专利名称:利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型空调装置，具体是一种可以利用门窗(包括玻璃、门窗框、门窗扇、百叶、遮阳系统、门窗保护板)及室外墙体、阳台护栏为太阳能光热能源、光电能源供热或制冷的装置，用于任何用途的建筑物室内的温度调节。
背景技术：
太阳能是一种取之不尽、用之不竭、分布极为广泛、不用运输、不用花钱的绿色无污染清洁能源，是人类社会可持续发展的首选能源。科学发展到今天，就太阳能的利用已经形成三大产业太阳生物能利用产业、太阳能热利用产业和太阳能光伏产业。太阳生物能是指由光合作用而产生的各种有机体，也可简称为生物能。生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2×1011t，含能量达3×1021J，因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能，相当于全世界每年耗能量的10倍。当前的农业、林业等均属于生物能产业。太阳能热利用产业主要用于热水器，目前我国热水器的生产量和保有量均居世界第一，但这仅占太阳能利用的很小一部分，太阳能利用中最重要的还是光伏产业。我国陆地面表面每年接受太阳辐射能相当于49000亿吨标准煤，约等于上万个三峡工程发电量的总和。全国三分之二的国土面积每年日照在2200小时以上，年太阳辐射量超过5000兆焦/平方米。丰富的太阳能资源，是中华民族赖以生存、永续繁衍的宝贵财富。我国当前太阳能的利用还处在一个初级阶段，大部分全是利用太阳能加热系统来洗澡，而能利用太阳能热水器洗澡的也仅仅是非常少的一部分，只有居住平房、最高层楼房向阳住户才有可能使用，不具备以上条件的居民就无法使用太阳能。即使具有采光条件的房屋，由于安装条件的限制，有时也无法安装太阳能装置。
发明内容本发明的目的就是提供一种贴面、筒子板制冷制热器，以解决现有的太阳能装置不易安装而影响太阳能的利用的问题。
本发明专利的技术方案是包括依次循环顺序连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，冷凝器和蒸发器通过转换阀可以在制冷机与热泵之间相互转换，其特征在于所述的冷凝器和蒸发器为建筑物构件，该建筑物构件设有用于制冷制热工质流通的通道或内腔，位于室内外的建筑构件分别作为冷凝器或蒸发器。
所述的建筑构件包括门窗组件、室外墙体、阳台护栏、踢脚线、装饰线、楼梯扶手、镜框、黑板框。
所述的门窗组件包括玻璃、门窗框、门窗扇、百叶、遮阳系统、门窗保护板、门窗贴面、门窗筒子板、窗台、门坎。
该装置在作为热泵工作时，所述的蒸发器还可与安装在室外的太阳能集热器组合连接或由该太阳能集热器代替，作为热泵的热量来源或补充。
所述的太阳能集热器包括平板、真空管、平板与真空管混合组成的太阳能集热器，该太阳能集热器所采用的热媒可以是液体、气体、固体，该热媒将携带的热量传递给所述的蒸发器。
所述的蒸发器的形状采用板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式结构。
在所述的蒸发器表面设有红外线敏感材料层，以增强制热效果。
该装置在作为热泵工作时，还可在室外安装太阳光电转换装置，其电能输出通过导线与设在所述的蒸发器内的电热器连接，作为热泵的热量来源的补充。
所述的光电转换装置包括光伏电池片、固定框、角度调节器和蓄电池，光伏电池片安装在固定框上，固定框与墙体或固定支架铰连，两者之间安装角度调节器，光伏电池片通过导线和控制器与蓄电池连接，控制器具有稳压、充电器的功能；光伏电池片的的组合形状可以是平板式或节梯组合式；所述的电热器为包附在所述的蒸发器表面的电热丝或电热膜。
所述的制冷制热工质为氯化钙-甲醇系统的工质对(CaCI2·XCH3OH)、氨盐工质对、金属氧化物和水工质对、丙酮和水工质对或环已烷和氢工质对。
在所述的冷凝器或蒸发器的外面设有相变储能层。
本发明采取以上技术措施后可以获得以下有益效果利用建筑物的构件作为空调系统的蒸发器或冷凝器，充分利用了建筑物表面的采光条件，高效地将太阳能转化为可以利用的能源，大大节约了能源；由于不占用额外的空间，故克服了普通太阳能装置的安装受到诸多限制的缺点。该装置不改变建筑物的结构和外形，结构自然合理，与建筑融合为一体，不受楼层高矮限制。使能源更合理的开发利用，建筑节能更加明显，更加人文化；具有耐用、不怕摔打、不怕台风，不怕风雪、耐寒并含有相变储能保温功能。在本发明的基础上还可方便地增设具有防盗、数控、加湿、通风、消毒、电加热功能的装置，贴面、筒子板还可以与集中供热系统连接，使其成为门窗框散热器。当门窗供热、制冷系统因连续阴天暂时失去太阳能量供给时，还可以继续供暖。