具有空气调节功能的新能源节能建筑的制作方法

1.本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及一种具有空气调节功能的新能源节能建筑。


背景技术：

2.屋顶风帽是利用自然界的自然风速推动风机的涡轮旋转及室内外空气对流的原理，将任何平行方向的空气流动加速并转变为由下而上垂直的空气流动，以提高室内通风换气效果的一种装置。它不用电，无噪音，可长期运转，排除室内的热气，湿气和秽气，其根据空气自然规律和气流流动原理，合理化设置在屋面的顶部，能迅速排出室内的热气和污浊气体，改善室内环境。
3.屋顶风帽以自然风为驱动源，在其使用过程中，会遇到这样的情况：冬天时，需要保持室内温度，要使屋顶风帽停止工作，以防止室内温暖的气体被排出，导致室内温度变得过低；夏天时，需要降低室内温度，要使得屋顶风帽持续工作，以排出室内热气，防止室内温度过高。其次，单纯依靠自然风驱动的传统屋顶风帽功率时高时低，通风换气效果不佳。
4.当然，上述的情况可以通过电信号来实现风帽工作状态的调节。如果通过电信号来实现控制，显然需要付出更多的经济成本，而且也不节能。
5.为此，如何设计一种具有空气调节功能的新能源节能建筑，能够在满足节能的基础上，根据需求对室内的空气温度进行调节。


技术实现要素：

6.本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种具有空气调节功能的新能源节能建筑，能够在满足节能的基础上，根据需求对室内的空气温度进行调节。
7.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
8.一种具有空气调节功能的新能源节能建筑，包括：建筑本体以及多个屋顶风帽；
9.所述建筑本体开设有通风窗，所述建筑本体的顶层开设有多个排气口，所述屋顶风帽安装于所述排气口处。
10.在其中一个实施例中，所述屋顶风帽包括固定基座以及转动排气结构；
11.所述固定基座包括基座本体，所述基座本体设于所述排气口处，所述基座本体开设有通气口，所述转动排气结构转动安装在所述基座本体的通气口上。
12.在其中一个实施例中，所述固定基座包括支撑架，所述支撑架通过多个支撑住连接所述基座本体。
13.在其中一个实施例中，所述转动排气结构通过轴承转动设于所述固定基座上。
14.在其中一个实施例中，所述屋顶风帽还包括感应调节装置以及辅助调节装置；
15.所述感应调节装置包括温感水槽以及连接套筒；所述温感水槽安装于所述固定基座上，所述温感水槽内装有可凝结为固态冰的清水，所述连接套筒固定连接所述转动排气结构，所述连接套筒具有第一锁止端，所述第一锁止端处于所述温感水槽内；
16.所述辅助调节装置包括：辅助排气扇、连接杆以及水力驱动组件；所述辅助排气扇设于所述基座本体的通气口处，所述连接杆转动收容于所述连接套筒内，所述连接杆具有第二锁止端，所述第二锁止端处于所述温感水槽内；
17.所述水力驱动组件包括输水管以及驱动转轮；所述输水管具有收容腔，所述驱动转轮收容于所述收容腔内，所述辅助排气扇与所述驱动转轮之间通过所述连接杆连接。
18.在其中一个实施例中，所述温感水槽为单层中空结构。
19.在其中一个实施例中，所述温感水槽具有分隔层，所述温感水槽被分为上温感层以及下温感层，其中，所述连接套筒的所述第一锁止端位于所述下温感层，所述连接杆的所述第二锁止端位于所述上温感层；
20.所述第一锁止端与所述第二锁止端上设有锁止凸块；其中，所述第一锁止端的所述锁止凸块位于所述下温感层中的液态清水之上，所述下温感层中的固态冰没过所述第一锁止端的所述锁止凸块；所述第二锁止端的所述锁止凸块位于所述上温感层的液态清水之上，所述上温感层的固态冰没过所述第二锁止端的所述锁止凸块。
21.在其中一个实施例中，所述水力驱动组件埋设于所述建筑本体的内部。
22.在其中一个实施例中，所述锁止凸块与所述温感水槽内的液态清水的水平面平齐。
23.在其中一个实施例中，所述连接套筒与所述温感水槽的连接处设有防水密封圈。
