专利名称：一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法
技术领域：
本发明涉及一种节能方法，具体讲涉及一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法。
背景技术：
随着经济发展和人口的增加，世界性的能源危机日趋严重。如何节能降耗是建立节约型社会的重要内容，也是保持可持续发展的有效措施。节能的方法有很多，但充分利用太阳能这种可再生能源，从而减少煤碳、石油等不可再生能源的消耗是最有效的节能方法之一。
目前，随着科技发展，世界各国利用太阳能的方法很多，主要包括利用太阳能发电、太阳能供热、太阳能制冷等等。但由于受制造成本的制约，太阳能发电还未能达到应有的普及，其利用形式还是以太阳热水器和太阳能制冷为主。
太阳热水器有真空管热水器、平板型热水器和闷晒型热水器等几大类。我国已成为太阳热水器生产和销售大国，年销售量和累计拥有量均居世界第一位。在我国使用最多的是真空管热水器，在国外90％以上都采用平板型太阳集热器，即使在冬季十分寒冷的丹麦、瑞典等北欧国家也不例外。
无论是国内普遍使用的真空管太阳热水器，还是在国外普遍使用的平板型太阳热水器，虽然都各有许多优点，但都存在共同的缺点和各自的不足，主要表现在以下几个方面1、生产成本和销售价格普遍偏高，特别是真空管热水器，普遍采用价格较贵的高档材料，这种太阳热水器每平米市场售价达1000元/m2-2000元/m2，有的高达3000元/m2；由于受价格的影响，广大居民不能普遍使用；2、普遍安放在房顶，未能与建筑物有机结合，不仅影响城市美观，还占用了可以充分利用的房顶空间和面积；即使国家专利局最新公布的相关专利技术，虽然在很多方面有了改进，但仍然未能从根本上解决问题。例如国家专利局2005年8月24日最新公布的山东皇明太阳能有限公司黄明、朱玉春等七人发明的《在坡屋面上安装的太阳能热水器装置》，专利号为200420006747·X；2005年7月20日公布的湖北武汉市王烦贤发明的《镶在彩钢板屋顶中的太阳热水器》，专利号为200420018109·X；2000年12月27日公布的北京清华大学孔文铭发明的《建筑一体化太阳能热水器》，专利号为99255683·X；这些最新发明技术，均未能解决太阳热水器与建筑物整体大面积融为一体的问题，因而未能解决在建筑物上最大限度利用太阳能的问题；3、由于每一个太阳热水器相互独立，安放时必须间隔一定的距离，如果一栋楼按每户人都在楼顶安放一个，必然安放不下，不仅相互影响，还会出现相互争夺位置的情况，容易产生邻里之间的矛盾，进而影响和谐社会的建设。这样，不仅不能最大限度地利用屋顶空间和面积，还会造成社会问题；4、目前，无论是国内还是国外，无论是真空管太阳热水器还是平板型太阳热水器，均未能在同一建筑物上最大限度的利用太阳能，按建筑物的表面积计算，平均利用率在百分之十以下。最大限度应该可达75％，因为北面方向太阳能采光很少，一般都只利用东南西三个方向的太阳能，所以，目前在建筑物上充分利用太阳能的潜力未能得以发挥。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法。本发明是根据太阳能制冷制热的基本原理，采用玻璃钢板作太阳热水器的盖板，并使之与建筑物有机结合为一整体，使建筑物的表面积最大限度地成为太阳能的吸热面，充分利用太阳能，从而达到节能的目的。
本发明采用的技术方案是一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法。所述的玻璃钢盖板太阳热水器是一种以玻璃钢板作为盖板的平板型太阳热水器，所述的玻璃钢板是透光率比白玻璃更高的玻璃钢采光板；其玻璃钢盖板是多层盖板中的一层或两层(传统的是只有一层玻璃盖板)，所述的与建筑物有机结合，是将玻璃钢盖板与太阳能吸热板及底面保温隔热板这一组合体(该组合体以下简称太阳热水器)与建筑物有机结合；进一步地讲，是与太阳光照射最佳的东西南三个方向的墙体和顶部坡形屋面盖板有机结合；所述的有机结合就是将太阳热水器与建筑物结合为一整体；简单说，太阳热水器就是坡形屋面盖板或墙板；而坡形屋面盖板或墙体就是太阳热水器；它们是不可分割的有机整体；它不仅区别于目前采用的太阳热水器与建筑物各自独立，不能形成整体的方法，同时，也区别于将太阳热水器镶嵌在建筑物顶部形成的所谓与建筑物结合的方法。
进一步地，所述的有机结合，不是简单的连接，而是全部面积相等的整体有机结合，不仅达到了在建筑物上最大面积利用太阳能的目的，而且还节省了建筑墙体和屋顶盖板等材料。
