CN106556161A - 一种采光集热一体化的阳光房 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采光集热一体化的阳光房，包括透光集热装置、阳光房墙体、水泵、太阳能水箱、热水管道；透光集热装置为平板状，平面朝南倾斜，位于阳光房顶部，透光集热装置包括上层玻璃平板、下层玻璃平板、支撑框架、喷水管、喷水口、选择性太阳能透射涂层、集水槽、回水口。该阳光房既满足植物的采光需求，又可以将其余的太阳能转化为热能储存到水箱内，采光装置的设计提高了太阳能采集效果。该阳光房结构简单、成本低、外形美观，同时节能效益显著，推广潜力大。

Description

一种采光集热一体化的阳光房
技术领域
本发明涉及一种阳光房，特别是一种采光集热一体化的阳光房，属于太阳能利用技术领域。
背景技术
太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，其开发和利用被认为世界能源战略的重要组成部分。太阳能热水器已经成功的商业化，如何更有效的利用太阳能，成为了各国科学家致力研究的内容。
温室，是一种可以透光和保温的设施，多用来栽培植物。在不适宜植物生长的季节，温室能提供植物生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。阳光房是一种重要的温室，但阳光房由于充满阳光、充满绿色，不仅可以用来栽培植物，并且能够形成一个休闲、娱乐、家庭聚会及工作室的特殊空间，因而阳光房既可以作为温室，又可以作为人的居住场所，具有广阔的市场，并得到了迅速的发展。
目前的阳光房由于采光的需要，有限建筑面积里无法实现太阳能的其它利用方式，太阳能利用形式单一，太阳能利用率低；同时，目前的阳光房用作温室栽培植物时，太阳光中仅有部分波段的光能被植物吸收，其余部分的太阳能无法被有效利用；此外，现有的太阳能采集装置无论是平板集热器还是真空管集热器，都有较高的换热能量损失和无效采光面积。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有相关阳光房的缺陷，提供了一种可以分波段、高效利用太阳能的阳光房。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下，采用一种采光集热一体化的阳光房，包括透光集热装置、阳光房墙体、光伏平板、水泵、太阳能水箱、热水管道；透光集热装置为平板状，平面朝南倾斜；透光集热装置位于阳光房顶部，阳光房的四周为阳光房墙体，透光集热装置的四周固定在阳光房墙体上；光伏平板位于阳光房的外部，并固定连接到靠南面的阳光房墙体上；水泵、太阳能水箱、热水管道位于阳光房的内部，水泵、太阳能水箱、透光集热装置之间通过热水管道连接，光伏平板通过电线与水泵连接。
透光集热装置包括上层玻璃平板、下层玻璃平板、支撑框架、喷水管、喷水口、选择性太阳能透射涂层、集水槽、回水口；上层玻璃平板位于下层玻璃平板的上方，上层玻璃平板和下层玻璃平板平行并与水平面倾斜，上层玻璃平板和下层玻璃平板固定在支撑框架上；喷水管位于上层玻璃平板和下层玻璃平板较高的一端，并位于上层玻璃平板和下层玻璃平板之间，喷水管上设有多个喷水口；下层玻璃平板的下表面覆有选择性太阳能透射涂层；集水槽位于上层玻璃平板和下层玻璃平板较低的一端，集水槽与水平面倾斜，集水槽较低的一端设有回水口。选择性太阳能透射涂层可以透射波段为400～460nm和600～700nm的太阳光，吸收其余波段的太阳光。
太阳光经过上层玻璃平板后，达到下层玻璃平板，并被下层玻璃平板上的选择性太阳能透射涂层吸收，太阳能透射涂层可以透射植物所需要的波段的太阳光，并将其余波段的光转化为热能，通过热传导加热在下层玻璃平板流动的介质。
太阳能水箱内的水在泵的作用下通过热水管道进入喷水管，经喷水口喷流后均匀流动在下层玻璃平板表面，加热后汇流到集水槽，从回水口流出，再经热水管道返回太阳能水箱。
相对于现有技术，本发明的优点如下：1）该阳光房分波段利用太阳能，既可以不影响植物的采光需求，又可以将其余的太阳能转化为热能储存到水箱内，有效提高了单位面积的太阳能利用率；2）采光装置采用了热媒喷射后均匀覆盖平板被直接加热的方式，与传统的管道内换热的方式相比，减少了换热次数、增大了换热面积，进而显著提高了换热系数和太阳能利用率，同时简化了结构，降低了成本；3）采用了太阳能带动水泵的方式，整套系统的运行不需要额外的能源，节能环保；4）设计的透光集热装置作为屋面，外形美观，同时有紊流的水在屋面流动，具有观赏价值；5）该装置结构简单、成本低、外形美观，同时节能效益显著，推广潜力大。
附图说明
图1是多功能利用太阳能的阳光房的结构示意图；
图2是多功能利用太阳能的阳光房的局部结构示意图1；
图3是多功能利用太阳能的阳光房的局部结构示意图2。
其中：1是透光集热装置、2是阳光房墙体、3是光伏平板、4是水泵、5是太阳能水箱、6是热水管道。7是上层玻璃平板、8是下层玻璃平板、9是支撑框架、10是喷水管、11是喷水口、12是选择性太阳能透射涂层、13是集水槽、14是回水口。
具体实施方式
为了加深对本发明认识和理解，下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明和介绍。
实施例1：
参见图1-图3，一种采光集热一体化的阳光房，包括透光集热装置1、阳光房墙体2、光伏平板3、水泵4、太阳能水箱5、热水管道6；透光集热装置1为平板状，平面朝南倾斜20°；透光集热装置1位于阳光房顶部，阳光房的四周为阳光房墙体2，透光集热装置1的四周固定在阳光房墙体2上；水泵4、太阳能水箱5、热水管道6位于阳光房的内部，水泵4、太阳能水箱5、透光集热装置1之间通过热水管道6连接。
透光集热装置1包括上层玻璃平板7、下层玻璃平板8、支撑框架9、喷水管10、喷水口11、选择性太阳能透射涂层12、集水槽13、回水口14；上层玻璃平板7位于下层玻璃平板8的上方，上层玻璃平板7和下层玻璃平板8平行并与水平面倾斜，上层玻璃平板7和下层玻璃平板8固定在支撑框架9上；喷水管10位于上层玻璃平板7和下层玻璃平板8较高的一端，并在上层玻璃平板7和下层玻璃平板8的中间，喷水管10上设有多个喷水口11；下层玻璃平板8的下表面覆有选择性太阳能透射涂层12；集水槽13位于上层玻璃平板7和下层玻璃平板8较低的一端，集水槽13与水平面倾斜5°，集水槽13较低的一端设有回水口14。选择性太阳能透射涂层12可以透射波段为400～460nm的太阳光，吸收其余波段的太阳光。
实施例2：
参见图1-图3，一种采光集热一体化的阳光房，包括透光集热装置1、阳光房墙体2、光伏平板3、水泵4、太阳能水箱5、热水管道6；透光集热装置1为平板状，平面朝南倾斜30°；透光集热装置1位于阳光房顶部，阳光房的四周为阳光房墙体2，透光集热装置1的四周固定在阳光房墙体2上；光伏平板3位于阳光房的外部，并固定连接到靠南面的阳光房墙体2上；水泵4、太阳能水箱5、热水管道6位于阳光房的内部，水泵4、太阳能水箱5、透光集热装置1之间通过热水管道6连接，光伏平板3通过电线与水泵4连接。
透光集热装置1包括上层玻璃平板7、下层玻璃平板8、支撑框架9、喷水管10、喷水口11、选择性太阳能透射涂层12、集水槽13、回水口14；上层玻璃平板7位于下层玻璃平板8的上方，上层玻璃平板7和下层玻璃平板8平行并与水平面倾斜，上层玻璃平板7和下层玻璃平板8固定在支撑框架9上；喷水管10位于上层玻璃平板7和下层玻璃平板8较高的一端，并在上层玻璃平板7和下层玻璃平板8的中间，喷水管10上设有多个喷水口11；下层玻璃平板8的下表面覆有选择性太阳能透射涂层12；集水槽13位于上层玻璃平板7和下层玻璃平板8较低的一端，集水槽13与水平面倾斜7°，集水槽13较低的一端设有回水口14。选择性太阳能透射涂层12可以透射波段为400～460nm和600～700nm的太阳光，吸收其余波段的太阳光。
本专利还可以有其它实施方式，凡依据本专利的技术实质所采用的任何细微修改、等效变换、替代所形成的技术方案，均落在本专利要求保护的范围之内。

