CN2937279Y - 利用可再生能源调温的新农村住宅 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及建筑物，利用可再生能源调温的新农村住宅，住宅的主体面南背北，在朝阳面的室外地平面与住宅地基墙体之间有前低后高的斜坡，斜坡上安装着太阳能供暖循环装置，外墙采用中、外双保温加气混凝土储能墙，即墙体由内向外依次为室内装饰层、中间按一定间距放置相变介质容器的混凝土层、内保温层、加气混凝土层、外保温层、室外装饰层。本实用新型的优点是利用可再生能源调温的装置与建筑的围护形成既实用，又美观的一体化，其能耗明显降低，尤其是住宅的主房间在不消耗常规能源的前提条件下，室内温度常年可以保持在16～28℃之间。

Description

利用可再生能源调温的新农村住宅

技术领域：

本实用新型属于建筑技术领域，具体涉及太阳能与建筑一体化的住宅。

背景技术：

过去，农村住宅的设计和建造很少考虑节能措施，因而住宅能耗大，依靠可再生能源对其供暖是根本不可能满足需求的。

目前，正在兴起利用太阳能对建筑物供暖的研究与开发。其中，利用太阳能集热器对建筑物供暖主要有两种方式：即被动式太阳能供暖系统和主动式太阳能供暖系统。前者虽然设备简单，所需费用少，但热效率低；后者一般是把太阳能集热器设置在屋顶，然后利用保温管将太阳能集热器与安装在室内的集热循环水泵，蓄热水箱、控制器和散热器等设备相匹配，构成供暖系统。由于该系统是机械循环，需要集热器有较高的承压能力，目前家用的普通真空管集热器显然不能满足其要求，而采用金属一玻璃真空管太阳能集热器，不仅其性价比要比普通真空管集热器低得多，而且其使用寿命也没有普通真空管集热器长。

上述种种弊端严重制约了可再生能源在新农村住宅中的开发利用。

发明内容：

本实用新型的目的是克服上述缺点，提供一种利用可再生能源调温的新农村住宅，将太阳能光热装置与建筑有机地结合在一起，从根本上解决存在于农村住宅中利用可再生能源供暖问题，成为绿色的可再生能源住宅。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：利用可再生能源调温的新农村住宅，住宅的主体面南背北，室内地面标高要高于室外地平面标高1.5-1.8m，在朝阳面的室外地平面与住宅地基墙体之间有前低后高的斜坡，斜坡上安装着太阳能供暖循环装置，太阳能供热循环装置包括真空管集热器和蓄热水箱，真空管集热器为一定支数的全玻璃真空管与接管器并联组成，各全玻璃真空管内放置吸水支管，接管器内部设置有吸水总管，吸水总管与吸水支管连通，吸水支管端部装有水位自动控制阀，接管器的另一侧面分别设置有水箱上部进水管、水箱上部吸气管和接管器的出水管三个支管，水箱上部进水管与吸水总管连通，接管器的出水管连接着电磁阀，电磁阀连接着散热装置进水总管，散热装置进水总管并连着散热装置；散热装置的末端与蓄热水箱底部出水口相连通，蓄热水箱中分别设置潜水泵和电加热器，潜水泵的吸水口与蓄热水箱上部进水管相连通，外墙采用中、外双保温加气混凝土储能墙，即墙体由内向外依次为室内装饰层、中间按一定间距放置相变介质容器的混凝土层、内保温层、加气混凝土层、外保温层、室外装饰层。

所述住宅的主体为面南背北的两层钢筋混凝土框架结构，一楼室内地面标高要高于室外地平面标高1.5-1.8m，在朝阳面的室外地平面与住宅地基墙体之间有前低后高的斜坡，斜坡上以及一楼前屋檐和二楼朝阳面的窗沿之间均安装着一泵抽取多支真空管中热水的太阳能供暖循环装置。

所述墙体内、外保温层及加气混凝土层之间装有塑料螺栓，加气混凝土层内固定有塑料龙骨架。

所述屋顶采用平屋面和坡屋面双保温屋顶。钢筋混凝土平屋面上装有保温层，平屋面之上用钢材或木材做成三角形屋架，在三角形屋架上铺上保温层，保温层外粘贴网格布，网格布层外为水泥沙浆层，水泥沙浆层外为防水层。