24.综上，本发明公开一种具有空气调节功能的新能源节能建筑，能够在满足节能的基础上，根据需求对室内的空气温度进行调节。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本发明的具有空气调节功能的新能源节能建筑的结构示意图；
27.图2为图1所示的屋顶风帽的结构示意图；
28.图3为图2所示的屋顶风帽的局部剖视图；
29.图4为图3所示的屋顶风帽的分解示意图；
30.图5为图3所示的屋顶风帽的平面示意图；
31.图6为实施例一的温感水槽的结构示意图；
32.图7为实施例二的温感水槽的结构示意图。
具体实施方式
33.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
34.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上
或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
36.如图1所示，本发明公开一种具有空气调节功能的新能源节能建筑10，包括：建筑本体20以及多个屋顶风帽30。多个屋顶风帽30可以以矩形阵列的方式安装于建筑本体20的屋顶上(如图1所示)。其中，建筑本体20开设有通风窗21，建筑本体20的顶层开设有多个排气口(图未示)，屋顶风帽30安装于排气口处。
37.本发明的具有空气调节功能的新能源节能建筑10旨在解决这样的一个技术问题：当夏天需要降低室内温度，排出室内热气时，该节能建筑的屋顶风帽30开启，使室内热气不断从排气口向室外溢出，室外的清新空气从通风窗21涌入，实现室内外空气的加速对流，达到通风换气改善室内气温的效果；当冬天需要保持室内温度时，该节能建筑的屋顶风帽30关闭，防止室内的暖气被排出。
38.相比于传统的风帽，本发明的屋顶风帽30开启和关闭的调节过程并不需要人为或电信号的干预。本发明的节能建筑主要利用水的特性来调节屋顶风帽30的开启和关闭状态，例如：水在常温下呈液体状态，水在0℃以下时会结成冰，通过温度的变化来实现水与冰之间的转变。具体是如何利用水的这种特性来调节屋顶风帽30的开启和关闭，将在下文进行详细说明。
39.此外，传统的风帽为增强通风换气效果，还需要进一步通过电能来驱动风帽，使得扇叶的转速加快进而加强通风的效果；而本发明的屋顶风帽30还特别借用工厂内的工业水输送产生的动能来增强屋顶风帽30通风换气效果，具体实施方式将在下文进行详细说明。
40.具体地，如图2及图3所示，屋顶风帽30包括固定基座100以及转动排气结构200。固定基座100包括基座本体110，基座本体110设于排气口处，基座本体110开设有通气口111，转动排气结构200转动安装在基座本体110的通气口111上。当自然风吹过时，风力将驱动转动排气结构200旋转，旋转过程中的转动排气结构200产生涡流，将室内热气排出至室外。
41.进一步地，屋顶风帽30还包括感应调节装置300以及辅助调节装置400(如图3所示)。
42.如图3及图4所示，感应调节装置300包括温感水槽310以及连接套筒320。温感水槽310安装于固定基座100上，温感水槽310内装有可凝结为固态冰的清水，连接套筒320固定连接转动排气结构200，连接套筒320具有第一锁止端321，第一锁止端321处于温感水槽310内。
43.如图3及图4所示，辅助调节装置400包括：辅助排气扇410、连接杆420以及水力驱动组件430。辅助排气扇410设于基座本体110的通气口111处，连接杆420转动收容于连接套筒320内，连接杆420具有第二锁止端421，第二锁止端421处于温感水槽310内。
44.在本实施例中，如图3及图4所示，水力驱动组件430包括输水管431以及驱动转轮432。输水管431具有收容腔433，驱动转轮432收容于收容腔433内，辅助排气扇410与驱动转
