自然空调装置的制作方法

专利名称：自然空调装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空调装置，尤其涉及一种利用太阳能加热空气的自然空 调装置。
背景技术：
由于全球二氧化碳及有害气体的排放浓度日益增加，已使气候的反常与 生态的破坏危害日益显现，为永续经营人类赖以生存的地球生态环境，促使 人们自能源危机后再次警觉到必须全面降4氐依赖现有石化燃料的迫切性，亦 重新强调有效利用再生能源或天然能源的重要性，因此，朝逐渐淘汰高耗能 高污染的能源转换装置，积极开发干净的辅助性替代能源及相关的高效率能 源转换装置已成为科技研发的重要课题，其中又以长期被人们普遍使用的现 有空调装置影响最为深远。因为现有空调不但耗能，且所使用的冷媒更被公 认是破坏地球生态环境的头号杀手，如果长期生活在密闭的空调环境更会对
健康造成危害；虽然目前科技界对太阳能是否有可能于不久的未来逐渐取代 其它能源仍持保留态度，但几乎可以确定的是太阳能终将会在某些领域中扮 演重要的角色，特别是应用于建筑物的室内加温(domestic heating)以及与空气 调节(air conditioning)相关的领i或。
就建筑物的室内加温与空气调节的太阳能空调系统而言，集热器是该系 统的关键装置，必须设置于室外可充分接收阳光之处，例如屋顶或墙壁。过 去在此光热转换领域中已投注许多努力于开发不同功能与型式的太阳能集热 器，其中有不少已揭示于专利文献中，最典型的例子是以玻璃板或透明板嵌 装于外框固定的热绝缘盒(chamber)上方，并以流体通过盒内的黑色吸热板或 管件，达到吸收太阳热能的目的。例如，US 4，418，685所揭示的太阳能热水 供应系统及WO 9,625，632所揭示的空气循环器；其它型式尚包括US 2002/0032000Al所揭示的屋顶式空气循环器，US 4,934,338所揭示的墙壁式空气预热器等。然而，目前使用的太阳能集热器仍有以下诸多缺点，使得应
用与推广太阳能于建筑物节能与空调上仍有改善的空间，包括
(1) 集热器的本体过重，长期使用可能会对部分建筑物造成负担；
(2) 集热器的光热转换效能仍有待提升；
(3) 结构复杂，造成安装与维修不易，亦使成本提高，延长资金的回收
期；
(4) 缺乏与多样化建筑物设计的兼容匹配与弹性，许多情况必须量身订
作；
(5) 外型过于凸显，有损建筑物整体外》见的谐调与美感；
(6) 占用空间大，增加仓储、商品展示、通路营销的成本；
(7) 由于其为整件式产品，缺乏大面积应用的弹性，并增加安装成本；
(8) 玻璃或透明板嵌装于热绝缘盒外框，易因材料的热膨涨系数不同引 发热应力问题；
(9) 无法满足用户自行安装(DIY)的参与感与成就感；
(10) 部分设计只适用于已事先规划完备且正兴建中的建筑物，但对大多 数的既有建筑物却难行实施；
(11) 空气通过嵌装玻璃会有热散失问题，常需^f吏用双层嵌装玻璃(double glazing),致使成本增加且会衍生其它问题；
(12) 太阳能加热的液体系统或热水供应系统，常因结冰与渗漏问题而无 法达到预期的效果。
为克服上述缺点，本发明人经过长期努力，研究出一种太阳能空调系统， 其已在US 6,880，553B2及TW 579416专利中揭示，但该空调系统的吸热组件中 各吸热单元间的连接方式为单一的接触型态，不利于该集热器组装的方便性 及加热温度的均匀性，对组装的方便性及整体效率的提升仍有改善空间。
有鉴于此，有必要提供一种可灵活扩展延伸且高光热效率的自然空调装置。
本发明自然空调装置，包括 一集热器、 一入口部及一出口部，该入口
发明内容部与出口部分别与该集热器两端连通，该集热器包括一吸热组件及一覆盖于 该吸热组件上方的透明盖板，该吸热组件是由若干模块化的吸热单元构成， 每一吸热单元包括至少一吸热板及一支撑件，该吸热^反与该支撑件相互扣合。
本发明通过吸热板与支撑件间相互扣合连接使得由该吸热单元组合而成 的吸热组件可方便进行延伸扩展，从而该自然空调装置在用于不同场合的建 筑物上时更具有灵活性，进一步^f吏得该集热器中吸热通道具延伸其长度及扩 充其数量的弹性，增强该空调装置对多种建筑物的兼容匹配性，并能兼具吸 热通道的定位及强化整体结构的功效。
本发明的自然空调装置通过吸热组件进一步将集热器分隔成一上方的储 热室及一下方的吸热室，该空调装置通过该入口部持续导引室内污浊的空气 进入该集热器，并将污浊空气均匀分配至各吸热室，以有效吸收储热室的太 阳能而升温，进而通过热浮力将这些污浊空气通过出口部排出室外，并自室 外引进新鲜的凉空气，达到冬暖夏凉并兼具健康、节能、环保的自然空调功 效。
本发明的自然空调装置通过若干毗邻安装的吸热单元构成结为一体的吸 热组件，由于具有良好的扩充延伸弹性，^使其更适用于大面积接收太阳能的 应用。 .
