专利名称：建筑物外隔热输水管网的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑物墙体节能的装置，尤其涉及综合利用市政供水管网节能的装置。
背景技术：
在能源日趋紧张的今天，节能已经成为人类亟待解决的问题。在我国社会总能耗当中， 建筑能耗已经占到社会总能耗的30%左右，因此建筑节能是节能工作的重点。建筑能耗当中 用于调节室内热环境的空调能耗比例非常大，有关统计数据显示这一比例已达到55%左右。 要降低建筑空调能耗，主要需解决的就是建筑围护结构的节能技术问题。现在已经实际应用了的建筑围护结构(本案中，主要涉及建筑物外墙体)的节能技术的方 案中，无非是如下两大类或者其结合。 一类是对建筑物外墙体进行隔热的方法与结构，另一 类是在建筑物外墙体外通风、散热的方法与结构。前者包括用植被覆盖建筑物外墙体、用隔 热材料和/或带有隔热结构的材料来代替常用的外墙体材料、增加建筑物外墙体的保温层厚 度等方法。后者包括在建筑围护结构外设置带有导流板的幕墙、把建筑物外墙体直接设计成 "散热墙体"等。公告号为CN1089156C的专利就是一种《散热墙体》。该散热墙体包括直接 设置在墙体内(或代替部分墙体)的盛水水槽和吸收该水槽内的水的吸水性多孔质体，以利用 水分蒸发来使墙体冷却。然而，在上述这些方法与结构中，或者效果欠佳、或者成本过高， 并且它们还有一个共同的缺点，即均没有把太阳辐射的热量利用起来。而目前能够把太阳辐 射的热量利用起来的，也只是将(把太阳能转换成电能的)太阳能电池板安装在墙体外的纯试 验性的建筑——主要因成本太高，至少在可以预见的一个较长时期内还不可能在实际中推广 与应用。发明内容本发明的目的是，提供一种综合利用市政供水管网节能的既能够对建筑物进行隔热保 温，同时还可以把太阳能辐射的热量利用起来的输水管网。为实现所述发明目的，提供这样一种建筑物外隔热输水管网。该隔热输水管网包括换热 器(l)和把它们串联、并联或混联在一起的输水管路。该隔热输水管网连接在室外的市政供 水管网与建筑物的室内用户管网之间，市政供水流经该隔热输水管网后，进入室内用户管网。 该隔热输水管网中的换热器是覆盖或嵌入在建筑物各楼层的外墙体上的，或者该隔热输水管 网中的至少一个换热器覆盖在建筑物的屋顶上、其余换热器覆盖或嵌入在建筑物各楼层的外 墙体上。该隔热输水管网中的每一换热器，均由各有一个连接口的两根相互平行的集水管、 以及垂直于这两根集水管并把它们联通的一排换热管构成。从方案中可以看出，建筑物的室内用户管网.不是直接与市政供水管网联通的，而是通 过本发明的输水管网再与市政供水管网联通；而本发明输水管网中的所有换热器又是覆盖或 嵌入在建筑物各楼层的外墙体上的，或者该输水管网中的至少一个换热器覆盖在建筑物的屋 顶上、其余换热器覆盖或嵌入在建筑物各楼层的外墙体上。于是，本发明就能够充分利用市 政供水管网的主管部分大多铺设在地下、在夏季时市政供水具有温度较低以及恒定的特点， 让通入本发明输水管网的换热器中的低温水来吸收太阳辐射的热量，以对墙体进行隔热保 温。更大的优点是，当用户打开水龙头时，不但能够用到经太阳能加热后的热水而节省了加 热所需的能源消耗，而且，由于在换热器中吸收了热量后的水被用户使用，又使得低温水能 够补充进来，就进一步加强了对外墙体所起的隔热作用。又由于所述换热器既可以覆盖在建 筑物外墙体之外、又可以嵌入在建筑物外墙体的表面，所以，本发明不但能够在新的建筑物 上于构筑墙体时一并建成，而且，在;见有的旧建筑物上也可以应用本发明来对其进行改造。从方案中可以看出，该输水管网实际上相当于大的换热器。为要取得较好的效果，构成 该输水管网的换热器管路，就必须十分密集地覆盖或嵌入在建筑物外墙体上，如果该"大 换热器"仍按照现有的以追求换热效率为主要目标来设计它的话，势必会在用户管网与市政 供水管网之间人为地加长了输水距离，就必然会造成过大的压力损失。