CN110662929A - 用于制冷和流体加热设备的太阳能加热 - Google Patents

用于制冷和流体加热设备的太阳能加热 Download PDF

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J·阿伯拉翰
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Abstract

一种用于加热和/或冷却的基于流体的系统。特别地,该系统可以具有流体加热设备(102),该流体加热设备可以是构造成加热流体的太阳能流体加热设备。来自经加热的流体的热量可以传递到一个或多个冷却子系统(104)或加热子系统(106)。冷却子系统(104)可以是例如吸收式冷却子系统,其中,热量可引起制冷剂的相变。加热子系统(106)可包括储罐,经加热的流体可以循环经过该储罐以加热该储罐。本公开的系统可包括用于冷却和/或加热各种不同的环境、物体或材料的多个冷却和/或加热子系统(104、106)。

Description

用于制冷和流体加热设备的太阳能加热
相关申请的交叉引用
本公开要求于2017年3月16日提交的主题为“用于制冷和流体加热设备的太阳能加热(Solar Heating for Refrigeration and Fluid heating devices)”的临时申请第62/472,030号的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
另外,本申请涉及:2014年12月1日提交的主题为“使用太阳能加热灭活生物污染物的数学模型(Mathematical Model for the Inactivation of BiologicalContaminants using Solar Heating)”的美国临时申请第62/085,699号;2015年11月25日提交的主题为“流体加热系统(Fluid Heating System)”的美国临时申请第62/259,748号;2015年11月30日提交的主题为“双轴跟踪设备(Dual Axis Tracking Device)”的美国非临时申请第14/954,091号;2015年11月30日提交的主题为“流体加热系统(Fluid HeatingSystem)”的美国非临时申请第14/954,292号;2015年11月30日提交的主题为“用于流体加热系统的控制阀组件(Control Valve Assembly for Fluid Heating System)”的美国非临时申请第14/954,318号;2015年11月30日提交的主题为“用于流体加热系统的病原体灭活的计算方法(Method of Calculating Pathogen Inactivation for a Fluid HeatingSystem)”的美国非临时申请第14/954,383号;以及2017年11月20日提交的主题为“数字流体加热系统(Digital Fluid Heating System)”的美国非临时申请第15/818,052号,这些文献中每篇的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及热力加热和冷却系统以及方法,并涉及相关联的机构和设备。特别地,本申请涉及用于提供热量和/或冷却的方法以及基于流体的热力加热和冷却系统。更特别地,本申请涉及通过经加热的流体的选择循环来操作的热力加热和冷却系统以及方法。
背景技术
本文中所提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。在该背景部分中所描述的范围内的目前指定的发明人的工作以及在提交申请时并不以其他方式被看作现有技术的说明书各方面既不明显地也不隐含地被承认是本公开的现有技术。
通常,需要能量源来产生热量或制冷。在农村或偏远地区,电能量源可能相对昂贵和/或难以获得。诸如煤炭、木材、天然气、丙烷和其他燃料之类的其他能量源也可能实施起来相对昂贵和/或可能产生非期望或有害的排放物。一些能量源还可能是相对效率低下的和/或可能产生相对不一致的加热或冷却。
另外,在许多情况下加热流体(液体或气体)是有益的。加热液态水可以用于巴氏灭菌、烹饪、产生蒸汽以用于发电、加热、制造、提供室内舒适性或其他应用。
发明内容
下文呈现了本公开的一个或多个实施例的简化的概述,从而提供对这些实施例的基本理解。该概述并非所有设想的实施例的广泛总览,且既不旨在确定所有实施例的关键部件或重要元素,也不旨在勾划任何实施例或所有实施例的范围。
在一个或多个实施例中,本公开涉及一种具有流体加热设备的热力流体系统,该流体加热设备构造成加热循环经过该设备的流体。热力流体系统可附加地具有加热子系统,该加热子系统被构造成通过将来自流体加热设备的经加热的流体循环经过该子系统来提供热量。附加地或替代地,热力流体系统可具有构造成提供制冷的冷却子系统,其中,冷却子系统的至少一部分由来自流体加热设备的经加热的流体供能。在一些实施例中,流体加热设备可以是太阳能流体加热设备。该系统可附加地具有用于将经加热的流体引导到加热子系统和/或冷却子系统的控制阀。冷却子系统可包括吸收系统。此外,冷却子系统可具有制冷剂-吸收剂流体混合物以及发生器,该发生器构造成用于将制冷剂与吸收剂分离。在一些实施例中,发生器可包括流体加热设备。在一些实施例中,由流体加热设备加热的流体可以包括一种或多种油、一种或多种卤水(brine)混合物(比如盐水(salt water)混合物)、乙二醇、液氨和/或其他热力流体。在一些实施例中,热力流体可以是相对环境安全或符合环保意识的流体。加热子系统可包括储罐和管道,该管道构造成将来自流体加热设备的经加热的流体运送经过储罐以加热储罐内部。在一些实施例中,热力流体系统可具有用于收集和/或存储太阳能的太阳能电力设备。例如,太阳能可以被收集并存储在一个或多个电池中。所存储的太阳能电能可以用于为附加的加热设备(诸如电阻加热器)和/或系统的其他电气部件供能。
在一个或多个实施例中,本公开另外涉及一种用于热力流体加热系统的控制系统。该控制系统可具有控制器,该控制器构造成将经加热的流体从流体加热设备引导到一个或多个热力子系统,该热力子系统可包括一个或多个加热子系统和/或一个或多个冷却子系统。加热子系统可以构造成通过将来自流体加热设备的经加热的流体循环经过加热子系统来提供热量。冷却子系统可以构造成提供制冷,其中,冷却子系统的至少一部分由来自流体加热设备的经加热的流体供能。控制系统可附加地具有温度传感器,该温度传感器通过网络通信地联接至控制器,并且布置在加热子系统或冷却子系统中。控制系统可附加地具有通过网络通信地联接至控制器的控制阀,该控制阀可以由控制器操作并且构造成控制流向加热子系统或冷却子系统的流体流。在一些实施例中,控制器可附加地构造成接收关于用于加热子系统和/或冷却子系统的期望温度的用户输入。控制器可以构造成基于用户输入和由温度传感器感测的温度来操作控制阀。在一些实施例中,控制系统可具有存储感测的温度数据和用户输入的数据库。控制系统可包括用户设备,该用户设备通过网络而通信地联接至控制器,并且构造成将用户输入传输到控制器。控制系统可包括至少一个附加传感器,该附加传感器可以是温度传感器、流量传感器或压力传感器。此外,控制器可以被配置为基于感测的温度数据、流量数据和/或压力数据来操作控制阀。在一些实施例中,控制器可以构造成将经加热的流体流引导到两个或更多个热力子系统。此外,在向流体加热设备的供能中断时,控制器可以构造成优先处理第一热力子系统。
在一个或多个实施例中,本公开另外涉及一种加热和冷却的方法。该方法可以包括引导流体经过流体加热设备以便加热流体,以及操作控制阀以将经加热的流体引导到加热子系统和/或冷却子系统。加热子系统可以通过将来自加热设备的经加热的流体循环经过加热子系统来提供热量。冷却子系统可以构造成提供制冷,其中,冷却子系统的至少一部分由来自流体加热设备的经加热的流体供能。在一些实施例中,该方法可包括接收关于用于加热子系统和/或冷却子系统的期望温度的用户输入。在一些实施例中,流体加热设备可以是太阳能流体加热设备。
尽管公开了多个实施例,但是仍有本公开的其他实施例将从以下详细的描述中对本领域技术人员变得明了,以下详细的描述示出并描述了本发明的示意性实施例。如将理解的,本公开的各种实施例能够在各种明显的方面中改型,所有改型都不脱离本公开的精神和范围。因此,附图和详细描述在本质上被认为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
