一层刚性的空心的扁平盒、外囊皮；此每组两种用于消力的盒体面积大小与每个墙面微凸墙面能够互相相对地贴合着发挥消力的作用的位置上，于是大风将气囊球体推向大楼时，风的推力被多组水平方向上的弹性缓冲装置包括设置在横向贯通大楼的气路管道上的缓冲弹簧所减弱，同时上述被拉索机构进一步拉紧的承力拉索的力是垂直方向的力，也起到抵消减弱大风的水平方向的推力的作用。
设置在楼房外和室内的带密封条贴靠于窗户窗框及窗面的每个至少两层互相贴靠着的充气和/或注水的柔性气球囊体或刚性的轻薄细韧的网格状框架配以密封耐压的透明窗玻璃的空腔玻璃盒结构的可调温的空调窗，其经由多通道阀门或活络可伸缩的套筒分别与水泵、气泵、阀门控制下的房内的及相邻的空调窗的气管和水管各自旋紧固定联结后皆可充入来自所述的气球囊内的空气和/或注水，在出口处经由电加热器进一步控制调温后分别流往包括室内的进/出气口、充气或注水的床上床垫和帐篷篷布、立屏、椅垫、地暖管道、盘管等等末端降温或由所述的电加热器加热的增温部件。
空调窗结构用于烘干衣服，它使用电加热器对输入框架盒体内的水和/或空气进行加热从而使搁放在此框架盒体上面的衣服床被在内外皆热烘的条件下脱水，其放在室外有阳光的通风处的效果更好。
图文说明
图1为对楼房进行空气调节的带有真空室及充气和/或注水的气球囊的总体结构示意图。
图2为利用电梯载人轿厢下行的动能驱动抽气机轴及其叶片转动的结构的示意图。
图3为高楼的抗侧风推力的消力减摇结构的侧视示意图。
图4为用于一种属于大型公共建筑商用建筑的中国江苏省苏州火车站的中央空调装置结构剖视示意图。
图5为包括空调窗在内的一种总体结构示意国。
图1中的“1”是高层楼房；“2”是设置在楼顶的气球囊；“3”是“2”的表面层；“4”是真空室；“5”是楼内气路管道；“6”是进气口或出气口；
图2中的“7”是沿轨道上、下行的载人电梯轿厢；“8”是顶块；“9”是链条圈；“10”是可活络转动地装在链条圈的链条节上的挡片；“11”是动力轴及齿轮，由该轴带动增速齿轮使风机叶片转动。
图3中的“12”是高楼墙面；“13”是露在墙面之外的大楼主体结构桩点上的挂钩，包括孔洞式插孔洞；“14”是内部包含气体的含有水平配置的多组弹簧“15”，包括空气弹簧的气囊体，“16”是在上下两个桩点挂钩之间多根栓紧的拉索之一，原则上，栓紧的上下每组拉索的下部的桩点应位于大楼的耐受风不摇动的楼层主结构上，才能最有效地使大楼受风时消力减摇。
图4中的“23”是火车站大厅气球囊体支架“24”是以枝干颜色及形状例如挺立的荷花梗茎方式用随动的扭力弹簧配加电动的动作筒式可倒伏或抬起的支撑杆；“25”是由“24”向上伸展的形如例如荷叶并且贴靠粘结在气球囊体内表面在牵拉其向下压缩时顺势将囊里空气排往包括真空室、囊外等等出气口的控制气囊包向上抬升张开或向下合拢的部件；“26”是水道、气道阀门之一；“27”是设在车站大厅里各处的多个将经过控制调温的新鲜空气主要籍对流作用送入大厅的送风装置之一，其也可以采用仿生的各种花卉颜色图案例如莲花、梅花、荷花等等的外型；“28”是位于气囊袋之下的各个互通的真空室的硬结构部件；气球囊和真空室之间也有多个由电动阀门控制的进/出气口。
图5中的“29”是具有网格框架式两片其中间有联结柱的密封耐压的空腔玻璃窗户结构的可调温空调窗的主结构，其材质可用铝合金或塑料注塑成型的框架；“30”是窗玻璃，其材质是透明的，包括薄膜、塑料、合成材料、有机玻璃等等；“31”是空气或水兼用的进口；“32”是空气或水兼用的出口；“33”是电加热器；“34”是楼房的常规的窗户，在其室外侧或室内侧与之相贴靠地装有在上下框架及导轨上移动安装的“29”；“35”是连接相邻的空调窗下部的进/出口的可伸缩可弯曲的旋紧式联结套筒；“36”是分别旋紧锁定在左右相邻的空调窗框架上表面的横向水平支架；“37”是相邻空调窗之间联接用的可开合铰链；“38”是通往房内空调末端部件的充气和/或注水的管道之一；“4”是楼房里其它房间的真空室之一，须着重指出的各房各楼的真空室甚至住宅小区的多栋楼房皆可用管道接通实现既有中央空调又有分体空调功能的空调，其具有愈是楼房多其使用成本越低的节能价廉优点的空调。
其结构和相互作用方式是：
设在屋顶的气球囊体宜采用内有刚性骨架构成的硬外壳或软性囊皮；与楼内建筑包括气球囊体组合在一起的真空室优先采用刚性的可伸缩的栏杆及支架方式的刚性骨架构成的硬外壳或软性囊皮，两者皆用气泵抽气共同地或分别独立地将楼房内部的空气抽到楼外的气囊同时联通楼内配置的气路管道进行空气对流交换包括往外排气，同时真空室还有自己的独立的对楼层房间里的空气负压式抽吸气再往楼外排气的气道及阀门等等，值得指出的是该气道也能根据需要反向在泵和阀门的配合下用于将楼外室外空气吸入经调温处理后输送给楼内各楼层，详见附图4和实施例。
效果：
现有的房屋建筑包括普通民宅、商用楼宇的屋顶和窗，在炎夏和严寒季节，其遮阳和保温性能皆不佳，其结构性能太单薄，如同裸顶需要戴帽或窗罩以增强其性能。愈是又高又大的楼房，相应的本发明的真空室空调窗和气球囊的体积容积更大些更多些，设在楼侧上下的若干层充气和/或注水的气球囊体遮阳裙边外伸宽度在1.5米以上；上下若干个楼层可以共用某一个真空室及气球囊。为防夜里结冰，可先将室外的空调窗和气囊袋外层的水放空；单栋楼房甚至居住区多个楼房楼顶上及楼内周围包括地下配置有若干个大小尺寸容积的包括利用土壤冷、热源的盘管地下水冷调温盒和真空壁体储热室，它们彼此用气路管道互相联通着其在共同开启进/出气阀门时构成在负压条件下的快速而强大的轮流交替地对整个大楼或某一层或几层楼内房间进行调节大量快速廉价地进出替换室内空气的能力，这种能力等效于多个大功率吸风机中央空调式的中央垂直通风道能力，并且具有地点可灵活配置、节能、高效低噪音节省楼内空间的优点，还避免了在楼宇附近形成热岛效应。一般，从地面每往上增高100米，则温度下降1度，还有：在法国巴黎天文台地下28米深的地窖里，其温度几百年来至今是恒温的11.7度，然而今日虽有炎热的夏天大部分巴黎居民是未装空调的，这个缺点可以经由本装置高效结合利用太阳能和地下土壤源热泵获得生活热水和冷、热空调而得到改变，其优点之一是没有室外机、易于与现有新、旧建筑融合安装，同时又是将真空室吸入的脏空气经由负压和空气的对流上升作用经处理后再从出气口排出楼外，有益于景观和环境保护。
更有经济价值的是仅需日常使用电力，本装置里的真空室空调窗气球囊等等就能既便利又美观地互相联通地设置成为多栋楼房甚至包括整个居住小区或各种车站、机场大厅、办公楼商场、影剧场等公共建筑或商用建筑的中央空调系统，相比现有的锅炉加大管网集中供热采暖和采用致冷剂和室外机的的中央空调或各种分散式烧气的壁挂炉采暖空调，情况确如中国的院士和专家们认为的“到目前为止还没有一个是经济效果上好的”空调装置，现有的都是“又贵又不好使”，有待改进。
在高达几百米及千米以上的楼顶风大，宜将气囊球的外形设置成可沿导轨转动的倒U形气球囊，套罩在楼房上部，以方便采用抗大风侧摇消力结构。
事实是楼宇管理需要高质量的节能有效管理，例如霍尼韦尔公司管理着全世界1千万座楼宇的空气调节和电梯运行等工作。因此，本发明的应用会进一步达到提高效率降低电力成本有利于环境保护降低城市热岛效应及噪音污染物排放量等等的效果。
实施例：
一种公共建筑和商用建筑的苏州火车站的中央空调的设计方案，见附图4及其图文说明。
Claims (5)
1.一种对楼房包括超高层建筑进行空气调节的带有真空室、空调窗、用水对空气作气雾状喷淋混合的调温器的充气和/或注水的气球囊，其特征在于其包括多个互相联通的可充放气的且可伸缩扩张容量的真空室和硬外壳式或软式的气囊袋，两者皆可固定地设置在楼房周围包括楼顶、楼侧和楼内各层或某层及楼房地面之下，它能以蘑菇状及外伸的裙边的圆形或长圆形的顶盖罩接在楼顶及楼侧上下的外立面为楼房遮阳护荫保温同时获得利用被阳光加热的热水热气，其在楼房四周还固定安装联通所述的气囊式楼顶顶盖的多层可充气的且某些局部可横向向着墙面或窗户卷放展宽的横截面呈扁圆形的长筒气球囊；1.夏季，将地面水管里的水分别泵入设在地下几米至几十米以下深处的利用地温的盘管地下水浸式调温室和整个壁体抽为真空的地下储热盒，具体是：水管以盘管方式安装在注满水的地下调温室里，水在地温作用下如同井水一样是凉的能使浸在此凉水中的盘管里的水降温变凉然后才泵至地面以气雾状与取自楼顶及楼北侧的荫凉空气混合喷淋降温后泵入管道阀门送入装在窗户内或外两侧的两层每层皆可充气和/或注水的刚性的轻薄细韧网格状框架配以密封耐压的窗玻璃的空腔式玻璃盒结构的可调温的空调窗进入房内再进入楼层房内的各个末端降温部件；2.将夏季的地面热水泵至地下，从盘管地下水浸式调温室旁的水管直接储入其四面及上，下底盒壁内部全都像真空杯的杯壁那样抽成真空的地下的真空壁体储热盒，然后到冬寒季节，根据需要用所设置的电加热器对室内的储水进一步加热至合适温度的暖水之后再经互相联通可启闭的管道泵入相邻的盘管地下水浸式调温室里的盘管部件然后泵上至地面与取自楼顶及南侧被职光晒热的空气混合喷淋升温后再进入房间的空调窗及各末端升温部件；3.上述的盘管地下水浸式调温室和真空壁体储热盒皆可根据需要轮流交替地或同时放空室内的水从而成为地下真空室，并且经由放空的水管与地面上楼房的多个真空室联通以增强楼房的负压排风性能；4.将真空壁体储热盒里储着的热源或冷源例如由水制冰或其它由电力制取的相变蓄冷材料得到的冰块等等送入盘管地下水浸室调温室获得比通常的周围地温更低的冰水温度更快地使盘管里的水降到较低的温度；盘管可涂着防水层或用防水薄膜包裹着；真空室具有独立的进气及排气出口管道，所有全部的包括设置在楼顶、楼侧、楼内及地下的互相联通的多个真空室、空调窗及气球囊皆能独立配置展开使用还能经由相通的气路和水路管道、进/出阀门、水泵抽气机、电加热器、传感器、电脑控制仪表等等常用空调暖通设备将上下房间所在各个楼层相互联通及彼此联通地共同地或分别独立地对楼内外的空气气流进出进行控制调节其温度、湿度等等。