所以，本发明输水管 网中的换热器不但专门设置了集水管结构，把两根集水管看成节点的话，联通它们的一排换 热管就是压力损失极小的并联关系了 (显然，这一排换热管的具体数量需要根据实际情况确 定)。这样一来，本发明输水管网中的换热器就成为一种特别考虑了避免压力损失的特殊的 换热器了，从而确保了本发明输水管网有益效果的发挥。总之，与现有的隔热方法与结构、在建筑物外通风、散热的方法与结构相比较，本发明 不但有很好的隔热效果，而且还能够把太阳能充分地利用起来，是一种结构简单、系统成本 低廉的综合节能的技术方案。相对于将太阳能转换成电能的太阳能电池板而言，把本发明安 装在墙体外的建筑，不但成本低廉，而且能够很快地在实际中推广与应用。在居民楼、办公 楼的外墙体上均可以应用本发明。下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1——在别墅外墙应用本发明输水管网的示例图 图2——图1的左视3——与图1外墙面相同的应用本发明输水管网的管网示意4——由高位供水水箱供水的建筑物应用本发明输水管网的管网示意5——直接由市政供水管网供水的建筑物应用本发明输水管网的管网示意6——在高位供水水箱供水的建筑物外墙上的(局部)输水管网示意7——直接由市政供水管网供水的建筑物外墙上的(局部)输水管网示意8——由高位供水水箱供水的住宅楼应用本发明输水管网的示例9——有两个高位供水水箱分别供水的办公楼应用本发明输水管网的示例10——图9的左视11——图9的俯视2、 3、 4、 5、 6、 7中的箭头表示水流方向
具体实施例方式一种建筑物外隔热输水管网。该隔热输水管网包括换热器(l)和把它们串联、并联或混 联在一起的输水管路，该隔热输水管网连接在室外的市政供水管网与建筑物的室内用户管网 之间，市政供水流经该隔热输水管网后，进入室内用户管网。该隔热输水管网中的换热器1 是覆盖或嵌入在建筑物各楼层的外墙体上的(参考图1、 2、 3、 9、 10、 11)，或者该隔热输水管网中的至少一个换热器1覆盖在建筑物的屋顶上、其余换热器1覆盖或嵌入在建筑物各楼 层的外墙体上(参考图4、 5、 8)。该隔热输水管网中的每一换热器1，均由各有一个连接口 的两根相互平行的集水管la、以及垂直于这两根集水管la并把它们联通的一排换热管lb构 成(参考图6、 7)。其中，两个连接口分别在两根集水管la的哪一端、与两个连接口连接的 管道究竟是直管结构或是弯管结构？均需根据具体应用时的情况确定。总之，只要水能从一 根集水管la流进，通过换热管lb后能够从另一根集水管la流出即可。当然，为使水能够 相对均匀一些地从各个换热管lb中通过，两个连接口应尽可能地设置在该换热器1的对角 上。不容置疑，在本发明中，集水管la同样也有换热作用，称其为"集水管"只是强调其 集水作用而已。结合对本发明优越性的了解、参考各附图，本领域的技术人员根据上述具体实施方式
披 露的方案，已完全能够根据其他具体条件与要求来实施本发明了。因此，上述具体实施方式
也是以下各例的总述，在以下各例中与本总述相同的内容不赘述。实施本发明时，尤其需注 意的就是避免过大压力损失的问题。实施例l(参考图1、 2、 3):本例是在总述部分的基础上，针对楼层不多(例如别墅、或三四层楼)，且市政供水管网 供水压力较好的情况下的举例。本例的输水管网中，对应于建筑物的下部设置总进水管，对 应于建筑物的上部设置总出水管。各楼层外墙面上布置换热器1,它们以串联方式连接为一 个立面组，所有立面组再并联在一起；各立面组并联后的上端管路与该隔热输水管网的总出 水管连接，该总出水管与室内用户管网的主管连接，并联后的下端管路与总进水管连接，该 总进水管直接与市政供水管网连接；在建筑物屋顶上覆盖有换热器1的情况下(由于显见， 且可从图4、 5、 8看出，故图1、 2、 3省略未画)，根据其换热器l的数量，或者串联在总 出水管和一个立面组之间，或者串联在总出水管与几个立面组之间。