CN217439641U - 主动式太阳能智能生态公厕 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能生态建筑技术领域，具体涉及一种主动式太阳能智能生态公厕。所述的主动式太阳能智能生态公厕，包括厕所本体、集热室和化粪池；集热室与厕所本体相连的墙体顶部和底部分别设置有内上对流窗和内下对流窗，且该墙体在集热室一侧内壁设置有吸热涂层；集热室与厕所本体相对的墙体顶部和底部分别设置有外上对流窗和外下对流窗，且该墙体为透光墙；小便器和大便器均设置有吸风口，通过集风管连接排气管，厕所本体安装有太阳能光伏板。本实用新型的主动式太阳能智能生态公厕，对公厕室内及粪池提供热能和保温，并利用太阳能加热热风形成空气对流除臭，具有节水、防冻、节能、节电、环保、超低能耗、零碳型的特点。

Description

主动式太阳能智能生态公厕

技术领域

本实用新型涉及智能生态建筑技术领域，具体涉及一种主动式太阳能智能生态公厕。

背景技术

在公厕革命和双碳目标驱动力的推动下，公共厕所的环境条件有了较大的改观，新技术的公厕虽然较多，但缺少节能、节水、环保、稳定运行可靠应用地域广谱的公厕。经常遇见的问题就是室内外臭味大，高海拔低温缺氧地区，生化困难，容易冻等问题。

例如专利CN206487174U中公开了一种太阳能公共厕所，分别采用太阳能光伏和太阳能光热集热器，解决热水和热风系统，给公厕提供了自然能源，该文献描述了是通过在公厕围护墙上固定太阳能集热器实现的。

专利CN209907507U中公开了一种旱厕循环空气除臭装置，由室内至便器通风口至烟囱(排气管)形成空气对流隔离层除臭的技术方案，适用于农村开放式厕所，有较好的效果。但存在着必须有室内与开放的对流条件，如果是在寒冷地区，会造成公厕室内温度降低，造成公厕较大能耗。

CN111297242A中公开了一种高原严寒农牧区生态卫生公共旱厕，利用太阳能集热器及热媒循环泵和散热器并结合相变材料给粪池加热使用温度升高，便于粪便生化熟化的技术方案，有效解决粪池低温冻结问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种主动式太阳能智能生态公厕，对公厕室内及粪池提供热能和保温，并利用太阳能加热热风形成空气对流除臭，同时利用太阳能光伏和智能自动化技术实现供电和人性化运行管理，具有节水、防冻、节能、节电、环保、超低能耗、零碳型的特点。

本实用新型所述的主动式太阳能智能生态公厕，包括厕所本体、集热室和化粪池；所述集热室设置在厕所本体的墙体外侧，与厕所本体构成一个整体；所述集热室与厕所本体相连的墙体顶部和底部分别设置有内上对流窗和内下对流窗，且该墙体在集热室一侧内壁设置有吸热涂层；所述集热室与厕所本体相对的墙体顶部和底部分别设置有外上对流窗和外下对流窗，且该墙体为透光墙；所述化粪池设置在厕所本体和集热室的下方，厕所本体内的小便器和大便器排泄口连接化粪池，所述小便器和大便器处分别设置有小便吸风口和大便吸风口，所述小便吸风口和大便吸风口均通过集风管连接排气管，所述化粪池安装有下端通入化粪池底部、上端通入集热室并带有密封盖的吸粪管；所述厕所本体的房顶外侧安装有太阳能光伏板。

优选地，所述厕所本体的墙体、地面和房顶材料均具备良好的保温性，可以是彩钢复合板的整体集成建筑，也可以是土木砖混建筑，可以是已有建筑进行改造，也可以是新建筑。

优选地，所述集热室的地面宽度一般在200-2000mm之间，特殊的异型集热室地面宽度最大可达10000；集热室的长度小于等于厕所本体墙体长度。集热室设置在厕所本体向阳墙体的外侧；例如，在北半球地区，可以设置在厕所本体东、西、南三个方向中至少一个方向的墙体外侧。

优选地，所述的集热室与厕所本体相连的两面侧墙为透光墙。如果其中一面侧墙不向阳的话，可以为不透光墙。集热室设置透光墙的作用是最大限度的吸收太阳光并为厕所本体提供热量。

