CN102575859A - 冷却和/或加热液体的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冷却和加热液体的装置。对于冷却和加热，所述装置都提供至少一个用于喷射液体(3)的开口(1；2)，其中所述至少一个对应于冷却的开口为使得被喷射的液体通过空气降落或被喷溅或被喷雾。此外，本发明涉及一种改变液体温度的方法。根据本方法，冷却或者加热液体(3)的装置被使用，其中液体通过一个或多个对应于加热的开口(2)喷射，这样所述被喷射的液体被暴露于太阳辐射下，或液体通过一个或多个对应于冷却的开口(1)喷射，这样被喷射的液体通过空气降落或被喷溅或被喷雾。因此，所述被喷射液体的蒸发被增强，由于热量被从因此被冷却的液体中被抽离。

Description

冷却和/或加热液体的装置和方法

本发明提供了与外界环境热能可控交换的装置和方法，更具体地说，本发明涉及冷却和/或加热液体的装置和方法。

背景技术

西班牙专利No.ES 2002921中，公开了一种屋顶替代结构，该结构提供了形成为腔体的反射表面和吸收表面，这些表面具有波纹并且暴露于太阳辐射。依靠这些表面各自的温度，接触这些表面的水被冷却或被加热。

可是，尤其是在夏季和热环境下，这个系统的冷却能力不足以提供足够的制冷量。此外，这个系统需要许多部件和材料，重量大，成本高，安装复杂。因此，提供另外一种既制冷又加热的方式似乎是非常值得需要的。

为了冷却液体，它进一步公开了采用基于蒸发原则运行的冷却塔。利用液体(通常是水)和空气的相互作用转移液体汽化的热量。在自然通风冷却塔中，生成的潮湿的空气浮力产生空气流，这进一步增加了蒸发。在机械通风冷却塔中，采用风扇产生空气流通，既促进蒸发过程，又放出热空气。

可是，自然通风冷却塔必须非常高，以激起所需强度的烟囱效应。此外，依赖于天气，他们还可能产生大量的蒸汽排放。因此，这种类型的冷却塔可能成为飞行器和鸟类被干扰的因素，从有关环境和城市建设的观点来说其被认为是有异议的。

另一方面，机械通风冷却塔是消耗能量的，因为风扇需要使用动力驱动，它们甚至会产生噪音，而且，这种类型的冷却塔还要处理从冷却装置中射出的水滴问题，这些水滴的散播是关于带有军团杆菌细菌污染的严重因素，因为冷却塔内温暖的水提供了这些细菌繁殖的有利条件。

发明概要

因此，本发明的目的是，提供一种装置和方法，特别适用用于冷却液体同时避免上述现有技术的缺陷，尤其是，本发明致力于一个产生和增强对流的装置，其中，本装置允许使用自然能源冷却和加热液体。

这些目的通过权利要求1的装置和权利要求14的方法得以实现。优选的实施例公开在从属权利要求中。

根据权利要求1的装置同时具有冷却和加热液体的能力，它提供至少一个(也就是一个或多个)为了冷却而喷射液体的开口，(进一步的被称为至少一个对应于冷却的开口)，和至少一个(也就是一个或多个)为了加热而喷射液体的开口，(进一步的被称为至少一个对应于加热的开口)。其中，前面的至少一个开口具有这样的喷射液体的过程，它包括液体通过空气落下或飞起的一个过程，通过这个落下或飞起的过程，增强了液体和空气的相互作用(特别是蒸发或热传导)，因此，液体的一部分蒸发了，剩下的液体(也就是没有蒸发的液体)相比于接触空气之前变得更冷。这个反应在本发明的优选实施例中尤其得到提高，在优选实施例中，至少一个对应于冷却的开口是通过喷雾射出液体的，以便和空气接触的液体表面通过产生大量的微小水滴而被扩展，同时提供了大量的蒸发表面。特别是，为了这个目的，提供了一个或多个喷雾嘴，而且，对应于冷却的液体喷射可以通过不同的开口来进行，这样从各自开口喷射的液体射流和下落液滴相互碰撞，从而产生微小水滴。通过蒸发作用，发生液体的绝热冷却。

本发明可能的实施例

据此权利要求1的装置表示了本发明的一个优选实施例，因其可以被用来在寒冷和温暖的季节调节温度。但是本发明不限于这样的组合实施方式。特别是，下面进一步的详细内容中，用于冷却液体的部分也可以不包括任何相应的加热液体的开口，并没有加热液体的能力。

作为一种特殊的液体，例如，如水这样的液体能被使用，可能提供一些添加剂如防冻剂，软化剂或消毒剂。

对于每一次冷却和加热液体，可以提供一个循环布置，将喷射的液体分别收集并引导回至少一个对应于冷却的开口和/或对应于加热的开口，这些开口是循环布置的一部分。特别是，为收集液体可以安装一个集水池，由此限定液体通过空气的过程的结束，和/或设置一个排水沟可以接收流动的液体。液体也可以通过像屋顶这样的表面被收集，在屋顶上安装上述装置。如果提供加热液体的特征，那么冷却和/或加热的全部液体可以共享一个装置，被引导至一个或多个对应于冷却的开口和一个或多个对应于加热的开口，并且根据各自的目的去分别处理。作为一种选择，两种或更多种分开的液体量可分别地提供给冷却和加热。这样分开的液体可以有不同的化学组分，例如，它们可以是包含不同添加剂的水。