所述新农村住宅的门采用中空玻璃塑料门。

所述新农村住宅的窗采用塑料双框三玻璃窗(其中外侧采用中空玻璃)。

所述新农村住宅的室内地面采用单层保温层上安装太阳能供暖循环装置的地热管，上面为水泥沙浆层和地热地板。

所述加热器穿过水箱并由密封圈密封。

所述接管器的金属壁外侧包裹着保温层。

所述全玻璃真空管与接管器连接处设置有接管器密封圈，并通过活结将全玻璃真空管与接管器连为一体。

所述水位自动控制阀为浮阀铰接在吸水支管的前端，吸水支管和浮阀均套隔热胶圈，吸水支管上固定有浮阀滑道，连接浮阀与浮飘的连接杆置于浮阀滑道内。

所述散热装置为地热管或散热器。

所述两层住宅散热装置一层为地热管，二层为散热器，一楼和二楼之间的楼板中预埋着一根密布盘旋的PS制冷管，PS制冷管的一端与二楼地面上低位制冷水箱相连，另一端与二楼地面上高位制冷水箱相连。

所述太阳能集热器上装有活动式保温遮盖罩。

本实用新型的优点是利用可再生能源调温的装置与建筑的围护形成既实用，又美观的一体化，其能耗明显降低，尤其是住宅的主房间在不消耗常规能源的前提条件下，室内温度常年可以保持在16～28℃之间。新农村住宅利用可再生能源调温，既节能又环保。

附图说明：

图1为本实用新型两层新农村住宅结构示意图。

图2为本实用新型一泵抽取多支真空管中热水的太阳能供暖循环装置结构示意图。

图3为图2中A-A视图。

图4为图2中蓄热水箱剖面图。

图5为图1中a放大图。

图6为图1中b放大图。

图7为图1中c放大图。

具体实施方式：

如图1所示，把住宅的主体设计成面南背北的2层钢筋混凝土框架结构，且一楼室内地面标高要高于室外地平面标高1.5-1.8m，在朝阳面的室外地平面与住宅地基墙体之间用毛石砌成前低后高的斜坡29，并用水泥砂浆抹面，斜坡上及一楼前屋檐和二楼朝阳面的窗沿之间均安装着特制的一泵抽取多支真空管中热水的太阳能供暖循环装置，一泵抽取多支真空管中热水的太阳能供暖循环装置如图2-4所示，由一定支数的全玻璃真空管1与接管器3并联组成太阳能集热器；全玻璃真空管1与接管器3连接处设置有接管器密封圈23，并通过活结24将全玻璃真空管与接管器连为一体；每一个全玻璃真空管1中斜躺放置吸水支管，吸水支管14的前端铰接着浮阀21；吸水支管14和浮阀21各自套有导热系数小的隔热胶圈20、19，浮漂22根据全玻璃真空管1中水位高低的变化通过连接杆沿着固定在吸水支管上的滑道25运行，带动浮阀21，开启和关闭阀门；接管器3内部设置有吸水总管2，吸水总管2并联焊接着与全玻璃真空管内的吸水支管14，接管器3的另一侧面分别设置有水箱上部进水管12、水箱上部吸气管13和接管器的出水管15三个支管，水箱上部进水管12穿过外墙11与吸水总管2相连通，其穿过接管器3与接管器3焊接密封，水箱上部吸气管13穿过外墙11与接管器3相连通，接管器的出水管15穿过外墙11与接管器3相连通；接管器的出水管15连接着电磁阀4；电磁阀4连接着散热装置进水总管16；散热装置进水总管16并联着散热装置5；散热装置5的末端与蓄热水箱10底部出水口6相连接；蓄热水箱10中分别设置微型潜水泵7和电加热器8，微型潜水泵7的吸水口与蓄热水箱上部进水管12相连通，电加热器8穿过水箱10后附加密封圈9进行密封；接管器3的金属壁18外侧包裹着保温层17。新农村住宅的外墙26采用中、外双保温加气混凝土储能墙如图7所示，即把用塑料材质注塑成的长方板形网格骨架30沿着墙体走向立在外墙基准线中间偏外的位置，在其外侧和内侧分别粘贴厚度为80mm的聚苯乙烯泡沫塑料板外保温层31和厚度为30mm的聚苯乙烯泡沫塑料板内保温层32，再在外保温层外侧粘贴网格布；将一定数目的塑料螺杆33分别装上垫片，从粘贴着网格布的外保温层的外侧插入，透过塑料长方板形网格骨架和内保温层后再分别装上垫片拧紧螺母；在距内保温层100mm的室内一侧和外保温板的室外一侧分别支好模板，向内侧模板与内保温层之间的空隙中浇注普通混凝土储能墙34，在普通混凝土内部按着一定间距埋藏着盛装化学介质的储能塑料瓶35，与此同时，向塑料长方板形网格骨架中浇注粉煤灰加气混凝土形成加气混凝土层36；拆除模板后，再在外保温层外侧的网格布上粘贴瓷砖形成室外装饰层37；在混凝土储能墙的内侧涂抹形成室内装饰层38。屋顶采用平屋面28和坡屋面27双保温结构，即首先在钢筋混凝土平屋面上用岩棉做保温层，其次在平屋面之上用钢材或木材做成三角形屋架，在三角形屋架上铺上聚苯乙烯泡沫塑料板保温层，粘贴网格布，抹上水泥沙浆层，铺上防水材料形成防水层。新农村住宅的门采用中空玻璃塑料门，窗采用塑料双框三玻璃窗(其中外侧采用中空玻璃)。