优选地，所述集热室选形可以突出公厕整体造型，基本型矩型，也可以是三角型、半圆型、高低错落型、穹型等多种选型。

优选地，所述透光墙包括透光材料层和结构龙骨；其中，透光材料层可以为有机材料或无机玻璃，有机材料如PC、PVC、亚克力等，具有较高的光透过率；结构龙骨可采用钢、木、塑钢、铝合金等龙骨。透光墙可以是幕墙型、单墙结构或双墙结构，双墙结构时结构龙骨在双层透光材料层的中间，结构龙骨与透光材料层之间有断桥材料。

优选地，所述透光墙的高度小于等于厕所本体墙体高度。透光墙可以是有倾斜的斜面墙，也可以是垂直地面的直竖墙，或者弧面形墙以及上小下大外撑型，等等。

优选地，所述吸热涂层可以是可选择性吸热涂料，直接涂在墙面上，也可以是带有可选择性吸热涂层的载体金属薄板或无机薄板机械固定或砌筑在墙面上。

优选地，所述透光墙的内侧或外侧安装有保温窗帘，最优选在透光墙的内侧安装有保温窗帘。为了实现公厕的智能自动化，保温窗帘可以使用电动窗帘，采用市售常规电动窗帘即可，在温控条件下可通过展开与收紧，实现夏季的遮阳降温与冬季夜间阴天白天无光照时的保温，保温窗帘的材质可以有机泡沫，如PU、EVA、XPS、橡胶泡沫与布料的夹芯被体，或者硅酸铝或超细玻璃棉、气凝胶等无机保温材料与布料的夹芯被体。

优选地，所述内上对流窗、内下对流窗、外上对流窗和外下对流窗均采用电动控制。通过电动控制实现各个窗户的开关，更加智能化。

优选地，所述小便吸风口设置在小便器的下部或小便池池底上部的墙面上。所述大便吸风口设置在大便器周围或大便器下部附近或排泄口的上部。小便吸风口和大便吸风口的作用是将排便过程中产生的异味通过自然对流通入集风管，并通过排气管排到公厕外部。

优选地，所述厕所本体还安装有智能电控系统，并在厕所门口、大小便器附近、集热室内都安装有温度传感器，以保证各种循环系统和温控系统的正常自动化工作。所述工作间电控系统，包括时间控制、光照控制、温控三种复合智控，以保障在冬夏季昼间夜间有光照无光照的天气，适宜温度的调控。

所述的本主动式太阳能智能生态公厕风的循环系统都属于自然对流，具体有以下情形：

①通过厕所本体室内→内下对流窗→集热室→内上对流窗→厕所本体，实现对厕所本体室内的加热循环。

②环境新风→外下对流窗→集热室→外上对流窗，实现集热室的降温。

③环境新风→外下对流窗→集热室→内下对流窗→厕所本体室内→小便吸风口、大便吸风口→集风管→排气管→环境自然风循环除臭。

④环境新风→外下对流窗→集热室→内上对流窗→厕所本体室内→小便吸风口、大便吸风口→集风管→排气管→环境热新风对流除臭。

本实用新型的主动式太阳能智能生态公厕，适用于已有普通公厕改造为主动式太阳能智能生态公厕，含有砖混建筑、钢结构建筑和彩钢复合板式，更适用于彩钢整体集成公厕的新厕生产制作，适用于水冲式和无水旱厕。

本实用新型所述的主动式太阳能智能生态公厕的建造方法，包括对普通公厕的改造和新公厕的建造。

在普通公厕改造时，包括以下步骤：

(1)在非便位向阳方向的墙面上开凿若干个内下对流窗和内上对流窗，各对流窗水平间距为1600-2000mm，上下窗距为1600-2000mm，并安装电动上下悬窗；

(2)建造集热室：在上述墙面的外墙安装吸热涂层，然后以该墙面为一面，建造集热室，集热室的其余三面墙体中，至少与该墙面相对应的墙体设计为透光墙，并在透光墙上预留若干个外下对流窗和外上对流窗，规格与内下对流窗、内上对流窗相同，位置与内下对流窗、内上对流窗相对应，然后在集热室透光墙内侧或外侧安装保温窗帘；