本装置可以包含一个能从空中屏蔽出一个空间的布置。这样的布置，进一步被称为遮蔽布置，可以包括或由例如木板、弹力织物，膜状物或塑料薄膜组成，它们这样被安置，当太阳照在该布置上时，对在该布置下的空间提供遮挡，和/或成这样，防止雨水入侵该布置下的一些空间。这样一个全天候布置的遮蔽或防护空间进一步被称为遮蔽空间。包括在遮蔽布置中的木板，膜状物或类似材料相对于地面被安装为斜面，各种各样的木板，膜状物被组合或装配形成该遮蔽布置。

覆盖有遮蔽布置以隔离天空的装置粗略地具有一个棱柱的外观，以它的一个侧面(不同于底面)为底放置。特别是，它可以以一个躺着的具有三角形底面的三棱柱出现，遮蔽布置对应于三棱柱的三个平行四边形面的两个表面。

作为一个特别的例子，这个布置可以看起来像一个屋顶结构，被与天空隔离的所述空间是一个由屋顶覆盖的阁楼。这个屋顶的高度可以是2米或小于2米，更适宜的是1米或小于1米，和/或它的建筑区域可以具有0.5米至5米之间的宽度，和/或在1米至20米之间的长度。但是，显然，本发明的装置不限于这些尺寸。

更好地，至少一个对应于冷却液体的开口放置在遮蔽布置的遮蔽空间内部。因而，喷射出的液体免受太阳的照射而变暖，并且避免和外部的(且可能更暖的)雨水混合。本发明优选的实施例中，可以遮蔽出空间的遮蔽布置是这样被安装的，它形成或至少部分地限定一个腔室(包括遮蔽空间)，在其中液体能被喷射以被冷却。

遮蔽布置可以提供一个或多个开口，其担当进/出遮蔽空间的空气进口或空气出口的作用。更好的是，提供至少两个这样的开口，这样其中一个进气到所述空间而另外一个放气。于是，实现了通过遮蔽空间或遮蔽腔室的空气流通，当在这个空间中为了冷却而进行液体喷射时，能加强蒸发作用，因而加速液体冷却。

作为空气进口的一个或多个开口环绕于一个细长的进气管，它的宽度随着离该空间距离的增加而增加，就像一个漏斗形烟囱。这可以增强进入遮蔽空间的风的进入并且，于是加强加快蒸发的空气流动。

更好地，至少一个空气进口和一个或多个空气出口是这样提供的，一旦本装置被安装，空气进口低于一个或多个对应于冷却的开口中的至少一个，和/或一个空气出口高于一个或多个对应于冷却的开口中的至少一个。就是说，在安装好的本装置上，空气进口和空气出口更适宜地分别地比至少一个对应于冷却的开口更低或更高，同时它们可能关于这样的开口向侧面偏移，所以它们不需要直接地位于对应于冷却的开口的下方或上方。例如，如果一个集水池位于低于用于液体冷却的开口的位置(以便于喷射液体下落或溅落或喷雾到集水池中)，所述一个或多个空气进口可以在下方或邻近集水池，反之一个或多个空气出口可以位于对应于冷却的开口的上方或斜上方。于是包括一个与重力相反的方向的空气流动得以实现，所以下落的液体和空气流相互穿过或被向相反方向导向。可是，本装置这样设计也是可能的，至少一个空气进口位于至少一个为了冷却的开口的上方或斜上方，以便生成一个包括向下方向的空气流动，下落的，溅落的或喷雾的液体也是这样运动。

本装置可包括至少一个中空部分，该部分包括一个或多个空气能流动或能被引导的空气通道，具有至少一个能使空气进出的空气通道的这样的部分可以进一步的包括开口，通过这些开口至少一个所述空气通道能使空气进出。更好地，能够产生在一个或多个空气通道内部和/或穿过一个或多个空气通道的空气流，这样空气可以从各自的空气通道的最高位置或几乎最高位置释放出来。因此，中空部分可以如一个烟囱一样产生烟囱效应，但是没有高升到空气中。

通过所述一个或多个遮蔽布置的空气进口或通过使空气进入中空部分的空气开口，外界空气可以分别进入到遮蔽空间或中空部分内的空气通道中。此外或作为一种选择，空气可能从另外的位置被引导至一个或更多的空气进口或中空部分的空气开口。例如，比外界空气有更多的或更少的热含量(热能)的空气(比如建筑物或发动机输出的空气)可以被释放出来，并引导进本装置中。

如果具有比外界环境更低的热含量(热能)的空气被引导进本装置中，并且液体穿过这些空气被喷射出来(举例来说，溅落或喷雾下来)，增强了冷却效率。用这种方法，通过向本装置引导空气的可能性，而不是利用周围空气，获得了冷却的最优化。