本发明的自然空调装置再通过若干毗邻安装的吸热单元构成结为一体的 吸热组件，使该装置不需外框固定的现有热绝缘盒结构，以致透明盖板亦不 须嵌装于该热绝缘盒上方，避免该装置因材料的热膨涨系数不同而造成变形 或破裂等热应力问题。
本发明的自然空调装置另通过若干毗邻安装的吸热单元构成结为一体的 吸热组件，使其虽然实质结构只有一层透明盖板，但由于引入的空气均通过 下方吸热室的吸热通道，达到具有双层嵌装玻璃的绝热效果及高吸热效率的 功效。
本发明的自然空调装置另再通过模块化设计的吸热单元组合成为一体的 吸热组件，具有结构简单、轻便、易加工、适合量产等特征，达到降低制造 成本、易于铺设施工、方便陈列展示、节省包装成本、缩小仓储与陈列空间、 便利通路营销及可供用户自行组合安装的功效。综上所述，本发明提出的自然空调装置是以太阳能为驱动力的自发式
(passive)环保空调装置，非但无需耗费电能，且无冷冻剂对环境的破坏；另 由于本发明可依据各式建筑物不同的外型及空调容量需求，以模块化设计的 吸热单元可朝横向及纵向作大面积扩展延伸的弹性铺i殳，将室内用过的空气 排出并引入室外新鲜空气，达到维护良好的室内空气质量(IAQ)，建立健康舒 适生活环境的功效;再由于该空调装置的组成组件是可靠度高的模块化设计， 商品除具有易于陈列展示及便利运输销售等优点外，更由于组件结构简单轻 便，可供用户自行组合安装，符合节能环保自己动手作的趋势。


图l是本发明自然空调装置第一实施例的立体组合图。
图2是图1的立体分解图。
图3是图l中一吸热单元的立体示意图。
图3(A)是图3中吸热板的一立体示意图。
图3(B)是图3中短支撑件的一立体示意图。
图3(C)是图3(B)的 一正视图。
图3(C1)是图3(C)的一侧视图。
图3(C2)至图3(C6)是图3(C 1 )其它型式短支撑件的侧视图。
图4(A)是图3中四个吸热单元扩展延伸例的一仰视立体组合图，其中纵向 的两个吸热单元的短支撑件未显示。
图4(B)是图3中四个吸热单元扩展延伸例的一俯3见立体组合图，其中纵向 的两个吸热单元的短支撑件未显示。
图4(C)是图1中接合件的一立体示意图。
图4(D)是图4(C)的一侧视图。
图5是图3中三个典型吸热单元自吸热组件周边扩展延伸例的一立体组合图。
图6是图1中A-A处的 一截面图。
图7是图1中入口部的一立体示意图。
图8是图1中出口部的一立体示意图。图9是图1中由B-B处的截面立体图。 图10是图9中C-C处的截面图。
图ll是本发明自然空调装置第二种吸热单元的实施例。
图ll(A)是图11中吸热板的一立体示意图。
图12是本发明自然空调装置第三种吸热单元的实施例。
图12(A)是图12中吸热板的一立体示意图。
图13是本发明自然空调装置第四种吸热单元的实施例。
图13(A)是图13中吸热板的一立体示意图。
图13(B)是图13中 一吸热单元的局部示意图。
具体实施例方式
图l是本发明自然空调装置100第一实施例的立体组合图，图2是图1的立 体分解图。该自然空调装置100主要包括一集热器30， 一入口部10及一出口部 50。其中
如图1及图2所示，该集热器30是由一吸热组件31、 一透明盖板38及一底 板39构成，该透明盖板38和底板39分别位于吸热组件31的上下方，该集热器 30作为接收太阳能并用以加热由室内排出并通过其中的空气，其中该吸热组 件31是由若干模块化的吸热单元32和若干接合件36组成，该吸热单元32是由 至少一竖直支撑件33及一水平吸热板35组合而成；该接合件36上设有凹槽结 构362(图4(D)所示)。该吸热单元32铺设于底板39以形成吸热组件31的方法是 通过若千吸热单元32与支撑件33及接合件36的凹槽结构362,达到沿横向扩展 及沿纵向延伸铺设的功效，使这些毗邻安装的吸热单元32结合成为一体的吸 热组件31;并通过该扩展延伸的吸热板35将集热器30分隔成上方的储热室310 及下方的吸热室312,从而形成储热室310中的太阳能接收面314及吸热室312 中的若干吸热通道315;又通过C型扣件37将透明盖板38与该吸热组件31两侧 边沿吸热通道315方向紧密结合成为一体的集热器30;再将该集热器30的入口 侧(图未标)与出口侧(图未标)分别和连通室内排气管(图未示)的入口部IO及 出口部50衔接，该入口部10设'有一接头15与该室内排气管连接，该出口部50 设有若干气流出口55及，防雨罩56，并使该入口部10及出口部50同时与吸热室312中的若干吸热通道315相连通，完成构建本发明的自然空调装置100。