(3)在小便器和大便器处分别开凿小便吸风口和大便吸风口，并安装集风管和排气管，使小便吸风口和大便吸风口连通集风管；

(4)在集热室下部地面，也就是化粪池上面，开凿吸粪口，吸粪口通过吸粪管通入化粪池底部，并在吸粪口出加装密封盖；

(5)在厕所房顶安装太阳能光伏板和蓄电系统，并在公厕附近安装智能电控系统，加装温控、时控、光控、智能系统。

在建造新公厕时，包括以下步骤：

(1)建造厕所本体：按设计规模建造厕所本体并安装小便器和大便器，在厕所本体下方预留化粪池，然后在非便位向阳方向的墙面上开凿若干个内下对流窗和内上对流窗，各对流窗水平间距为1600-2000mm，上下窗距为1600-2000mm，并安装电动上下悬窗；

(2)建造集热室：在上述墙面的外墙安装吸热涂层，然后以该墙面为一面，建造集热室，集热室的其余三面墙体中，至少与该墙面相对应的墙体设计为透光墙，并在透光墙上预留若干个外下对流窗和外上对流窗，规格与内下对流窗、内上对流窗相同，位置与内下对流窗、内上对流窗相对应，然后在集热室透光墙内侧或外侧安装保温窗帘；

(3)在小便器和大便器处分别开凿小便吸风口和大便吸风口，并安装集风管和排气管，使小便吸风口和大便吸风口连通集风管；

(4)在集热室下部地面，也就是化粪池上面，开凿吸粪口，吸粪口通过吸粪管通入化粪池底部，并在吸粪口出加装密封盖；

(5)在厕所房顶安装太阳能光伏板和蓄电系统，并在公厕附近安装智能电控系统，加装温控、时控、光控、智能系统。

所述主动式太阳能智能生态公厕的工作原理为：

①加热自动循环模式：

晴天的太阳光透射到集热室的选择性吸热材料上，将光能转化为热能，这些热能加热了吸热体与周围的空气换热被加热的空气密度减少上升，通过内上对流窗进入厕所本体的室内空间，同时厕所室内的空气不断通过内下对流窗进入集热室，补充形成自然对流加热公厕室内空气，空间内温度升高，为太阳加热模式。由于集热室温度升高，同时对集热室下部的化粪池有加热和保温作用，能够维持化粪池正常生化温度。

当阴天无光照或夜间时，内上对流窗、内下对流窗、外上对流窗、外下对流窗均处于关闭状态，同时集热室的保温窗帘呈现遮蔽保温状态。

②新风加热除臭对流模式：

当冬季或温度较低时厕所便器使用时，需要加热的新风循环除臭，集热室的外下对流窗与厕所本体的内上对流窗为开启状态，新风通过外下对流窗→集热室→内上对流窗→厕所本体室内→小便吸风口、大便吸风口→集风管→排气管→环境，完成新风加热除臭循环。

③新风降温除臭对流模式：

当夏季温度较高时，可开启新风降温对流模式，由环境新风→外下对流窗→集热室→内下对流窗→厕所本体室内→小便吸风口、大便吸风口→集风管→排气管→环境，完成新风降温除臭对流循环，本模式的保温窗帘在晴天时为遮蔽状态，夜间或白天阴天时可为非遮蔽状态。

④保温模式：

保温模式适用于冬季的夜间和无光照的昼间，以及夏季高温季节，特别是有光照的晴天，保温模式主要是将保温窗帘为遮蔽状态，内上对流窗、内下对流窗、外上对流窗、外下对流窗均处于关闭状态。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型的主动式太阳能智能生态公厕，对公厕室内及粪池提供热能和保温，并利用太阳能加热热风形成空气对流除臭，同时利用太阳能光伏和智能自动化技术实现供电和人性化运行管理，具有节水、防冻、节能、节电、环保、超低能耗、零碳型的特点；

(2)本实用新型的主动式太阳能智能生态公厕，是一种太阳能与建筑一体化结构的自然能的零碳和低碳智能化公厕，从根本上解决了高原低温易冻化粪池和室内水路不能正常运行，以及除臭效果差的难题，广泛的用于低温光照资源好的地区的水厕、旱厕；