进一步地，所述的太阳热水器吸热板可用铜、铝、塑料、玻璃或其它材料；所述的底面保温隔热板可用聚苯乙烯板或其它材料保温板。
进一步地，所述的玻璃钢盖板是一层至多层，在每一层之间加横向或竖向且强度适当的肋条；所述的太阳热水器尺寸可根据建筑物尺寸多块组合为一块整体；所述的太阳吸热板与保温层之间可设置一整体防水材料，并可在该材料正反面分别喷涂保温隔热物质或热反射物质；所述的墙体可以是垂直墙体，也可是每层向外延伸挑出后形成的斜面墙体。
进一步地，所述低位水箱设置于底层室内或地下室，装有补水调节阀，冷水上水泵流量自动调节阀；保温水箱设置于底层室内或地下室，使太阳热水器的热水能自动流入水箱，再通过热水上水泵和上水管输送到各楼层室内各散热器等，达到供暖或制冷节能的目的。
本发明通过以下方式得以实现在建筑物内设置一套中央空调装置，简称中央空调。该中央空调包括至少一个单元空调串，并连接；所述的单元空调为玻璃钢盖板太阳热水器(简称太阳热水器)与建筑物墙体或顶部坡形屋面盖板相结合；通过低位水箱的冷水上水泵、上水管、水位感应器，将低位水箱的水抽到太阳热水器内加热(也可用空气作介质)，通过太阳热水器温控感应器、出水管、下集水管至保温水箱，再通过热水上水泵出水管至各室内散热器，再循环至低位水箱；如此循环往复，不断向室内供热或供热水，取代用燃煤或天燃气供热，从而达到节能的目的。如需制冷，则采用现有成熟的太阳能制冷设备，利用本发明的大面积太阳能吸热器提供能源实现制冷，同样达到节能的目的。
本发明把太阳热水热器与建筑物巧妙的有机结合为一整体，结构简单，便于操作，每平方米太阳热水器单位造价成本大大低于目前的太阳能真空管和平板型热水器；并在同一建筑物上最大面积的利用了太阳能，节能效果十分明显。本发明不仅适用于新建房屋，也适用于旧房改造；不仅适用于低层房屋，也适用于高层建筑；不仅适用于民用住宅，也适用于工业厂房。总之，本发明不仅造价低，太阳能利用率高，适用范围广，而且节能效果十分明显。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步细述本发明主要结构如附图1所示，一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法，所述的节能方法是在建筑房屋上最大面积的利用太阳能的节能方法；具体说是将玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物的东南西三个方向的墙体和坡形或人字形屋面盖板有机结合为一整体，并在建筑物内设置中央空调装置且连通太阳热水器；该中央空调装置简称中央空调，包括至少一个单元空调串，并连接；所述中央空调为太阳热水器内的水通过太阳热水器吸热板4，吸收太阳光热能加热，达到设定温度后，温控感应器22启动，通过下集水管出口23，再通过太阳热水器下集水管24，经过太阳热水器出水管25至保温水箱入水口17进入保温水箱11；所述热水上水泵18，通过热水上水管40，连通建筑物33之各楼层各室内散热器8，经过循环至低位水箱入水口13，进入低位水箱16；所述低位水箱16的水，由补水调节阀12，冷水上水泵15，流量自动调节阀14、冷水上水管9，至上集水管1，进入玻璃钢盖板太阳热水器；所述玻璃钢盖板太阳热水器，其盖板为一至多层，分为表面盖板和内层盖板；至少有一层为玻璃钢盖板；所述的玻璃钢表面盖板2和玻璃钢内层盖板3，采用透光率较好且较薄的玻璃钢板制作，其厚度在3mm以下为宜；所述的盖板也可是玻璃或其它透光材料，也可是单层盖板，但以两层且至少有一层玻璃钢盖板较佳；所述的盖板一至多层之间，在适当位置横向或竖向加强度适当的肋条44以固定或安装各层盖板；所述的玻璃钢盖板太阳热水器中的太阳热水器吸热板4和底板5可用铜、铝、塑料、玻璃或其它材料制作；所述的太阳热水器底面龙骨及保温层6可用聚苯乙烯或其它保温材料；所述的太阳热水器底面板7可用采钢板、中纤板或其它材料；所述的散热器8可根据房间面积确定大小；所述的太阳热水器外壳10可用塑料、玻璃钢、不锈钢或其他材料制作；所述的保温水箱11可用砖混水泥砌成后，在周边作保温处理，也可用玻璃钢或其他材料制作后加保温层，其体积根据建筑物内的供水需要确定，并保证能储备3天以上的用水为宜；所述的补水调节阀12、低位水箱入水口13、自动调节阀14、冷水上水泵15均根据冷水供应需要确定大小；所述的低位水箱16用砖混水泥砌成后，适当加以保温以保持热水循环回流的余热温水热量少散失为宜，其体积大小可与保温水箱相仿；所述的保温水箱入水口17、热水上水泵18、水位感应器20、上集水管出口21、温控感应器22、下集水管出口23、下集水管24、太阳热水器出水管25均根据室内供热或制冷面积确定大小或功率。