轮432之间通过连接杆420连接，输水管431连接工厂内的工业用水管道。如此，当工业用水管道内的水流流动时，水流将带动驱动转轮432旋转，进而驱动连接杆420及设于连接杆420之上的辅助排气扇410一起做旋转运动，从而进一步增强屋顶风帽30通风换气的效果。在其中一个实施例中，水力驱动组件430以及工厂内的工业用水管道可以埋设于建筑本体20的内部，这样可以避免水力驱动组件430内的水在冬天凝结成冰，从而保证工厂的正常供水。
45.下面，结合上述结构，对屋顶风帽30的工作原理进行说明(请一并参阅图4及图5)：
46.夏天时，转动排气结构200在自然风的带动下旋转，旋转过程中的转动排气结构200产生涡流，将室内热气往室外排出，实现室内外空气的加速对流，达到通风换气改善室内气温的效果，此时的屋顶风帽30处于开启状态。为进一步加强通风换气的效果，当工业用水管道内的水流流动时，水流带动驱动转轮432旋转，进而驱动连接杆420与辅助排气扇410一起做旋转运动，转动的辅助排气扇410进一步将室内热气排出室外，增强了转动排气结构200的通风换气效果；
47.冬天时，室外温度较低，温感水槽310内的水会凝结成冰，凝结后的冰禁锢住了第一锁止端321和第二锁止端421，连接套筒320与连接杆420均无法转动，进一步地，转动排气结构200与辅助排气扇410也无法转动，此时的屋顶风帽30处于关闭状态，转动排气结构200与辅助排气扇410不会将室内的温暖空气排出至室外，从而有效保持了室内的温度。
48.要说明的是，屋顶风帽30的开启和关闭调节并不需要电能，实现了绿色节能。屋顶风帽30开启和关闭的状态调节是由温感水槽310内水的状态决定的，而温感水槽310内水的状态又是根据室外的温度而变化的。夏天时，室外的温度比较高，温感水槽310内是液态水，屋顶风帽30处于开启状态，转动排气结构200与辅助排气扇410可以自由转动，实现室内通风换气；冬天时，室外温度低，温感水槽310内的水凝结成固态的冰，屋顶风帽30处于关闭状态，转动排气结构200与辅助排气扇410无法转动，实现室内保暖。屋顶风帽30开启和关闭的状态调节并不需要用到电信号控制，实现绿色节能。此外，辅助排气扇410的转动是通过管道内水流的动能来驱动的，进而提高屋顶风帽30的排气功率，得到更好的通风换气效果，如此，屋顶风帽30排气效果增强的过程也实现了绿色节能。
49.在此，还要特别说明是，本发明的屋顶风帽30并不适用所有的地区。例如，在气候温暖的广东地区，由于全年的温度基本不会下降到0℃以下，因此，温感水槽310内的水也不可能凝结成冰，该屋顶风帽30也就失去了上述的自动调节功能。又如，在气候寒冷的北极，由于全年的温度基本都在0℃以下，因此，温感水槽310内也不会有液态水的存在，将屋顶风帽30应用于该地区也基本失去了上述的自动调节功能。本发明的屋顶风帽30只适用于具有明显气候变化的地区，该种地区在夏天的温度在0℃以上，而冬天的温度要在0℃以下，这样，屋顶风帽30才能实现上述的自动调节。可知，本发明的屋顶风帽30在应用上具有明显的地域性。
50.在其中一个实施例中，如图2所示，固定基座100包括支撑架120，支撑架120通过多个支撑住121连接基座本体110。支撑架120用于为温感水槽310提供支撑力；之所以采用支撑住121连接，是为了减小对转动排气结构200的干扰，避免阻挡自然风驱动转动排气结构200。
51.关于温感水槽310的理解：
52.温感水槽310的功用是配合其内的清水，在不需要通风换气时，对转动排气结构
200和辅助排气扇410进行锁止，温感水槽310为清水提供储存空间。温感水槽310的结构在不同实施例中可以是不同的，下面通过两个实施例对温感水槽310结构的变形进行具体说明：
53.实施例一：
54.如图6所示，温感水槽310为单层中空结构，温感水槽310灌注有清水。温感水槽310内的清水的深度没过第一锁止端321和第二锁止端421，连接套筒320与连接杆420之间设有防水密封圈。夏天时，温感水槽310内的清水为液态，连接套筒320与连接杆420可以自由转动；冬天时，温感水槽310内为固态的冰，冰块将第一锁止端321和第二锁止端421禁锢住，使得连接套筒320与连接杆420无法转动，使屋顶风帽30处于关闭状态。要说明的是，水在凝固成冰的过程中体积会变大，故温感水槽310内不能注满水，必须留有足够的空间。
