CN102748797A - 利用太阳能的暖房及发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用太阳能的暖房及发电装置，该装置包括建物屋顶上安装一定面积的框，框内安装多个利用太阳光集光可产生电的发电部，框内埋入可吸收太阳光来暖房及急汤热水的急汤热水部。使用本发明装置，住宅在冬季利用太阳光来产生热供急汤热水及暖房用，夏季利用太阳光来发电供给冷气房所需的电力使用，可达到节省能源及保护环境的效果。

Description

利用太阳能的暖房及发电装置

技术领域

本发明涉及利用太阳能的暖房及发电装置,具体涉及一种可实现在建筑屋顶或壁面上安装，在一个框内实现产生热水、产生热水及发电或只发电三种功能的装置，在冬季利用太阳能产生热水及暖房,同时可以产生少量电能，夏季将太阳能转换成电能供应冷房用的电力。

背景技术

一般而言，太阳能源是利用光能来取热及发电，是无公害及无限的。因此可做代替能源上最优先的选择，利用太阳电池来发电或利用太阳光来热水或暖房及生活温水等广泛的研究及商用化正在逐渐被关注。

目前使用最多的太阳能利用技术是太阳光热水及利用太阳能板的发电装置。太阳光能热水系统是在屋顶上安装有集热板，集热板上装设有加热的受热管及储水槽及循环泵所构成。尤其在暖房及温水使用较多的冬季，太阳光能热水系统的使用可节省电的使用，既节省能源又可以保护环境；另外，夏季因不用暖房或温水使用较少，太阳光能热水系统则实际上几乎不使用，造成不必要的空间占据等。

发明内容

针对上述太阳光能热水系统存在的问题，本发明提供一种利用太阳能的暖房及发电装置，该装置冬天利用太阳光能发电并同时可温水用于洗浴及暖房，夏天将太阳光能转化的电力用做冷气的电源，使冷气机使用的电力予以补助，既节省能源又可以保护环境。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种利用太阳能的暖房及发电装置，在建筑物的屋顶或壁面上安装有一定面积的框，框的内部安装多个太阳光集光产生电力的发电部，所述框的内部还埋入吸收太阳光可取暖和急汤热水的急汤热水部。

所述发电部包括设置在框内且外面由太阳电池形成的集光带、可储存太阳电池所产生的电的蓄电池Ⅰ、实现集光带展开或收回动作动力驱动的驱动手段以及驱动手段动作控制所需的控制部Ⅰ。

所述集光带由太阳电池附着的板部和太阳光可穿透设有开口的空间部构成，空间部的两侧是由板部及与其连接的传动带部形成，板部与传动带部各自连接驱动手段。

所述驱动手段包括上述集光带的板部及传动带部尾端各自固定的第一轴、第二轴，以及驱动两轴旋转实现集光带收回或展开动作所需的第一电机、第二电机，第一轴、第二轴旋向相反。

所述急汤热水部包括安装在建筑物屋顶、发电部下方的储存水的小型蓄水槽，小型蓄水槽连接有受热管，受热管配置在集光带下方且外面设有热吸收膜，小型蓄水槽设有U型的引入口和引出口，引入口和引出口通过配管连接到储存温水的大型蓄水槽，受热管倾斜安装，引入口流入的冷水经受热管加热后转变成热水上升，由引出口循环到小型蓄水槽。

所述框下方附着有多块断热及容易采光的收尾装饰板，收尾装饰板由具有透光性的透明材质的本体、本体内部设置的隔热板材、水热管和本体内侧下部形成空气层的中空部构成。

所述发电部的另一种结构形式包括支架的安装空间上结合的框内部迭层方式存放并以阶梯式展开的板，可储存太阳电池所产生的电的蓄电池Ⅱ、板叠加和展开动作的驱动手段以及驱动手段动作控制所需的控制部Ⅱ，板的外面由太阳电池形成。

所述发电部的又一种结构形式包括安装在受热管外侧可旋转且外面由太阳电池形成的集光板、使集光板旋转到受热管的上方或下方任何位置的驱动手段、可储存太阳电池所产生的电的蓄电池Ⅲ以及驱动手段动作控制所需的控制部Ⅲ。