尽管申请文件结束于权利要求书,该权利要求书具体地指出并清楚地要求保护被认为形成本公开的各种实施例的主题,但是所相信的是,从结合附图的以下描述中将会更好地理解本发明,在附图中:
图1是根据一个或多个实施例的本公开的热力系统的概念性简图。
图2是根据一个或多个实施例的本公开的流体加热设备的立体图。
图3是根据一个或多个实施例的本公开的压缩式冷却子系统的概念性简图。
图4是根据一个或多个实施例的本公开的热力系统的概念性简图,其具有流体加热设备和冷却子系统。
图5是根据一个或多个实施例的本公开的另一热力系统的概念性简图,其具有流体加热设备和冷却子系统。
图6是根据一个或多个实施例的本公开的热力系统的概念性简图,其具有流体加热设备和加热子系统。
图7是根据一个或多个实施例的本公开的经加热的流体罐的侧视图。
图8是根据一个或多个实施例的本公开的经加热的流体罐的内部侧视图。
图9是根据一个或多个实施例的本公开的热力系统的概念性简图,其具有流体加热设备、加热子系统和冷却子系统。
图10是根据一个或多个实施例的本公开的另一热力系统的概念性简图,其具有流体加热设备、加热子系统和冷却子系统。
图11是根据一个或多个实施例的本公开的冷却子系统的概念性简图。
图12是根据一个或多个实施例的本公开的热力控制系统的概念性简图。
图13是根据一个或多个实施例的本公开的热力系统的概念性简图,其具有流体加热设备和太阳能电力设备。
图14是根据一个或多个实施例的本公开的另一热力系统的概念性简图,其具有流体加热设备和太阳能电力设备。
图15是根据一个或多个实施例的本公开的热力系统的概念性简图,其具有流体加热设备和三个太阳能电力设备。
具体实施方式
在一些实施例中,本公开涉及一种用于加热和/或冷却的基于流体的系统。特别地,该系统可以具有流体加热设备,该流体加热设备可以是构造成加热流体的诸如太阳能收集器之类的太阳能流体加热设备。来自经加热的流体的热量可以传递到一个或多个冷却子系统或加热子系统。冷却子系统可以是例如吸收剂制冷子系统,其中,热量可引起制冷剂的相变。加热子系统可包括储罐,经加热的流体可以循环经过该储罐以加热该储罐。冷却子系统的一些示例包括但不限于用于住宅的空调系统,或者食物存储冰箱或冰柜。加热子系统的一些示例可以包括但不限于用于住宅的供暖系统、用于住宅的热水罐或者地板辐射供暖系统。本公开的系统可包括用于冷却和/或加热各种不同的环境、物体或材料的多个冷却和/或加热子系统。
本文所述的系统、设备和机构可允许在世界上偏远地区或在其他能源可能相对不可用或难以获得的失去电力、灾难性事件、战争或其他情况下热力加热和/或制冷。本公开的系统可自动地提供这种加热和/或制冷,并且几乎没有人的交互且几乎不或完全不依赖于公共设施、网络或其他设施、电气、信息或其他基础设施。然而,在一些实施例中,系统可以配备有机载计算机,该计算机允许在需要和/或期望的基础上进行用户通信和交互。例如,系统可以构造成用于使用无线连接来无线或有线连接至用户的智能手机或计算机,并且允许用户与系统交互。无线连接可远程地实现访问、监视、控制算法的校准和/或系统的管理。因此,与需要与用户进行定期现场交互的其他系统相比,本公开的系统的操作和管理可以具有降低的成本。
现在转到图1,示出了根据一个或多个实施例的本公开的加热和冷却系统100。如所示的,系统100可通常地具有被构造成用于加热一种或多种流体的流体加热设备102。系统100可附加地具有被构造成用于冷却环境、物体或材料的制冷或冷却子系统104。系统100可附加地具有加热子系统106,该加热子系统106可以构造成用于加热环境、物体或材料。流体可进入流体加热设备102以进行加热。在被流体加热设备102加热之后,经加热的流体可以被引导到冷却子系统104,以产生诸如吸收式冷却过程或压缩式冷却过程的冷却或制冷过程。附加地或替代地,来自流体加热设备102的经加热的流体可以被引导到加热子系统106,以将热量传递至区域、物体或材料。例如,加热子系统106可包括诸如热水罐之类的流体储罐,该流体储罐可以通过经加热的流体围绕该储罐、在该储罐下方或经过该储罐循环而被加热。在其他实施例中,经加热的流体可以被存储在罐中以备后用或用于正在进行的用途。在一些实施例中,被引导到冷却子系统104和/或加热子系统106的经加热的流体可以被再循环返回到流体加热设备102以便重新加热。
在一些实施例中,流体加热设备102可以是基于太阳能的流体加热设备,其构造成引导太阳能以增加流体的温度。图2示出了基于太阳能的流体加热设备200的一个实施例。流体加热设备200可通常地具有太阳能收集系统202,该太阳能收集系统202具有被构造成将太阳光聚焦在聚焦轴线上的细长的抛物面镜203或其他反射元件。流体加热管205可以沿着镜子203并且沿着聚焦轴线布置。通过使用流体控制系统204,水或另一种流体可以取决于时间和温度以经校准的速率可控地经过加热管205,以加热流体。流体流可以由一个或多个阀控制,在一些实施例中,这些阀可以是热致动阀或数字致动阀。支承结构206可支承太阳能收集系统202和/或流体控制系统204的部分。流体加热设备200可附加地具有被构造成用于操纵支承结构206或其部分的太阳能跟踪系统208;由此调节太阳能收集系统202和流体控制系统204的一个或多个部分的位置和定向,以允许高效收集太阳能和高效加热流体。在一些实施例中,跟踪系统208可以是双轴线跟踪系统。在一些实施例中,流体加热设备200可以类似于先前通过引用并入本文的标题为“数字流体加热系统(Digital Fluid HeatingSystem)”的美国非临时申请第15/818,052号中描述的流体加热设备,或者可包括该申请中所述的部件或与该申请中所述的部件类似的部件。
流体加热设备200可具有控制流体处理操作和太阳能跟踪操作的一个或多个控制器、处理器或其他计算机部件。一个或多个控制器或其他计算机部件可以被构造成跟踪横跨天空的太阳或其他目标的运动,并且使用一个或多个马达和/或致动器将太阳能收集系统202引导朝向太阳的位置,从而将太阳能收集并引导朝向流体加热管205。另外,一个或多个控制器或其他计算机部件可以构造成根据需要引导流体流通过流体加热管205,以将该流体加热到期望或合适的温度。如在先前通过引用并入本文的美国非临时申请第15/818,052号中所描述的,在一些实施例中,流体加热设备可以相对自主地操作,使用太阳能来加热流体,并根据需要存储经加热的流体。在一些实施例中,流体加热设备可基于用户输入来操作。
流体加热设备200可以操作以加热任何合适的流体。例如,在流体可最终被用于饮用、烹饪或个人使用的情况下,流体加热设备可以操作以加热水。在其他实施例中,可以基于诸如沸腾温度、黏度以及保持或传递热量的能力等多种性质来选择流体。在一些实施例中,可以使用流体加热设备来加热具有相对较高的沸腾温度的流体,以避免流体的不期望的蒸发。在一些实施例中,流体可以是或可以包括一种或多种油、一种或多种卤水混合物(比如盐水混合物)、乙二醇、液氨和/或其他热力流体。在一些实施例中,热力流体可以是相对环境安全或符合环保意识的流体。流体加热设备200可具有用于在未被主动加热或循环使用时存储流体的存储容器。
尽管示出并描述了基于太阳能的流体加热设备,但是在其他实施例中,可以使用采用其他能源的其他流体加热设备。例如,其他流体加热设备可以使用电力、丙烷、木材、风力、地热或其他能源。
再次参考图1,冷却子系统104可以是例如吸收式制冷系统或其他基于流体的制冷系统。然而,附加地或替代地,可以使用其他冷却或制冷系统。通常,冷却子系统104或其一部分可以是可使用热源操作的,比如使用从流体加热设备102循环到冷却子系统的经加热的流体来操作。在一些实施例中,冷却子系统104可以是或可以包括压缩式冷却系统,其中例如,能量源可用于为压缩机供能。压缩式冷却系统300的一个示例在图3中示出。该系统300可包括压缩机302、冷凝器304、膨胀阀306和蒸发器308。制冷剂流体可以通过不同的相状态循环经过该系统以产生冷却效果。制冷剂流体可以是或可以包括氨、二氧化硫、丙烷、一种或多种碳氟化合物或氯氟烃和/或其他制冷剂流体。制冷剂流体可作为相对低压的蒸汽进入压缩机302。压缩机302可以将流体压缩成相对高压的蒸汽。然后该流体可经过冷凝器304,在此它可以相变为液态,同时保持相对较高的压力。流体然后可以经过膨胀阀306,在此它可以经历压力降低。压力的降低可能使得全部或部分制冷剂闪蒸,这可能降低流体的温度。流体然后可以进入到蒸发器308中,在此它可以从周围的空气吸收并去除热量。制冷剂在被引导返回经过压缩机302之前可在蒸发器308中转变成蒸汽。