Claims (7)

1. 一种采光集热一体化的阳光房，其特征在于所述的阳光房包括透光集热装置、阳光房墙体、水泵、太阳能水箱、热水管道；透光集热装置为平板状，平面朝南倾斜；透光集热装置位于阳光房顶部，阳光房的四周为阳光房墙体，透光集热装置的四周固定在阳光房墙体上；水泵、太阳能水箱、热水管道位于阳光房的内部，水泵、太阳能水箱、透光集热装置之间通过热水管道连接。
2.根据权利要求1所述的一种采光集热一体化的阳光房，其特征在于所述的透光集热装置包括上层玻璃平板、下层玻璃平板、支撑框架、喷水管、喷水口、选择性太阳能透射涂层、集水槽、回水口；上层玻璃平板位于下层玻璃平板的上方，上层玻璃平板和下层玻璃平板平行并与水平面倾斜，上层玻璃平板和下层玻璃平板固定在支撑框架上；喷水管位于上层玻璃平板和下层玻璃平板较高的一端，并位于上层玻璃平板和下层玻璃平板之间，喷水管上设有多个喷水口；下层玻璃平板的下表面覆有选择性太阳能透射涂层；集水槽位于上层玻璃平板和下层玻璃平板较低的一端，集水槽与水平面倾斜，集水槽较低的一端设有回水口。
3.根据权利要求1所述的一种采光集热一体化的阳光房，其特征在于所述的阳光房还包括光伏平板，光伏平板位于阳光房的外部，并固定连接到靠南面的阳光房墙体上，光伏平板通过电线与水泵连接。
4.根据权利要求1所述的一种采光集热一体化的阳光房，其特征在于所述的透光集热装置的平面，朝南倾斜的角度为5°～80°。
5.根据权利要求2所述的透光集热装置，其特征在于所述的集水槽的倾斜角度为1°～20°。
6.根据权利要求2所述的透光集热装置，其特征在于所述的上层玻璃平板和下层玻璃平板的间距为5mm～100mm。
7.根据权利要求2所述的透光集热装置，其特征在于所述的选择性太阳能透射涂层可以透射波段为400～460nm和600～700nm的太阳光，吸收其余波段的太阳光。
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