所述的建筑物第二层顶部挑梁向外延伸部份19的长度为10cm以上，若建筑物楼层在三层以上或高度在9米以上，其长度在300cm左右为宜，其宽度和厚度以建筑物的高度或楼层多少确定，但必须留有足够的承重保险系数，以确保安全；所述的建筑物第二层顶部挑梁向外延伸，包括建筑物采光面最佳的东西南三个方向向外延伸，其延伸的末端与玻璃钢盖板太阳热水器下端整体连接，使整个太阳热水器与建筑物垂直主体框架形成东南西三个方向的坡形墙面，即形成太阳热水器坡形采光面，从而达到尽可能多的吸收太阳能的目的，也不会影响建筑物的整体美观；当然也可将太阳热水器与建筑物主体框架垂直紧密连接，但这样吸收的太阳能将大大减少，之所以考虑从建筑物第2层顶部挑梁向外延伸，主要是这样不影响建筑物底层周边的交通等，若建筑物第一层的空间较高，也可从第一层顶部挑梁处向外延伸。
所述的六层顶板26、六层地板27、五层地板28、四层地板29、三层地板30、二层地板31、一层地板32均可采用现浇水泥板、轻质保温隔热板、纤维水泥板或其他材料板；所述的建筑物包括砖混结构建筑物、钢结构建筑物或其他承重力较好的建筑物；所述的玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合，包括所述的玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物的东南西三个方向的墙体融为一体；与建筑物人字形坡形屋面34融为一体；与平顶坡形屋面建筑物35中的东南西三个方向的南向坡形屋面36、西向坡形屋面41、东向坡形屋面42融为一体；进一步地，所述的融为一体，并非镶嵌在一起或者叠放在一起，或者安放连接在一起，而是整体融为一体，且面积相等，互不可分。
所述的顶层向外延伸的部份37包括建筑物顶层东南西三个方向分别向外延伸的长度均在10cm以上，根据建筑物整体高度确定，一般情况，建筑物越高向外延伸的部份可越长，但一般不超过500cm为宜；所述的屋檐高度部份38，其高度在10cm以上，以50cm为宜；所述的坡形屋面向上延伸部份，其延伸长度在10cm以上，以100cm为宜。
所述的坡形建筑屋面平顶43，其面积与建筑物地基占地面积相等，四周有坡形屋面向上延伸部份39作保温隔热墙可将其作为屋顶温室大棚，可作无土栽培高档花卉或蔬菜，并有太阳能就近供热，其生物产量可相当于普通农田的10倍以上，不仅可节约相当于10倍同等面积的农用土地，同时还可节约普通温室大棚供热所需的大量能源，有效地达到省地节能的目的。
本发明将玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合，不仅造价成本大大降低，而且在建筑物上最大限度地利用了太阳能；不仅可以冬天供暖、夏天制冷，每天24小时供热水，而且还可为屋顶温室大棚供热；不仅相当于节约了10倍以上的农用土地，还节约了供暖、制冷、供热水、供温室热能等方面所需的大量能源；以北方地区每个取暖节季每平方米耗标准煤25公斤的建筑耗能计算，仅以本发明的利用太阳能供热取代用煤或天然气取暖的这一项节能效果看，从这个意义上讲，本发明就可使建筑节能达100％，再加上制冷、供热水等方面的节能，其节能效果更加明显。
图1是本发明的主要结构及玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物墙体有机结合结构示意图；图2是本发明的玻璃钢盖板太阳热水器结构示意图；图3是本发明的玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物人字形屋面有机结合的结构示意图；图4是本发明的玻璃盖板太阳热水器与建筑物坡形屋面有机结合的结构示意图；图中1上集水管、2玻璃钢表面盖板、3玻璃钢内层盖板、4太阳热水器吸热板、5太阳热水器底板、6太阳热水器底面龙骨及保温层、7太阳热水器底面板、8散热器、9冷水上水管、10太阳热水器外壳、11保温水箱、12补水调节阀、13低位水箱入水口、14自动调节阀、15冷水上水泵、16低位水箱、17保温水箱入水口、18热水上水泵、19第二层顶部挑梁向外延伸部份、20水位感应器、21上集水管出口、22温控感应器、23下集水管出口、24下集水管、25太阳热水器出水管、26六层顶板、27六层地板、28五层地板、29四层地板、30三层地板、31二层地板、32一层地板、33建筑物、34人字形坡形屋面、35平顶坡形屋面建筑物、36南向坡形屋面、37顶层向外延伸部份、38屋檐高度部份、39坡形屋面向上延伸部份、40热水上水管、41西向坡形屋面、42东向坡形屋面、43坡形建筑屋面平顶、44太阳热水器各层盖板之间的肋条。