替代地,在一些实施例中,可以使用吸收式冷却系统。以这种方式,可以结合使用具有不同沸腾温度的两种或更多种流体,并且可以通过施加热量来分离它们。图4示出了本公开的另一冷却子系统404的一个实施例,其可以与本公开的流体加热设备402结合使用。如所示的,如上所述,流体加热设备402可以是基于太阳能的设备,其使用太阳能406来加热循环的流体。流体加热设备402可以是闭环系统。来自流体加热设备402的流体可以被引导经过冷却子系统404或经过其一部分,以向冷却子系统内的制冷剂流体提供热量。例如,如将在下面更详细地描述的,来自流体加热设备402的经加热的流体可以循环经过冷却子系统404的发生器408。
冷却子系统404可以是或可以包括吸收式冷却系统,其中,一种或多种(或两种或多种)流体循环经过多个部件。该冷却子系统可通常地具有发生器408、冷凝器412、节流阀414、蒸发器416、吸收器418和热交换器420。冷却子系统404可以构造成为环境、物体或材料提供冷却或制冷。例如,冷却子系统404可以用于冷却房间或住宅、食物储藏室或其他储藏室。在一些实施例中,冷却子系统404可以用于冷却诸如被存储在水罐中的水之类的材料。
冷却子系统404可以是闭环系统,其中一种或多种流体循环经过各个部件。在至少一个实施例中,制冷剂和吸收剂这两种流体的混合物可以循环经过冷却子系统404。制冷剂所具有的沸腾温度可低于吸收剂的沸腾温度。制冷剂可以是或可以包括氨、二氧化硫、丙烷或另一种制冷剂。吸收剂可以是或可以包括盐溶液或其他合适的吸收剂。冷却子系统404可以被构造成加热循环的流体以引起制冷剂的蒸发。例如,在流体包括制冷剂-吸收剂混合物的情况下,冷却子系统404可以构造成通过使制冷剂蒸发而加热混合物以分离两种流体。
在冷却子系统404中,制冷剂-吸收剂混合物可以作为液体被引导经过发生器408,在该处,该制冷剂-吸收剂混合物可被加热。发生器408可以构造成将制冷剂与吸收剂分离。例如,发生器408可以是流体至流体热交换器,其中,来自流体加热设备402的经加热的流体可以经过发生器以加热液态制冷剂-吸收剂混合物。发生器408可以加热制冷剂-吸收剂混合物,直到其达到或超过制冷剂的沸腾温度为止,从而使得制冷剂或其一部分从该混合物中蒸发出来。在发生器408处与制冷剂分离之后,液态吸收剂可被引导到吸收器418。蒸发的制冷剂可以被引导到冷凝器412,在该处,该蒸发的制冷剂可损失热量至环境并重新转化为液体。液态制冷剂可以经过节流阀414,这可能导致压力下降。压力的降低可能使得全部或部分制冷剂闪蒸,这可能降低流体的温度。在相对较低的压力下,冷却的液态制冷剂可进入蒸发器416,在该处,该冷却的液态制冷剂可从周围空气中吸收并移除热量。制冷剂可在蒸发器416中转变成蒸汽。在一些实施例中,蒸发器416本身可以是或可以包括待被冷却子系统404冷却的区域。例如,蒸发器416可以是或可以包括食物存储器或其他存储容器或区域。在其他实施例中,蒸发器416可被构造成例如经由一个或多个盘管将蒸发的制冷剂引导经过、围绕或靠近待冷却的空间或物体,比如居住空间或其他环境或物体。在离开蒸发器416时,蒸发的制冷剂可以被引导到吸收器418,在该处,该蒸发的制冷剂可以作为液体被吸收剂重新吸收。可以将重新组合的液态制冷剂-吸收剂混合物引导回到发生器408以重复分离和冷却过程。在一些实施例中,热交换器420可以可流动地布置在发生器408与吸收器418之间。在与制冷剂分离之后,吸收剂(仍可能从发生器408加热的吸收剂)可以在到达吸收器418之前从发生器引导经过热交换器420。此外,制冷剂-吸收剂混合物可以在到达发生器408之前从吸收器418被引导通过热交换器。以这种方式,制冷剂-吸收剂混合物可以在到达发生器408之前由被经加热的吸收剂预加热。
在一些实施例中,本公开的流体加热设备可以更整体地结合到冷却子系统中,使得经过冷却系统的流体(或混合物)本身可以经由流体加热设备来加热。如例如在图5中所示,流体加热设备502可以集成于本公开的冷却子系统504。流体加热设备502可以是总体上如上所述的基于太阳能的系统。冷却子系统504可以具有冷凝器512、节流阀514、蒸发器516、吸收器518和热交换器520,它们可以类似于以上关于图4论述的那些进行操作。然而,应当理解,在图5的实施例中,流体加热设备502可以代替或用作发生器以加热并且因而分离制冷剂-吸收剂混合物。以这种方式,液态制冷剂-吸收剂混合物可以经过流体加热设备502进行加热。可以加热混合物直到其达到或超过制冷剂的沸腾温度为止。在一些实施例中,混合物可以多次循环经过流体加热设备502,直到其达到或超过期望的温度或温度范围为止。在达到或超过制冷剂的沸腾温度时,制冷剂可蒸发并经过冷凝器512、节流阀514、蒸发器516和吸收器618,如关于图4所描述的那样。液态吸收剂可以可选地经过热交换器520而行进至吸收器518。在吸收器518中,制冷剂可被吸收剂作为液体吸收,并且可将混合物引导回到流体加热设备502(可选地经过热交换器520),以重复分离和冷却过程。这样,流体加热设备502和冷却子系统504可一起形成单个闭环系统。
尽管已经示出并描述了特定的冷却系统,但是在其他实施例中可以使用其他冷却系统。
如上所述,在一些实施例中,本公开的系统可提供除了冷却子系统之外或替代该冷却子系统的加热子系统。例如,图6示出了与加热子系统604结合的流体加热设备602的一个实施例。流体加热设备602可以是总体上如上所述的基于太阳能的流体加热设备。加热子系统604总体上可以构造成将经加热的液体引导经过、围绕或接近待加热的区域或物体。例如,在一些实施例中,加热子系统604可包括在其中存储水(或另一种液体)的热水罐606。管或管道(Tubing or piping)可以经过或围绕热水罐606盘绕,使得来自流体加热设备602的经加热的流体可以被引导经过或围绕热水罐。来自经加热的流体的热量可以被传递到被存储在热水罐606中的水中,从而增加其温度。在一些实施例中,来自流体加热设备602的经加热的流体可以循环经过热水罐606,直到存储在其中的水达到期望的温度或温度范围为止。
图7和图8示出了根据一个或多个实施例的储罐700,其可以是热水罐。储罐700可具有被构造成用于存储期望的水量或另一种流体的量或材料的量的任何合适的尺寸和形状。储罐700可以由任何合适的材料构造,并且在一些实施例中可以被隔离以容纳例如经加热的流体。储罐700可具有用于被存储在其中的水或其他流体或材料的入口端口702和出口端口704。罐700可附加地具有入口端口706和出口端口708,可以引导来自流体加热设备的经加热的流体经过该入口端口706和出口端口708。如图8中所示,可以以一种或多种盘绕构造布置的管或管道710可以布置在储罐700内。管道710可以可流动地布置在入口706与出口708之间,并且可以构造成将来自流体加热设备的经加热的流体运送经过储罐700。管道710总体上可以布置成横跨整个储罐分布来自加热流体的热量。例如,如图8中所示,管道710可以布置成盘管形状,其在储罐700的第一端与第二端之间延伸,并且在盘管的各圈或各环之间具有相对均匀的间隔。在其他实施例中,管道710可以布置成为不同的构造。在其他实施例中,管道710可以围绕储罐的外壁布置,或者在内壁与外壁之间布置。在其他实施例中,管道710例如可以布置在储罐的上方或下方,或者总体上在储罐的第一端处或附近。也可以采用其他管道构造。
在一些实施例中,一个或多个温度传感器可以被构造成检测与加热子系统有关的温度。例如,温度传感器712可以布置在储罐700上或布置在其中。温度传感器712可以构造成检测储罐700内的水或其他材料的温度。以这种方式,温度传感器712可有助于确定存储在储罐700内的水或其他材料何时已经达到期望的温度或温度范围。在一些实施例中,可以有超过一个的温度传感器布置在储罐700内或附近,使得可以在多个位置确定储罐内的温度。在其他实施例中,其他或附加的温度传感器可以用不同的构造布置。温度传感器712可以是有线的或无线的。在一些实施例中,传输器714可以构造成将感测到的温度数据发送到控制器。