本发明自然空调装置100通过上述装置持续导引室内污浊的空气通过入 口部IO，并将其均匀分配至吸热室312中的若干吸热通道315，以吸收储热室 310的太阳能而升温，进而通过热浮力效应将污浊空气导引至出口部50以排出 室外，并自室外引进新鲜的凉空气，达到冬暖夏凉并兼具健康、节能、环保 的自然空调功效。
图3是图1中吸热单元32的立体图，该吸热单元32由二短支撑件33及一吸 热板35组合而成，为便于描述，将该二短支撑件33分别命名为第一短支撑件 33al及第二短支撑件33cl。图3(A)是图3中吸热板35的一立体图，该吸热板35 为两侧具有凸缘352的定长薄板成形件，该二凸缘352自该吸热板35边缘向上 凸起，该吸热板35是由导热性良好的材质经表面黑色处理制成；图3(B)是图3 中一短支撑件33cl的立体图，图3(C)是图3(B)中短支撑件33cl的正^L图；该 短支撑件33cl由易于成形材料制成且与吸热4反35纵向长度大致相同。作为该 吸热单元32的固定及其横向扩展与纵向延伸成为吸热组件31的成形结构，该 短支撑件33cl亦兼具对透明盖板38的均匀支撑及吸热组件31的密封防水功 能。该短支撑件33cl可分别界定为一竖直上支撑件332及一竖直下支撑件336, 该吸热单元32中吸热板35位于该上支撑件332及下支撑件336连接处，该短支 撑件33cl进一步包括二设置在上支撑件332两側的扣合结构330， 二设置在 该支撑件33cl前后端及上支撑件332与下支撑件336之间的容置结合卡槽335, 一设置在扣合结构330下方的承载座338、以及一自下支撑件336底部向两侧延 伸设置的底座339。该扣合结构330邻近承载座338并向下弯折形成开口朝下的 沟槽(图未标)，该结合卡槽335位于承载座338两侧，每一结合卡槽335底部中 间向上形成一半圆形凸部3352,该底座339是该下支撑件336底部向两侧水平 延伸而成。该吸热单元32的组成件为薄板扁平结构，对陈列、包装、仓储、 运输、组装均有其方便性。
如图3(C1)至图3(C6)所示，本发明自然空调装置100所使用的短支撑件 33cl可以采用具有不同扣合结构(图未标)的其它型式的短支撑件33c2、 33c3、 33c4、 33c5、 33c6中任意一种，这些扣合结构可呈环扣形、平板形、斜板形、 开口朝上的沟槽形等，其中，该短支撑件33c3可看作短支撑件33cl省去扣合结构330而成。同时，需将吸热板35两端的凸纟彖352配合作相应的改变成对应 卡扣结构，即可达到相同的效果以保证吸热板35与各短支撑件33cl、 33c2、 33c3、 33c4、 33c5、 33c6之间能够稳固扣合。为此，事实上，熟悉该项技艺 者亦可依据上述吸热单元32的特征，衍生出其它各种型式但具有与本发明相 同特征的吸热单元32:例如多于一片支撑件的吸热单元(图未示)、不同形状 的凸缘与扣合结构及定位结构(图未示)、不同结构的接合件及其匹配的结合 卡槽(图未示)、不同位置或数目的扣合结构与定位结构以及接合件及其匹配 的结合卡槽(图未示)等，故在此不再逐一列举与赘述。
如图3所示，该吸热单元32是由二短支撑件33al、 33cl及一吸热板35组合 而成，其组合方式是通过该平行摆设的第一与第二短支撑件33al、 33cl内侧 的对应扣合结构330将该吸热板35所设两端的二凸缘352扣合，同时，该二凸 缘352底部分别支撑于短支撑件33al、 33cl的承载座338上。
图4(A)及图4(B)分别是图3中四吸热单元32沿横向及纵向扩展延伸例的 一仰视及俯视立体图，为便于描述，将其分别命名为吸热单元32a、 32b、 32c、 32d。为增加集热器30中吸热通道315扩充数目的弹性并兼具定位性及结构性， 上述配合吸热单元32a的二短支撑件33靠外侧二扣合结构330可分别与吸热单 元32b的吸热板35及另一横向吸热板35(图未示)的一端扣合，接着，可将该吸 热板35及该横向吸热板35的横向外侧端分别与另二短支撑件33(图未示)扣 合，从而形成横向相邻的其它吸热单元32(图未示)；如此重复过程，便可使 这些吸热单元32沿横向扩展形成一吸热单元32列。
如图4(A)及图4(B)所示，为增加该集热器30中吸热通道315延伸长度 的弹性并兼具定位性及结构性，在上述已横向组立的若干组吸热单元32列的
前后设置由易于成形材料制成的接合件36，从而纵向扩展这些吸热单元32 列，图4(C)及图4(D)所示是接合件36的一立体图及侧视图，该接合件36是 由一长板形主体部361及一垂直于该主体部361中央的长板形隔板363组合 为一体的成形件，其中该主体部361的底部i殳有两条平行且对称的凹槽362， 通过该接合件36将前后两吸热单元32列接合为一体；其方法是通过若干接 合件36逐一穿过这些已横向组立的若干组吸热单元32列之间所设结合卡槽 335,使相邻两结合卡槽335中所设的凸部3352与接合件36的主体部361所设的两凹槽362匹配，并使接合件36的主体部361容置于结合卡槽335 内，借滑动配合达到定位的功能；此时接合件36的隔板363正好卡在纵向相 邻两吸热单元32之间，同时由于该接合件36高度较该支撑件33短，使得纵 向相邻两支撑件33间形成横向连通集热器30的储热室310或吸热室312的 若干吸热通道315的若干气流间隙365、 366,即，这些气流间隙365位于这 些接合件36的隔板363上方以连通各储热室310，这些气流间隙366位于这 些接合件36的主体部361下方以连通各吸热通道315,如此促使储热室310 及吸热室312的气流分布均匀；设置该接合件36的长度可配合上述沿横向组 立的吸热单元32列的实际宽度裁切，达到吸热单元32可纵向延伸的目的。 另，该下支撑件336的底座339上设置固定孔3392,通过螺丝(图未示)穿过 固定孔3392以将各吸热单元32固定于集热器30的底板39。
图5是图3中三个典型吸热单元32自吸热组件31周边扩展延伸例的一 立体图，如图5所示，为达到集热器30密封防水的要求，设置于集热器30
际长度，可设置成一体成形的长支撑件133，以取代上述与吸热单元32具有 相同长度的短支撑件33,该长支撑件133两侧设有二与该长支撑件133等长 的扣合结构1330和二承载座1338，该扣合结构1330和二承载座1338与上 述支撑件33的扣合结构330及承载座338具有相似结构特征，该长支撑件 133底部向两侧水平延伸出二底座1339;又，上述设置于集热器30纵向两侧 边、长支撑件133，其内侧的长扣合结构1330用以将吸热组件31最外側所 对应纵向排列的若干吸热板35的凸缘352 —并予以扣合，这些吸热板35亦 支撑于长支撑件133的承载座1338上，同时也自动将"i殳于各吸热单元32列 之间的若干接合件36的两端抵紧于该长支撑件133的内侧，以抑制这些接合 件36在集热器30中的移动，达到确保集热器30结构整体性的功效。
为降低制造成本，本发明自然空调装置IOO(图4(A)及图4(B)所示)中的 这些短支撑件33亦可统一采用与长支撑件133相同的截面形状，并将该长支 撑件133切割成所需的若干短支撑件33,不但可达到和前述相同的效果，且 因只需一套支撑件33模具而可大幅节省制造成本；另外，由于这些短支撑件 33的顶部可以装设O形密封环(图未示)，使其与集热器30纵向两侧边的长支撑件133具有相同的高度，因此将透明盖板38安装于吸热组件31上方之 前，先将该吸热组件31中的部分短支撑件33顶部装设0形密封环，如此可 使透明盖板38获得更均匀的支撑，从而达到节省制造成本、降低热应力造成 的危害及提升产品可靠度的功效。
图6是图1中A-A处的一截面图，如图6所示，透明盖板38与吸热板 35之间形成储热室310中的若干条空气通道(图未标)，吸热板35与底板39 之间形成吸热室312中的若干条吸热通道315;为降低由透明盖板38的热散 失，除可将该储热室310中的若干条吸热通道315的入口与出口予以封闭外， 亦可调低上支撑件332与下支撑件336的高度比率，使空气主要在本发明自 然空调装置100的下吸热通道315中加热，故本发明虽然实质结构只有一层 透明盖板38，但由于绝大部份室内排出的空气均通过吸热室312中的吸热通 道315;因此，相较现有双层嵌装玻璃(double glazing)式自然空调装置(图未 示)，本发明自然空调装置IOO不但具有低成本的优势，更因具有较佳的绝热 效果而可享有高加热效率的优势，从而达到高换气率的效果。