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的基本结构原理图；图2是本发明窗式实施例的室内一侧的立体结构示意图；图3是本发明一个实施例的室外一侧的立体结构示意图；图4是本发明以门窗保护板、门窗贴面、门窗筒子板、窗台、门坎作为冷凝器或蒸发器的结构示意图，其中(a)、(b)图是两种截面剖视图，(c)图是(b)图的俯视图；图5是本发明以门窗框(具有两层玻璃和光伏电池片)作为冷凝器或蒸发器的结构示意图；图6是本发明以门窗框(具有三层玻璃和光伏电池片)作为冷凝器或蒸发器的结构示意图；图7是本发明的百叶式光伏电池片的结构示意图；图8是本发明以阳台护栏为太阳能集热器的实施例结构示意图；图9是本发明阳台护栏的结构示意图。
附图标记说明1门窗扇；2门窗贴面；3窗台；4室内墙壁；5门窗框；6门窗玻璃；7门窗筒子板；8门坎；9室外墙壁；10太阳能集热器；11化学热泵；12管道；13散热表面；14隔热垫；15光伏电池片；16玻璃；17中空腔介质；18中空密封条；19密封条；20铝合金；21隔热桥；22中空腔；23隔热保温腔；24相变储能腔；25太阳能集热器；26水箱；27阳台护栏；28阳台楼板；29承重墙体；30阳台护栏框；31阳台护栏框截面图；32护栏表面的放大图(表面有孔，便于散热，功能同13)；33电热丝；34百叶。
具体实施方式参见图1，本实用新型包括依次循环顺序连接的压缩机41、冷凝器42、节流阀43和蒸发器44，冷凝器42和蒸发器44通过四通转换阀45可以在制冷机功能与热泵功能之间相互转换。所述的冷凝器42和蒸发器44为建筑物构件，该建筑物构件设有用于制冷制热工质流通的通道或内腔，位于室内外的建筑构件分别作为冷凝器42或蒸发器44。该装置所使用的制冷制热工质为氯化钙-甲醇系统的工质对(CaCI2·XCH3OH)，也可使用氨盐工质对、金属氧化物和水工质对、丙酮和水工质对或环已烷和氢工质对。
参见图2和图3，所述的建筑构件包括门窗组件、室内外墙壁4和9、阳台护栏(参见图8)、踢脚线、装饰线、楼梯扶手、镜框、黑板框。所述的踢脚线、装饰线、楼梯扶手、镜框、黑板框的结构采用如图4所示的结构。
所述的门窗组件包括玻璃、门窗框、门窗扇、百叶、遮阳系统、门窗保护板、门窗贴面、门窗筒子板、窗台、门坎。
参见图4，所述的室内外墙壁、踢脚线、装饰线、楼梯扶手、镜框、黑板框等作为冷凝器和蒸发器时，其外形结构基本保持原有的形状，在其内部设有供工质流通的通道(管道)12，为了提高散热效率，一般在管道的外侧设有散热翅片13。在这些装置的一侧设有隔热垫14，也可在周围设置相变储能材料，以储存热量延长供热时间。
参见图5～图7，本发明在作为热泵工作时，还可在室外安装太阳光电转换装置，其电能输出通过导线与设在所述的蒸发器内的电热器连接，作为热泵的热量来源的补充。该光电转换装置主要包括光伏电池片15，并通过控制器与蓄电池(未图示)连接，将电能储存。光伏电池片15可以粘贴在门窗玻璃16的外侧(如图5和图6所示)，也可安装在固定框(如图7所示的百叶34)上，固定框与墙体或固定支架铰连，两者之间安装角度调节器，光伏电池片通过导线和控制器与蓄电池连接，控制器具有稳压、充电器的功能。光伏电池片的的组合形状可以是平板式或节梯组合式。
图5和图6所示的门窗框20为铝合金框，内外框之间设有隔热桥21，在两层玻璃之间充有中空腔介质17(两层玻璃)和中空腔22(三层玻璃)，两层玻璃之间的边缘设有中空密封条18，在玻璃与边框之间设有密封条19，所述的内外框内设有空腔可作为隔热保温腔23，也可作为相变储能腔24(置入相变储能材料)。所述的内外框20内的空腔23和24还可作为冷凝器和蒸发器。
参见图8和图9，本发明在作为热泵工作时，所述的蒸发器44还可与安装在室外的太阳能集热器25组合连接，或由该太阳能集热器25代替，作为热泵的热量来源或补充。太阳能集热器25可以安装在阳台护栏框27的外侧，也可安装在遮阳系统、门窗保护板、窗台、门坎上。蒸发器44设在太阳能集热器25内，太阳能集热器25内的的热媒将热量传递给蒸发器44，蒸发器44吸收热量并由室内的冷凝器散发出来。与集热器25连接的水箱26可以安装在阳台搂板28的下面。
所述的太阳能集热器25可采用现有的各种结构，包括平板、真空管、平板与真空管混合组成的太阳能集热器。太阳能集热器25所采用的热媒可以是液体、气体、固体。
所述的蒸发器44的形状采用板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式以及蛇形管式结构。
还可在所述的蒸发器44表面设有红外线敏感材料层，以增强制热效果。
阳台护栏框27的结构如图9所示，由外罩32和管道31组成，布满散热孔的外罩32包附在管道31外，管道31内作为工质通道。