(3)本实用新型的主动式太阳能智能生态公厕，通过循环系统的自然对流，能够根据外界环境和实际需求，实现加热自动循环模式、新风加热除臭对流模式、新风降温除臭对流模式、保温模式的切换，达到智能生态的效果。

附图说明

图1为本实用新型主动式太阳能智能生态公厕的结构示意图；

图2为本实用新型集热室透光墙的结构示意图；

图3为本实用新型集热室循环系统的自然对流示意图；

图4为本实用新型实施例4集热室的结构示意图；

图中：1、厕所本体；2、集热室；3、透光墙；4、吸热涂层；5、保温窗帘；6、排气管；7、太阳能光伏板；8、内上对流窗；9、内下对流窗；10、外上对流窗；11、外下对流窗；12、小便吸风口；13、大便吸风口；14、集风管；15、化粪池；16、吸粪管；17、密封盖；301、透光材料层；302、结构龙骨；303、断桥材料。

具体实施方式

以下将对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本实用新型所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

实施例1

如图1所示，本实用新型所述的主动式太阳能智能生态公厕，包括厕所本体1、集热室2和化粪池15；所述集热室2设置在厕所本体1的墙体外侧，与厕所本体1构成一个整体；所述集热室2与厕所本体1相连的墙体顶部和底部分别设置有内上对流窗8和内下对流窗9，且该墙体在集热室2一侧内壁设置有吸热涂层4；所述集热室2与厕所本体1相对的墙体顶部和底部分别设置有外上对流窗10和外下对流窗11，且该墙体为透光墙3；所述化粪池15设置在厕所本体1和集热室2的下方，厕所本体1内的小便器和大便器排泄口连接化粪池15，所述小便器和大便器处分别设置有小便吸风口12和大便吸风口13，所述小便吸风口12和大便吸风口13均通过集风管14连接排气管6，所述化粪池15安装有下端通入化粪池15底部、上端通入集热室2并带有密封盖17的吸粪管16；所述厕所本体1的房顶外侧安装有太阳能光伏板7。

所述厕所本体1的墙体、地面和房顶材料均具备良好的保温性，可以是彩钢复合板的整体集成建筑，也可以是土木砖混建筑，可以是已有建筑进行改造，也可以是新建筑。

所述集热室2的地面宽度一般在200-2000mm之间，特殊的异型集热室2地面宽度最大可达10000；集热室2的长度小于等于厕所本体1墙体长度。集热室2设置在厕所本体1向阳墙体的外侧；例如，在北半球地区，可以设置在厕所本体1东、西、南三个方向中至少一个方向的墙体外侧。

所述集热室2与厕所本体1相连的两面侧墙为透光墙3。如果其中一面侧墙不向阳的话，可以为不透光墙。集热室2设置透光墙3的作用是最大限度的吸收太阳光并为厕所本体1提供热量。

所述集热室2选形可以突出公厕整体造型，基本型矩型，也可以是三角型、半圆型、高低错落型(如图4所示)、穹型等多种选型。

所述透光墙3包括透光材料层301和结构龙骨302；其中，透光材料层301可以为有机材料或无机玻璃，有机材料如PC、PVC、亚克力等，具有较高的光透过率；结构龙骨302可采用钢、木、塑钢、铝合金等龙骨。透光墙3可以是幕墙型、单墙结构或双墙结构，双墙结构时结构龙骨302在双层透光材料层301的中间，结构龙骨302与透光材料层301之间有断桥材料303。

所述透光墙3的高度小于等于厕所本体1墙体高度。透光墙3可以是有倾斜的斜面墙，也可以是垂直地面的直竖墙，或者弧面形墙以及上小下大外撑型，等等。

所述吸热涂层4可以是可选择性吸热涂料，直接涂在墙面上，也可以是带有可选择性吸热涂层的载体金属薄板或无机薄板机械固定或砌筑在墙面上。

所述透光墙3的内侧或外侧安装有保温窗帘5，最优选在透光墙3的内侧安装有保温窗帘5。为了实现公厕的智能自动化，保温窗帘5可以使用电动窗帘，采用市售常规电动窗帘即可，在温控条件下可通过展开与收紧，实现夏季的遮阳降温与冬季夜间阴天白天无光照时的保温，保温窗帘的材质可以有机泡沫，如PU、EVA、XPS、橡胶泡沫与布料的夹芯被体，或者硅酸铝或超细玻璃棉、气凝胶等无机保温材料与布料的夹芯被体。