本发明自然空调装置100在吸热组件31上方铺设一透明盖板38，可促 进集热器30的温室效应，以便接收太阳辐射能及加热这些吸热单元32,使 流经加热通道中的空气升温，且由于本发明适于大面积接收太阳能，并不需 要外框固定的现有热绝缘盒结构，故透明盖板38亦不须嵌装于外框固定的现 有热绝缘盒上方，且由于不需双层嵌装玻璃，故具有较薄的整体外观；此外， 该透明盖板38除可采用平板形状外，还可采用波浪板形，其材质亦不局限于 玻璃，可以采用玻璃纤维或塑料等易于获得且易于依^f吏用大小自行剪裁的透 明建材或现有商用耐候(weather proof)透明建材；由于该透明盖板38的安装 不必如现有集热器30般地嵌装于外框固定的热绝缘盒上，故不致因材料的热 膨涨系数不同而造成变形或破裂等热应力问题。
如图5及图6所示，为达透明盖板38与该吸热组件31两侧边沿吸热通 道315方向的密封防水要求，在该长支撑件133的底部及顶部分别设置沿纵 向的凹槽1337a、 1337b以容置O形密封环40，通过"&于该长支撑件133的 底座1339的固定孔13392及O形密封环40,以将该吸热组件31固定且密封 于集热器30的底板39，并通过设于该长支撑件133顶部的O形密封环40,再以沿O形密封环40所设若干C型扣件37及锁紧钮378将吸热组件31与 透明盖板38密封，达到确保集热器30纵向两侧边密封防水的功效；该C型 扣件37上端内侧具有一向下突出的抵紧部371，该扣件37下端向上弯折形 成一勾扣部372。为达更好的效果，这些C型扣件的勾扣部372可卡扣于长 支撑件133外侧的扣合结构1330中，这些C型扣件的抵紧部371可抵紧于 一刚性压条(图未示)上，并在该刚性压条与透明盖板38之间夹一条状软质垫 片374,可达到更佳的均匀抵紧的密封防水效果；再，上述抵紧过程中使用 的条状软质垫片374，亦可采用更方便且有效的组装方式达成，例如采用预 先套装于透明盖板38边缘且涵盖抵紧面的U型软条(图未示)等，从而达到确 保集热器30侧边密封防水、降低热应力造成的危害及提升产品结构整体性的 功效。
图7与图8分别为本发明自然空调装置100的入口部10及出口部50的一立 体示意图。该入口部10及出口部50分别与该集热器10的入口端及出口端衔接， 并连通该集热器10的吸热室312的若干吸热通道315,其中入口部10衔接室内 排气管(图未示)，出口部50则设有与室外相通的气流出口55;本发明通过上 述装置持续导引室内污浊的热空气通过入口部10，并将热空气均匀分配至各 吸热通道315,以吸收储热室310中的太阳能而升温，进而通过热浮力将其送 至出口部50以排出室外，并同时自室外引进新鲜凉空气导入到室内，达到兼 具健康、节能、环保的自然空调功效。
如图2、图7及图8所示，该入口部10与出口部50具有相似的形状结 构，该入口部10包括一中空长方壳体12，该壳体12顶面朝集热器30的吸 热组件31方向一侧边缘弯折延伸一挡板17,该挡板17上设有若干螺孔172。 该挡板17与壳体12顶面围设成一凸槽174，该壳体12通过该凸槽174得以 与集热器30的透明盖板38搭接并予以密封防水，该壳体12朝向集热器30 一前端面设有一分隔板121，该分隔板121下方设有若干均匀排列且相互间 隔的均流孔142，若干连接凸耳145垂直突出设于该分隔板121上方，这些 连接凸耳145相互间隔并位于这些均流孔142上方，每一连接凸耳145上设 有二固定孔146,该壳体12通过所设连接凸耳145与吸热组件31横向两侧 边缘支撑件33或133上所设固定孔3322以螺杆(图未示)同时将吸热单元32及连接凸耳145予以锁固，该壳体12两侧面底部边缘分别沿水平延伸出一锁 固凸耳18,该凸耳18上设有二固定孔182，该壳体12通过锁固凸耳18上的 固定孔182予以锁固于屋顶、墙壁或固定板(图未示)；该入口部10设有衔接 到室内排气管的接头15，该接头15设置在该入口部10的壳体12后端面中 部。