CN1594779A - 门窗幕墙及其空气调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种门窗幕墙及一种空气调节装置。门窗幕墙包括至少两面相互平行的内外透光板及四周的边框或密封件所形成的集热腔室，在集热腔室内设有吸热体。采用上述门窗幕墙的空气调节装置，在集热腔室的上部内通风口处连通风道，该风道设置在天花板下方或预设于天花板内，通往室内房间。本发明能够集建筑构件与空气调节装置于一体，充分利用了建筑空间，最大程度地利用建筑采光面积，依靠太阳能实现空气温度湿度调节，杀菌、净化，供新风，无噪声和有害气体排放，具有生态环保等功能，并且不需要消耗商品能源。

Description

门窗幕墙及其空气调节装置

                        技术领域

本发明涉及一种门窗幕墙及一种空气调节装置。

                        背景技术

普通建筑门窗幕墙的主要功能是采光、保温、通风和隔声。冬天，门窗幕墙既是阳光通道，也是主要的散热通道；而在夏天，门窗幕墙则成了主要的太阳辐射吸热通道。为了不影响建筑采光、通风、隔声功能，又增强建筑保温隔热功能，人们又研发出了中空玻璃和镀膜玻璃。

中空玻璃是由2片(或多片)玻璃与空气体夹层组合而成。有些中空玻璃中空腔室为真空或充氩气等惰性气体，因此具有优良的保温隔热与隔声特性，减少了室内外通过门窗的热传导损失。

镀膜玻璃，又分为热反射镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃。

热反射镀膜玻璃又称遮阳镀膜玻璃。对太阳热辐射具有较高的反射作用，它遮蔽太阳辐射热的效率比较高。而对可见光一部分反射，一部分透射。热反射镀膜玻璃主要应用于炎热地区的住宅或商业建筑。因其隔热的特性，组装在中空玻璃中可降低空调的安装成本及工作耗能20％～40％。

低辐射镀膜玻璃即所谓的Low-E镀膜玻璃。它在可见光区域内有较高的透射率，而在红外及远红外区域内反射率较高，同时辐射率还较低，可让80％的可见光进入室内，同时又能将85％以上的室内物体所辐射的长波保留在室内被物体所吸收。主要适用于寒冷地带。它能在保证良好采光的条件下，加强建筑物的隔热效果，组装成中空玻璃可节约空调费用30％-40％。

由此可见，采用中空玻璃或镀膜玻璃的门窗和幕墙只起到单一的隔离传导热或反射热作用，在冬天需要得热时，也将阳光中宝贵的热辐射反射阻隔于建筑物之外，也不能根据需要调节控制室内外的热量交换与空气交换。

空调的主要功能是调节建筑物室内空气温度。普通空调通过电力驱动压缩机制冷；现在已有间接或直接利用太阳能制冷的空调，间接利用太阳能的空调仍通过压缩机制冷，压缩机由光伏发电驱动或太阳能产生的热蒸汽发电驱动；直接利用太阳能的空调有吸收式和吸附式。

这些空调均可以通过普通电能或热能驱动，因而不是完全意义上的太阳能空调，而且存在下列缺陷：造价高，尚不足以与普通压缩机空调竞争；性能不稳定，对日照强度要求很高；能效比低，依靠建筑物的受光面积不能实现较高的采暖和降温需求；运行有噪声污染，有制冷剂污染物排放；安装维护不便，使用寿命低；结构复杂，难以实现建筑一体化。

                       发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种能够直接高效地利用太阳能实现空调功能的门窗幕墙，以及由其组成的空调装置。

为达到上述目的，本发明公开了一种门窗幕墙，它包括至少两面相互平行的内外透光板及四周的边框或密封件所形成的集热腔室，在集热腔室内设有吸热体。

在所述集热腔室上至少设置一对上下通风口，每个通风口均设置可以开启、关闭和调节通风量的风门；一般情况下，集热腔室透光板或边框上的通风口有四个，分别位于集热腔室的上下和内外。当阳光照射在吸热体上时，吸热体在允许部分可见光透过的同时，将大部分太阳能转化为热能，集热腔室内的空气被加热后上升，同时被杀菌消毒，通过不同的通风口开启组合，靠空气的热动力实现冬天向室内供暖风采暖、夏天向室内补充新鲜凉风纳凉、春秋季节向室内供新鲜暖风换气；通风口处设置防护滤网，还可以实现除尘。