新农村住宅的一楼室内地面如图5所示，地面上抹上防水水泥沙浆层39，把带有沟槽的聚苯乙烯泡沫塑料板保温层40铺在具有防水功能的水泥沙浆层上，并根据需要分成若干个模块，把PS地热管(5)密布盘旋安装在每一模块的聚苯乙烯泡沫塑料板的沟槽中，再把每一模块上的PS地热管(5)按并联方式与地热管进水总管(16)连接；PS地热管(5)的另一端按并联方式汇总连接后与蓄热水箱(10)底部出水口(6)相连接；在PS地热管(5)上面抹上水泥沙浆层41、镶嵌上木质地热地板42。

以同样的方法将“一泵抽取多支真空管中热水的太阳能供暖循环装置”安装在一楼前屋檐和二楼朝阳面的窗沿之间及二楼的室内墙壁上。与前者不同之处是散热装置地热管换成散热器，由铺在地面改为挂在墙壁上，一楼和二楼之间的楼板如图6所示，楼板43中预埋着一根密布盘旋的PS制冷管44，PS制冷管的一端与二楼地面上低位制冷水箱46相连，另一端与二楼地面上高位制冷水箱45相连。两个太阳能集热器上装有活动式保温遮盖罩，以备夏季遮阳之用。

使用时，在冬季需要采暖时，摘掉覆盖在太阳能集热器上的保温遮盖罩，选择水循环方式。如果采用自然循环，则白天被太阳能集热器加热的水流动的路线为：太阳能集热器→接管器→电磁阀→散热装置→集热水箱；冷水的流动的路线与之相反。如果采用强制循环方式，则水循环的路线为：浮阀→吸水支管→吸水总管→蓄热水箱上部进水管→微型潜水泵→蓄热水箱→蓄热水箱底部出水口→散热装置→电磁阀→接管器的出水管→接管器→全玻璃真空管太阳能集热器。这时，新农村住宅的一楼地面和二楼散热器就会向室内释放热量，使室内温度得以提高。同时，室内的混凝土储能墙也开始吸热蓄能。

到了夜晚，时先设置好的定时电磁阀自动关闭、微型潜水泵自动开启，使储存在接管器和全玻璃真空管太阳能集热器中的水被抽出。当靠近抽水系统的全玻璃真空管太阳能集热器中的水位低于浮起浮漂所需要的水位时，浮阀自动关闭，以防止因抽水系统进气而影响抽水效果。依次类推，将所有的全玻璃真空管太阳能集热器中的水抽到低于浮起浮漂所需要的水位时，微型潜水泵自动关闭。由于在接管器上设置有与蓄热水箱上部相通的吸气管，抽水时不会因系统产生负压而导致全玻璃真空管炸裂现象。夜晚抽水时太阳能供暖循环系统中的热水流动的路线为浮阀→吸水支管→吸水总管→水箱上部进水管→微型潜水泵→蓄热水箱。抽水结束后，由于全玻璃真空管太阳能集热器中只剩下很少的一部分水，因而全玻璃真空管太阳能集热器在夜晚不仅不能够被冻裂，而且还明显降低了散热功率，提高了太阳能供暖循环系统的供热效果。当室温降低时，混凝土储能墙和散热装置中盛装的水同时向室内放热，抑制室温大幅度波动。到了早晨，时先设置好的定时电磁阀自动打开，蓄热水箱和散热装置中的水自动流入太阳能集热器中，进行新的吸热供暖运转。

