CN1654758B

CN1654758B - 太阳能***房屋

Info

Publication number: CN1654758B
Application number: CN2004100310748A
Authority: CN
Inventors: 松原美树
Original assignee: Om Solar Association Co ltd
Current assignee: Om Solar Association Co ltd
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-04-20
Also published as: JP3848655B2; CN1654758A; JP2005226925A

Abstract

本发明涉及一种太阳能***房屋，它可使排气免受风向等的影响，实现全方位换气，进行有效排气。它在屋顶板(1)的正下方，形成具有与屋顶相同坡度的空气流路(2)，该空气流路(2)的下端设有用作空气进口的开口，而空气流路(2)的上端连接着集热管箱(30)，且其设于屋顶上，并且，该排气管箱(26)与集热管箱(30)并设于屋顶上，它们之间夹着屋脊，在该集热管箱(30)和排气管箱(26)之间，形成在排气管箱(26)的侧部开有排气口(27)的排气空间(28)，该排气管箱(26)与室内排气管(29)相连，或与室内相通。

Description

太阳能***房屋

技术领域

本发明涉及以空气为传热介质，集聚白天的太阳能的利用无源太阳能的太阳能***房屋。

背景技术

由下述专利文献等可知：近年，出现了方位不受限制地可有效利用通过太阳光而聚集热量的空气的太阳能***房屋。

专利文献1：JP特願昭61-311485号(JP特开昭63-165633号公报)；

专利文献2：JP特願昭62-234666号(JP特开昭64-75858号公报)。

下面通过图6，说明其基本情况，屋顶为太阳能集热部，在彩色铁板等金属制屋顶板1的正下方，形成具有屋顶坡度的空气流路2，该空气流路2的一端在屋檐下(还包括小阁楼的场合)等处有开口，用作外部气体进口3，另一端与绝热材料制的用作集热箱的大梁管4连通。

上述空气流路2的下侧面为玻璃棉等护板构成的绝热层24，另外，屋顶的一部分由玻璃23覆盖。该玻璃23用于防止在外部风较强等情况下因风的冷却而对金属制屋顶板1通过太阳能加热的情况的影响。

内置流入侧风门6、集热风扇7和流出侧风门8的操纵箱5设在作为房屋顶层空间的小阁楼22中，该流出侧风门8的流出侧一方由排气管9朝向室外开口，另一方与下供立管10的上端相连。下供立管10的下端开口于用作蓄热部和放热部的蓄热混凝土板11与地板12之间的空气流通空间13，并设有从该空气流通空间13至室内的地板通风口14。

操纵箱5的流入侧风门6的流入侧的一方与上述大梁管4连通，其另一方在天花板等处与开口于室内的循环用管19相连。另外，如果设有该循环用管19所设吸入口20的房间在2层，对于具有设有通向上述室内的地板通风口14的地板12的1层房间来说，优选为，作为通风结构，空气可自由流动。

在该操纵箱5的内部，在流入侧风门6和集热风扇7之间，设有热水盘管15，该热水盘管15由循环盘管16与热水贮槽17连接，在流向该热水贮槽17的途中，设有补热用热水供给锅炉18，与连接着浴室、盥洗室、厨房的热水上水管21相连。

这样，利用太阳光而被加热的金属板的屋顶板1对流入空气流路2的外部气体进行加热，该被加热的空气沿屋顶坡度上升。然后，在该被加热的空气聚集于大梁管4中后，经集热用风扇7进入操纵箱5，由操纵箱5从下供立管10内流下，进入蓄热混凝土板11和地板12之间的空气流通空间13。在空气流通空间13中，加热空气起到经地板12直接对地板面下方进行加热、在蓄热混凝土板11中蓄热、和从地板通风口14直接向室内吹送暖风的3种供暖作用。

另一方面，在热水盘管15中，对经循环盘管16由热水贮槽17送入的水进行加热，作为热水积蓄在热水贮槽17中，然后再由此根据需要，由补热用热水供给锅炉18进行再加热，从热水上水管向各部位供给热水。

而在夏季等高温时无需供暖的季节，利用屋顶板1而被加热的加热空气需要全部排放到外部大气中。此时，当利用流出侧风门8关闭作为流出侧一方的下供立管10一侧，打开流出侧另一方的排气管9一侧时，则加热空气由操纵箱5经排气管9排向室外。另外，由于加热空气利用从操纵箱5通过来对热水盘管15进行加热，因此，即使在夏季等高温时，仍可确保通过利用太阳能获得热水。