所述吸热体可以是设置在集热腔室内的一个可以至少部分透光的吸热体，也可以是附着在一面透光板内壁上部分透光的吸热层或者镀膜，或者是悬置在集热腔室内的卷帘或百叶，其由吸热材料制成或其表面附着吸热层，其透光量可以通过百叶或卷帘的遮光面积相对调整。上述吸热体还可以为固定在集热腔室内的依次平行排列的百叶式吸热片，其由吸热材料制成或其表面附着吸热层，且与阳光射线大体垂直。

为了提高所述门窗幕墙的隔声效果，所述集热腔室内可以设置吸声体，如独立的微孔透光板或附着在吸热体上的吸声材料。

为了降低夏天时吸热体上的热向室内传导，以及冬天室内的热向窗外传导，形成集热腔室的透光板中至少一面为双层中空隔热玻璃，其内填充干燥空气或氩气等惰性气体，中空腔内放置干燥剂。

为了降低夏天时吸热体上的热向室内辐射，以及冬天室内的热向窗外辐射，吸热体内侧的透光板采用低辐射玻璃或热反射玻璃，优先采用中空低辐射镀膜玻璃，且将镀膜一侧设置于中空腔内。

为了便于清洗集热腔室内壁，集热腔室两侧的透光板中至少一面可开启或为活动联结。

为了夏天辅助制冷，集热腔室内放置吸附剂，无阳光时关闭所有通风门，可以吸附制冷。

本发明还公开了一种采用上述门窗幕墙的空气调节装置，在集热腔室的上部内通风口处连通风道，该风道设置在天花板下方或预设于天花板内，通往室内房间。为了提高建筑物的热容量，在室内风道周围设置蓄热体，蓄热体内装有水或相变蓄热介质。因此使得本发明空气调节装置具有蓄热功能，可以减少昼夜温差，在缺少阳光的天气有长时间的保温特性。

为了调节室内湿度，或者在夏天能够增强降温效果，在上述集热腔室的内侧下开口处连通用于盛水的蒸发箱，蒸发箱为立式或卧式，其设置在地板上或隐蔽在地板下；在高于液面的箱体壁上开设进气口，蒸发箱内设有空气流道；在蒸发箱内设置强化水蒸发的机构，该机构包括水泵和迷宫式流水槽或毛细材料制成的蒸发板，其与空气流道内的空气充分接触；设置与蒸发箱连通的地盘管或风机盘管，蒸发箱内的水循环于地盘管或风机盘管中；为提高空气流量和加强换热效率，在蒸发箱与风道的空气流通途径中设置风机，该风机的驱动电机由太阳能电池或普通电力驱动。

综上所述，本发明能够集建筑构件与空气调节装置于一体，充分利用了建筑空间，最大程度地利用建筑采光面积，依靠太阳能实现空气温度湿度调节，杀菌、净化，供新风，无噪声和有害气体排放，具有生态环保等功能，并且不需要消耗商品能源。

                        附图说明

图1是本发明门窗幕墙实施例1结构示意图；

图2是本发明门窗幕墙实施例2结构示意图；

图3是本发明门窗幕墙实施例3结构示意图；

图4是本发明门窗幕墙实施例4结构示意图；

图5是本发明门窗幕墙实施例5结构示意图；

图6是图5的K向视图；

图7本发明门窗幕墙实施例6结构示意图；

图8是本发明门窗幕墙实施例7结构示意图；

图9是图8中吸热片的放大图；

图10是本发明空气调节装置实施例1结构示意图；

图11是本发明空气调节装置实施例2结构示意图；

图12是本发明空气调节装置实施例3结构示意图；

图13是本发明空气调节装置实施例4结构示意图。

                      具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本发明包括两块相互平行的普通平板玻璃构成的内透光板和外透光板，四周周密封胶密封，中间形成集热腔室，内透光板1内表面设有一层可透光的吸热涂层3，透光板1的上部铰接上风门4a，下部铰接下风门4a。