该出口部50具有与入口部10相似结构的壳体52、分隔板521、均流孔 542、连接凸耳545、挡板57、凸槽574、螺孔572、锁固凸耳58及固定孔 546、 582，所不同之处在于该壳体52顶部设有若干方形相互间隔的气流出 口 55，这些气流出口 55与室外空气相通。v卩人该壳体52顶部与凸槽574相对 一侧边缘向上弯折延伸出 一防雨罩56,该防雨罩56用以遮掩该壳体52顶部， 另外该壳体52上还可设置防止灰尘、蚊虫等异物进入的必要防护设施(图未示)。
该入口部10与出口部50的分隔板121、521与吸热组件31两端接合后， 分隔板121、 521上方用以封闭储热室310和入口部10及出口部50的连通， 分隔板121、 521下方的均流孔142、 542用以和吸热室312的若干条吸热通 道315连通，促使室内空气进入该入口部10后均匀分配于各吸热通道315 以提升整体吸热效率。为降低流阻，该均流孔142、 542的总面积以大于排气 管流体截面积两倍为宜。
图9是图1中B-B处的截面立体图，图IO是图9中C-C处的截面图。 以图9及图10进一步说明入口部10及出口部50和铺设于吸热组件31上的 透明盖板38达到密封防水的方法，由于该方法对入口部IO及出口部50完全 相同，因此仅以入口部10的相关图式说明如下
如图9及图IO所示，该入口部10和透明盖板38是通过一扣具60组装 成一体，该扣具60包括一 U形软条62、 一刚性压条64及上述若干固定螺栓 66。当入口部10及出口组件50的连接凸耳145、 545与衔接吸热组件31两 端对应的若干上支撑件332上所设固定孔3322(参见图2)以螺杆(图未示)将支 撑件33及连接凸耳145、 545予以锁固为一体后，先将两端套有U形软条62 的透明盖板38 (该二 U形软条62亦可预先套装于该透明盖板38边缘且覆盖 该盖板38上下抵紧面)插入凸槽174内，再将刚性压条64插入介于凸槽174 内的上端面与透明盖板38边缘的U形软条60之间，最后将固定螺栓66旋入设于凸槽174上端面的螺孔172中，并抵紧该刚性压条64，使得U形软条 62被紧密压制在凸槽174中从而发挥密封防水的功能。
本发明自然空调装置100可以水平安装或垂直安装，亦可倾斜安装，可 直接固定于屋顶或墙壁，亦可另外设置成离开固定面一距离或呈一角度的固 定板(图未示)上；另，在吸热组件31的底板39下面可铺设一绝热层(图未示)， 以保护屋顶不致过热及降低热散失，期使储热室310中的热量完全被吸热板 35吸收，并将热量传输至吸热室312的空气流，达到提升其加热效率，从而 增加热浮力的自然换气效果。
本发明自然空调装置100的集热器30是由模块化吸热单元32构成，相 较一体成形或外框固定的现有集热器，由于本发明的吸热单元32具有结构简 单、轻便、易加工、适合量产等特征，因此具有节省包装成本、缩小仓储与 陈列空间、便于通路运销、易在铺设现场组装、以及具有较薄的整体外观等 优点；并且由于可依不同需求自行组合与安装，因此对不同安装环境的兼容 度高；又由于具有良好的扩充延伸弹性，适于大面积接收太阳能，且经模块 化的吸热单元32适合大量生产以提升产品质量与降低成本的竟争优势。
图11是本发明自然空调装置100中第二种吸热单元232的实施例，该吸 热单元232是由二长支撑件233及夹持于该二长支撑件233之间的若干吸热 板235组合而成，本实施例与前述第一种吸热单元32主要的差异在于所有吸 热板235的两侧凸缘2352完全固定于该二长支撑件233的扣合结构2330中， 以取代第一实施例中使用的吸热板35长度完全与短支撑件33相同；且本实 施例在各吸热板235的前后端分别设有互补的卡扣状结构2354、 2355，以便 于每一吸热通道315中的相邻吸热板235间可达较佳的契合度，并使储热室 310与吸热室312之间的气流交换降至最低；更由于本实施例无需接合件36 的设置，使结构更简化，制造及组装更方便；本实施例的储热室(图未标)中 相邻的吸热通道2315之间的互通可以通过透明盖板38与长支撑件233的顶 部凹槽2337a中未装O形密封环处所形成的气流间隙(图未示)达成，而吸热 室312中相邻的吸热通道2315之间的互通则须通过在下支撑件336上沿气流 方向的规则开孔2335达成，使集热器30中的气流在加热过程中自动调节均 匀，以提高整体吸热效率。该长支撑件233底部设有若干固定孔2392以将该吸热单元232固定于一底板(图未示)上。