此外，在下述专利文献中，揭示了具有下述特征的太阳能***房屋，它在不能充分确保小阁楼的空间时、以及不能确保存在小阁楼本身的情况下，仍可设置集热箱；并且，不必进行以前需做的贯穿各列毛板的套筒施工，屋顶上的施工在很短时间内即可完成；此外，由于贯穿毛板的部位极少，所以防水的可靠性也很高，贯穿防火区时的对应措施也很容易实施，完成后的管道内检修、维修也很容易进行，由于集热箱没有设在屋顶的绝热层的室内一侧，因此，不用担心向室内放热的情况。

专利文献3：JP特开2001-304697号公报

此时，如图7所示，在屋顶的上部区域，屋顶板1的上部覆盖着上下有间隔的玻璃23。在屋顶的下部区域，在屋顶板1上，铺设有太阳能电池面板(PV面板)。

在房屋顶层空间设置隔板，以放置操纵箱5，与图6同样内置有流入侧风门、集热风扇和流出侧风门，在流入侧风门和集热风扇之间，设有热水盘管，该流出侧风门的流出侧的一方从排气管向室外开口，另一方与下供立管10的上端相连。另外，下供立管10的下端开口于用作蓄热、放热部的蓄热混凝土板与地板之间的空气流通空间，并设有从该空气流通空间至室内的地板通风口。

存在于上述空气流路2与操纵箱5之间的集热管箱30由侧部形成进气口31的集热管构成，它们位于空气流路2的上端，且设于屋顶上。

上述操纵箱连接用套筒37和操纵箱5由带保温性能的挠性管41连接。

这样，利用太阳光而被加热的金属板的屋顶板1对流入空气流路2的外部气体加热，使该被加热的空气沿屋顶坡度上升，该加热空气聚集于集热管箱30中，然后，进入操纵箱5。

发明内容

如上所述，操纵箱5设于作为房屋顶层空间的小阁楼中，以穿过小阁楼的排气管为媒介将通过操纵箱5的热气排向室外。

这样频繁进行排气的行为多在夏季等不需供暖的季节，而在夏季时，集热温度高，根据排气管开口位置，或是排出气体遍布周围，或是因风向无法充分排气。

当排气不充分时，则当聚集了热量的高温空气通过时，位于室内的操纵箱5和排气管等变热，最终导致室内温度上升。

本发明的目的在于提供一种太阳能***房屋，该太阳能***房屋可解决现有实施例中的不利情况，可使排气免受风向等的影响，实现全方位的换气，进行有效的排气。

为了实现上述目的，本发明第1方面所述发明的要点在于，在屋顶板的正下方，形成具有与屋顶相同坡度的空气流路，在该空气流路的下端设有作为空气进口的开口，并且，空气流路的上端位置连接着集热管箱，且将其设于屋顶上，并且，该排气管箱与集热管箱并设于屋顶上，它们之间夹持着屋脊，在该集热管箱和排气管箱之间，形成在排气管箱的侧部开有排气口的排气空间，排气管箱与室内排气管相连或与室内相通。

按照本发明第1方面所述的发明，首先，由于集热管箱和排气管箱设于屋顶上，故在无法充分确保小阁楼的空间或不存在小阁楼本身的情况下，仍可设置，也不用担心会向建筑物内放热。而且，集热管箱可通过形成于侧部的进气口直接与金属制屋顶板正下方的空气流路连通，所以，不需进行一直以来在做的贯穿各椽子之间的各列毛板的套筒施工，从而可在较短时间内完成屋顶上的施工。而且，由于在与操纵箱的关系上，穿过毛板的管为1处，贯通处极少，故防水的可靠性也很高。

另外，由于通过设置排气管箱，可将排出气集中于此然后排出，由排气管箱排出的气体，通过在屋脊上延伸的集热管箱和排气管箱之间的排气空间排出，所以可不限于特定部位，实现全方位换气。

此外，由于排气管箱与集热管箱并排设于屋顶上，故当它们位于屋顶左右两侧，则平衡性很好。

另一方面，在使用排气管箱时，当其与室内排气管相连时，可经该室内排气管实现操纵箱的排气。

反之，当排气管箱经室内排气管不与操纵箱相连，而与室内相连时，可使用它实现室内的自然换气，将其用作通气等构造时很有效。

本发明第2方面所述的发明的要点在于，按照架设在集热管箱和排气管箱的方式，设置覆盖排气空间的屋脊换气件。

按照本发明第2方面所述的发明，按照架设在集热管箱和排气管箱的方式，在排气空间上，设置屋脊换气件，因此，这些集热管箱、排气管箱、屋脊换气件构成的部分突出在屋顶上，形成较小的屋顶，得到日本建筑中的折线形屋顶，屋顶的平衡性良好。

此外，通过将屋脊换气件覆盖在集热管箱和排气管箱之间的排气空间上，就可利用太阳能对该屋脊换气件进行加热，引导排气(无源换气)。

本发明第3方面所述的发明的要点在于，设有排气管箱的一侧的屋顶板也在屋顶板的正下方形成具有与屋顶坡度相同的空气流路，该空气流路的下端设有用作空气进口的开口，空气流路的上端与排气管箱相通。