实际应用时，将本发明安装在建筑物向阳面的门窗洞上，能够用于冬天取暖，有阳光的时候打开上下风门，集热腔室内的空气受热上升，从上风门进入室内，同时室内下部的较冷空气又不断地从下风门进入集热腔室形成循环，这样室内的空气就不断被加热并形成循环，使室内变暖，同时空气中的细菌等微生物在循环过程中被集热腔室内的高温杀死；为了过滤空气中的灰尘，净化空气，阻挡蚊虫，还可以在下风门位置安装防护滤网；没有阳光的时候，关闭上下通风口，则集热腔室起到隔绝室内外传热的作用。

实施例2：

其结构如图2所示，与实施例1相比较，外透光板1也设置上风门4a和下风门4a，板状吸热体3b设置在集热腔室中间，且与透光板平行，板状吸热体3b上也设置通风孔。

本实施例不仅能够像实施例1那样实现冬天取暖，而且还具有更多功能：夏天只打开外透光板的上风门和内透光板的下风门，集热腔室内的空气被加热后上升由外上风口排到室外，形成的室内负压从室内其它通风口，尤其是背光面的通风口吸入较凉爽的新鲜空气，形成室内对流微风，实现降温功效；而且由于太阳光被吸热体拦截，不能射入室内，从而具有双重降温功能；打开外透光板的下风门和内透光板的上风门，则室外的新鲜空气经加热后进入室内，可向室内补充新鲜暖风，适合春秋两季使用；只打开外透光板的下风门和上风门，则形成室外空气冷却循环，可以减少太阳能向室内的热辐射。

实施例3：

其结构如图3所示，与实施例2相比较，内外透光板安装在推拉窗上的边框上，4个风门也采用推拉式，吸热体3c为卷帘式，设置在集热腔室中间，它既可以收起卷帘，做普通窗使用，也可以放下卷帘，实现实施例2所述的功能，而且通过调节卷帘遮光面积，控制采暖和降温功率，从而调节空气温度。为了不影响采光效果，卷帘由吸热材料制作，可透光或至少部分透光，如多孔或微孔。

实施例4：

其结构如图4所示，与实施例3相比较，内外透光板安装在平开窗的边框上，4个风门为上悬平开式，集热腔室中吸热体为百叶式，表面设有吸热层；在上边框铰接摇杆及与其相联结的手柄，转动该手柄可实现百叶的角度调节，从而调节采暖或降温功率及室内温度。

实施例5：

其结构如图5、图6所示，与实施例2相比较，上下风门设置在边框上，其结构为推拉式，且开口大小通过推拉滑片4b的位置实现可调；这样不仅易于加工，而且整齐美观，不影响门窗的视野。内侧透光板采用低辐射玻璃1a，可以将吸热体的热辐射大部分反射回去，提高了吸热体的温度，从而提高冬天采暖和夏天降温的功率；同时减少了夏天吸热体向室内的热辐射。

实施例6：

其结构如图7所示，与实施例2相比较，内外透光板均采用双层中空的透光玻璃，吸热体的设置与实施例1相同。由位于上部的一对上悬式平开窗构成上风门，由位于下部的一对上悬式平开窗构成下风门，上下风门可以垂直设置，也可以错位设置。构成内层透光板的中空玻璃之一为低辐射镀膜玻璃，该镀膜位于中空腔室的内壁上；中空腔室内填充干燥空气或氩气等惰性气体，同时在中空腔内放置干燥剂。

实施例7：

其结构如图8所示，与实施例4相比较，集热腔室中的吸热体2是固定在集热腔室内的依次平行排列的百叶式吸热片，其由吸热材料制成或其表面附着吸热层，使太阳光能够垂直照射在吸热片上。吸热材料可以不透光，也可以部分透光。

其一个透光板为可拆卸或可开启式结构，这样便于清洗集热腔室内壁。

参见图9，在吸热片的背面附着微孔发泡吸声材料，从而提高所述门窗幕墙的隔声效果。

利用本发明的门窗幕墙，可以扩展出利用太阳能的空气调节装置，具体实施例如下：

实施例1：

参见图10，它采用了上述实施例5所述的门窗幕墙结构，该门窗幕墙镶嵌在建筑物向阳外立面上，集热腔室的上开口通过风道8到达房间上部，风道8可以是设置在天花板下方或预设于天花板内的风道，通往各个房间吹送暖气或新风，风道8穿过蓄热体9，蓄热体9内设置水或者蓄热相变体，将多余的热量蓄存起来。为提高风速，增大空气流量，在风道中设置风机12，建筑物的外墙上设置太阳能电池，用于有阳光时给风机供电。

集热腔室的下部设置推拉式风门，在冬季使用过程中，当阳光照射在吸热体上时，集热腔室内的空气被加热，顺着集热腔室上升，并沿风道向房间排放；同时，集热腔室内气压降低，房间内下方较冷的空气从集热腔室下部的进风口进入，又被加热排出，与房间形成循环对流，因此本发明空气调节装置利用自然能源就能给房间供热和蓄热。

实施例2：

参见图11，集热腔室上部开口朝向房间内，集热腔室下开口通过管路连通蒸发箱10，蒸发箱10内设置由毛细材料制成的蒸发板16，在冬季实际使用过程中，当阳光照射在吸热体上时，集热腔室内的空气被加热，顺着集热腔室上升，并向房间输送；因此集热腔室内气压降低，于是房间内的空气通过蒸发箱进入集热腔室，形成循环，空气在流经蒸发板16时，能够加速其中的水分蒸发，并被循环气流带到房间内，给室内加湿。蒸发箱可以为立式或卧式，设置在地板上或地板下。

实施例3：

参见图12，与上一实施例相比较，集热腔室下开口通过管路连通蒸发箱，蒸发箱内设置迷宫式水槽15，该水槽的间隙形成迂回的空气流道，蒸发箱上还设置水泵，将水槽中的水不断从下部抽到上部，水在重力作用下向下流动；在高于液面的箱体壁上开设进气口。当阳光照射在吸热体上时，集热腔室内的空气被加热，顺着集热腔室上升，然后排向室外；因此集热腔室内气压降低，于是房间内的空气通过蒸发箱进气口进入蒸发箱，逆水流而上，与空气流道内的流水进行充分地接触，加强水的蒸发，这样利用水的汽化相变潜热，使水降温，从而起到制冷作用。

为提高风速，增大空气流量，在蒸发箱的进气口处连接风机12，在建筑物的外墙上设置太阳能电池，用于给风机供电。

设置与蒸发箱连通的风机盘管，蒸发箱内的水循环于风机盘管中，该风机盘管起到空调末端的作用。

另外，集热腔室中设置吸附剂7，当阳光消失后，关闭风门，吸附剂可以吸附蒸发箱内的水汽，从而实现吸附制冷。

实施例4：

实施例结构如图13所示，为本发明作为建筑幕墙使用，尤其是在高层写字楼和高档酒店的应用实例。

本实施例建筑的向阳面幕墙由高透明玻璃构成外透光板，由双层中空镀膜玻璃构成内透光板，在外层中空玻璃的内表面设有地辐射镀膜，中空玻璃腔室内充有惰性气体和干燥剂；整个向阳面幕墙有若干可开启和可调风量的风门和垂直隔墙构成一整个集热腔室或若干集热腔室，墙室内设角度可电动调节百叶，百叶表面设有吸热涂层，背面可以设有微孔发泡吸声材料，也可保持反光面。每个集热腔室的外透光板上方设一排上风门，下方设下风门，上下风门均可开启并可调风量；集热腔室的内透光板在每个房间的上下方设可开启并可调风量的上下风门。

背阳面幕墙由双层中空低反射镀膜玻璃构成，在每个房间的下方设可开启并可调风量的风门。

夏天有阳光时打开外透光板的上风门和每层内透光板的上风门，以及背光面幕墙需要降温房间的下风门，每个集热腔室内的空气被百叶吸热体加热后上升后，经上风门排到室外，形成的室内负压从背阳面的下风门席入新鲜新风，在室内产生徐徐的凉风，同时由于太阳热辐射被吸热体拦截，不能射入室内，从而具有双重降温功能。

冬天关闭各风门，只打开需要采暖的房间的向阳面内透光板的上下风门，每个集热腔室内的空气被百叶吸热体加热后上升后，通过每个房间的上风门向室内送暖风，又从每个房间的下风门吸入较冷的空气，如此循环将室内空气和墙壁加热。