返回参考图6的系统600,在一些实施例中,控制阀608可用于根据期望或需要将经加热的流体从流体加热设备602可操作地引导到热水罐606。例如,控制阀608可具有第一位置,该第一位置可关闭或限制至加热子系统的流604。在阀608处于第一位置的情况下,流体加热设备602的经加热的流体可以经过流体加热设备再循环返回,以进行继续加热或再加热。另外,控制阀608可具有第二位置,该第二位置可开启至加热子系统的流604。在阀608处于打开位置的情况下,来自流体加热设备602的全部或一部分经加热的流体可以被引导到加热子系统604以加热储罐或其他仓室、空间或物体。
在一些实施例中,本公开的系统可具有一个或多个冷却子系统和/或一个或多个加热子系统。例如转到图9,示出了具有流体加热设备902、冷却子系统904和加热子系统906的系统900。子系统902、904、906中的每一个可以类似于以上论述的那些。在一些实施例中,控制阀908可以构造成将来自流体加热设备902的经加热的流体引导到冷却子系统904和加热子系统906中的每一个。例如,控制阀908可具有第一位置和第二位置,该第一位置可将来自流体加热设备902的经加热的流体引导到冷却子系统904,该第二位置可将来自流体加热设备的经加热的流体引导到加热子系统906。在一些实施例中,控制阀908可以可操作地将来自流体加热设备902的经加热的流体同时引导到冷却子系统904和加热子系统906中的每一个。随着经加热的流体离开冷却子系统904和加热子系统906中的每一个,其可以循环返回到流体加热设备902以进行重新加热。
另外,如以上关于图5所描述的,在一些实施例中,流体加热设备可作为或代替冷却子系统的发生器来操作。在这方面,图10示出了系统1000,其具有流体加热设备1002、冷却子系统1004和加热子系统1006,其中,流体加热设备作为冷却子系统的发生器而整体地并入。这样,可以通过循环经过经加热的流体子系统1002来加热与吸收剂流体结合的制冷剂流体。控制阀1008可以可操作地将经加热的流体引导到冷却子系统1004和/或引导到加热子系统1006。在一些实施例中,被引导到加热子系统1006的经加热的流体可包括吸收器、或者可包括吸收器-制冷剂混合物。
如上所述,一个或多个温度传感器可以被构造成感测与加热子系统有关的温度。另外,一个或多个温度传感器可以被构造成感测与冷却子系统有关的温度。例如,如图11中所示,温度传感器1102可以布置在区域或仓室1104内,该区域或仓室1104通过在冷却子系统1108的蒸发器1106中蒸发制冷剂而被冷却。温度传感器1102可以是有线的或无线的传感器。在一些实施例中,如关于图6所描述的,传输器可以构造成将所感测的温度数据发送到控制器。另外,温度传感器可以布置在整个加热子系统和/或冷却子系统的其他位置。例如,温度传感器可以构造成在进入热力子系统之前或之后感测经加热的流体在其离开流体加热设备时的温度。其他传感器可以构造成感测冷却子系统内的制冷剂流体和/或吸收剂流体的温度。例如,温度传感器可以构造成确定在制冷剂进入吸收器时制冷剂流体温度。另一个温度传感器可以构造成在混合物离开吸收器时测量制冷剂-吸收器的温度。其他温度传感器可以布置在整个冷却子系统和/或加热子系统中的合适的位置。另外,在整个本公开的系统中,诸如流量传感器或压力传感器之类的其他传感器可以布置在合适的位置。布置在整个系统的任何上述位置或其他位置的流量和/或压力传感器可以提供对系统的附加监测和控制。
本公开的系统总体上可以构造成根据需要或期望来操作加热和/或冷却操作。可以基于感测的条件、预定设置和/或用户输入来控制这种加热和冷却操作。在一些实施例中,控制器、处理器或其他计算设备可以构造成用于监测和/或控制加热和冷却系统操作。现在转到图12,图12示出了根据一个或多个实施例的本公开的加热和冷却系统1200。系统1200总体上可包括控制器1202、冷却子系统温度传感器1204、加热子系统温度传感器1206、控制阀1208、数据库1210和用户设备1212。系统1200的各种设备可以用有线或无线网络1214来通信。
阀1208可以是类似于以上关于图9和图10论述的阀。阀1208可构造成将来自流体加热设备的经加热的流体引导到冷却子系统和/或加热子系统。在一些实施例中,阀1208可以是机电阀。在一些实施例中,系统1200可具有多于一个阀1208。例如,第一阀可以控制至冷却子系统的流,而第二阀可以控制至加热子系统的流。在其他实施例中,多个阀可以布置在整个流体加热设备、冷却子系统和加热子系统的不同点位处。除了阀1208之外或作为其替代,在一些实施例中,系统1200可具有一个或多个泵,这些泵诸如用于将来自流体加热设备的经加热的流体引导到冷却子系统和/或加热子系统。这些泵可以用来将流体引导到或引导经过期望的循环路径。在一些实施例中,(这些)泵可以与一个或多个阀结合使用。在其他实施例中,可以在不需要阀的情况下使用(这些)泵,使得可以通过选择性地操作(这些)泵来引导流。
温度传感器1204、1206可以构造成感测温度状况并将所感测的温度状况传输到控制器1202。例如,冷却子系统温度传感器1204可以布置在冷却子系统之内或附近,比如布置在被冷却子系统的制冷剂流体冷却的仓室、区域或物体之内或之上。在一些实施例中,系统1200可具有多于一个的冷却温度传感器1204,该冷却温度传感器1204布置在由子系统冷却的区域或物体之内或之上。类似地,加热子系统温度传感器1206可以布置在加热子系统之内或附近,比如布置在被经过加热子系统的经加热的流体加热的仓室、区域或物体之内或之上。在一些实施例中,系统1200可具有多于一个的加热温度传感器1206,该加热温度传感器1206布置在由子系统加热的区域或物体之内或之上。在一些实施例中,系统1200也可具有其他传感器,比如流量传感器和压力传感器,以用于监测和/或控制系统中的经加热的流体和/或其他流体的流量。温度传感器、流量传感器、压力传感器和/或其他传感器可以操作以连续地、间歇地、间隔地或按需地感测和/或传输所感测的状况。
控制器1202可包括硬件和/或软件,用于基于所感测的温度状况、预定设置和/或用户输入来控制阀1208(和/或一个或多个流体泵)。例如,控制器1202可以程控为或以其他方式构造为使得当温度传感器1204、1206指示温度在期望范围或预定范围之外时,控制器可操作阀1208以引导或重新引导来自流体加热设备的经加热的流体。作为更具体的示例,可以预先确定的是,应当经由冷却子系统将仓室冷却到60华氏度的温度。如果冷却子系统温度传感器1204指示为仓室内的温度升高到高于60华氏度,则控制器1202可操作阀1208以将经加热的流体输送到冷却子系统,从而操作冷却子系统以降低仓室的温度。一旦仓室的温度达到或下降到期望的60华氏度之下,则控制器1202就可以操作阀1208以停止将经加热的流体引导到冷却子系统,或者将经加热的流体重新引导到他处,比如重新引导到另一个子系统。作为另一个具体的示例,可以预先确定的是,应当经由加热子系统将仓室加热到90华氏度的温度。如果加热子系统温度传感器1206指示仓室内的温度下降到90华氏度以下,则控制器1202可操作阀1208以将经加热的流体输送到加热子系统,从而升高仓室的温度。一旦仓室的温度达到或超过期望的90华氏度,则控制器1202就可以操作阀1208以停止将经加热的流体引导到加热子系统,或者将经加热的流体重新引导到他处。在一些实施例中,控制器1202可以布置成机载在流体加热设备上。在其他实施例中,控制器1202可以远程布置。
在一些实施例中,控制器1202可以是操作流体加热设备的同一控制器。换言之,如以上关于图2所描述的,一个或多个控制器可通过如下方式来操作流体加热设备,即,跟踪并引导太阳能收集系统朝向太阳,并且控制经过该设备的流体流以按需要加热流体。
在一些实施例中,控制器1202可以通过或可以至少部分地通过用户输入来操作。例如,用户可为加热子系统和/或冷却子系统设定期望的温度或温度范围。在一些实施例中,用户可按需求设定或改变期望的温度或范围,以基本上实时或几乎实时地操作阀1208。
用户设备1212可提供用户界面,用户可通过该用户界面与系统1200进行交互。例如,用户设备1212可以构造成接收用于控制阀1208的用户输入。另外,用户设备1212可允许用户访问(access)当前或历史的所感测数据、当前或历史的阀的操作或位置和/或当前或历史的温度设定或其他用户输入。在一些实施例中,用户设备1212可以是或可以包括台式计算机、笔记本计算机或平板计算机。在其他实施例中,用户设备1212可以是或可以包括智能电话或其他数字设备。用户设备1212可提供用户界面,该用户界面可包括存储在用户设备上的一个或多个软件程序或应用程序。替代地,可以通过可用诸如因特网之类的网络访问的一个或多个网站来提供用户界面。在一些实施例中,多个用户设备1212可以用于操作或访问系统1200。