按照本发明第3方面所述的发明，设有排气管箱的一侧的屋顶也按照与集热管箱侧的屋顶相同的方式聚集热量，在此集聚的加热空气被直接送入排气管箱中，将其由排气管箱排出，由此，就可形成对由室内排气管向排气管箱输入气体的引导作用。

如上所述，在本发明的太阳能***房屋中，可使排气免受风向等的影响，实现全方位的换气，进行有效的排气。

附图说明

图1为本发明的太阳能***房屋的实施方式1的纵剖正视图；

图2为本发明的太阳能***房屋的实施方式1的平面图；

图3为本发明的太阳能***房屋的实施方式1的整体说明图；

图4为本发明的太阳能***房屋的实施方式2的纵剖正视图；

图5为本发明的太阳能***房屋的实施方式2的整体说明图；

图6为现有技术例的纵剖侧视图；

图7为另一现有技术例的纵剖侧视图；

符号说明：

1屋顶板；2空气流路；3外部气体进口；4大梁管；5操纵箱；6流入侧风门；7集热风扇；8流出侧风门；9排气管；10下供立管；11蓄热混凝土板；12地板；13空气流通空间；14地板通风口；15热水盘管；16循环盘管；17热水贮槽；18热水供给锅炉；19循环用管；20吸入口；21热水上水管；22小阁楼；23玻璃；24绝热层；25进气管；26排气管箱；27排气口；28排气空间；29室内排气管；30集热管箱；31进气口；32屋脊换气件；33屋脊换气件座；34毛板固定用角钢；35换气件连接件；36操纵箱接合用套筒；37主梁；38换气口；41挠性管；

具体实施方式

下面根据附图，对本发明的实施形式进行具体描述。图1为本发明的太阳能***房屋的集热屋顶的实施方式1的纵剖正视图，图2为上述实施方式的平面图，图3为整体的说明图，与上述现有技术例的图6、图7相同的组成部件，采用同一符号。

作为设于屋顶的太阳热量集热方式，在彩色铁板(彩色镀锌钢板)等金属制屋顶板1的正下方，形成具有屋顶坡度的空气流路2，该空气流路2的一端，在屋檐下(还包括小阁楼的场合)等处有开口，用作外部气体进口3。上述空气流路2的下侧面构成绝热层。另外，屋顶板1还可考虑金属制以外的场合。

在屋顶的上部区域，屋顶板1的上部覆盖着上下有间隔的玻璃23。

图3中，5表示操纵箱，其设于房屋顶层空间，与上述图6相同，内部设有流入侧风门、集热风扇和流出侧风门，在流入侧风门和集热风扇之间设有热水盘管，该流出侧风门的流出侧的一方由排气管开口到室外，另一方与下供立管10的上端连接，这在图中省略图示。

并且，下供立管10的下端开口于用作蓄热、放热部的蓄热混凝土板与底板之间的空气流通空间，设置从空气流通空间通向室内的底板通风口。该操纵箱5还可设于室内的房屋顶层空间以外的地方。

在本发明中，存在于上述空气流路2和操纵箱5之间的集热箱构成在侧部形成有进气口31、以便与空气流路2连通的集热管箱30，它们在空气流路2的上端位置，设于屋顶上。

上述集热管箱30为泡沫树脂绝热材料的酚醛泡沫体绝热材料和镀锌钢板的复合材质的箱体，向下突设有操纵箱连接用套管36。

另外，上述集热管箱30的上面构成屋顶，通过折叠平铺防水层、胶合板、镀锌钢板形成。

上述操纵箱连接用套管36和操纵箱5通过由具有保温性的挠性管形成的进气管25连接。

同样，在与设有上述集热管箱30的屋顶相对一侧的屋顶，在彩色铁板(彩色镀锌钢板)等金属制屋顶板1的正下方，形成具有屋顶坡度的空气流路2，该空气流路2的一端，在屋檐下(还包括小阁楼的场合)等处有开口，用作外部气体进口3。

此外，在屋顶上，设有排气管箱26，它与集热管箱30并行设置，它们之间夹持着主梁37的屋脊。在该排气管箱26的侧部形成进气口31，以便与空气流路2相通。该排气管箱26与集热管箱30一样，也为泡沫树脂绝热材料的酚醛泡沫体绝热材料和镀锌钢板的复合材质的箱体，该排气管箱26的尺寸与集热管箱30基本相同。