所述内上对流窗8、内下对流窗9、外上对流窗10和外下对流窗11均采用电动控制。通过电动控制实现各个窗户的开关，更加智能化。

所述小便吸风口12设置在小便器的下部或小便池池底上部的墙面上。所述大便吸风口13设置在大便器周围或大便器下部附近或排泄口的上部。小便吸风口12和大便吸风口13的作用是将排便过程中产生的异味通过自然对流通入集风管14，并通过排气管6排到公厕外部。

所述厕所本体1还安装有智能电控系统，并在厕所门口、大小便器附近、集热室内都安装有温度传感器，以保证各种循环系统和温控系统的正常自动化工作。所述工作间电控系统，包括时间控制(昼夜冬夏)、光照控制、温控三种复合智控，以保障在冬夏季昼间夜间有光照无光照的天气，适宜温度的调控。

所述的本主动式太阳能智能生态公厕风的循环系统都属于自然对流(如图3所示)，具体有以下情形：

①通过厕所本体1室内→内下对流窗9→集热室2→内上对流窗8→厕所本体1，实现对厕所本体1室内的加热循环。

②环境新风→外下对流窗11→集热室2→外上对流窗10，实现集热室2的降温。

③环境新风→外下对流窗11→集热室2→内下对流窗9→厕所本体1室内→小便吸风口12、大便吸风口13→集风管14→排气管6→环境自然风循环除臭。

④环境新风→外下对流窗11→集热室2→内上对流窗8→厕所本体1室内→小便吸风口12、大便吸风口13→集风管14→排气管6→环境热新风对流除臭。

Claims (7)

1.一种主动式太阳能智能生态公厕，其特征在于：包括厕所本体(1)、集热室(2)和化粪池(15)；所述集热室(2)设置在厕所本体(1)的墙体外侧，与厕所本体(1)构成一个整体；所述集热室(2)与厕所本体(1)相连的墙体顶部和底部分别设置有内上对流窗(8)和内下对流窗(9)，且该墙体在集热室(2)一侧内壁设置有吸热涂层(4)；所述集热室(2)与厕所本体(1)相对的墙体顶部和底部分别设置有外上对流窗(10)和外下对流窗(11)，且该墙体为透光墙(3)；所述化粪池(15)设置在厕所本体(1)和集热室(2)的下方，厕所本体(1)内的小便器和大便器排泄口连接化粪池(15)，所述小便器和大便器处分别设置有小便吸风口(12)和大便吸风口(13)，所述小便吸风口(12)和大便吸风口(13)均通过集风管(14)连接排气管(6)，所述化粪池(15)安装有下端通入化粪池(15)底部、上端通入集热室(2)并带有密封盖(17)的吸粪管(16)；所述厕所本体(1)的房顶外侧安装有太阳能光伏板(7)。

2.根据权利要求1所述的主动式太阳能智能生态公厕，其特征在于：集热室(2)设置在厕所本体(1)向阳墙体的外侧。

3.根据权利要求1所述的主动式太阳能智能生态公厕，其特征在于：集热室(2)与厕所本体(1)相连的两面侧墙为透光墙(3)。

4.根据权利要求1所述的主动式太阳能智能生态公厕，其特征在于：透光墙(3)包括透光材料层(301)和结构龙骨(302)；透光墙(3)为幕墙型、单墙结构或双墙结构，双墙结构时结构龙骨(302)在双层透光材料层(301)的中间，结构龙骨(302)与透光材料层(301)之间有断桥材料(303)。

5.根据权利要求1所述的主动式太阳能智能生态公厕，其特征在于：透光墙(3)的内侧或外侧安装有保温窗帘(5)。

6.根据权利要求1所述的主动式太阳能智能生态公厕，其特征在于：内上对流窗(8)、内下对流窗(9)、外上对流窗(10)和外下对流窗(11)均采用电动控制。

7.根据权利要求1所述的主动式太阳能智能生态公厕，其特征在于：厕所本体(1)还安装有智能电控系统。

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