数据库1210可以包一个或多个本地或远程数据存储设备。数据库1210可以构造成存储历史的所感测的数据。另外,数据库1210可以构造成存储用于控制阀1208的指令,比如针对每个子系统的温度或温度范围的用户输入。数据库1210可附加地存储与历史的阀操作有关的数据。
在使用中,本公开的系统和设备可操作成提供独立的加热和/或冷却操作。如上所述,来自流体加热设备的经加热的流体可以被引导到加热子系统,在该加热子系统处,经加热的流体可以被引导经过管道以用于加热仓室、环境或物体。附加地或替代地,来自流体加热设备的经加热的流体可以被引导到冷却子系统,在该冷却子系统处,来自经加热的流体的热量可以用于操作或启动冷却过程。例如,来自经加热的流体的热量可以用于通过使制冷剂达到其沸腾温度而将该制冷剂与吸收器分离。冷却子系统可以操作成冷却仓室、环境或物体。在一些实施例中,本公开的流体加热设备可以操作比如用于加热和/或冷却不同仓室的多个加热子系统和/或多个冷却子系统。一旦用户为每个子系统选择或设定了期望的温度或温度范围,该系统就可以自主运行来根据需要引导经加热的流体,从而维持每个子系统的期望的温度或范围。在一些实施例中,子系统可以同时操作,而在其他实施例中,子系统可以择一地操作。
在一些实施例中,本公开的系统可以使某些子系统优先于其他子系统(即相对于其他子系统优先处理某些子系统)。例如,如果两个子系统内的温度落在每个子系统的期望温度或范围之外,则用于系统的控制器可将两个子系统之一的操作优先于另一个子系统的操作。类似地,如果没有足够的经加热的流体来满足一个或多个子系统的需求,则控制器可以优先处理各种操作。在一些实施例中,可以基于维持或达到每个子系统的期望温度或范围所需的时间和/或能量的量来确定各子系统的优先级。在一些实施例中,用户可选择或确定哪些子系统要优先于其他子系统。作为具体示例,在将药品存储在冷藏室中的情况下,用户可指定的是,对该冷藏室的冷却操作应优先于其他子系统操作。在其他实施例中,系统可确定或者用户可选择应当被引导至每个子系统的操作的一部分经加热的流体。例如,用户可以选择的是,应当将至少50%的经加热的流体引导到特定子系统,而剩余的经加热的流体应当在其他子系统之间划分。流量、压力和温度传感器可有助于确定在特定时间是否需要确定优先处理。以这种方式,用户可指定用于控制系统的各种规则。例如,在测量了特定的温度、压力和/或流量的情况下,用户可指定要遵循的特定优先级程序。在由流体加热设备引导的太阳能中断的情况下,优先处理的程序或指定可能特别有益。例如,在夜晚或阴天或低光照条件期间,太阳能可能不足以满足各种热力子系统的需求。优先处理程序可以用来帮助将经加热的流体引导到最需要它或它效益最大的地方。
应当理解,本公开的系统可以允许对用于操作各种热力子系统的经加热的流体进行温度控制。在一些实施例中,一些热力子系统可能需要或受益于被加热到特定温度或范围的流体,而其他子系统可能需要或受益于被加热到另一不同温度或范围的流体。因此,可以操作流体加热设备以控制引导到每个热力子系统的经加热的流体的温度。可以通过使用一个或多个阀来执行该控制,该阀沿着流体加热设备的流动路径布置,比如是温度控制阀或数字控制阀。在题为“用于流体加热系统的控制阀组件(Control Valve Assembly for aFluid Heating System)”的美国非临时申请第14/954,318号中附加地描述了这种温度控制阀,该文献先前通过引用并入本文。另外,控制器可以构造成一旦达到或接近特定温度,就将太阳能加热设备引导远离太阳。通过温度控制阀或数字控制阀的使用以及根据需要重新引导流体加热设备的能力,可以针对不同的热力子系统优化离开流体加热设备的流体的温度。
在一些实施例中,一个或多个子系统可以具有阈值温度,在该阈值温度之下,由流体加热设备提供的经加热的流体可能是无效的(ineffective)。例如,对于冷却子系统,阈值温度可以是循环通过冷却子系统的制冷剂的沸腾温度。为了蒸发制冷剂,为向冷却子系统供能而提供的经加热的流体可能需要达到至少该阈值温度。因此,如果确定的是离开流体加热设备的经加热的流体低于该阈值温度,则可以将该流体引导离开冷却子系统,并且将该流体重新定向到可以更高效或更有效地使用该流体的地方。以这种方式,可以基于在冷却子系统内循环的特定制冷剂或其他流体来确定冷却子系统的阈值温度。
类似地,对于加热子系统,比如以上参照图7和图8描述的储罐,可以基于储罐内的当前温度来确定阈值温度。例如,如果储罐中的当前温度低于离开流体加热设备的经加热的流体的温度,则离开流体加热设备的流体可能适合于加热储罐中的材料。换言之,在任何给定时间,加热子系统的阈值温度可以高于加热子系统的当前温度。如果确定的是离开流体加热设备的经加热的流体处于或低于加热子系统的当前温度,则可以将该流体引导离开加热子系统,并且将该流体重新定向到可以更高效或更有效地使用该流体的地方。
本公开的系统可自动操作以监测阈值温度和流体加热设备温度,从而确定要向何处高效地或有效地引导经加热的流体。在流体加热被中断或限制的情况下(即,在阳光弱或无阳光的时段),这可能是特别有益的。
在一些实施例中,除了流体加热设备之外或替代于流体加热设备,本公开的系统可包含一个或多个加热源。例如,电加热设备可允许系统在如下情况下运行,即,在夜晚、多云天气期间或上述流体加热设备以其他方式不能收集足够的太阳能来满足系统需求时。在一些实施例中,太阳能电力设备可以用于收集太阳能,该太阳能可以作为电能存储以便为加热器和/或系统的其他部件供能。当不存在足够的阳光以满足系统的流体加热需求时,比如在夜晚、阴天或高峰需求时间期间,这种附加地加热源可能特别有利于继续为本公开的系统供能。
例如转到图13,图13示出了太阳能电力设备1302,该太阳能电力设备1302与流体加热设备1304结合用于提供热量,以为一个或多个热力子系统1306供能。太阳能电力设备1304可以通过一个或多个太阳能板收集太阳能。所收集的太阳能可以存储在比如一个或多个电池中。然后,当需要时,可以使用存储的电池电能为诸如电阻加热器之类的加热器供能,以加热或协助加热系统流体。作为具体示例,太阳能电力设备1302可在白天期间收集并存储太阳能,而流体加热设备1304操作成将经加热的流体提供给一个或多个热力子系统1306。在夜晚,或者当在其他情况下太阳光不足以将循环的流体加热到一个或多个阈值温度时,由太阳能电力设备1302收集的存储的能量可以用来经由电加热器将经加热的流体提供至一个或多个热力子系统1306。作为另一示例,来自太阳能电力设备1302的收集和/或存储的能量可以用于在需求高峰期间补充加热。另外,在一些实施例中,由太阳能电力设备1302收集和/或存储的能量可以用于向系统的其他部件供能。例如,存储的电池电力可以用来为系统的其他电气和机电部件供能,电气和机电部件比如是控制器、数字阀、泵和/或以上关于图12论述的其他部件。
应当理解,本公开的系统可以有能力和/或特别地构造成用于离网或微电网。以这种方式,本文描述的系统可以自我维持,而不需要电网或其他外部能源。例如,并且如上所述的,可以通过由太阳能加热设备引导的太阳能来加热循环到冷却子系统和/或加热子系统的经加热的流体。另外,可以根据需要使用太阳能电力设备为电加热器供能以得到补充或替代的热量。太阳能电力设备可附加地用于为其他系统部件和控件供能。这种离网或微电网操作在世界上的偏远地区或在其他能源可能相对不可用或不可及的失去电力、灾难性事件、战争或其他情况下可能特别有益。
例如,图14示出了系统1400的一个实施例,其中,流体加热设备1402和太阳能电力设备1404结合使用来为一个或多个热力子系统供能,一个或多个热力子系统比如是冷却子系统1406和加热子系统1408。如上所述,流体加热设备1402可使用太阳能热的热量来加热流体1405。通过使用一个或多个泵1410和一个或多个阀1412,流体加热设备1402可使流体1405循环以便可操作地为热力子系统1406、1408中的每一个供能。另外,太阳能电力设备1404可收集太阳能电力并将其存储在电池组1414中。当需要时,存储在电池组1414中的能量可用于经由一个或多个加热器1416对循环流体1405添加额外的热量。如上所述,由太阳能电力设备1404收集的能量可附加地或替代地用于向系统的其他电气部件供能,电气部件包括控制器、阀、泵和/或其他部件。此外,在冷却子系统1406包括基于压缩的冷却系统的情况下,由太阳能电力设备1404收集的和/或存储在电池组1414中的能量可以用于对压缩机供能。