2.一种如权利要求1所述的对楼房进行空气调节的带有真空室、空调窗、用水对空气作气雾状喷淋混合的调温器的充气和/或注水的气球囊的抽气机，其特征在于在电梯轿厢侧面装有外凸的顶块其在下行时推动垂直安装着的多圈每圈按立式的扁而长的椭圆形单向循环转动的链条圈，自每个相邻链条联接点的轴心位置往两侧伸出当链条向下竖直时能水平地倒平的倒U形外凸档片；当所述的顶块下行时顶住此外凸的倒为水平状的档片就推动档片带动链条循环转动，顶块上行时，档片被顶块推动转到与链条的平行位置，于是电梯桥厢得以自由上行，链条圈带动着抽气机的轴及该轴带动的增速齿轮及抽气机叶片一起转动进行抽气或排气。
3.一种如权利要求1所述的对楼房进行空气调节的带有真空室、空调窗、用水对空气作气雾状喷淋混合的调温器的充气和/或注水的气球囊的高楼抗侧风减摇结构，其特征在于在高楼楼顶以下的四周上下墙面结构的特定位置设置有多个有序定位分布的多个每个至少几个平方米至十多个平方米以上的微凸区域在该区域装有像沙发床一样的缓冲消力的弹簧层，其外复盖有刚性板面作为墙面，当由如同牵动窗帘开合的直线电机或拉索牵引下同时在楼侧上方和下方的导轨上绕楼四周转动的倒U型气球囊转到侧风推力较大的墙面位置时，气球囊可适当地往左右的墙面及窗户分别充气卷放展开以增大受风面积，同时在气球囊贴靠着大楼外立面导轨的特定位置上预置着的各组缓冲装置及其对拉索的拉紧机构伸出机械抓钩将靠墙面的囊体表面的多根垂直的紧直的拉索或钢带进一步向下拉紧；由贴墙的囊皮向外直到不靠墙的外囊皮，依次是每根拉索上直接贴靠紧压的一层装在扁平盒体内的一层弹簧层、一层刚性的空心的扁平盒、外囊皮；此每组两种用于消力的盒体面积大小与每个墙面微凸墙面能够互相相对地贴合着发挥消力的作用的位置上，于是大风将气囊球体推向大楼时，风的推力被多组水平方向上的弹性缓冲装置包括设置在横向贯通大楼的气路管道上的缓冲弹簧所减弱，同时上述被拉索机构进一步拉紧的承力拉索的力是垂直方向的力，也起到抵消减弱大风的水平方向的推力的作用。
4.一种如权利要求1所述的对楼房进行空气调节的带有真空室、空调窗、用水对空气作气雾状喷淋混合的调温器的充气和/或注水的气球囊的空调窗，其特征在于其是设置在楼房外和室内的带密封条贴靠于窗户窗框及窗面的每个至少两层互相贴靠着的充气和/或注水的柔性气球囊体或刚性的轻薄细韧的网格状框架配以密封耐压的透明窗玻璃的空腔玻璃盒结构的可调温的空调窗，其经由多通道阀门或活络可伸缩的套筒分别与水泵、气泵、阀门控制下的房内的及相邻的空调窗的气管和水管各自旋紧固定联结后皆可充入来自所述的气球囊内的空气和/或注水，在出口处经由电加热器进一步控制调温后分别流往包括室内的进/出气口、充气或注水的床上床垫和帐篷篷布、立屏、椅垫、地暖管道、盘管等等末端降温或由所述的电加热器加热的增温部件。
5.一种如权利要求4所述的对楼房进行空气调节的带有真空室、空调窗、用水对空气作气雾状喷淋混合的调温器的充气和/或注水的气球囊的空调窗的室外或室内用的加热烘衣架，其特征在于将所述的空调窗结构用于烘干衣服，它使用电加热器对输入框架盒体内的水和/或空气进行加热从而使搁放在此框架盒体上面的衣服床被在内外皆热烘的条件下脱水，其放在室外有阳光的通风处的效果更好。
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