这样，集热管箱30和排气管箱26夹持屋脊地并行设置，而在它们之间，上述排气管箱26的侧部开有排气口27，形成排气空间28。

并且，该排气管箱26与集热管箱30一样，向下突设有操纵箱连接用套筒36，经室内排气管29与操纵箱5连接。

在上述排气空间28中，按照架设在集热管箱30和排气管箱26的方式，覆有屋脊换气件32。由此形成整体呈突设较小的屋顶形状，即折线形屋顶形状。

屋脊换气件32由屋脊换气件座33和设于该座上的换气件连接件35支承，屋脊换气件座33由毛板固定用角钢34固定在集热管箱30和排气管箱26上，该换气件连接件35跨接在该屋脊换气件座33之间，为将支承屋脊换气件32支承在其上的连接件。

将屋脊换气件32与屋脊换气件座33组合，形成防止雨水进入内部的弯顶(benchlation)结构，可产生回弯气流。

由此，由太阳光加热的金属板制屋顶板1对进入空气流路2中的外部气体加热，该经加热的空气沿屋顶坡面上升，该加热空气聚集于集热管箱30中，然后经吸气管25进入操纵箱5。

空气由操纵箱5出发，从下供立管10内流下，进入蓄热混凝土板与地板之间的空气流通空间13。在该空气流通空间13中，加热空气起到经地板12直接对地板面下方进行加热、在蓄热混凝土板中蓄热、和从地板通风口直接向室内吹送暖风的3种供暖作用。

另一方面，利用热水盘管15对经循环盘管16由热水贮槽17利用输入至此的水进行加热，将其作为热水积蓄在热水贮槽17中，然后再由此从热水上水管向各部位供给热水。

在夏季等高温时不需供暖的季节，由屋顶板1加热的加热空气需要全部排到外部大气中，而废弃掉。此时，当由操纵箱5内的流出侧风门(图中未示出)关闭作为流出侧一方的下供立管10侧，打开作为流出侧另一方的排气管9侧时，则加热空气由操纵箱5经室内排气管29储存至排气管箱26中，由此，进入在排气管箱26侧部开有排气口27的排气空间28，由屋脊换气件32排向室外。

此时，设有排气管箱26的一侧的屋顶也与集热管箱30侧的屋顶一样进行集热，在此集聚了热量的加热空气直接被送入排气管箱26，它们由排气管箱26排出，由此，引导空气由室内排气管29输入排气管箱26。

另外，由于加热空气利用通过操纵箱5而对热水盘管15进行加热，因此，即使在夏季等高温情况下，也能确保利用太阳能获得热水。

而且，还可以在夏天夜间，使操纵箱5内的集热风扇7运转，将夜间的冷气获取到金属制屋顶板1的正下方的空气流路2中，并使发自屋顶面的辐射冷却也发挥作用，将该空气经下供立管10送入地板下蓄热体与地板之间的空气流通空间，使作为地板下蓄热体的蓄热混凝土板蓄冷。

另外还可切换操纵箱5内的流路切换风门，将地板下方和室内的空气等由操纵箱5经排气管9输出至室外，可在夏季等期间，排出室内的闷热空气。

另外，由于利用加热空气通过操纵箱5对热水盘管15进行加热，因此，即使在夏季等高温情况下，仍可确保利用太阳能获得热水。

图4、图5表示本发明的其它实施方式，将本发明用于自然换气的情况，此时，排气管箱26不与室内排气管29连接，而是设置换气口38与室内相通。

在设有排气管箱26的一侧的屋顶中，因太阳光而被加热的金属板制屋顶板1对进入空气流路2的外部气体进行加热，该被加热的空气沿屋顶坡面上升，聚集了热量的加热空气直接被送至排气管箱26，由该排气管箱26排出，由此进行经换气口38的引导排气。

利用太阳对屋脊换气件32进行加热，形成上升空气，由此同样可利用引导排气实现无源换气。

Claims

1.一种太阳能***房屋，其特征在于，

在屋顶板的正下方，形成具有与屋顶相同坡度的空气流路，在所述空气流路的下端设有作为空气进口的开口，并且，所述空气流路的上端位置连接着集热管箱，且其设于屋顶上；

并且，所述排气管箱与集热管箱并设于屋顶上，它们之间夹持着屋脊；

在所述集热管箱和排气管箱之间，形成在所述排气管箱的侧部开有排气口的排气空间；

所述排气管箱与室内排气管相连，或与室内相通。

2.如权利要求1所述的太阳能***房屋，其特征在于，按照架设在集热管箱和排气管箱的方式，设置覆盖排气空间的屋脊换气件。

3.如权利要求1或2所述的太阳能***房屋，其特征在于，设有排气管箱的一侧的屋顶板也在屋顶板的正下方形成具有与屋顶坡度相同的空气流路，所述空气流路的下端设有用作空气进口的开口，所述空气流路的上端与排气管箱相通。