权利要求
1.一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法，它包括上集水管1、玻璃钢表面盖板2、玻璃钢内层盖板3、太阳热水器吸热板4、太阳热水器底板5、太阳热水器底面龙骨及保温层6、太阳热水器底面板7、散热器8、冷水上水管9、太阳热水器外壳10、保温水箱11、补水调节阀12、低位水箱入水口13、自动调节阀14、冷水上水泵15、低位水箱16、保温水箱入水口17、热水上水泵18、第二层顶部挑梁向外延伸部份19、水位感应器20、上集水管出口21、温控感应器22、下集水管出口23、下集水管24、太阳热水器出水管25、六层顶板26、六层地板27、五层地板28、四层地板29、三层地板30、二层地板31、一层地板32、建筑物33、人字形坡形屋面34、平顶坡形屋面建筑物35、南向坡形屋面36、顶层向外延伸部份37、屋檐高度部份38、坡形屋面向上延伸部份39、热水上水管40、西向坡形屋面41、东向坡形屋面42、坡形建筑屋面平顶43、太阳热水器各层盖板之间的肋条44；其特征在于，在建筑物内设置一套中央空调装置，简称中央空调，该中央空调包括至少一个单元空调串，并连接；所述的单元空调为玻璃钢盖板太阳热水器(简称太阳热水器)与建筑物33的墙体或顶部人字形屋面34或坡形屋面36、41、42相结合，通过低位水箱16的冷水上水泵15、冷水上水管9将低位水箱的水抽到太阳热水器内加热(也可用空气作介质)，通过太阳热水器下集水管24、太阳热水器出水管25、保温水箱入水口17至保温水箱11，再通过热水上水泵18、热水上水管40至室内各散热器8，再循环至低位水箱入水口13进入低位水箱16，如此循环往复不断向建筑物内供热(包括供热水或制冷)，部份或全部取代用燃煤或天然气供热以及电力空调，从而达到节能的目的。
2.如权利要求1所述的一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法，其特征在于所述的玻璃钢盖板为一至多层，其中至少一层用透光率较好且较薄的玻璃钢板制作；所述的太阳热水器表面盖板也可用钢化玻璃或其它透光率较好的材料制作；所述的每层盖板之间的肋条44用玻璃钢或其他材料制作。
3.如权利要求1所述的一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法，其特征在于，所述的玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合，是将玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物33的东南西三个方向的墙体或坡形屋面36、41、42或人字形屋面34有机结合；所述的有机结合是互为一体、不可分割、融为一体的整体结合，从而最大限度利用太阳能；减少供热或制冷所耗的煤、天燃气或电力，达到节能的目的。
4.如权利要求1所述的一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法，其特征在于，所述的节能方法包括利用太阳能为坡形平顶屋面建造温室大棚就近提供热源，达到省地节能综合利用的目的。
5.如权利要求1所述的一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法，其特征在于，所述的建筑物墙体包括垂直墙体或在一定楼层高度向外挑出后形成的坡形墙体；所述的屋面盖板包括顶层向外挑出后形成的坡形屋面盖板或人字形屋面盖板。
全文摘要
本发明公开的是一种玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物有机结合的节能方法。其方法是将玻璃钢盖板太阳热水器与建筑物的东南西三个方向的墙体或屋面盖板有机结合为一整体，最大限度地利用太阳能供热或制冷；在北方地区部分或全部取代燃煤或天燃气供热以及电力空调，并24小时提供热水，从而达到节能的目的。整个系统主要由玻璃钢盖板太阳热水器、上下水管道系统、室内各散热器、低位供水箱、保温水箱等组成。由于太阳热水器采用了玻璃钢作盖板不仅降低了造价，而且减轻了重量，便于整体安装，同时还将水箱设置在底层或地下室，既降低了成本，又减轻了屋面重量，从而使太阳热水器更好地与建筑物有机结合，达到大面积利用太阳能节能的目的。
文档编号F24D17/00GK1749671SQ20051011454
公开日2006年3月22日 申请日期2005年10月26日 优先权日2005年10月26日
发明者林善斌, 章大明, 徐光远 申请人:林善斌, 章大明, 徐光远