图15示出了系统1500的示例,其中,流体加热设备1502和三个太阳能电力设备1504a、1504b、1504c结合使用来对一个或多个热力子系统1506供能。应当理解,可以添加更多或更少的流体加热设备1502、太阳能电力设备1504和/或其他加热设备或能量设备。
为了本公开的目的,本文中描述的任何系统可包括可操作成计算、运算、确定、分类、处理、传输、接收、收取、产生、切换、存储、显示、通信、表示、检测、记录、复制、处置或利用用于商业、科学、控制或其他目的的任何形式的信息、情报或数据的任何工具或工具的集合。例如,系统或其任何部分可为微型计算机、大型计算机、个人计算机(例如,台式机或笔记本)、平板计算机、嵌入式计算机、移动设备(例如,个人数字式助理(PDA)或智能电话)或其他手持式计算设备、服务器(例如,刀片式服务器或机架式服务器)、网络存储设备、或任何其他合适的设备或设备的组合,且其尺寸、形状、性能、功能和价格可变化。系统可包括易失性存储器(例如,随机存取存储器(RAM))、一个或多个处理源(比如中央处理单元(CPU)或硬件或软件控制逻辑)、ROM(只读存储器)和/或其他类型的非易失性存储器(例如,EPROM、EEPROM等)。基本输入/输出系统(BIOS)可以存储在非易失性存储器(例如,ROM)中,并且可包括有助于在系统内各部件之间进行数据和信号的通信的基本例程。易失性存储器可附加地包括高速RAM,比如用于缓存数据的静态RAM。
系统的附加部件可包括一个或多个磁盘驱动器或一个或多个大容量存储设备、用于与外部设备通信的一个或多个网络端口以及各种输入和输出(I/O)设备,比如数字和模拟通用目的I/O、键盘、鼠标、触摸屏和/或视频显示器。大容量存储设备可包括但不限于:硬盘驱动器、软盘驱动器、CD-ROM驱动器、智能驱动器、闪存驱动器或其他类型的非易失性数据存储器、多个存储设备、存储子系统或各存储设备的任意组合。可以提供用于与大容量存储设备(例如,存储子系统)对接的存储接口。存储接口可包括任何合适的接口技术、比如EIDE、ATA、SATA和IEEE 1394。系统可包括用于与系统交互的被称作用户界面的内容,其可总体上包括显示器、鼠标或其他光标控制设备、键盘、按钮、触摸板、触摸屏、触控笔、远程控制器(比如红外遥控器)、话筒、照相机、录像机、动作识别系统(例如,眼睛移动、头部移动等)、扬声器、LED(发光二极管)、灯光、操纵杆、游戏手柄、开关、蜂鸣器、铃和/或其他用户输入/输出设备,用于与一个或多个用户通信或用于将信息输入系统中。用于与系统交互的这些和其他设备可以经由系统总线通过I/O设备接口连接到系统,但也可以通过其他接口连接,其他接口比如是并行端口、IEEE 1394串行端口、游戏端口、USB端口、IR接口等。输出设备可包括用于向用户呈现信息的任何类型的设备,包括但不限于:计算机显示器、扁屏显示器或其他视觉显示器、打印机和/或扬声器或用于提供呈音频形式的信息的任何其他设备(比如电话)、多个输出设备或各输出设备的任何组合。
系统还可包括可操作成在各硬件部件之间传输消息的一个或多个总线。系统总线可以是若干种类型的总线结构中的任一种,其可以使用各种市售的总线架构中的任一种进一步互连至例如存储器总线(带有或不带有内存控制器)和/或外围总线(例如,PCI、PCIe、AGP、LPC、I2C、SPI、USB等)。
一个或多个程序或应用程序(比如网页浏览器)和/或其他可执行应用程序可存储在系统数据存储设备中的一个或多个中。通常,程序可包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、方法、数据结构、其他软件部件等。程序或应用程序可在处理器的执行期间部分地或全部地被载入主存储器或处理器中。一个或多个处理器可执行应用程序或程序,以运行本公开的系统或方法,或其作为存储在存储器中或从因特网或其他网络接收的可执行程序或程序代码的一部分。可使用任何商用或免费网页浏览器软件,或使用能够从网络收取内容并显示页面或屏幕的其他应用程序。在一些实施例中,可使用定制的应用程序来访问、显示和更新信息。用户可使用上述输入或输出设备中的任何一个或多个与系统、程序以及存储在其上或可由其访问的数据进行交互。
本公开的系统可以使用经由有线和/或无线通信子系统至一个或多个网络和/或其他计算机的逻辑连接而在联网环境中操作。其他计算机可以包括但不限于工作站、服务器、路由器、个人计算机、基于微处理器的娱乐设施、对等设备或其他公共网络节点,并且通常可以包括许多或所有上述元素。逻辑连接可包括到局域网(LAN)、广域网(WAN)、热点、全球通信网络(比如因特网)等的有线和/或无线连接。该系统可操作成例如使用诸如IEEE802.xx系列标准之类的无线电技术与有线和/或无线设备或其他处理实体通信,并且至少包括Wi-Fi(无线保真)、WiMax和蓝牙无线技术可以经由如常规网络那样的预定结构进行通信,或者经由至少两个设备之间的自组织通信进行通信。
如本文所论述的,本公开的硬件和软件部件可以是单个计算机、服务器、控制器或消息标志的整体部分,或者可以是计算机网络的相连接的各部分。硬件和软件部件可以位于单个位置,或者在其他实施例中,硬件和软件部件的各部分可以分开位于多个位置并直接连接或通过全球计算机信息网络(比如因特网)连接。因此,可以在某些任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行的分布式计算环境中实践本公开的各种实施例的各方面。在这样的分布式计算环境中,程序模块可以位于本地和/或位于远程存储系统和/或存储器系统中。
如本领域技术人员将理解的,本公开的各种实施例中可作为方法(例如包括计算机实施的过程、商业过程和/或任何其他过程)、装置(例如包括系统、机器、设备、计算机程序产品等等)或前述的组合来实施。由此,本公开的实施例可呈完全硬件的实施例、完全软件的实施例(包括固件、中间软件、微代码、硬件描述语言等)、或结合了硬件和软件方面的实施例的形式。此外,本公开的实施例可呈计算机可读介质或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式,在介质中实施有计算机可执行程序代码,它们定义了本文中所描述的过程或方法。处理器或多个处理器可执行由计算机可执行程序代码限定的必需的任务。用于执行本公开的实施例的操作的计算机可执行程序代码可以诸如Java、Perl、PHP、Visual Basic、Smalltalk、C++等等之类的面向对象的、脚本化或非脚本化的编程语言编写。然而,用于执行本公开的实施例的操作的计算机程序代码还可以诸如C编程语言或相似的编程语言之类的常规的过程化编程语言编写。代码段可代表过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、对象、软件包、类、或指令的任何组合、数据结构或程序声明。代码段可通过传递和/或接收信息、数据、变量、参数或存储器内容而联接至另一代码段或硬件电路。可通过任何合适的手段传递、转递或传输信息、变量、参数、数据等,合适的手段包括内存共享、消息传递、令牌传递、网络传输等。
在本文件的上下文中,计算机可读介质可为可包含、存储、通信或传输用于本文中所公开的系统或与本文中所公开的系统相关的程序的任何介质。可使用任何合适的介质来传输计算机可执行程序代码,合适的介质包括但不限于因特网、光纤电缆、射频(RF)信号或其他无线信号或其他介质。计算机可读介质可为例如但不限于电子的、磁的、光的、电磁的、红外的或半导体的系统、装置或设备。合适的计算机可读介质的更具体的示例包括但不限于:具有一根或多根线缆的电连接件或实体存储介质,比如可携带的计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除的可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光碟只读存储器(CD-ROM)或其他光的或磁的存储设备。计算机可读介质包括计算机可读存储介质但不应与计算机可读存储介质混淆,计算机可读存储介质旨在涵盖所有物理的、非暂时的计算机可读介质或与其相似的实施例。