本发明的有益效果是：使用本发明装置，住宅在冬季里利用太阳光生产一定量的电力及产生热水来供洗澡及暖房用，在夏季利用太阳光发电作为冷气房用的电力供应，使其冷气所需之电力能源有所补助，不但可节省能源而且兼具环境保护的效果；本发明较常规太阳能集热装置的能量转换效率有显著的提高；另外，本发明发电部的结构设计，在装置只需发电应用时，集光板可遮盖住受热管，保护受热管免受外部环境影响，增加其使用寿命。

附图说明

图1本发明实施例的利用太阳能的暖房及发电装置的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明实施例1的发电部断面图；

图4是本发明实施例1的发电部平面图；

图5是本发明实施例2的板折叠结构示意图；

图6是本发明实施例2的板折叠状态的发电部示意图；

图7是本发明实施例2的板展开状态的发电部示意图；

图8是本发明实施例3的发电部示意图；

图9是本发明实施例3的发电部另一状态示意图；

图中：1支架，2发电部，21框，22集光带，221板部，222空间部，223连接传动带部，24蓄电池Ⅰ，24a蓄电池Ⅱ，24b蓄电池Ⅲ，26控制部Ⅰ，26a控制部Ⅱ，26b控制部Ⅲ，3急汤热水部，31受热管，32小型蓄水槽，36大型蓄水槽，4导轨，5收尾装饰板，5a一侧收尾装饰板，5b另一侧收尾装饰板，51本体，52水热管，53中空部，58短接嵌，59沟，61第一轴，62第二轴，63第一电机，64第二电机，10安装空间，S太阳电池，P板，Pu上部板，Pd下部板，P3凸起，P4凹槽，T驱动手段，T1驱动齿轮，T2从动齿轮，T3电机，T4链条，C集光板。  

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

利用太阳能的暖房及发电装置，包括安装在建筑物的屋顶及墙壁据有一定面积的框21、框21的内部安装多个利用太阳光集光产生电力的发电部2，所述框21的内部还埋入吸收太阳光可取暖和急汤热水的急汤热水部3。

框21可在屋顶全面积安装或呈棋盘格子型式布置，格子型式的构造可确保发电部2的安装空间10，通常考虑屋顶为矩形结构，上述安装空间10的结构形式依照屋顶的矩形结构设计；发电部2适用于几乎不用暖房及热水而大量用电的夏季，此时主要利用发电部2驱动太阳电池来发电；发电部2逐个安装在框21的安装空间10内，安装数量根据实际用电量选择。

发电部2的实施例：所述发电部2包括设置在支架1的安装空间中结合的框21内部且外面由太阳电池形成的集光带22、可储存太阳电池所产生的电的蓄电池Ⅰ24、实现集光带22展开或收回动作动力驱动的驱动手段以及驱动手段动作控制所需的控制部Ⅰ26；框21大致为矩形，内部由确保有空的空间形成与其它的框容易结合的结合手段所构成，结合手段由框21外部的凸面与凹面配合形成，使其与其它框吻合容易,而且可与其它框采用连接棒连接，这种框21的吻合结合构造可防止地震等造成的破损；集光带22由外部较小面积可集太阳光的薄膜型太阳电池的板部221及太阳光可穿透的空间部222所构成，空间部222的两侧由板部221及连接传动带部223所形成。

通过驱动手段的动作执行，使集光带22正转或逆转带动附着有太阳电池的板部221展开或卷回，集光带22卷回时太阳光可直接照射在受热管31上。

如图3 、图4所示，所述驱动手段包括集光带22的板部221和连接传动带部223尾端各自固定的第一轴61和第二轴62，以及使第一轴61和第二轴62各自相反旋转实现集光带22卷回或展开所需的第一电机63和第二电机64；上述驱动手段的构造只是其中一种实施方案，不限定使集光带22卷回或展开的多种动力机构；上述第一电机63和第二电机64由使用者在室内利用控制部Ⅰ26来操作其开/关动作，为保证电机正确旋转，本实施例采用齿轮电机。

另外，本发明是冬季用来急汤热水及暖房用，因此，发电部2把集光带22收回，让空间部222透过太阳光，直接照射在急汤热水部3上，从而实现暖房及温水功能。

所述急汤热水部3包括安装在建筑物屋顶发电部2下方的储存水的小型蓄水槽32，小型蓄水槽32设有U型的引入口和引出口，小型蓄水槽32通过配管连接到储存温水的大型蓄水槽36。

受热管31配置在框21内集光带22下方，外部主要由深色的热吸收膜涂布构成。

集光带22收回时，太阳电池形成的板部221通过第一轴61卷起回收，同时空间部222露出使太阳光射入，直接使受热管31受热来加热其内部的水。

较合理的实施方式是受热管31向下倾斜安装，利用热升冷降方式使水自动循环，即受热管31是将引入口流入的冷水经太阳光的照射加热变成热水，而冷水继续流入形成温水由引出口热上升流入小型蓄水槽32内，小型蓄水槽32与大型蓄水槽36连接的配管由供水泵驱动其循环。

上述框21下方为防止外部的雨雪风等直接进入到室内，并利于安装作为屋顶，屋顶采用隔热并易于采光的多块收尾装饰板5连接制成。

收尾装饰板5由具有透光性的透明材质本体51、本体51内设置的隔热板材、水热管52以及本体51内侧下部形成空气层的中空部53构成，中空部53的设置可使收尾装饰板5的隔热及保温效果加倍；中空部53的空气因藉室内的温度因而维持加温的状态，使外部的低温空气不直接与室内的空气相接触且隔离，而使隔热效果增大。

上述埋入收尾装饰板5内的水热管52呈一排或双排结构连接到水槽上，用单排排列的形式可以提升透光率并兼具装饰效果。

本体51通过其两端设的结合部与另外的收尾装饰板5相连接。

上述结合部是收尾装饰板5的上部两侧形成的短接嵌58，另一侧收尾装饰板5与本体51的上部两侧设有短接嵌58相接合的沟59。

一侧收尾装饰板5a的短接嵌58与另一侧收尾装饰板5b的沟配合插入，短接嵌58与沟59的连接处采用涂布黏接剂黏接，保持密封接合的状态。

构成本发明装置的安装与驱动过程如下：

首先，连接多块收尾装饰板5作为屋顶，然后将框21安装在收尾装饰板5的上部，将发电部2的框21嵌入到支架1的安装空间10中并利用螺丝等固定手段来结合；再在框21内部安装驱动手段，利用上述驱动手段的结合实现集光带22的收回或展开；集光带22的下方安装受热管31，受热管31连接小型水槽32，小型水槽32与大型水槽36采用配管连接，装置安装完毕。

夏天，主要利用装置发电，通过室内的控制部Ⅰ26来操作，使集光带22展开使太阳电池露出集光，利用太阳电池集光实现装置发电。

集光带22的展开率可选择全部面积的30% 、60%、 90%，但不限定。

集光带22的展开动作采用使用者用手动直接执行或用太阳光感应器连动软件控制方式自动执行的方式。

发电部2所产生的电可供给室内冷气所需的电力，从而节省电的使用量。

实施例2：

如图5、图6、图7所示，为本发明发电部的第二实施例结构示意图。

本实施例提供的发电部包括支架1的安装空间上结合的框21内部迭层方式存放并以阶梯式展开的板P，可储存太阳电池S所产生的电的蓄电池Ⅱ24a、板P叠加和展开动作的驱动手段T以及驱动手段T动作控制所需的控制部Ⅱ26a，板P的外面由太阳电池S形成。

板P是硬质或软质的板材，外部由太阳电池S形成，各板P以阶梯方式相互连接，可以叠加或展开。

上部板Pu的底部设有凸起P3，下部板Pd的上部设有可插入上述凸起P3、具有一定长度的凹槽P4，下部板Pd可前后运动、可叠展。

为防止上部板Pu与下部板Pd脱离，凸起P3与凹槽P4的断面采用“I”字形凹凸相互结合形式。

上述驱动手段T是使板P逐个顺序式地引出、展开再折回的动力驱动机构。

本实施例提供的驱动手段T包括与板P中最下方的板Pe连接的一定长度的链条T4，链条T4连接一定间距的驱动齿轮T1和从动齿轮T2，启动用的驱动齿轮T1连接电机T3。

上述方案只是实施例之一，除此之外多种形式的实施例不限定本发明。

实施例3：

如图8、图9所示，为本发明发电部的第三实施例结构示意图。

本实施例提供的发电部包括安装在受热管31外侧可旋转且外面由太阳电池S形成的集光板C、使集光板C旋转到受热管31的上方或下方任何一位置的驱动手段、可储存太阳电池S所产生的电的蓄电池Ⅲ24b以及驱动手段动作控制所需的控制部Ⅲ26b。

上述集光板C为弧形结构，由金属或塑料制成，外面由太阳电池S形成，一端连接驱动部分。

上述驱动手段为了使集光板C同时或者分别旋转，集光板C可在受热管31的上部或者下部自由选择位置以便实现暖房或加热水或转换为发电使用。

上述驱动手段由集光板C附着的旋转轴、旋转轴尾端连接的驱动齿轮、驱动齿轮连接的链条等相类同的连接材料以及使链条回转所需的电机组成。

如图8所示，冬季时集光板C在受热管31的下方位置，太阳光照射在受热管31上使其内部的水加热以供暖房及急汤使用。

如图9所示，夏季时集光板C在受热管31的上方位置，利用太阳光来发电。

虽然本发明是上述所讨论合理的实施例相关的说明，发明的主旨及范围不脱离多样的修正及变形，如果是行业人员很容易了解的变形及修正都在本发明的申请范围之内。

Claims (8)

1.一种利用太阳能的暖房及发电装置，其特征在于：在建筑物的屋顶或壁面上安装有一定面积的框，框的内部安装多个利用太阳光集光产生电力的发电部，所述框的内部还埋入吸收太阳光可取暖和急汤热水的急汤热水部。

2.根据权利要求1所述的利用太阳能的暖房及发电装置，其特征在于所述发电部包括设置在框内且外面由太阳电池形成的集光带、可储存太阳电池所产生的电的蓄电池Ⅰ、实现集光带展开或收回动作动力驱动的驱动手段以及驱动手段动作控制所需的控制部Ⅰ。

3.根据权利要求2所述的利用太阳能的暖房及发电装置，其特征在于所述集光带由太阳电池附着的板部和太阳光可穿透设有开口的空间部构成，空间部的两侧是由板部及与其连接的传动带部形成，板部与传动带部各自连接驱动手段。

4.根据权利要求2所述的利用太阳能的暖房及发电装置，其特征在于所述驱动手段包括上述集光带的板部及传动带部尾端各自固定的第一轴、第二轴，以及驱动两轴旋转实现集光带收回或展开动作所需的第一电机、第二电机。

5.根据权利要求1所述的利用太阳能的暖房及发电装置，其特征在于所述急汤热水部包括安装在建筑物屋顶、发电部下方的储存水的小型蓄水槽，小型蓄水槽连接有受热管，受热管配置在集光带下方且外面设有热吸收膜。

6.根据权利要求1所述的利用太阳能的暖房及发电装置，其特征在于所述框下方附着有多块收尾装饰板，收尾装饰板由具有透光性的本体、本体内设置的隔热板材、水热管以及本体内侧下部形成空气层的中空部构成。

7.根据权利要求1所述的利用太阳能的暖房及发电装置，其特征在于所述发电部的另一种结构形式包括支架的安装空间上结合的框内部迭层方式存放并以阶梯形式展开的板，可储存太阳电池所产生的电的蓄电池Ⅱ、板叠加和展开动作的驱动手段以及驱动手段动作控制所需的控制部Ⅱ，板的外面由太阳电池形成。

8.根据权利要求1所述的利用太阳能的暖房及发电装置，其特征在于所述发电部的又一种结构形式包括安装在受热管外侧可旋转且外面由太阳电池形成的集光板、使集光板旋转到受热管的上方或下方任何一位置的驱动手段、可储存太阳电池所产生的电的蓄电池Ⅲ以及驱动手段动作控制所需的控制部Ⅲ。

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