此外，如果目的是加热液体而不是冷却液体，引导进本装置中的空气比周围的空气具有更高的热含量(热能)，引导进本装置中的提取的空气和液体之间的能量交换帮助加热液体，被用来增强加热过程的效率。此外或作为一种选择，通过将液体喷射到被太阳辐射的那个表面上，被引导进本装置的温暖的空气可以增强液体的加热。例如，温暖的空气可以加热整个装置或装置的一部分。如果这些部分加热结果比流动的液体更温暖，除太阳之外，它们也可以加热流动的液体。否则，它们至少可以避免或减少装置的低温度冷却液体，它将减弱太阳的加热效果。在一些实施例中，在需要被加热的流动的液体的上方至少部分地提供一个透明的表面，如下详细所述，温暖的空气也可以被引导进透明的表面和流动液体的表面之间的空隙。这样，温暖的空气可以增加空隙间的温度，所以，除了太阳以外，改善了液体的加热。至少一个中空部分可以有一个或更多个层状结构，这样不同层包围一个或更多的空隙，它形成至少一个或多个空气通道的一部分。就是说，当在这样的空气通道发生空气流动时，空气可以在该结构的不同层之间按其路径穿过空间。

不同层可以互相平行或倾斜。更好地，当安装本装置时，所述层之一的第一层可以暴露于太阳辐射。作为这个辐射的结果，第一层下方空隙内的空气更好地被加热，这个空隙建立或形成至少一个空气通道的一部分。在特别优选的实施例中，层状结构包括第二层，第二层至少部分地邻接深一层空隙，该空隙形成相同的空气通道的一部分，后面的空隙位置至少部分地低于前面的那个空隙。因为在空气通道中的空气的温度的不同，烟囱效应能更好地被刺激起来，其产生或加剧空气通道中的空气流动。

换句话说，当本装置被安装并且层状部分的最高层暴露于太阳光下时，太阳辐射可以引起空气通道上面部分内变热，增强中空部分的层状结构内的自然气流。这个气流可以进一步延伸至中空部分的外部区域，例如延伸至它下方的空间。通过将液体暴露于该流动的空气中，加剧了液体的蒸发(且随之它冷却)。为了这个目的，对应于冷却的开口的位置要处于空气流内，或者他们位于空气流外部但是喷射液体这样其落下，溅落或散布于空气流中。当本装置被安装时，空气通道的进口更好地提供于与一个或多个对应于冷却的开口为同一平面或高于这个平面，空气通道更好地这样构造，它的一部分导致空气向下和/或更好地朝向由于太阳辐射能产生空气的加热的空气通道的一部分，例如朝向中空部分的第一层(也就是最外面的一层)下方的空隙。

所以，本发明特别提供了利用自然能源、太阳和/或风特别用于冷却液体的有效率的装置和技术，并且没有像换气扇那样的设备的能源消耗、噪音和振动。无论如何，另外可以提供例如在遮蔽空间内和/或空气通道产生空气流的通风设备。

作为上面描述的包括层状结构的实施例的进一步的优势在于，当液滴进入层状结构时，例如由于空气流的力量，层状结构内部的热量在空气通道内提供了蒸发的延续。因此，本装置出口处液滴的排放与常规的冷却装置相比明显减少，因此军团杆菌传播的危险减到最小，没有必要添加大量的有毒的消毒剂，这从生态的或卫生的观点来说是有问题的，或也没有必要提供水滴收集器。

当包含层压材料的最外层(例如安装本装置时，暴露于太阳辐射的这一层)是吸热层和/或像金属这样的热传导层，这样的层状中空部分的有益效果是非常令人激动的。这可以在作为空气通道的一部分的最外层的下方提供一个特别的加热空隙，最外层包括一个皱褶面也可能是不错的。在这种情况下，减小了由于白天期间太阳的行进过程引起太阳辐射效果的变化。的确，在太阳辐射的任何时间，皱褶面可以提供一不同的太阳光束入射角范围，这个范围对应于不同的时间可以是类似的。

另一方面，为避免包含对应于冷却的开口的遮蔽空间被加热，中空部分的更深层可以是像塑料或泡沫或多孔薄膜这样的绝缘材料。

在一个典型的实施例中，上述至少一个中空部分是能够遮蔽天空的一个布置或形成能够遮蔽天空的一个布置的一部分。在这种情况下，优选是包括在这样一个中空部分内的空气通道导致从这个布置遮蔽的空间穿过中空部分(并且于是也穿过这个布置)的空气朝向遮蔽布置的外部。在这种情况下，优选是中空部分中的空气流动延伸至遮蔽空间，这样也产生或加剧这个遮蔽空间内的空气流动。其中，优选地，液体通过一个或多个对应于冷却的开口中的至少一个喷射出来。在以上的解释方式中，在遮蔽空间的空气流动随后提升了蒸发作用并且随之加剧了液体的冷却。

通过形成本装置一部分的遮蔽布置，本装置可以包括一个或多个可操作的褶叶，以便抑制或减少进入与天空遮蔽的空间的风量。这可以有助于消除由于飓风引起的灾害，或者当操作不得不在遮蔽空间内进行时。这些褶叶可以例如是可操作的，以便关闭进入遮蔽空间的空气进口，或者引导进入的空气远离本装置的易碎部分。

可选择地或此外，在包括上述一个或多个中空部分的实施例中，提供一个或多个褶叶用来阻止层状结构内的(强)空气流。这些褶叶可以使中空部分的空气通道的一部分关闭或变窄，或者在强风出现时，风力驱动这些褶叶，提供强风排泄的通道，避免本装置的损害。后者的情况，这些褶叶可以被调节为一定的阻力，也就是，当且仅当风力超过预定的下限时，这些褶叶才打开排泄通道。

褶叶也可以提供成能使本装置的维修工作变得容易，和/或它能关闭装置上的一个或多个开口，以阻止雨水入侵。此外或作为一种选择，在装置的一个或多个空气进口或空气出口的上方设置有防护部件，或这样的开口可设置在本装置的垂直边缘，以阻止雨水入侵。

另一方面，在某些情况下，雨水入侵是有好处的，用来补偿由于蒸发导致的液体减少。

作为本发明的进一步实施例，在本装置中一个或多个中空部分的至少一个的层状结构内部提供至少一个或多个对应于冷却的开口的至少一个。通过在层状结构之间的空隙中喷射液体，层状结构可提供蒸发腔室或通道。更好地，在这种情况下，喷射的液体收集在层状材料内部。在对被收集的液体进行可能的处理之后，后者可以被引导回一个或多个对应于冷却的开口再冷却。这样的一个实施例的装置，液体下落或溅落或喷雾的方向和所述液体被喷射其内的空隙内的空气流动的方向相一致。实现这样一致的方向的可能性可以是在比一个或多个对应于冷却的开口中的至少一个的更高层上提供了一个或多个中空部分的空气进口。作为一种选择，层状的中空部分可以是这样的，空气流动的方向和那个空隙内下落的或溅落的或喷雾的液体方向交叉，通过在一个或多个对应于冷却的开口中的至少一个的下面提供一个或多个进入中空部分的空气进口，得以实现这种可能性。

包括有下述特征的装置：即在中空部分内部喷射液体，则可以提供安装上更多灵活性的优势。例如，本装置这样的结构可以简化本装置在倾斜的屋顶或地下的安装，或者可以根据太阳的入射使装置可调节的安装变得容易，例如，使太阳光束的入射角保持一致或至少在设置范围内。于是，减小在白天期间本装置的效率的变化。

当本装置包含至少一个中空部分时，后者也可以包括一个排放液体的内部管道，或所包括的空气通道可以部分地与这样的管道邻接。在这样的实施例中，在所述管道内的液体可以利用空气流的冷却效果。例如，液体通过引导穿过这样的管道能被预冷却，之后，被引导至对应于冷却的开口，以这种方式达到更高的冷却效果。

本发明优选的实施例中，所述至少一个对应于加热液体的开口是这样的，当本装置适当地安装时，它将液体喷射至暴露于太阳辐射的区域，以便喷射的液体通过太阳光或通过本装置的表面被加热，这个表面由于暴露于太阳辐射下可以被太阳光加热。特别是，一个或多个对应于加热的开口将液体喷射在本装置的中空部分上或能遮蔽天空的遮蔽布置上。

本发明的所述至少一个中空部分或遮蔽布置可以包括一个波纹状的和/或光学透明的表面。如上所述，波纹状的表面能提供不同的太阳光束入射的角度，这样，减小了在白天期间由于太阳的移动导致辐射效果的变化。此外，当本发明的两个或更多的装置相邻安装时，这样的表面是有益的，这样，入射到这些装置之一的皱褶表面上的太阳光束的至少一部分，经由该皱褶表面，被反射到这些装置布置下的另一个装置的表面。当太阳光束可能很强甚至当他们被反射时，这在夏季是特别有益的，因为在这种情况下，不只一个装置的空气通道的一部分能被这个布置加热，因此推进了每一个各自空气通道的空气流动，并且液体的蒸发和冷暴露于这些空气流的每一个中。而且，当液体飞落到用于所述加热液体装置的皱褶表面时，这个表面可以提供一个暴露于太阳辐射的延伸区，因此增强了加热作用。

遮蔽布置或中空部分可以包括一个光学透明的表面。例如，中空部分的最外层可以包括这样一个透明部分。它能通过这种布置使与天空隔离的空间，或中空部分内部允许获得日光照明，这有利于控制例如冷却液体的喷射和/或相应的装配的运行和布置。

此外或作为一种选择，本装置包括的遮蔽布置或中空部分能至少部分地由光学透明层覆盖。这样的透明层在其下方提供了温室效应，这可增加在本装置的空气通道内加热空气的效果或加热喷射的液体的效果。就是说，如果本装置是用于冷却液体，当空气通道内的空气流动可以被增强时，这个光学透明层是有益的，或者对于加热液体也是有益的。例如，光学透明层可以这样布置，当至少一个用于加热的开口喷射液体时，液体流动的路径至少部分地在这个光学透明层的下面，由于温室效应，那是一个特别地被加热的空隙，因此，改进了液体的加热作用。同时，透明层降低了一个物体(例如，塑料袋)落入喷射的液体中和可能减弱液体进一步流动的进程例如阻塞进一步提供的排水沟的风险。

此外或作为一种选择，本装置包括的遮蔽布置或中空部分至少部分地由热传导层覆盖，比如金属的表面。这样的热传导层能够将热能传给液体，可以增加加热喷射液体的效率。例如，热传导层是这样安排的，当至少一个用于加热的开口喷射液体时，液体流动的路径至少部分地在遮蔽布置和热传导层之间，带有足够小的空隙从而使喷射的液体与两个表面都有直接接触。热传导层将热能传给液体，因此改进了液体的加热作用。同时，热传导层降低了一个物体(例如，塑料袋)落入喷射的液体中和可能减弱液体进一步流动的进程例如阻塞进一步提供的排水沟的风险。

即使所述至少一个开口在这里被指定为对应于加热的开口，根据环境温度，也可以用于冷却液体。的确，如果在冷的环境中，液体通过一个或多个开口被喷射在遮蔽布置或中空部分上，它可以被冷却而不是被加热。这在夜晚有特殊的用途，因为在晚上本装置向外的热辐射帮助降低装置表面的温度，因此能够用来冷却液体。

本装置可以包括在中空部分内的或层状结构内的静电材料。这可以用来吸引和收集液滴，进一步减小液滴向装置外的排放。

本发明的另一方面，上述各种装置能够安装成为一个群体。更好地，这些装置是这样安排的，这些装置中的至少一个的表面的一部分能将太阳辐射反射到这个群体的另一个装置的表面的一部分上，这可以改进对入射太阳光的利用。例如，如上所述，这些装置的一个或多个的至少一部分的皱褶表面可以产生这个效果。

根据本发明使用用于冷却或加热液体的装置的方法，其中所述方法可以包括通过装置上的一个或多个且对应于加热的开口喷射液体的步骤，以便喷射的液体暴露于太阳辐射下或与暴露于太阳辐射下的表面相接触。此外或作为一种选择，本方法可以包含通过装置上的一个或多个且对应于冷却的开口喷射液体的步骤，以便液体通过空气下落或溅落或喷雾，喷射液体的蒸发作用被增强，通过从液体中吸取液量，从而使液体被冷却。

优选地，本方法包括在本装置的一个或多个对应于冷却的开口喷射液体的同时或之前，将使用的装置暴露于太阳辐射的步骤，以便装置的至少一部分通过太阳被加热或已经被加热，并且因此产生或增强了空气流动，这个空气流动促进喷射的液体的蒸发作用，从而促进液体的冷却。

值得注意的是，本发明的优选实施例显著地依赖于自然能源或选择性能源的利用，仅仅是液体的循环运行可能需要一些外部能源。而且，他们能被不易察觉的安装例如在屋顶上，因此，本发明提供的冷却和/或加热液体的装置和方法，对于生态学，建筑学和城市规划是非常有益的。

附图说明

附图公开了本发明特别的实施例，体现在：

图1是用于冷却液体的装置的一个实施例的透视视图；

图2是用于冷却和加热液体的装置一个实施例的视图；

图3是本发明一个典型实施例的横截面；

图4是遮蔽空间可能的内部图；

图5是用于冷却和加热液体的装置另一个典型实施例的视图；

图6是用于冷却液体的装置另一个实施例；

图7是用于冷却液体的装置的一个简化横截面；和，

图8是三个装置一种可能的布置。

附图的详细说明

在图1中，一种根据本发明的冷却液体的装置被描绘。它包括具有不同开口1的管道，从该开口中液体3被喷射使其降落穿过空气并被收集入集水池14。为替换这样的集水池，在其上安装所述设备的表面可被提供用于收集液体。

遮蔽布置4被进一步的示出，其遮蔽一空间5使其与天空隔离，且所述管道和所述集水池位于这样的遮蔽空间内。在外部，所述遮蔽布置具有斜顶外观。

为了达到解释的目的，所述遮蔽布置在断面被示出，其提供了进入所述遮蔽空间5的视角。进一步的，附图示出了没有封闭的部分对应于一个屋顶的山形墙的装置。据指出在一般情况下，所述装置的山形墙侧面可被封闭。

每一个对应于图1所示的屋顶区域的外部区域为包括三个形成空气通道10的平行层的分层中空部分9的最外层的表面。如细箭头所指示的，气流可在遮蔽空间5和它的遮蔽布置4内被发生。更精确的，空气可通过在遮蔽布置4的底部的开口8进入遮蔽空间5，临近所述集水池14且在低于喷射液体的管道的水平面上。此外，空气可在高于喷射液体的管道的水平面上经过所述遮蔽空间5并进入所述中空部分9。其可然后沿其路径先穿过在这些中空部分9每一个的最内层和中间层之间的内部空间，然后穿过中间层和最外层之间的空间。自那里，其可在所述遮蔽布置4的几乎最上部的位置逸出进入装置外部，也就是说通过开口7。

如粗剪头所指示的，所述中空部分的朝向附图的观察者的外表面被暴露于太阳辐射。因此，特别的，在中空部分的最外层和中间层之间的空隙的空气会被加热，这样空隙内的气流被产生或增强，其延伸至整个所述空气通道10和遮蔽空间5。也就是说，由于太阳辐射，空气的温度在它穿过所述空气通道时会增加，这样由于上述细节烟囱效应被激发。在所述遮蔽空间5内部，气流的方向至少部分的与喷射，降落或溅或喷射液体的方向相反，其会由于这样激发或提高的蒸发过程被冷却。

尽管在图1中只有一个提供液体到开口1的管道被示出，可以有两个(或更多)这样的管道。每一个管道被提供有一个或更多开口，自所述开口液体被喷射。一个管道喷射的液体与另一个管道喷射的液体相碰撞从而提供液滴。

图2示出了具有与图1中图示的装置相似的屋顶状遮蔽布置4的装置。为了再次达到解释的目的，图2的装置也没有示出自山形墙侧面被封闭，因此被遮蔽装置4遮蔽的空间的一部分可见。尽管如此，所述装置可能被一个或全部两个山形墙的侧面封闭。

除图1示出的装置特征之外，图2中图示的装置包括，在每一个外部区域上的用于向外部喷射流体的外管(例如特别的，一种液体)，以加热所述流体。图中示出正在被若干对应于加热的开口2喷射的液体。所述被喷射的液体在外部区域上流下，在该处其被粗箭头表示的日光和被太阳能加热了的外部区域加热。在外部区域的底部，排水槽15被提供用于收集液体。所述排水沟和外管可形成部分的循环布置其可包括泵单元以引导被排水槽收集的液体返回外管的开口2(对应于加热)。作为排水槽的替代，所述装置被安装于其上的表面可被用于收集液体。

可选择的，并取决于环境温度和/或直接太阳辐射的存在，开口2也可被用于冷却液体。

此外，在装置内部，具有若干对应于冷却的开口1的管道被示出，如图1所示。然而与之相对的，在图2所示的时刻，没有液体被喷射。此外，两个在遮蔽空间的管道上方的摺叶13被描述，其中所述摺叶被操作以抑制空气进入所述遮蔽布置的中空部分9内的空气通道10。因此可以避免所述空气通道10内的气流，其可能导致在装置用于加热液体时不期望的由下而上的外表面的冷却。摺叶也可被提供于另一个位置(可选择的或附加的)。例如摺叶可被提供于开口7和/或开口8处，和/或在中空部分9内以封闭或减少这些开口。

所述外表面(其可被太阳辐射加热)可被透明层覆盖(未示出)以保持太能辐射热能封闭给所述装置。所述太阳辐射可无实质损失的穿透这样的透明层并加热所述外表面。这个透明层可形成温室效应以更有效的加热液体。

在图3中，根据本发明的一个典型装置的简化横截面被图示。被描绘的装置包括两个分层的中空部分9其形成屋顶状遮蔽布置4的部分。在右侧被描绘的中空部分的最外层11被示出部分的被光学透明表面20遮盖。如同被粗箭头指出的，所述遮蔽布置这一侧的太阳光所辐射，且阳光穿透所述光学透明层20。虽然对应于冷却的开口1被示出喷射液体3，但被描绘的装置也可用于加热液体。实际上，它提供了对应于加热的开口2。当这些开口喷射液体(这个状态没有被示出)，这个液体会沿着所述中空部分右侧的最外层11流下(在由图中提供的透视图中)，同时液体的路径部分的被光学透明表面20遮盖。根据以上的解释，在所述表面20和最外层11之间，温室效应可能被激发，其可进一步的促进流动液体的加热。

尽管特别的格局在图3中示出，每一个用透明层20和一个或多个对应于加热的开口可被提供为彼此独立的在一个或不同的中空部分9或遮蔽布置的侧面上。特别的，在图3的透视图中，除在右侧可见的中空部分之外，还有左侧的中空部分可部分的被透明层20遮盖，和/或在该中空部分之上，对应于加热的开口2可被提供。

所述装置进一步的包括两个摺叶13a和两个摺叶13b。如同被小箭头所指出的，这些摺叶中的每一个可在各自的方向上移动。若是底层摺叶13a，在左侧和右侧，这样的运动会关闭进入各自中空部分的空气进口。若是上层摺叶13b，所述运动会打开的逸出通道，通过其可使风可直接离开装置，不进入所述中空部分的任一边。摺叶13a和13b都可被自装置底部的开口8进入的风操作，若风力超过预设的下限。

为了取代一对摺叶13b，仅一个摺叶或多余两个摺叶可被提供用于打开逸出通道。此外，摺叶13a和13b可被或不被提供为彼此相互独立。

进一步的，尽管图3描绘了提供了光学透明层和摺叶二者的装置，这些元件中的每一个可被其它各自的装置的内含物独立的包括。

图4提供本发明典型实施例的遮蔽空间的内部视图。对应于冷却的开口1被示出喷射液体3，然后被收集于集水池14。三个管道19被进一步的示出自底部穿过集水池且液体在那里被收集。通过这样的管道，空气可被引导自外部场所进入遮蔽空间，这样所述空间内部的管道末端作为进入其中的空气进口8。特别的，冷却空气可自例如楼房被释放，以促进液体的冷却。

图5示出具有类似图1和图2中屋顶状遮蔽布置4的装置。山形墙封装在左侧被示出，其用于在该侧封闭装置。然而为了提供所述遮蔽空间的透视图，代表山形墙的图片部分向侧面被移动。

同样图5中示出的装置可既用于加热也可冷却液体。在朝向图的观测者的屋顶部分，皱褶面6被描绘。在其上，具有不同的对应于加热液体的开口2的管道被提供，其喷射液体3。如上说述，取决于环境温度和/或直接太阳辐射的存在，所述这样喷射的液体可被冷却而不是加热，尽管此处有注释“对应于加热的开口”被使用。所述液体被示出流下皱褶面，然后被排水槽15收集。所述皱褶，一般而言，可在能量传输和机械阻力间达到最佳平衡。两个临近的凹处之间的距离可大于1cm或5cm和/或小于30cm或20cm。

所述遮蔽布置4的远端(在所给出的透视图中)被图示包括分层的中空部分，该中空部分包括气流路径10，如同上述图1说描述的。此外，所述分层中空部分的中间层被波浪线指出，其作为隔热材料12。

此外，与之前附图中所示的装置形成对照的，图5中图示的装置的中空部分包括具有一个(和，即使不可见，可能更多的)对应于降温的开口1的内部管道。于是，液体可在所述中空结构的空气通道10内被喷射。此外，又一个排水槽15被示出，其可用于收集这样喷射的液体。在所描绘的时刻，在所述中空结构没有液体被喷射。然而，当装置的最外层11被暴露于太阳辐射下时，如上述的传递可被激发，这样，当进一步的待冷却的液体在空气通道内被喷射时，所述液体的蒸发将被增强或被所产生的气流产生。

需注意的是，图5中示出的皱褶也可于图5中示出的中空部分9和空气通道10独立的被提供。例如，图1或图2示出的装置可在每一个或任一个外部区域被提供有皱褶。

在图6中，简化的装置被简图示出包括分层的中空部分9。这个部分类似于在上表面和下表面之间且平行于它们的具有中央层的盒子。所述盒子的左侧区域(从观察者的视角)未被示出，为了将视线送进盒子内部。然而，一般情况下所述装置在这一侧会被封闭。

所述中空部分具有在它的下表面的裂缝17和在它的上表面的裂缝18，其可以作为空气进口和空气出口，分别的，进入所述中空部分或从所述中空部分而出。在其内的三层形成了空气通道10的边界，其自空气进口裂缝17通过层之间的内部空间到达空气出口18。所述中空部分的最上层被示出具有皱褶面6。

在所述中空部分中，在其底层和中间层之间，显示具有喷射液体的开口1(优选为各种不同的，即使未示出)的管道。所述液体在空气通道中被溅或喷穿过空气并被收集入排水沟15。通过将所述中空部分的皱褶面暴露于太阳辐射下，所述空气通道内的气流被产生或增强。这个被特别的图示于图7中，其提供了与图6描绘的结构相同或相类似的的结构的装置的截面图。阳光的入射，在图6中被直线粗箭头所指示，会加热暴露于太阳辐射的表面11和中间层12(可为隔热材料)之间的内部空间。因此，在那个空间内的空气浮力会被产生或增强，其导致自空气进口17通过空气通道10到空气出口18的气流，如卷曲的粗箭头所指示。这个空气气流促进所述中空部分内部的空气通道内的底层和中间层之间被喷射的液体的蒸发。所述蒸发，在它这方面，导致将热量释放入空气，其然后通过所述空气出口18逸出所述中空部分。剩余的液体比在喷射前降温。

在图6和图7中，夹紧装置16被示出，在其上所述中空部分被安装这样它的表面被相对于地面倾斜。所述夹紧装置可包括用于提供和/或排除液体的液体管(未示出)的液体管。此外，它可为可旋转的，如同图6中开环箭头所指示，这样它既可以完整的又可以以小于360°的固定角度旋转。因此，所述中空部分的安装可以多样化，这样所述中空部分可被有利的相对于太阳定位。例如，阳光的入射角可被保持固定的角度，通过旋转中空部分以在白天跟随阳光的路径。可选择的或附加的，所述中空部分相对于地面的倾斜角为可变的。这些特征中的任意一个可增加所述设备在白天的效率。

所述装置也可在一个固定的位置(不能被移动)被连接于建筑的(倾斜)屋顶。为了这个目的，所述装置优选不包括如图6或图7示出的夹紧装置。它可被连接若干紧固件。

在图8中，三个设备的装配组合被显示。每个设备提供于屋顶状遮蔽装置4。所述设备相对于彼此的定位可导致由外部区域之一反射的阳光可被导向至组合中另一个设备的外部区域。因此，反射的阳光也可被利用且，所以，关于所述装配组合的操作不会损耗。

所述装配可例如在实质上水平的屋顶上被安装或可被安装的，其例如相对于地面倾斜不超过20°。这个屋顶也会允许收集被开口喷射的液体。

Claims (15)