春秋乍暖还寒时候，打开集热腔室外透光板的下风门和需要换新风房间的向阳面内透光板的下风门，和背光面各房间的上风门，则室外的新鲜空气经加温后进入室内，暖风从背光面的上风门排出，可向室内补充新鲜暖风，适合春秋两季使用，新风量的大小可以通过风门的大小调节。

各腔室的采光量和集热功率可以通过百叶的角度调解，必要时还可收起百叶，或将百叶背面转向吸光面，像普通幕墙一样使用。

在同样的光照强度下，腔室的高度越高，风力就越大，因此除了用风门的大小控制风力外，还可以通过打开分割各腔室的风门将若干腔室的连通以增大风力，甚至将整个向阳面连为一个腔室。此外，用风门将各腔室分开还有利于防火，可根据需要打开风门自然排烟或封闭火区。

上述实施例通过不同的风门开启和关闭的组合，均可以实现冬季采暖和夏季降温以及平时换新风的功能，不再逐一描述。

Claims (19)

1.一种门窗幕墙，其特征在于它包括至少两面相互平行的内外透光板及四周的边框或密封件所形成的集热腔室，在集热腔室内设有吸热体。

2.根据权利要求1所述的门窗幕墙，其特征在于在集热腔室的两侧至少设置一对上下通气口，每个通气口均设置用于开启和关闭的风门。

3.根据权利要求2所述的门窗幕墙，其特征在于设置在集热腔室透光板或边框上的通气口有四个，分别位于集热腔室的上下和内外。

4.根据权利要求2所述的门窗幕墙，其特征在于在通气口处设置防护滤网。

5.根据权利要求1所述的门窗幕墙，其特征在于吸热体为附着在一面透光板内壁上的吸热层。

6.根据权利要求1所述的门窗幕墙，其特征在于吸热体为设置在集热腔室内的一面透光吸热体。

7.根据权利要求1所述的门窗幕墙，其特征在于吸热体为悬置在集热腔室内的卷帘或百叶，其由吸热材料制成或其表面附着吸热层，其透光量可以通过百叶或卷帘的遮光面积相对调整。

8.根据权利要求1所述的门窗幕墙，其特征在于吸热体为固定在集热腔室内的依次平行排列的百叶式吸热片，其由吸热材料制成或其表面附着吸热层，且与阳光射线大体垂直。

9.根据权利要求5～8任一所述的门窗幕墙，其特征在于集热腔室内设置吸声体。

10.根据权利要求1所述的门窗幕墙，其特征在于形成集热腔室的透光板中至少一面为双层中空隔热玻璃，其内填充干燥空气或惰性气体，并放置有干燥剂。

11.根据权利要求1所述的门窗幕墙，其特征在于形成集热腔室的透光板中至少一面可开启或为活动连接，便于清洗集热腔室内壁。

12.根据权利要求1所述的门窗幕墙，其特征在于在集热腔室内放置吸附剂。

13.根据权利要求1所述的门窗幕墙，其特征在于内透光板采用低辐射镀膜玻璃或热反射镀膜玻璃。

14.一种采用上述门窗幕墙的空气调节装置，其特征在于在集热腔室的上部内通气口处连通风道，该风道设置在天花板下方或预设于天花板内，通往室内房间。

15.根据权利要求14所述的空气调节装置，其特征在于在室内风道周围设置蓄热体，蓄热体内装有水或相变蓄热介质。

16.根据权利要求14所述的空气调节装置，其特征在于在集热腔室的下部内开口处连通用于盛装水的蒸发箱，蒸发箱为立式或卧式，其设置在地板上或隐蔽在地板下；在高于液面的箱体壁上开设进气口，蒸发箱内设有空气流道。

17.根据权利要求16所述的空气调节装置，其特征在于在蒸发箱内设置强化蒸发的机构，该机构包括循环水泵和迷宫式流水槽或毛细材料制成的蒸发板，其与空气流道内的空气充分接触。

18.根据权利要求16所述的空气调节装置，其特征在于设置与蒸发箱连通的地盘管或风机盘管，蒸发箱内的水循环于底盘管或风机盘管中。

19.根据权利要求16所述的空气调节装置，其特征在于在蒸发箱与风道的空气流通途径中设置提高空气流量和加强换热效率的风机，该风机的驱动电机由太阳能电池或普通电力驱动。

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