图12是本发明自然空调装置100中第三种吸热单元332的实施例，该吸 热单元332由二长支撑件333及夹持于该二长支撑件333之间的一长板形吸 热板335组合而成，该二长支撑件333与前述吸热单元232的长支撑件233 相同，该吸热板335通过其两侧的凸缘3352与长支撑件333的扣合结构3330 连接，本实施例与前述吸热单元232主要差异在于该一体成形的长板形吸 热板335取代了吸热单元232的若干吸热板235。该吸热单元332通过若千 长支撑件333及与其搭配的长板形吸热板335进行横向的扩展，由于上述结 构具有无需接合件36的设置以及在支撑件333两端搭配设置结合卡槽的特 征，因此具有如下诸多优点1)可精简量产制程的材料；2)可提升加热效 率3)可精简加工及组装程序，适用于建构中小型的自然空调装置。
图13是本发明自然空调装置100中第四种吸热单元432的实施例，该吸 热单元432是由一吸热板435和二支撑件433组合而成，本实施例与前述吸 热单元332主要的差异在于，该吸热单元432的支撑件433是由长支撑件333 的底部向两侧水平一体延伸出二底板4338、 4339而成，该二底板4338、 4339 的末端具有与相邻支撑件433的底板4338、 4339的相互扣接与定位的结构 4348、 4349，使本实施例进行横向扩展时所形成的吸热组件431已具有底板 结构及完整的吸热通道4315;且本实施例与吸热单元332同样具有无需设置 接合件36以及在支撑件433两端搭配设置结合卡槽的特征，因此亦同样具有 吸热单元332诸多优点。该底板4338设有若干固定孔4392以将该吸热单元 432固定于一屋顶、墙壁或固定板上。
综上所述，本发明自然空调装置100可在夏季炎热气候加热由室内排气 管流过的脏空气，使加热的脏空气产生热浮力的烟囱效应而将室内空气通过 自然力抽至室外；此时，由室外导引新鲜阴凉的空气至室内进气口(图未示)， 或由室外导引至室内的气流经过冷却，则加装本发明自然空调系统可达到夏 季冷气循环的空调效果。
在冬季寒冷气候该集热器30加热由室内排气管流过的空气，并由与室内 进气管(图未示)衔接的辅助风扇(图未示)将加热的空气送回室内，达到暖房的 效果。另外，如欲由室外引入一部分新鲜空气并与由室内排气管流过的空气混合加热，达到省能与维持室内空气一定的新鲜度，则除需将入口部10与室
内排气管接通外，并需维持与室外相通的进气口有一定的开度。
本发明自然空调装置100亦可于全年不论季节搭配现有太阳能热水供应 系统使用，将该系统的吸热水管排列于本发明自然空调装置100的储热室310 中所设吸热通道315内加热，再将加热后的热水送回储热槽所构成的水循环 回路(图未示)，循环空气则主要于本发明自然空调装置100的吸热室312中 所i殳吸热通道315内力口热。
本发明自然空调装置100具有许多优于现有装置的特点，通过模块化观 念设计的本发明自然空调装置100,在应用上提供和建筑物更大的兼容性， 亦提供使用者更多选择与组合的自由度，本发明自然空调系统可以安装于各 种型式的建筑物，包括建造中的新建筑物或已存在的既有建筑物，可以水平 安装或贴近墙壁垂直安装，亦可倾斜安装，且对安装处提供绝热及保护功能。
本发明自然空调装置100的吸热单元32、 232、 332、 432可依实际需要 作弹性扩展延伸达到最佳吸收面积，充分发挥能量接收功能，因此，本发明 自然空调装置IOO并不需要外框固定的现有热绝缘盒结构，亦不需如现有装 置太刻意关注于每单位面积的热效率，特别是本发明虽然实质结构只有一层 透明盖板38,但由于大部份空气均通过吸热室312的吸热通道315,具有双 层嵌装玻璃的绝热效果与高吸热效率。