1.用于冷却和加热液体的装置，其特征在于

所述装置为冷却和加热均提供至少一个用于喷射液体(3)的开口(1；2)，

其中所述至少一个对应于冷却的开口为使得喷射的液体通过空气降落或飞溅或喷雾。

2.根据权利要求1所述装置，其中所述至少一个用于喷射液体的对应于冷却的开口和/或所述至少一个用于喷射液体的对应于加热的开口为以便使得液体采用一个或若干喷嘴通过喷射其而被喷雾。

3.根据权利要求1或2任一所述的装置，其中所述装置进一步包括能遮蔽天空形成遮蔽空间(5)的遮蔽布置(4)，且所述至少一个对应于冷却的开口(1)为使得喷射的液体至少部分的在所述遮蔽空间内降落或被飞溅或被喷雾，

其中所述遮蔽布置优选的包括一个或多个褶皱面(6)或光学透明表面(20)或随其至少部分的被遮盖。

4.根据权利要求3所述的装置，进一步的包括一个或多个的空气开口(7；8)其可作为分别进入或来自所述遮蔽空间的空气进口或空气出口，

其中所述装置优选的可为或被安装为使得至少一个空气开口位于低于至少一个对应于冷却的开口，和至少一个空气开口位于高于至少一个对应于冷却的开口。

5.根据权利要求1-4任一所述的装置，其中所述装置包括中空部分(9)，所述中空部分包括一个或多个空气通道(10)，通过其空气可被引导，这样优选的在所述一个或多个空气通道内的气流可被产生。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述中空部分包括在内部为所述一个或多个空气通道形成边界的不同层，这样所述层中的第一个(11)可被暴露于太阳辐射，

其中所述层对太阳辐射的暴露优选的发生或增强所述中空部分内的气流，

且其中所述第一层优选的为热吸收和/或热传导材料例如金属，和/或其中所述中空材料的第二层(12)优选的为隔热材料例如塑料或泡沫。

7.根据权利要求5或6任一所述的装置，其具有权利要求3所述的附加特征，其中所述中空部分为所述遮蔽布置或其一部分，且其中空气可优选的自被遮蔽布置遮蔽的空间(5)引导，穿过所述一个或多个空气通道(10)并到达所述遮蔽空间的外部，优选的在所述遮蔽空间内发生或增强气流。

8.根据权利要求5-7任一所述的装置，其中所述至少一个对应于冷却的开口(1)为使得其可在所述中空部分(9)内部喷射液体或使得其可通过飞溅或喷雾液体到所述中空部分中来喷射液体，这样液体在所述中空部分内的所述一个或多个空气通道(10)中的至少一部分内降落或被飞溅或喷雾。

9.根据权利要求5-8任一所述的装置，其中所述中空部分(9)内部包括或部分的被至少一个管道或其部分接近，其中所述管道用于向或自所述至少一个对应于冷却的开口(1)输送液体。

10.根据权利要求3-9任一所述的权利要求所述的装置，其中所述装置进一步的包括一个或多个褶叶(13；13a；13b)其，当相应的被操作时，当所述装置具有如权利要求3所述的特征时能减少进入所述遮蔽空间(5)的风的摄入，

和/或当所述装置具有权利要求5所述的特征时，可通过关闭或变窄一个或多个所述中空部分的开口减少所述中空部分(9)内的气流，

和/或提供空气逸出通道；

和/或提供为了方便维修工作的入口。

11.根据权利要求3-10任一所述的装置，其中所述至少一个对应于加热的开口为使得其可分别的喷射液体到所述遮蔽布置(4)上或所述中空部分(9)上，这样所述液体可从环境和/或从所述装置获得热量。

12.根据权利要求1-11任一所述的装置，进一步的包括至少一个集水池(14)和/或排水槽(15)用以自所述至少一个对应于加热和/或冷却液体的开口收集喷射的液体。

13.根据权利要求1-12任一所述的两个或更多装置所安装的布置，其中至少一个所述装置优选的安装以使得其表面的一部分能反射太阳辐射至另一个所述装置上。

14.改变液体温度的方法，其特征在于

冷却和加热液体(3)的装置被使用，所述装置包括一个或多个对应于加热的开口(2)和/或一个或多个对应于冷却的开口(1)，

其中液体通过所述一个或多个对应于加热的开口(2)被喷射使得所述被喷射的液体被暴露于太阳辐射，

或液体通过所述一个或多个对应于冷却的开口(1)被喷射使得所述液体穿过空气降落或被飞溅或被喷雾，使得所述被喷射的液体的蒸发由于热量从被冷却的液体中被抽离而被加强，

和/或液体在低温环境和/或低太阳辐射状态，通过所述一个或多个对应于加热的开口(2)被喷射，使得所述液体被冷却而不是被加热。

15.根据权利要求14所述的方法，其中液体通过一个或多个对应于冷却的所述开口(1)被喷射，

进一步的包括暴露所述装置于太阳辐射，其中由于所述装置的部分被太阳辐射所加热，气流被产生或被加强，其增强了所述被喷射液体的蒸发和由此的冷却。

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