CN209910192U - 基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，包括：太阳能集热器，其设置于屋外且用于吸收太阳能，以加热循环管内的液体；相变蓄热板，其设置于吊顶上，且包裹一段循环管，以吸收流经包裹段循环管内液体的热量，并对热量进行存储或释放；智能控制系统，其设置与室内墙壁上，智能控制系统用于获取太阳能集热器的集热器工作状态和/或相变蓄热板的蓄热板工作状态，并根据集热器工作状态和/或蓄热板工作状态进行智能控制。本实用新型利用太阳能进行室内温度的调节，从而既降低了取暖成本，也避免了取暖环境造成的环境污染；此外，本实用新型结构精简，易于制造和推广，从而既降低了制造成本，也降低了推广难度系数。

Description

基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶

技术领域

本实用新型涉及太阳能利用技术领域，尤其涉及一种基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶。

背景技术

近年来，整个社会对生态和节能的重视程度越来越高，国家也相继推出一系列的政策和法规来指导节能工作，其中的重点之一就是建筑节能。我国人口众多，居住形式也多种多样，尽管近年来我国的城市化发展一直在以较快的速度进行，多数城市和城镇居民已经进入住宅小区居住，但在广大的农村区域和部分城市区域仍存在数量众多的形式相对简单、能耗水平较高的独立住宅。为了缓解能源问题，国家于2006年颁布了《可再生能源法》，提倡可再生能源的利用，然而这些法规和政策在无论是农村或是城市的独立住宅领域收效甚微，如何改善独立住宅领域的能源结构，增加其中可再生能源的比重是一个值得注意和研究的课题。

可再生能源包括太阳能、风能、水力能、潮汐能等，相对我国而言，对这其中的太阳能的利用具有较大的优势。首先，我国地域广大，气候和环境也多种多样，太阳能没有地域的限制，无论陆地海洋或高山海岛处处皆是，并且可以直接利用，无须开采和运输。其次，太阳能是最清洁的能源之一，在环境问题日益突出的今天，清洁能源极其宝贵。再次，太阳蕴藏的能量巨大，一年内达到地球的太阳能总量折合标准煤约1.892×1016亿吨，可以说是取之不尽用之不竭的。

我国的太阳能资源较为丰富，但利用形式较为单一，尤其是在广大的农村地区和部分城市地区的独立建筑领域，其主要利用途径仍旧是使用太阳能热水器提供生活热水。随着太阳能利用技术与建筑一体化技术的日益完善，太阳能集热器的应用已不仅仅局限于提供生活热水这一单一的功能上，在供暖、制冷、烘干和其他工业应用上也有着很大的利用潜力。

目前，在我国冬天烧柴、烧煤取暖、暖气取暖较为普遍，造成环境污染大，并且取暖成本高，而利用太阳能取暖，尤于其结构复杂，制作成本高，因而太阳能供暖很难推广使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，以解决现有太阳能供暖设备，结构复杂、制作成本高、取暖成本高以及推广难度系数大的技术问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，其包括：

太阳能集热器，其设置于屋外且用于吸收太阳能，以加热循环管内的液体；

相变蓄热板，其设置于吊顶上，且包裹一段循环管，以吸收流经包裹段循环管内液体的热量，并对热量进行存储或释放；

智能控制系统，其设置与室内墙壁上，智能控制系统用于获取太阳能集热器的集热器工作状态和/或相变蓄热板的蓄热板工作状态，并根据集热器工作状态和/或蓄热板工作状态进行智能控制。