本发明通过门窗贴面、门窗筒子板、玻璃、门窗框、窗台、门坎、踢脚线、装饰线、楼梯扶手、镜框、黑板框装饰供热、制冷的冷热器。该冷热器装饰效果好，摆放位置合理，不占空间。该冷热器供热、制冷主体与供热、制冷终端服务器紧密联合在一起，制热、制冷效果好，节约能源。门窗供热、制冷主体与贴面、筒子板等科学的组合，可以与建筑牢固融合为一体，不受楼层高矮限制。使能源更合理的开发利用，建筑节能更加明显，更加人文化。该贴面、筒子板冷热器与太阳能光热、光电、化学能系统同时还具有防盗、数控、加湿、通风、消毒、电加热功能，耐用、不怕摔打、不怕台风，不怕风雪、耐寒并含有相变储能保温功能。贴面、筒子板还可以与集中供热系统连接，使其成为门窗框散热器。当门窗供热、制冷系统因连续阴天暂时失去太阳能量供给时，还可以继续供暖。
本发明采用所述化学能是以太阳能低温热源为驱动源的化学热泵系统，既节能降耗，又绿色环保。而且太阳能化学贮能密度大，是一般显热贮能的50倍，潜热贮能的10倍，并能在常温下储存。化学热泵是将太阳低热能转变为化学高热能的装置，依靠化学反应，利用物质的状态改变，进行吸热或放热，既能制冷又能供热。本发明主要以氯化钙-甲醇(CaCI2·XCH3OH系统)为工质对的气固化学热泵技术，生成稳定络合物的温度范围是50℃～200℃，并能在低于0℃下工作，它与工业金属不发生化学反应，造价低廉。甲醇无腐蚀性，它的冰点是-98℃，以其为工质的热泵循环既可以供热，又可以制冷，它的冷凝温度较高-64.7℃，即便是炎热的夏天，哪怕气温高达40℃，以空气作为冷却剂也可将甲醛蒸气冷凝下来。
所述门窗玻璃供热主体，可以分别是单玻璃、中空双玻璃、中空三玻璃和供热介质组成，它既是采集太阳能的主体，又是散热的方式。单玻璃表面可以是光伏电池片，也可采用高辐射贴膜、低辐射贴面、热膜、电热膜、光热玻璃和相变玻璃，提供能量供热。采用中空双玻璃或中空三玻璃主要是利用向阳面设置光伏电池片、光热板，利用其形成的单腔或双腔，采用其中一腔作为供热主体，腔内有供热介质。如果中空三玻璃，另一腔应该是空腔，起隔热保温作用。所述玻璃，也可以是钢化玻璃、高分子透明材料、透明隔热材料、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝板等材料。
所述门窗框、门窗扇供热主体是由铝合金断桥隔热材料组成，主要利用铝合金断桥隔热双腔填充不同的介质取暖制冷。
所述百叶是利用百叶的有效面积，采集更多的阳光，可以是光热板、光电板、化学能板。它是由多个独立的工作体组成可以随意在集热板垂挂或斜置屋顶角度不理想时，以多个能够与太阳光照相对垂直，光热效果好的小集热板，以节梯组合方式组成比较大的集热板。按工质划分有空气集热器、液体集热器和热传导集热器；按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、玻璃、塑料及其它非金属集热器等；按结构划分有管板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式集热器。
所述遮阳系统是利用特殊工艺手段制作出的光热板、光电板、化学能板，既能遮阳又能收集热能供暖，又可以制冷。
所述门窗保护板(窗搭板)供热体，是利用打开窗搭板时，利用窗搭板板面、腔体介质采集能量，可以是光热板、光电板、化学能板。
所述室外供热、制冷墙体是利用墙体部分进行光热、光电的收集。
所述阳台护栏供热、制冷设施是利用阳台护栏设施进行变革，使其改造成既能防护，又能进行光热、光电工作的能源采集体。
以上均做为太阳能光热能源、光电能源、化学能源、供热主体能源，下面是供热终端服务器-散热器。
所述门窗贴面是指门窗洞口室内测墙面的装饰板，宽度在几公分到十几公分的距离，一般简称为贴面，在装饰行业里称为装饰框。它是由金属、非金属或金属与非金属混合物制成，其形状可以任意组成，甚至可以是丝网、板网状，表面可以随意处理，颜色变换万千。内有导管通过，管内可有气体、液体、固体导热。
所述门窗筒子板是指门窗洞口墙壁的装饰板，宽度在门窗框与室内墙体之间，也可简称筒子板，在装饰行业里称为装饰框。
所述窗台是指窗下方的台面，既是摆放花盆的地方，又是装饰品，采用此处作为散热器更好。
所述门坎是指门框的最下方部分，过去的建筑门坎设置比较高，现在比较低或已经取消了。在这里设置散热器也是比较好的。
所述踢脚线、装饰线、楼梯扶手、镜框、黑板框装饰也可以作为供热的散热器。
太阳能光伏板可采用多晶硅、单晶硅、非晶硅等种类，有角度调节器、蓄电池贮存器、导线、导管、储热层、隔热保温层、防护板、隔热固定框、保护装饰框、蓄电池保护装置。
权利要求