显然，从建筑结构和建 筑美观上考虑，图1、 2所示的屋顶上可以不覆盖换热器，而在平顶的屋顶上就可以覆盖换 热器了。实施例2(参考图4、 5、 6、 7):本例是在总述部分的基础上，针对楼层较多(例如高层或多层)建筑的举例。本例的输水管网中，在建筑物各楼层外墙面上布置换热器1，同一楼层的换热器1以串联(参考图6的下 部分、图7的上部分)、并联(参考图6的上部分、图7的下部分)或者混联的方式连接为一 个楼层组61，每一楼层组61中至少有一个楼层组出水口，该楼层组出水口与对应楼层内的 用户管网连接；各楼层组61之间以串联、并联或者混联的方式连接(参考图4、 5)。在该隔 热输水管网中有一个总进水口，该总进水口直接或者间接地与市政供水管网连接；在建筑物 屋顶上覆盖有换热器1的情况下，它们以串联、并联或者混联的方式连接为一个屋顶组，该 屋顶组至少有一个屋顶组出水口，屋顶组出水口或者连接在紧邻的楼层组61中(参考图4)、 或者与任意楼层内的用户管网连接(参考图5)。以上所说的"至少有一个楼层组出水口"，是指在楼层组61和屋顶组62均是串联连接 的情况。当它们中有并联方式的情况时，各并联的部分均应有出水口与对应楼层内的用户管 路连接(当然，从理论上看，这些出水口均只能看成是一个"节点")。显然，与楼层内用水管路连接的那些出水口是通过三通来连接的。具体一点讲，在建筑物的屋顶上有高位供水水箱供水的情况下(参考图4、 8、 9、 10、 11)， 该输水管网中的总进水口，通过连接在该高位供水水箱的出水口上来间接地与市政供水管网 连接的。在建筑物内的现有输水管网与市政供水管网直接连接的情况下，也即不是由高位供 水水箱供水的情况下(参考图5)，该输水管网中的总进水口，就直接与市政供水管网连接。更具体一点讲，在连接各换热器1时，从增强隔热、保温效果和充分利用太阳能的角度 考虑，应尽量采用串联的方式；从减小供水压力损失的角度考虑，则应尽量采用并联的方式。 因此，在实际应用中，应当根据市政供水管网供水压力的大小、用户使用量的大小等因素， 单独或综合采用相应的连接方式。所谓"混联"，就是在人们关注的某两个连接点之间的管 路中，既有串联管路、也有并联的管路。须注意的是，整个输水管网中不得出现水不能从中 流过的"气室"区。实施例3:本例是在实施例1的基础上，为了冬季最低气温低于O'C的地区，在夏季时也能应用本 发明的输水管网、而在冬季时不致冻坏它而作出的举例。本例中，隔热输水管网与建筑物内 的现有用户管网之间，是并联的两套管网。两套管网中各有一个分别控制它们与市政供水管网之间通断的总进水阀(13、 12)、和分别控制它们与室内用户管网之间通断的总出水阀；在 该隔热输水管网的最底部，有一个带泄水总阀23的泄水总管。由于实施例1中各楼层间竖 直方向相对的换热器1，是以串联方式连接为一个立面组的，所以本例的输水管网在为防冻 而排水时，比较容易排净，并且相应结构也十分简单，加之在实施例4中将会披露更复杂的 结构，故本例中的并联管网省略未画。 实施例4(参考图4、 5、 6、 7):本例是在实施例2的基础上，为了冬季最低气温低于O'C的地区，在夏季时也能应用本 发明的输水管网、而在冬季时不致冻坏它而作出的举例。本例中，隔热输水管网与建筑物内 的现有用户管网之间，是并联的两套管网。两套管网中各有一个分别控制它们与市政供水管 网之间通断的总进水阀(13、 12)，至少在隔热输水管网的各楼层均有一个控制其与对应楼层 内的用户管网通断的出水阀81——也就是说，各对应楼层内的用户管路与现有输水管网的主 管32之间，可以没有这种出水阀(在需要时，开启或关闭对应的总进水阀12即可)，也可以 有控制其通断的出水阀(参考图3、 4中由虚线绘制出的阀门符号)——这样更好一些。在该 隔热输水管网的最底部，有一个带泄水总阀23的泄水总管；至少在各楼层组61于该泄水总 阀23打开后仍不能排空的那些换热器的底部，设置有带泄水阀82的泄水管93(从图6和图 7中可以看出，泄水总阀23打开后仍不能排空的换热器，主要就是串联的换热器中的一个。 如果因其他原因而出现了这种换热器，在其底部也应当设置有带泄水阀的泄水管)。该泄水 管93的下端，或者连接在其下方楼层组61中的换热器上部(参考图7,为了避免下方楼层组 61中的换热器上部出现"气室"，该泄水管93上的泄水阔82应当尽量靠近该下方换热器)、 或者直接与泄水总管连接(参考图6)。在泄水管93下端连接在其下方楼层组61中的换热器 上部的情况下，在本发明的换热器接入输水管网后，其泄水阀82也可以不关闭，以让该泄 水管93作为并联上下两个楼层组61的一条管路。此时，如果出现某一换热器中的水流可能 不很畅通的情况，可以在这两个楼层组61上方的楼层组61的上部，再增加一条与该上方楼 层组61的再上方楼层组61连接的管路(参见图7上方用虚线所绘制出的管路)。显然，根据场地、本发明输水管网总进水闽13的位置及其施工时的具体条件与要求， 在建筑物内的现有用户管网与市政供水管网直接连接的情况下，该输水管网最底部泄水总管，可以是连接在该输水管网及其总进水阀13之间的三通中的支管，其泄水总阀23安装在该支管上(参考图5)。同样显然的是，在建筑物内现有用户管网主管32的最下部，也设置一个泄水总阀23' 是必要的——其作用与隔热输水管网的泄水总阀23防冻的作用不同，该泄水总阀23'主要 是为了防止用户管网主管32内有积水的时间过长而变质。在冬季最低气温低于ox:的地区，为防止冬季结冰涨坏换热器1，从不需进行外墙体降 温的秋季开始，就关闭本输水管网的总开关阀13，打开各泄水管93上的泄水阀82和泄水总 管上的泄水总阀23，以把各个换热器1内的水排尽；打开现有输水管网的总开关阀12。此 后，就恢复了建筑物内的现有输水管网的供水，本发明输水管网处于不工作的状态。进入夏季或者需要对外墙体进行降温的季节和气候条件时，关闭泄水总管上的泄水总阀 23,关闭现有输水管网的总开关阀12;如前所述，各泄水管93上的泄水阀82是否关闭，应 当根据个体管网结构和具体使用情况确定。打开本发明输水管网的总开关阀13。此后，建筑 物内的现有输水管网处于不工作的状态，本发明输水管网进入与市政供水管网联通、并处于 向建筑物内供水的状态。同时，注意打开用户管网主管32下部的泄水总阀23'以放尽其中 的积水。在冬季最低气温低于0'C的地区应用本发明中的换热器1及其输水管网时，须注意在设计、制造与安装过程中，所有水平布置的管道，均应当朝有利于排水的方向向下倾斜(根 据具体情况，可以是r 2° ，也可以倾斜更大一点)。在设计、制造与安装过程中，还须注意所有部位均应当避免出现产生"气堵"和"气 室"部位。若因加工工艺等方面的原因而无法避免时，在可能产生"气堵"和"气室"部位 的顶部，设置放气阀。由于市政供水管网的主管部分大多铺设在地下、在夏季时具有温度较低的特点，所以， 在清晨时或者水温过低达到结露条件，本输水管网的管道外表面上可能会出现少许冷凝水。 为避免汇集的冷凝水影响墙面和行人，除墙面与本输水管网接触的部位需进行必要的防水处理之外，还可以设置引水槽8(参考图1、 2、 8、 9、 IO)以利于冷凝水的排放。显然，无论是把本输水管网覆盖在建筑物各楼层的外墙体之外、或者嵌入建筑物各楼层 的外墙体表面中，必要的外墙装饰以及保护措施是应当做的；在有幕墙系统的高层建筑上，还可以把本发明结合幕墙系统进行安装c
权利要求
1、建筑物外隔热输水管网，其特征在于，该隔热输水管网包括换热器(1)和把它们串联、并联或混联在一起的输水管路，该隔热输水管网连接在室外的市政供水管网与建筑物的室内用户管网之间，市政供水流经该隔热输水管网后，进入室内用户管网；该隔热输水管网中的换热器(1)是覆盖或嵌入在建筑物各楼层的外墙体上的，或者该隔热输水管网中的至少一个换热器(1)覆盖在建筑物的屋顶上、其余换热器(1)覆盖或嵌入在建筑物各楼层的外墙体上；该隔热输水管网中的每一换热器(1)，均由各有一个连接口的两根相互平行的集水管(1a)、以及垂直于这两根集水管(1a)并把它们联通的一排换热管(1b)构成。
2、 根据权利要求l所述的建筑物外隔热输水管网，其特征在于，所述隔热输水管网中， 对应于建筑物的下部设置总进水管，对应于建筑物的上部设置总出水管；各楼层外墙面上布 置换热器(l)，它们以串联方式连接为一个立面组，所有立面组再并联在一起；各立面组并 联后的上端管路与该隔热输水管网的总出水管连接，该总出水管与室内用户管网的主管连 接，并联后的下端管路与总进水管连接，该总进水管直接与市政供水管网连接；在建筑物屋 顶上覆盖有换热器(l)的情况下，根据其换热器(l)的数量，或者串联在总出水管和一个立面 组之间，或者串联在总出水管与几个立面组之间。
3、 根据权利要求l所述的建筑物外隔热输水管网，其特征在于，所述隔热输水管网中， 在建筑物各楼层外墙面上布置换热器(l)，同一楼层的换热器(l)以串联、并联或者混联的方 式连接为一个楼层组(61)，每一楼层组(61)中至少有一个楼层组出水口，该楼层组出水口与 对应楼层内的用户管网连接；各楼层组(61)之间以串联、并联或者混联的方式连接；在该隔 热输水管网中有一个总进水口，该总进水口直接或者间接地与市政供水管网连接；在建筑物 屋顶上覆盖有换热器(l)的情况下，它们以串联、并联或者混联的方式连接为一个屋顶组， 该屋顶组至少有一个屋顶组出水口，屋顶组出水口或者连接在紧邻的楼层组(61)中、或者与 任意楼层内的用户管网连接。
4、 根据权利要求2所述的建筑物外隔热输水管网，其特征在于，所述隔热输水管网与建筑物内的现有用户管网之间，是并联的两套管网；两套管网中各有一个分别控制它们与市 政供水管网之间通断的总进水阀(13、 12)、和分别控制它们与建筑物内的用户管网之间通断 的总出水阀；在该隔热输水管网的最底部，有一个带泄水总阀(23)的泄水总管。
5、根据权利要求3所述的建筑物外隔热输水管网，其特征在于，所述隔热输水管网与 建筑物内的现有用户管网之间，是并联的两套管网；两套管网中各有一个分别控制它们与市 政供水管网之间通断的总进水阀(13、 12)，至少在隔热输水管网的各楼层均有一个控制其与 对应楼层内的用户管网通断的出水阀(81):在该隔热输水管网的最底部，有一个带泄水总阀 (23)的泄水总管；至少在各楼层组(61)于该泄水总阀(23)打开后仍不能排空的那些换热器的 底部，设置有带泄水阀(82)的泄水管(93);该泄水管(93)的下端，或者连接在其下方楼层组 (61)中的换热器上部、或者直接与泄水总管连接。
全文摘要
建筑物外隔热输水管网，它涉及建筑物墙体节能的装置。该隔热输水管网包括换热器和把它们串联、并联或混联在一起的输水管路。它连接在室外的市政供水管网与建筑物的室内用户管网之间。该隔热输水管网中的换热器是覆盖或嵌入在建筑物各楼层的外墙体上的，或者该隔热输水管网中的至少一个换热器覆盖在建筑物的屋顶上、其余换热器覆盖或嵌入在建筑物各楼层的外墙体上。其中的每一换热器，均由各有一个连接口的两根相互平行的集水管、以及垂直于这两根集水管并把它们联通的一排换热管构成。本发明既可以利用市政供水水温低的特点取得良好隔热效果，而且还能利用太阳能加热市政供水，是一种结构简单、系统成本低廉的建筑物综合节能方案。
文档编号F24D3/12GK101266058SQ20081006958
公开日2008年9月17日 申请日期2008年4月25日 优先权日2008年4月25日
发明者钢 串, 景胜蓝, 楠 李, 李百战, 洁 郑, 齐研科 申请人:重庆大学