本公开的各种实施例可在本文中参考方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程示意图和/或框图来描述。所理解的是,流程示意图和/或框图的每个框,和/或流程示意图和/或框图中各框的组合可通过计算机可执行程序代码部段实现。这些计算机可执行程序代码部段可提供至通用目的计算机、专用目的计算机或其他可编程数据处理装置的处理器,以产生特定的机器,使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的代码部段创建用于实现流程图和/或框图的框或多个框中指定的功能/动作的机制。替代地,由计算机程序所实现的步骤或动作可与由操作者或人所实现的步骤或动作结合,以执行本发明的实施例。
另外,尽管流程图或框图可将方法示出为包括顺序步骤,或者将过程示出为具有特定的操作顺序,但本文所示的流程图或框图中的许多步骤或操作可以并行地或并发地执行,应当结合本公开的各种实施例的上下文来阅读流程图和框图。另外,对于一些实施例,流程图或框图中示出的方法步骤或过程操作的顺序可以重新布置。类似地,流程图或框图中示出的方法或过程可以具有未包括在其中的附加步骤或操作,或者可以具有比所示的更少的步骤或操作。此外,方法步骤可对应于方法、函数、过程、子例程、子程序等。
如本文中所使用的,术语“基本上”或“总体上”表示动作、特征、特性、状态、结构、项目或结果的完全或几乎完全的程度或度。例如,“基本上”或“总体上”包含的物件表示物件被完全地包含或几乎完全地包含。离绝对的完全度的精确的可允许的偏离程度在某些情形下可取决于具体的上下文。然而,一般而言,距完全度的接近程度将使得具有像获得绝对全部的完全度那样的大致相同的总体结果。“基本上”或“大致上”可相同地应用于否定含义中,以表示完全或几乎完全没有动作、特征、特性、状态、结构、项目或结果。例如,“基本上没有”或“大致上没有”某元素的元件、组合、实施例或组合物实际上仍然可以包含该元素,只要其总体上没有显著的效果即可。
在以上描述中,已为了说明和描述的目的而提供了本公开的各种实施例。它们并不旨在为穷尽的或用以将本发明限制至所公开的精确形式。考虑到以上教导,可能作出明显的修改或变化。各种实施例被选择和描述,以提供对本发明的原理和它们的实践应用的最佳说明,并使得本领域技术人员能够借助各种修改来利用各种实施例,以适合于所设想的特定用途。所有这些修改和变化都在如由所附权利要求在根据它们合理、合法且公正地享有的幅度被解释时所确定的本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种热力流体系统,包括:
流体加热设备,所述流体加热设备构造成加热循环经过所述流体加热设备的流体;以及
以下子系统中的至少一个子系统:
加热子系统,所述加热子系统构造成通过使来自所述流体加热设备的经加热的流体循环经过所述加热子系统来加热仓室或材料;以及
冷却子系统,所述冷却子系统构造成提供制冷,其中,所述冷却子系统的至少一部分由来自所述流体加热设备的经加热的流体供能。
2.根据权利要求1所述的热力流体系统,其特征在于,所述流体加热设备是太阳能流体加热设备,所述太阳能流体加热设备包括:
太阳能收集系统,所述太阳能收集系统包括:
反射表面,所述反射表面构造成将太阳光聚焦在聚焦轴线上;以及
流体加热管,所述流体加热管沿所述聚焦轴线布置;
流体控制系统,所述流体控制系统包括用于引导流体经过所述太阳能收集系统的一个或多个阀;
支承结构,所述支承结构布置且构造成支承所述太阳能收集系统和所述流体控制系统的至少一部分;以及
跟踪系统,所述跟踪系统构造成用于操纵所述支承结构。
3.根据权利要求1所述的热力流体系统,其特征在于,还包括控制阀,所述控制阀用于将加经热的流体引导到加热子系统和冷却子系统中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的热力流体系统,其特征在于,所述冷却子系统包括吸收式冷却系统。
5.根据权利要求4所述的热力流体系统,其特征在于,所述冷却子系统包括制冷剂-吸收剂流体混合物以及发生器,所述发生器构造成用于将所述制冷剂与所述吸收剂分离。
6.根据权利要求5所述的热力流体系统,其特征在于,所述发生器包括所述流体加热设备,并且其中,循环经过所述流体加热设备的流体包括所述制冷剂-吸收剂流体混合物。
7.根据权利要求1所述的热力流体系统,其特征在于,所述加热子系统包括储罐。
8.根据权利要求7所述的热力流体系统,其特征在于,所述加热子系统包括管道,所述管道构造成将来自所述流体加热设备的经加热的流体运送经过所述储罐以加热所述储罐内部。
9.根据权利要求1所述的热力流体系统,其特征在于,还包括构造成收集并存储太阳能的太阳能电力设备。
10.根据权利要求9所述的热力流体系统,其特征在于,还包括能通过存储的太阳能进行操作的电加热设备。
11.一种用于热力流体加热系统的控制系统,所述控制系统包括:
控制器,所述控制器构造成将来自流体加热设备的经加热的流体流引导到至少一个热力子系统,所述至少一个热力子系统包括以下子系统中的至少一个子系统:
加热子系统,所述加热子系统构造成通过使来自所述流体加热设备的经加热的流体循环经过所述加热子系统来加热仓室或材料;以及
冷却子系统,所述冷却子系统构造成提供制冷,其中,所述冷却子系统的至少一部分由来自所述流体加热设备的经加热的流体供能;
温度传感器,所述温度传感器通过网络而通信地联接到所述控制器,并布置在所述加热子系统和所述冷却子系统中的一个中;以及
控制阀,所述控制阀通过网络通信地联接至所述控制器,所述控制阀能由所述控制器操作,并且构造成控制流向所述加热子系统和所述冷却子系统中的一个的流体流。
12.根据权利要求12所述的控制系统,其特征在于,所述控制器还构造成:
接收关于用于所述加热子系统和所述冷却子系统中的至少一个的期望温度的用户输入;以及
基于所述用户输入和由所述温度传感器感测的温度,操作所述控制阀。
13.根据权利要求12所述的控制系统,其特征在于,所述控制器构造成将来自所述流体加热设备的经加热的流体流引导到至少两个热力子系统,并且其中,当向所述流体加热设备的供能中断时,所述控制器还构造成优先处理第一热力子系统。
14.根据权利要求11所述的控制系统,其特征在于,还包括存储感测的温度数据和用户输入的数据库。
15.根据权利要求11所述的控制系统,其特征在于,还包括用户设备,所述用户设备通过网络可通信地联接至所述控制器,所述用户设备构造成将所述用户输入传输到所述控制器。
16.根据权利要求11所述的控制系统,其特征在于,还包括选自以下传感器中的至少一个附加传感器:温度传感器、流量传感器和压力传感器。
17.根据权利要求16所述的控制系统,其特征在于,所述控制器还构造成基于感测的温度数据、流量数据和/或压力数据中的至少一者来操作所述控制阀。
18.一种加热和冷却的方法,所述方法包括:
引导流体经过流体加热设备以加热所述流体;以及
操作控制阀以将经加热的所述流体引导到以下子系统中的至少一个子系统:
加热子系统,所述加热子系统构造成通过使来自所述流体加热设备的经加热的流体循环经过所述加热子系统来加热仓室或材料;以及
冷却子系统,所述冷却子系统构造成提供制冷,其中,所述冷却子系统的至少一部分由来自所述流体加热设备的经加热的流体供能。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,还包括:接收关于用于所述加热子系统和所述冷却子系统中的至少一个的期望温度的用户输入。
20.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述流体加热设备是太阳能流体加热设备,所述太阳能流体加热设备包括:
太阳能收集系统,所述太阳能收集系统包括:
反射表面,所述反射表面构造成将太阳光聚焦在聚焦轴线上;以及
流体加热管,所述流体加热管沿所述聚焦轴线布置;
流体控制系统,所述流体控制系统包括用于引导流体经过所述太阳能收集系统的一个或多个阀;
支承结构,所述支承结构布置且构造成支承所述太阳能收集系统和所述流体控制系统的至少一部分;以及
跟踪系统,所述跟踪系统构造成用于操纵所述支承结构。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10072851B1 (en) * 2012-09-17 2018-09-11 Tenkiv, Inc. Building-integrated solar energy system