在夏季需要降温时，把保温遮盖罩安装在太阳能集热器之上进行遮盖，此时，储存在散热装置中的水，在室温升高时，吸热；室温降低时，放热，抑制室温波动。当室温过高时，还可以利用风力发电机带动的水泵将地下水井中的水抽到二楼的高位制冷水箱中，水通过高位制冷水箱底部流入一楼和二楼之间的楼板中的PS制冷管，PS制冷管中的水与楼板热交换后，流入低位制冷水箱，再通过回水管流回水井。此时，一楼和二楼之间的楼板便成为制冷装置，吸收室内热量，降低室温。高位制冷水箱和低位制冷水箱顶部分别设置有气孔，以便于水的流动及防止楼板中PS制冷管里的水被虹吸。

Claims (10)

1、利用可再生能源调温的新农村住宅，住宅的主体面南背北，其特征是：室内地面标高要高于室外地平面标高1.5-1.8m，在朝阳面的室外地平面与住宅地基墙体之间有前低后高的斜坡(29)，斜坡上安装着太阳能供暖循环装置，太阳能供热循环装置包括真空管集热器和蓄热水箱，真空管集热器为一定支数的全玻璃真空管(1)与接管器(3)并联组成，各全玻璃真空管内放置吸水支管(14)，接管器内部设置有吸水总管(2)，吸水总管与吸水支管连通，吸水支管端部装有水位自动控制阀，接管器的另一侧面分别设置有水箱上部进水管(12)、水箱上部吸气管(13)和接管器的出水管(15)三个支管，水箱上部进水管与吸水总管连通，接管器的出水管连接着电磁阀(4)，电磁阀连接着散热装置进水总管，散热装置进水总管并连着散热装置(5)；散热装置的末端与蓄热水箱底部出水口(6)相连通，蓄热水箱中分别设置潜水泵(7)和加热器(8)，潜水泵的吸水口与蓄热水箱上部进水管相连通；外墙(26)墙体由内向外依次为室内装饰层(38)、中间按一定间距放置相变介质容器(35)的混凝土层(34)、内保温层(32)、加气混凝土层(36)、外保温层(31)、室外装饰层(37)。

2、根据权利要求1所述的利用可再生能源调温的新农村住宅，其特征是：住宅的主体为面南背北的两层钢筋混凝土框架结构，一楼室内地面标高要高于室外地平面标高1.5-1.8m，在朝阳面的室外地平面与住宅地基墙体之间有前低后高的斜坡(29)，斜坡上以及一楼前屋檐和二楼朝阳面的窗沿之间均安装着一泵抽取多支真空管中热水的太阳能供暖循环装置。

3、根据权利要求1所述的利用可再生能源调温的新农村住宅，其特征是：墙体内保温层(32)、外保温层(31)及加气混凝土层(36)之间装有塑料螺栓(33)，加气混凝土层内固定有塑料龙骨架(30)。

4、根据权利要求1所述的利用可再生能源调温的新农村住宅，其特征是：屋顶为钢筋混凝土平屋面(28)上装有保温层，平屋面之上用钢材或木材做成三角形屋架，在三角形屋架上铺上保温层，保温层外粘贴网格布，网格布层外为水泥沙浆层，水泥沙浆层外为防水层的坡屋面(27)。

5、根据权利要求1所述的利用可再生能源调温的新农村住宅，其特征是：新农村住宅的门采用中空玻璃塑料门。

6、根据权利要求1所述的利用可再生能源调温的新农村住宅，其特征是：新农村住宅的窗采用塑料双框三玻璃窗。

7、根据权利要求1所述的利用可再生能源调温的新农村住宅，其特征是：新农村住宅的室内地面采用单层保温层(40)上安装太阳能供暖循环装置的地热管(5)，上面为水泥沙浆层(41)和地热地板(42)。

8、根据权利要求1所述的利用可再生能源调温的新农村住宅，其特征是：电加热器穿过水箱后附加密封圈进行密封。

9、根据权利要求1所述的利用可再生能源调温的新农村住宅，其特征是：两层住宅散热装置(5)一层为地热管，二层为散热器，一楼和二楼之间的楼板中预埋着一根密布盘旋的PS制冷管(44)，PS制冷管的一端与二楼地面上低位制冷水箱(46)相连，另一端与二楼地面上高位制冷水箱(45)相连。。

10、根据权利要求1所述的利用可再生能源调温的新农村住宅，其特征是：太阳能集热器上装有活动式保温遮盖罩。

Images