本发明自然空调装置100具有较现有集热器更轻薄的整体外观，不致对 房屋结构造成负担，搭配透明平板与波浪板等既有商用建材，仍能保有和原 建筑物的协调与美感，该透明盖板38可同时身兼屋顶的保护层与集热器30 的双层嵌装透明板；且由于该透明盖板38的安装不必如现有集热器般地嵌 装于外框固定的热绝缘盒上，故不致因材料的热膨涨系数不同而造成变形或 破裂等热应力问题。
本发明自然空调装置100采用模块化的设计理念，有助于大幅降低成本， 因为吸热单元32、 232、 332、 432是由薄板成形(例如铝挤、压铸、塑模等) 件组合者，其结构简单轻巧，除可直接节省包装成本、精简仓储与陈列空间、 便于通路营销、易于安装与维护外，更提供使用者现场自行组装的机会。
权利要求
1.一种自然空调装置，包括一集热器、一入口部及一出口部；该入口部与出口部分别与该集热器两端连通，该集热器包括一吸热组件及一覆盖于该吸热组件上方的盖板，该吸热组件是由若干模块化的吸热单元构成；每一吸热单元包括至少一吸热板及一支撑件，其特征在于该吸热板与该支撑件相互扣合。
2. 如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于所述支撑件为短支 撑件，这些吸热板通过短支撑件沿横向连接延伸，该吸热组件还包括若干接合 件，这些吸热板和短支撑件通过接合件沿纵向扩展。
3. 如权利要求2所述的自然空调装置，其特征在于所述短支撑件纵向 两侧中间设有二结合卡槽，该卡槽中设有一凸起。
4. 如权利要求3所述的自然空调装置，其特征在于所述接合件呈长条 形，该接合件包括一主体部及一垂直于该主体部的隔板，该主体部的底部设 有两条平行凹槽，该接合件的主体部收容于二相邻短支撑件的结合卡槽中， 并通过凹槽与凸起卡扣连接定位。
5. 如权利要求4所述的自然空调装置，其特征在于所述接合件较该支 撑件短，该接合件与短支撑件间形成气流间隙。
6. 如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于所述每一吸热单元 包括若干吸热板，这些支撑件为长支撑件，这些吸热板沿纵向排列卡扣于二 长支撑件间形成该吸热单元。
7. 如权利要求6所述的自然空调装置，其特征在于所述集热器进一步 包括一底板，该底板设于该吸热组件底部。
8. 如权利要求7所述的自然空调装置，其特征在于所述支撑件上位于 吸热板下方设有若干气流孔用以横向连通各吸热单元。
9. 如权利要求l所述的自然空调装置，其特征在于所述支撑件为长支 撑件，每一吸热单元的吸热板为一与该长支撑件具有相同长度的纵长板，该 长板形吸热板卡扣于该二长支撑件间形成该吸热单元。
10. 如权利要求9所述的自然空调装置，其特征在于所述每一吸热单 元的长支撑件底部沿水平向两侧形成底板。
11. 如权利要求IO所述的自然空调装置，其特征在于所述支撑件上位 于吸热板下方设有若干气流孔用以横向连通各吸热单元。
12. 如权利要求l至ll任意一项所述的自然空调装置，其特征在于所 述吸热板两相对边缘设有卡扣结构，该吸热板通过该卡扣结构与该支撑件的 扣合结构连接。
13. 如权利要求12所述的自然空调装置，其特征在于所述扣合结构呈 环扣形、平板形、斜板形或沟槽形中至少一种。
14. 如权利要求12所述的自然空调装置，其特征在于所述支撑件侧面对应该扣合结构下方延伸设置一7K载座，该7 C载座用以7 C接该吸热板。
15. 如权利要求1至11任意一项所述的自然空调装置，其特征在于所 述支撑件顶端设有纵向凹槽，用以收容O形密封环。
16. 如权利要求1至11任意一项所述的自然空调装置，其特征在于所 述盖板是透明的。
全文摘要
一种自然空调装置，包括一集热器、一入口部及一出口部，该入口部与出口部分别与该集热器两端连通。该集热器包括一吸热组件及一覆盖于该吸热组件上方的透明盖板，该吸热组件是由若干模块化的吸热单元构成，每一吸热单元包括至少一吸热板及一支撑件，该吸热板与该支撑件相互扣合。
文档编号F24J2/20GK101294747SQ20071007420
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月25日 优先权日2007年4月25日
发明者刘泰健, 肖新建 申请人:富准精密工业(深圳)有限公司;鸿准精密工业股份有限公司