CN109506379A - 用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统及屋顶、墙体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统及屋顶、墙体，涉及太阳能技术领域，其中系统包括：聚光器，安装位于外界环境中，聚光器的光线输出端与第一连通管路的一端连接，用于汇聚太阳光线进入第一连通管路；第一连通管路，第一连通管路的另一端与吸附装置连接；吸附装置，包括吸附剂，用于根据光照和温度的变化吸附或分离出气态的吸附质；第二连通管路，第二连通管路的一端与吸附装置连接，另一端与储液装置连接，用于为气态和液态的吸附质提供传导通路；储液装置，嵌入连接位于蓄热层内，用于储存液态的吸附质；以及蓄热层，敷设连接位于墙壁的室内表面上。本发明具有辐射调温效果显著的优点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，具体涉及一种用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统及屋顶、墙体。
背景技术
传统室内调温设备大多是采用电力空调系统等，通过设备的制冷制热功能使室内通入冷气或热气，从而达到制冷制热的目的。
虽然这类采用制冷制热的末端设备来实现室内调温的手段效果显著，但是均是以消耗电能等能源为代价的，使用费用高。
因此，也有一些现有技术提供了不以消耗电能等类似能源为代价的、可实现室内自动调温的系统，如专利CN101906832A中公开了一种保温、调温、通风的建筑墙体和屋面结构，其主要是在建筑外围护墙体和屋面结构的立面层和屋面层中分别砌筑由空心的且有一个以上贯通砖体的空气道开口的空气砖构成的墙体空气砖层和屋面空气砖层，在空气砖层中空气砖之间相邻的空气道开口相连形成空气通道，多条空气通道构成了建筑的外围护墙体空气层和屋面空气层，主要利用空气层起到保温、调温作用。但是这种结构所能起到的调温效果不明显。
发明内容
因此，本发明实施例要解决的技术问题在于现有技术中的自动调温系统调温效果差。
为此，本发明实施例的一种用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，包括：
聚光器，安装位于外界环境中，聚光器的光线输出端与第一连通管路的一端连接，用于汇聚太阳光线进入第一连通管路；
第一连通管路，第一连通管路的另一端与吸附装置连接；
吸附装置，包括吸附剂，用于根据光照和温度的变化吸附或分离出气态的吸附质；
第二连通管路，第二连通管路的一端与吸附装置连接，另一端与储液装置连接，用于为气态和液态的吸附质提供传导通路；
储液装置，嵌入连接位于蓄热层内，用于储存液态的吸附质；以及
蓄热层，敷设连接位于墙壁的室内表面上。
优选地，所述第一连通管路包括：导光管，导光管的输入端与聚光器的光线输出端连接，导光管的输出端与吸附装置连接。
优选地，所述第二连通管路贯穿墙壁设置，第二连通管路的一端延伸出墙壁的室外表面并连接至吸附装置上，第二连通管路的另一端延伸出墙壁的室内表面并连接至位于蓄热层内的储液装置上。
优选地，还包括：
散热层，敷设连接位于墙壁的室外表面上，第二连通管路的另一端延伸至散热层的靠近室外的表面，散热层为中空通道。
优选地，所述散热层中空通道的两端连接室外空气。
优选地，所述散热层中空通道的一端与供水端连接，另一端与出水端连接。
优选地，还包括：
散热翅片，连接位于散热层内的第二连通管路的管壁外表面上。
优选地，还包括：
保温层，敷设连接位于散热层的靠近外界的表面上，和/或敷设连接位于散热层和墙壁之间，和/或敷设连接位于墙壁和蓄热层之间。
本发明实施例的一种自动调温屋顶，包括屋顶墙壁和上述的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统安装于屋顶墙壁上。
本发明实施例的一种自动调温墙体，包括墙体墙壁和上述的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统安装于墙体墙壁上。
本发明实施例的技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统及屋顶、墙体，通过设置吸附装置和储液装置，将传统屋面/墙面与吸附技术结合，通过安装太阳能聚光器产生高温热能，进而驱动吸附式制冷自动调温辐射单元，达到自动辐射调温的目的。由于采用吸附技术并结合蓄热层的使用，提高了调温效果。并且系统未采用终端制冷制热设备，完全采用物理自然调温手段，大大减少室内冷热负荷，减少室内供冷供热的末端设备数量，提高室内空间利用率。通过以辐射形式向室内提供冷量或热量，因此其室内热环境更舒适。通过利用清洁能源太阳能向室内提供冷量或热量，相比于传统燃煤等制冷制热方式，对外界环境产生的污染小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明实施例1中用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统的一个具体示例的结构示意图；
图2为本发明实施例1中聚光器的一个具体示例的结构示意图；
图3为本发明实施例1中用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统的另一个具体示例的结构示意图；
图4为本发明实施例2中用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统的一个具体示例的结构示意图。
附图标记：1-聚光器，2-第一连通管路，3-吸附装置，31-吸附剂，4-第二连通管路，41-散热翅片，5-储液装置，6-蓄热层，7-散热层，8-保温层，9-墙壁。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，可应用安装于房屋屋顶及外墙体上，对室内温度实现自动调温。该用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统包括一个或两个以上的辐射单元，辐射单元在墙壁上阵列排布，如图1所示，每个辐射单元均包括：聚光器1、第一连通管路2、吸附装置3、第二连通管路4、储液装置5和蓄热层6等。
聚光器1安装位于外界环境中，聚光器1的光线输出端与第一连通管路2的一端连接，用于汇聚太阳光线进入第一连通管路2。优选地，如图1所示，聚光器1为抛物线碗型聚光器，入射太阳光平行光经抛物面反射后到达光线输出端，进而进入第一连通管路2中传输。或者优选地，如图2所示，聚光器1包括菲涅尔透镜11和光纤12，菲涅尔透镜11的入射光面为正方形或矩形，多个菲涅尔透镜11紧密阵列排布，排列成一个平面正方形或矩形，每个菲涅尔透镜11的焦点处均布设一条光纤12，光纤12的一端端面位于菲涅尔透镜11的焦点处，光纤12的另一端均绑设在一起，伸入至第一连通管路2，太阳光平行光从菲涅尔透镜11的入射光面入射，光线经菲涅尔透镜11后汇聚到光纤12端面处，光线全部进入光纤12进行传输，然后进入第一连通管路2中，由于入射光面选择使用规则的正方形或矩形，所以排列时没有缝隙即太阳光能全部被汇聚耦合到光纤12内，损耗极小，极大地提高了聚光效率。
第一连通管路2的另一端与吸附装置3连接，第一连通管路2为有利于光纤12出射光线在其内传播，例如可以为导光管，用于聚光器输出的光线随着导光管的形状在导光管内传输；吸附装置3包括吸附剂31，吸附装置3的与第一连通管路2连接的上底面封闭，上底面为透光材料，可供光线穿透过，吸附装置3内所含物质被上底面阻挡而不能进入第一连通管路2，吸附装置3用于根据光照和温度的变化吸附或分离出气态的吸附质51，吸附装置3的形状不限，优选为保持与第一连通管路2的外形一致，吸附剂31在吸附吸附质51时会温度升高，并且吸附剂31在受热时会解附释放出吸附质51。第二连通管路4的一端与吸附装置3连接，另一端与储液装置5连接，用于为气态和液态的吸附质51提供传导通路，优选为中空导管。储液装置5嵌入连接位于蓄热层6内，用于储存液态的吸附质51。蓄热层6敷设连接位于墙壁的室内表面上，用于实现保温蓄热的功能。
用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统的工作原理为：晚上时，第二连通管路4内的气态吸附质51被吸附装置3内的吸附剂31吸附，吸附剂31附近的吸附质51蒸气密度降低，储液装置5内的液态吸附质51蒸发，液态吸附质51蒸发时会从蓄热层6吸收热量，进而蓄热层6温度降低从而达到晚上对室内制冷的目的，因此系统较为适用于炎热地区，实现了自动辐射调温。当吸附剂31吸附吸附质51达到饱和时，停止吸附。
白天时，太阳光光线通过聚光器1聚集并对饱和的吸附剂31进行加热，使吸附剂31与吸附的吸附质51分离，分离的吸附质51为气态并聚集于第二连通管路4上部即第二连通管路4的靠近与吸附装置3连接处的部位，气态吸附质51冷却后会凝结在第二连通管路4的管壁上并回流到与第二连通管路4下部连接的储液装置5内。由于蓄热层6对室内温度的保温维护，体现了自动调温的效果，并且若室内温度达到较高温度时，蓄热层6也将缓慢升温，促使储液装置5内的液体吸附质51蒸发，吸附质51的蒸发将带走蓄热层6内的热量，使蓄热层6降温，从而达到对室内制冷的效果，实现自动辐射调温。
上述用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，通过设置吸附装置和储液装置，将传统屋面/墙面与吸附技术结合，通过安装太阳能聚光器产生高温热能，进而驱动吸附式制冷自动调温辐射单元，达到自动辐射调温的目的。由于采用吸附技术并结合蓄热层的使用，提高了调温效果。并且系统未采用终端制冷制热设备，完全采用物理自然调温手段，大大减少室内冷热负荷，减少室内供冷供热的末端设备数量，提高室内空间利用率。通过以辐射形式向室内提供冷量或热量，因此其室内热环境更舒适。通过利用清洁能源太阳能向室内提供冷量或热量，相比于传统燃煤等制冷制热方式，对外界环境产生的污染小。
优选地，第一连通管路2包括：导光管，导光管的输入端与聚光器的光线输出端连接，导光管的输出端与吸附装置连接。第一连通管路2通过采用导光管，更加有利于光线的传播，降低损耗，提高光热利用率。导光管的使用长度不限，可长可短，以实际使用需求为准。
优选地，如图1所示，第二连通管路4贯穿墙壁9设置，第二连通管路4的一端延伸出墙壁的室外表面并连接至吸附装置3上，第二连通管路4的另一端延伸出墙壁的室内表面并连接至位于蓄热层6内的储液装置5上。第二连通管路4可以为直管，也可以为弯曲管，采用弯曲管能扩大管内容纳气态吸附质51的量，延长蓄热层释热时间，增强对室内的制冷效果，扩大了系统对室内温度的辐射调温区间。墙壁的室内表面是指没有设置用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统时原本墙壁的近室内的一面，墙壁的室外表面是指没有设置用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统时原本墙壁的近室外的一面。
优选地，如图3所示，用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统还包括：散热层7。散热层7敷设连接位于墙壁的室外表面上，第二连通管路4的另一端（上部）延伸至散热层7的靠近室外的表面，吸附装置3位于室外，散热层7为中空通道，用于实现散热的效果。本实施例中散热层7中空通道的两端连接室外空气，增强散热效果。由于散热层7内通有室外空气，因此气态吸附质51会被散热层7内流动的空气冷却而实现冷凝，提高气态吸附质51冷凝速率。散热层7中空通道内也可通入其他物质来实现提高散热效果的目的，例如水（详见实施例2）。工作时，吸附剂31由于吸附吸附质51蒸气而温度升高，故散热层7内流动的室外空气及散热层7外的外界空气会对吸附剂31进行冷却，提高吸附效率。
优选地，如图3所示，用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统还包括：散热翅片41。散热翅片41连接位于散热层7内的第二连通管路4的管壁外表面上，提高散热效率。
优选地，如图3所示，用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统还包括：保温层8。保温层8可选择的敷设连接位于以下三种中的一种或几种：散热层7的靠近外界的表面上、散热层7和墙壁之间、墙壁和蓄热层6之间。
实施例2
本实施例提供一种用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，与实施例1中不同的是：散热层7中空通道的一端与供水端连接，另一端与出水端连接。如图4所示。
工作时，晚上时，第二连通管路4内的气态吸附质51被吸附剂31吸附，吸附剂31附近的吸附质51蒸气密度降低，第二连通管路4底部的液态吸附质51蒸发，液态吸附质51蒸发时会从蓄热层6吸收热量，进而蓄热层6温度降低从而达到晚上对室内制冷的目的，实现自动辐射调温的效果。吸附剂31吸附吸附质51蒸气时温度会升高，故通水散热层7内流动的水及散热层7外流动的外界空气会对吸附剂31进行冷却。当吸附剂31吸附吸附质51达到饱和时，停止吸附。加热后的水通过出水口排出，用于生活生产。
白天时，太阳光光线通过聚光器1聚集并对饱和的吸附剂31进行加热，使吸附剂31吸附的吸附质51分离，分离的吸附质51为气态并聚集于第二连通管路4上部，由于通水散热层7从进水口通入水，故气态吸附质51被通水散热层7内流动的水冷却，气态吸附质51就会凝结在第二连通管路4的管壁上并回流到第二连通管路4底部，循环使用。气态吸附质51凝结释放出热量加热水，加热后的水通过出水口排出，用于生活生产。
实施例3
本实施例提供一种自动调温屋顶，包括屋顶墙壁和实施例1（或实施例2）的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统安装于屋顶墙壁上。
上述自动调温屋顶，通过设置吸附装置和储液装置，将传统屋面与吸附技术结合，通过安装太阳能聚光器产生高温热能，进而驱动吸附式制冷自动调温辐射单元，达到自动辐射调温的目的。由于采用吸附技术并结合蓄热层的使用，提高了调温效果。并且系统未采用终端制冷制热设备，完全采用物理自然调温手段，大大减少室内冷热负荷，减少室内供冷供热的末端设备数量，提高室内空间利用率。通过以辐射形式向室内提供冷量或热量，因此其室内热环境更舒适。通过利用清洁能源太阳能向室内提供冷量或热量，相比于传统燃煤等制冷制热方式，对外界环境产生的污染小。
实施例4
本实施例提供一种自动调温墙体，包括墙体墙壁和实施例1（或实施例2）的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统安装于墙体墙壁上。
上述自动调温墙体，通过设置吸附装置和储液装置，将传统墙面与吸附技术结合，通过安装太阳能聚光器产生高温热能，进而驱动吸附式制冷自动调温辐射单元，达到自动辐射调温的目的。由于采用吸附技术并结合蓄热层的使用，提高了调温效果。并且系统未采用终端制冷制热设备，完全采用物理自然调温手段，大大减少室内冷热负荷，减少室内供冷供热的末端设备数量，提高室内空间利用率。通过以辐射形式向室内提供冷量或热量，因此其室内热环境更舒适。通过利用清洁能源太阳能向室内提供冷量或热量，相比于传统燃煤等制冷制热方式，对外界环境产生的污染小。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，其特征在于，包括：
聚光器（1），安装位于外界环境中，聚光器（1）的光线输出端与第一连通管路（2）的一端连接，用于汇聚太阳光线进入第一连通管路（2）；
第一连通管路（2），第一连通管路（2）的另一端与吸附装置（3）连接；
吸附装置（3），包括吸附剂（31），用于根据光照和温度的变化吸附或分离出气态的吸附质（51）；
第二连通管路（4），第二连通管路（4）的一端与吸附装置（3）连接，另一端与储液装置（5）连接，用于为气态和液态的吸附质（51）提供传导通路；
储液装置（5），嵌入连接位于蓄热层（6）内，用于储存液态的吸附质（51）；以及
蓄热层（6），敷设连接位于墙壁的室内表面上。
2.根据权利要求1所述的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，其特征在于，所述第一连通管路（2）包括：导光管，导光管的输入端与聚光器（1）的光线输出端连接，导光管的输出端与吸附装置（3）连接。
3.根据权利要求1所述的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，其特征在于，所述第二连通管路（4）贯穿墙壁设置，第二连通管路（4）的一端延伸出墙壁的室外表面并连接至吸附装置（3）上，第二连通管路（4）的另一端延伸出墙壁的室内表面并连接至位于蓄热层（6）内的储液装置（5）上。
4.根据权利要求1所述的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，其特征在于，还包括：
散热层（7），敷设连接位于墙壁的室外表面上，第二连通管路（4）的另一端延伸至散热层（7）的靠近室外的表面，散热层（7）为中空通道。
5.根据权利要求4所述的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，其特征在于，所述散热层（7）中空通道的两端连接室外空气。
6.根据权利要求4所述的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，其特征在于，所述散热层（7）中空通道的一端与供水端连接，另一端与出水端连接。
7.根据权利要求4所述的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，其特征在于，还包括：
散热翅片（41），连接位于散热层（7）内的第二连通管路（4）的管壁外表面上。
8.根据权利要求4所述的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，其特征在于，还包括：
保温层（8），敷设连接位于散热层（7）的靠近外界的表面上，和/或敷设连接位于散热层（7）和墙壁之间，和/或敷设连接位于墙壁和蓄热层（6）之间。
9.一种自动调温屋顶，其特征在于，包括屋顶墙壁和如权利要求1-8任一项所述的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统安装于屋顶墙壁上。
10.一种自动调温墙体，其特征在于，包括墙体墙壁和如权利要求1-8任一项所述的用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统，用于炎热地区吸附式太阳能聚光自动调温辐射系统安装于墙体墙壁上。
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