1.一种利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置，包括依次循环顺序连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，冷凝器和蒸发器通过转换阀可以在制冷机与热泵之间相互转换，其特征在于所述的冷凝器和蒸发器为建筑物构件，该建筑物构件设有用于制冷制热工质流通的通道或内腔，位于室内外的建筑构件分别作为冷凝器或蒸发器。
2.根据权利要求
1所述的利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置，其特征在于所述的建筑构件包括门窗组件、室外墙体、阳台护栏、踢脚线、装饰线、楼梯扶手、镜框、黑板框。
3.根据权利要求
2所述的利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置，其特征在于所述的门窗组件包括玻璃、门窗框、门窗扇、百叶、遮阳系统、门窗保护板、门窗贴面、门窗筒子板、窗台、门坎。
4.根据权利要求
1所述的利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置，其特征在于该装置在作为热泵工作时，所述的蒸发器还可与安装在室外的太阳能集热器组合连接或由该太阳能集热器代替，作为热泵的热量来源或补充。
5.根据权利要求
4所述的利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置，其特征在于所述的太阳能集热器包括平板、真空管、平板与真空管混合组成的太阳能集热器，该太阳能集热器所采用的热媒可以是液体、气体、固体，该热媒将携带的热量传递给所述的蒸发器。
6.根据权利要求
4所述的利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置，其特征在于所述的蒸发器的形状采用板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式结构。
7.根据权利要求
6所述的利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置，其特征在于在所述的蒸发器表面设有红外线敏感材料层，以增强制热效果。
8.根据权利要求
1所述的利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置，其特征在于该装置在作为热泵工作时，还可在室外安装太阳光电转换装置，其电能输出通过导线与设在所述的蒸发器内的电热器连接，作为热泵的热量来源的补充。
9.根据权利要求
8所述的利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置，其特征在于所述的光电转换装置包括光伏电池片、固定框、角度调节器和蓄电池，光伏电池片安装在固定框上，固定框与墙体或固定支架铰连，两者之间安装角度调节器，光伏电池片通过导线和控制器与蓄电池连接，控制器具有稳压、充电器的功能；光伏电池片的的组合形状可以是平板式或节梯组合式；所述的电热器为包附在所述的蒸发器表面的电热丝或电热膜。
10.根据权利要求
1～9任何一项所述的利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置，其特征在于所述的制冷制热工质为氯化钙-甲醇系统的工质对(CaCI2·XCH3OH)、氨盐工质对、金属氧化物和水工质对、丙酮和水工质对或环己烷和氢工质对。
11.根据权利要求
1～9任何一项所述的利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置，其特征在于在所述的冷凝器或蒸发器的外面设有相变储能层。
专利摘要
一种利用建筑物结构作为换热器的制冷和制热装置，包括依次循环顺序连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，冷凝器和蒸发器通过转换阀可以在制冷机与热泵之间相互转换。所述的冷凝器和蒸发器为建筑物构件，该建筑物构件设有用于制冷制热工质流通的通道或内腔。本发明的有益效果是利用建筑物的构件作为空调系统的蒸发器或冷凝器，充分利用了建筑物表面的采光条件，高效地将太阳能转化为可以利用的能源，大大节约了能源；由于不占用额外的空间，故克服了普通太阳能装置的安装受到诸多限制的缺点。该装置不改变建筑物的结构和外形，结构自然合理，与建筑融合为一体，不受楼层高矮限制。
文档编号F24F1/00GK1991254SQ200510132771
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月26日
发明者胡冬宜, 胡钧 申请人:胡冬宜导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan