CN103334557A - 用于从建筑物中回收太阳能的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于从建筑物中回收太阳能的系统，其包括流体入口总管、流体出口总管以及多个集热板，其中集热板在其两端处分别与流体入口总管和流体出口总管相连。温度较低的流体通过流体入口总管流入到集热板中，在此处被储存在集热板中的能量加热到较高的温度，然后经过流体出口总管离开系统，以便进行能量的回收利用。该系统具有以下优点：结构简单；无需维护；对建筑物的外观几乎没有影响；以及可以有效地收集传递到建筑物外壳上的太阳能，并且可实现与外部环境的良好分离。

Description

用于从建筑物中回收太阳能的系统
本申请为2011年5月5日提交的申请号为201110114887.3的同名中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种太阳能回收系统，用于回收通过阳光照射而传递至建筑物外壳上的能量。
背景技术
太阳能是人类从自然界接收到的最珍贵的礼物之一，是一种“取之不尽，用之不竭”的绿色能源，不会对环境造成任何破坏。太阳能的所有这些优异性质都驱使着人们去开发太阳能全部的潜能以造福环境。
但是太阳能的热能密度不高，而且辐射强度变化大、不稳定，这都给太阳能的利用带来了很大的难度。如所知的那样，在白天阶段（特别是在夏天），建筑物处于阳光的辐照之下，因此会在其中积累大量的热量。为了从建筑物中回收这种热能，在过去开发出了一些特定的系统。该类系统通常包括覆盖在建筑物的外表面上的太阳能面板，为了更好地收集储存在建筑物中的热量，这些太阳能面板的方位需要特殊地安装。因此，这些太阳能面板因其特定的方位而导致安装工作非常复杂。另外，这些太阳能面板的存在也会不可避免地破坏整个建筑物的外观，这对于建筑物业主和城市规划来说都是不利的。此外，整个系统的功效也无法被优化到能够实现系统的最佳操作条件。
发明内容
为了克服上述所提及的问题，本发明提供了一种用于从建筑物中回收太阳能的系统，其不需要安装特殊的太阳路径定向的太阳能面板，降低了安装难度。本系统包括建筑物的覆面板和使用循环流体的集热板，以便通过加热在集热板中流动的流体来回收储存在建筑物中的太阳能。
根据本发明，提供了一种用于从建筑物中回收太阳能的系统，其包括流体入口总管、流体出口总管以及多个集热板，其中集热板在其两端处分别与流体入口总管和流体出口总管相连。温度较低的流体通过流体入口总管流入到集热板中，在此处被储存在集热板中的能量加热到较高的温度，然后经过流体出口总管离开系统，以便进行能量的回收利用。
在一个优选实施例中，所述系统包括覆面板，所述集热板安装在覆面板的内侧上。该覆面板形成了建筑物外壳的一部分。由于集热板安装在覆面板的内侧上，因此建筑物的外观不会发生任何改变。此外，由于对覆面板的材料和设计均无特别要求，因此根据本发明的系统几乎适合于大部分现有的建筑物。
在一个例子中，各个集热板均包括位于其中的一系列蜿蜒曲折布置的流动通道，从而形成了所谓的“压焊板式集热板（roll bond heat collector）”。来自流体入口总管的流体注入到集热板的流动通道中，在这里被储存在集热板中的热量所加热。之后，被加热的流体经流体出口总管流出，以进行能量的回收利用。
优选地，由集热板和覆面板所围成的空间填充有导热材料，从而使得储存在集热板中的热量能够有效地传递至流经流动通道的流体，提高热量回收效率。另外，集热板中的流动通道固定地连接到覆面板的内表面上，例如通过其外壁而被焊接到覆面板的内表面上，由此得到了一种非常牢固的结构。
该系统还可包括一个外部流体泵，用于在系统中维持充分的流体循环。
根据本发明的系统几乎能用于所有类型的由金属覆面板构成其外壳的建筑物上。这样就无法从建筑物的外表中区分出实际上安装有该系统的建筑物。因此，所述系统的存在不会影响建筑物的外观。
根据本发明的系统不仅可以提供具有提高温度的流体以供能量回收利用，而且还可以有效地降低建筑物外壳的温度以及减少透入到建筑物内部的热能。因此，这可以提高建筑物内部的温度控制系统的效能与效率，从而减少建筑物对额外空调设备的需求。
总之，根据本发明的系统具有以下优点：1）结构简单；2）无需维护；3）对建筑物的外观几乎没有影响；以及4）可以有效地收集传递到建筑物外壳上的太阳能，并且可实现与外部环境的良好分离。
根据本发明的系统可通过小规模的改建工作而适用于现存的建筑物中，也可用作为新建筑物的必须条件。
附图说明
根据对本发明的优选实施例的下述详细描述并参考附图，有助于更好地理解本发明，在图中：
图1是根据本发明的用于建筑物的太阳能回收系统；
图2是沿图1中所示的B-B线的剖视图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的用于建筑物的太阳能回收系统1。该系统1包括流体入口总管10、流体出口总管20和多个集热板30。在图1所示的实施例中显示了三个集热板30，它们一个接一个地布置，每个都形成了一个热回收循环。
在集热板30中嵌入了一系列流动通道40，其为单向的多弯曲式流动通道，因此形成了“压焊板式集热板”。流动通道40在其两个端部处分别与流体入口总管10和流体出口总管20相连。这种嵌入有单向多弯曲式流动通道的压焊板式集热板是已知的，因此这里为了简明的目的而省略了对其细节的描述。
如图1所示，温度较低的流体、例如水可经过流体入口（未示出）进入流体入口总管10，接着流入流动通道40。在这里，由阳光产生、通过辐射热被收集且因而储存在集热板30中的太阳能将通过对流作用而传递到流经流动通道40的流体中。随后，被加热的流体离开流动通道40，进入到流体出口总管20。在顺序流经所有的集热板30之后，具有较高温度的流体从流体出口总管20排放到系统之外，以便于进行能量的回收利用。
在一个实施例中，集热板30被单独地构造，并且连接、例如通过螺纹接合到建筑物的覆面板50上，以保证良好的维护性。如图2所示，带有流动通道40的集热板30安装在覆面板50的内表面上。这样，建筑物的外观不会有任何变化。作为另选，在另一实施例中，建筑物的覆面板50可形成为本发明的系统的一部分。也就是说，根据本发明的太阳能回收系统1还包括覆面板50，其中集热板30安装在覆面板50的内表面上。该覆面板50形成为建筑物外壳的一部分。
此外，如图2所示，集热板30中的流动通道40设置成与覆面板50的内表面相接触。在一个特定实施例中，流动通道40通过其外壁固定地连接、如焊接到覆面板50的内表面上。这样就能够得到一种牢固的集热板30和覆面板50的结构。在所示实施例中，由覆面板50和集热板30（以及流动通道40）所围成的空间填充有导热材料35，以实现有效的导热效应。这样，能够显著地提高能量回收的效率。
此外，还可以安装一个外部流体泵（未示出），以便在该系统中维持必要的流体循环。显然，该泵可由本领域的技术人员根据需要来选择。
虽然在所示实施例中显示了三个集热板30，然而集热板的数量可以根据需要来自由选择。根据本发明，集热板的数量可取决于以下因素中至少一个或多个：所希望的系统能力；建筑物的方位；系统的维护性；以及建筑物的附加载荷。
在另一个实施例中，可将多个如图1所示的系统1彼此串联式连接，这样也可提高能量回收的效率。
在有充足的流体流经流动通道40时，储存于集热板30中的太阳能便通过对流效应而被传递到所流过的流体中。该系统的效率与流体流速和太阳能密度相关。由于各建筑物的太阳能密度极大地决定于建筑物地理位置和方位，因此需要对每个建筑物单独地进行最佳流体流速的测定。
在系统的安装完成之后，对每个特定的系统进行太阳能特性测定。在一天中的不同时刻以及一年中的不同天中进行完全的系统性能测试，以确定最优的系统操作点。
应了解的是，本发明的系统不仅能吸收直接来自于阳光的太阳能，也能吸收来自建筑物周围所辐射来的热量。因此，这里所使用的用语“太阳能”应当在较宽的范围内进行理解，包括各种可能提高建筑物温度的热能。
对于本领域的技术人员显而易见地是，在不离开本发明的精神或范围的情况下，可对本发明的用于建筑物的太阳能集热系统进行改进和变化。本发明的目的在于涵盖所有的在从属权利要求的范围中的改进和变化以及其等同体。

Claims (10)

1.一种用于从建筑物中回收太阳能的系统，包括流体入口总管、流体出口总管以及多个集热板，其中所述集热板在其两端处分别与所述流体入口总管和流体出口总管相连，温度较低的流体通过所述流体入口总管流入到所述集热板中，在此处被储存在所述集热板中的能量加热到较高的温度，然后经过所述流体出口总管离开系统，以便进行能量的回收利用。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各所述集热板在其中均包括一系列蜿蜒曲折布置的流动通道，形成压焊板式集热板。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述集热板安装在建筑物的覆面板的内表面上。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括覆面板，其中所述集热板安装在所述覆面板的内表面上，并且所述覆面板形成了建筑物外壳的一部分。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，在由所述集热板和覆面板所围成的空间内填充有导热材料。
6.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述集热板中的流动通道固定地连接到所述覆面板的内表面上。
7.根据权利要求1到4中任一项所述的系统，其特征在于，还包括用于在系统中维持流体循环的外部流体泵。
8.根据权利要求1到4中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统中使用的集热板的数量取决于以下因素中的至少一个或多个：所希望的系统能力；建筑物的方位；系统的维护性；以及建筑物的附加载荷。
9.根据权利要求2到4中任一项所述的系统，其特征在于，所述流动通道中的流体流速取于建筑物的地理位置和方位。
10.根据权利要求1到4中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统在通过一段时间内针对所述系统进行的太阳能特性测定所决定的最佳操作点下工作。
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