CN109846106A (zh) * 2019-03-20 2019-06-07 五邑大学 制冷服
US20220042703A1 (en) * 2020-08-07 2022-02-10 Mechoshade Systems, Llc Systems and methods for energy savings in buildings
US11762401B2 (en) * 2021-09-14 2023-09-19 Kaitlyn Kelleter Floating solar powered liquid cooling device
CN113864850A (zh) * 2021-11-05 2021-12-31 嘉兴学院 一种相变蓄热防过热地板辐射装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008040028A1 (de) * 2008-06-30 2010-01-07 Fördertechnik & Maschinenbau Thum e.K. Energiewandlungsanlage sowie Verfahren zur Gewinnung, Wandlung, Speicherung und Bereitstellung von Energie an Verbraucher
CN101706180A (zh) * 2009-05-25 2010-05-12 广东志高空调有限公司 一种太阳能复合能源空调热水装置
US20120085831A1 (en) * 2010-10-07 2012-04-12 Energy Eye, Inc. Systems and methods for controlling the temperature of a room based on occupancy
CN103062927A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 江苏振发新能源科技发展有限公司 一种太阳能分布式发电热水联供系统
CN103075822A (zh) * 2012-12-26 2013-05-01 首航节能光热技术股份有限公司 用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统及其控制方法
CN203240783U (zh) * 2013-01-09 2013-10-16 黄鸣 一种太阳能中温槽式集热装置
CN203533960U (zh) * 2013-08-30 2014-04-09 广州科创节能科技服务有限公司 一种太阳能吸收式制冷系统
CN104364587A (zh) * 2012-06-12 2015-02-18 永久太阳能有限公司 太阳能系统
CN205481915U (zh) * 2016-02-02 2016-08-17 大连海洋大学 太阳能供暖、制冷、供生活热水多位一体系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4070870A (en) * 1976-10-04 1978-01-31 Borg-Warner Corporation Heat pump assisted solar powered absorption system
US4269263A (en) * 1978-03-02 1981-05-26 Osaka Gas Kabushiki Kaisha Cooling and heating system utilizing solar heat
US20090293861A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-03 Pvxworks, Llc Solar tracker system and method of making
EP2318775A2 (en) * 2008-07-16 2011-05-11 Sopogy, Inc. Solar thermal energy array and drive
US8125099B2 (en) * 2008-07-28 2012-02-28 Omega Patents, L.L.C. Remote climate control device including electrical ventilation blower for a hybrid vehicle and associated methods
WO2010133688A2 (en) * 2009-05-20 2010-11-25 Csem Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa Recherche Et Développement Mini solar islands for household needs
US20110048502A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-03 Tigo Energy, Inc. Systems and Methods of Photovoltaic Cogeneration
JP5240155B2 (ja) * 2009-10-06 2013-07-17 三菱電機株式会社 実装回路基板
US9459027B2 (en) * 2014-04-22 2016-10-04 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Intermittent absorption refrigeration system
US10208984B2 (en) * 2016-07-12 2019-02-19 King Abdulaziz University Foldable parabolic solar collector

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008040028A1 (de) * 2008-06-30 2010-01-07 Fördertechnik & Maschinenbau Thum e.K. Energiewandlungsanlage sowie Verfahren zur Gewinnung, Wandlung, Speicherung und Bereitstellung von Energie an Verbraucher
CN101706180A (zh) * 2009-05-25 2010-05-12 广东志高空调有限公司 一种太阳能复合能源空调热水装置
US20120085831A1 (en) * 2010-10-07 2012-04-12 Energy Eye, Inc. Systems and methods for controlling the temperature of a room based on occupancy
CN104364587A (zh) * 2012-06-12 2015-02-18 永久太阳能有限公司 太阳能系统
CN103062927A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 江苏振发新能源科技发展有限公司 一种太阳能分布式发电热水联供系统
CN103075822A (zh) * 2012-12-26 2013-05-01 首航节能光热技术股份有限公司 用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统及其控制方法
CN203240783U (zh) * 2013-01-09 2013-10-16 黄鸣 一种太阳能中温槽式集热装置
CN203533960U (zh) * 2013-08-30 2014-04-09 广州科创节能科技服务有限公司 一种太阳能吸收式制冷系统
CN205481915U (zh) * 2016-02-02 2016-08-17 大连海洋大学 太阳能供暖、制冷、供生活热水多位一体系统

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