55.实施例二：
56.如图7所示，温感水槽310具有分隔层，温感水槽310被分为上温感层311以及下温感层312，其中，连接套筒320的第一锁止端321位于下温感层312，连接杆420的第二锁止端421位于上温感层311。优选的，第一锁止端321与第二锁止端421上设有锁止凸块500。其中，第一锁止端321的锁止凸块500位于下温感层312中的液态清水之上，下温感层312中的固态冰没过第一锁止端321的锁止凸块500；第二锁止端421的锁止凸块500位于上温感层311的液态清水之上，上温感层311的固态冰没过第二锁止端421的锁止凸块500。
57.夏天时，温感水槽310内形成液态清水，下温感层312内清水的深度低于第一锁止端321的锁止凸块500，上温感层311内清水的深度低于第二锁止端421的锁止凸块500，即在连接套筒320与连接杆420转动过程中，锁止凸块500稍微高出于水面上方，如此，锁止凸块500转动过程中不会受到水的影响，其受到的阻力会小于浸没在水中受到的阻力；
58.冬天时，温感水槽310内形成固态冰，水在凝固成冰的过程中体积会变大(一般情况下，水的密度约为1.0g/cm3，冰的密度约为0.9g/cm3)。因此，下温感层312与下温感层312内的清水凝固后，体积变大的冰块会与锁止凸块500接触，并将锁止凸块500禁锢，此时的锁止凸块500犹如钉子一样插接到固态冰的内部，使得连接套筒320与连接杆420无法转动，使屋顶风帽30处于非常稳定的关闭状态。
59.由此可知，在实施例二中，通过在第一锁止端321与第二锁止端421上额外设置锁止凸块500，使得锁止凸块500犹如钉子一样插接到固态冰的内部，增加了固态冰对连接套筒320和连接杆420的禁锢效果，使屋顶风帽30处于非常稳定的关闭状态。
60.另外还可知，在夏天的时候，第一锁止端321的锁止凸块500位于下温感层312中的液态清水之上，第二锁止端421的锁止凸块500位于上温感层311的液态清水之上；锁止凸块500在随着连接套筒320和连接杆420转动的过程中，锁止凸块500不会受到液态水的阻力，从而保证了连接套筒320和连接杆420在转动过程中的顺畅性，具有非常好的效果。在其中一实施方式中，锁止凸块500可以与液态清水的水平面平齐(可以理解锁止凸块500的最底点刚好与液态清水的水平面接触)，这样，只要液态清水一转变为固态冰，就可以迅速地通过锁止凸块500将连接套筒320和连接杆420锁住。
61.在其中一个实施例中，转动排气结构200通过轴承(图未示)转动设于固定基座100上，如此，可以减小转动排气结构200转动时的摩擦力，使得转动排气结构200可以更加顺畅的转动。
62.在其中一个实施例中，连接套筒320与温感水槽310的连接处设有防水密封圈(图未示)，如此，在连接套筒320转动过程中，可以更好地避免温感水槽310内的清水从连接处渗漏的情况发生。
63.本发明还有这样的一个技术问题需要解决，当温感水槽310内的水结成冰后，冰块会受到第一锁止端321和第二锁止端421的扭力作用，如果这个扭力过大的话，冰块极有可能与温感水槽310的槽壁及槽底发生脱离，使得冰块在温感水槽310中发生打滑现象。一旦发生打滑现象，也就失去了对连接套筒320和连接杆420的禁锢效果。为此，本发明特别在温感水槽310的槽壁上固定设置阻挡条900(如图6及图7所示)，该阻挡条900凸出于温感水槽310的槽壁。由此可知，当温感水槽310内存在液体状态的水时，该阻挡条900并不对液态水造成太大的阻碍，连接套筒320和连接杆420照常转动。而当温感水槽310内存在固态冰时，该阻挡条900会对固态冰形成强大的阻碍，固态冰不容易发生打滑现象，于是，连接套筒320和连接杆420也就不会发生转动了。
64.综上所述，本发明的一种具有空气调节功能的新能源节能建筑10，能够在满足节能的基础上，根据需求对室内的空气温度进行调节。
65.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。