作为本实用新型的进一步改进，循环管包括：

热水管，用于从太阳能集热器导出加热后的液体，并将加热后的液体导入相变蓄热板；

相变盘管，其一端与热水管连通，相变盘管包裹至相变蓄热板内；

回水管，其与相变盘管的另一端连通，并将吸热后的液体回流至太阳能集热器。

作为本实用新型的进一步改进，相变盘管包括：

进水管，其与热水管连通，且用于从热水管导入加热后的液体；

多根传输管，每一根传输管一端与进水管连通；

出水管，其分别与每一根传输管另一端连通，且用于导出吸热后的液体至回水管。

作为本实用新型的进一步改进，传输管为“一”字型管状结构或“S”字型管状结构。

作为本实用新型的进一步改进，相变盘管为迂回式管状结构，其一端与热水管连通，另一端与回水管连通。

作为本实用新型的进一步改进，相变蓄热板包括：

空心板，其包括一容置腔，相变盘管穿插至容置腔内；

相变复合材料，其填充至容置腔内且包裹相变盘管。

作为本实用新型的进一步改进，空心板包括PE空心板、PP空心板或金属空心板。

作为本实用新型的进一步改进，智能控制系统包括：

触屏显示设备，用于接收用户输入的设定温度需求；

温度传感器，用于检测室内当前温度；

电辅热设备，用于对相变复合材料进行加热处理；

处理器，其分别与温度传感器、电辅热设备、触屏显示设备连接，处理器接收到室内当前温度时，判断室内当前温度是否满足设定温度需求，若不满足，则控制电辅热设备进入工作状态，直至检测到的室内温度达到设定温度需求。

作为本实用新型的进一步改进，智能控制系统还包括：

时间模块，用于获取当前时间信息；

处理器与时间模块连接，处理器还用于判断当前时间信息是否在预设用电低谷时间段内，若在预设用电低谷时间段内，则控制电辅热设备进入工作状态。

作为本实用新型的进一步改进，智能控制系统还包括：

流量控制器，用于获取相变复合材料的流动性变化信息；

处理器与流量控制器连接，处理器还用于根据流动性变化信息判断是否满足预设加热条件，若满足，则控制电辅热设备进入工作状态。

作为本实用新型的进一步改进，智能控制系统还包括：

进水控制阀门，其设置于热水管内；

回水控制阀门，其设置于回水管内；

开关，用于获取用户输入的触按信号；

处理器分别与开关、进水控制阀门、回水控制阀门连接，处理器还用于接收到触按信号时，若进水控制阀门和回水控制阀门处于导通状态，则控制进水控制阀门和回水控制阀门从导通状态切换至关闭状态，若进水控制阀门和回水控制阀门处于关闭状态，则控制进水控制阀门和回水控制阀门从关闭状态切换至导通状态。

与现有技术相比，本实用新型的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶利用太阳能进行室内温度的调节，从而既降低了取暖成本，也避免了取暖环境造成的环境污染，此外，智能控制系统降低了系统运行成本，使实际使用环境更加广泛。进一步地，本实用新型只需要设置太阳能集热器、相变蓄热板和智能控制系统，因此，结构精简，易于制造和推广，从而既降低了制造成本，也降低了推广难度系数。

附图说明

图1为本实用新型基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶中相变蓄热板一个实施例的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1-图2展示了本实用新型基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶的一个实施例。在本实施例中，如图1所示，该基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶包括太阳能集热器1、相变蓄热板2和智能控制系统(图中未示出)。

其中，太阳能集热器1设置于屋外且用于吸收太阳能，以加热循环管内的液体。

为了更加吸收太阳能，太阳能集热器1优选设置于屋顶。

参见图2，相变蓄热板2设置于吊顶上，且包裹一段循环管3，以吸收流经包裹段循环管3内液体的热量，并对热量进行存储或释放。

智能控制系统设置与室内墙壁上，智能控制系统用于获取太阳能集热器的集热器工作状态和/或相变蓄热板的蓄热板工作状态，并根据集热器工作状态和 /或蓄热板工作状态进行智能控制。

为了更加详细说明本实用新型的智能控制功能，以如下功能进行示例性说明。

1、根据用户需求开启/关闭

该智能控制系统包括开关、进水控制阀门、回水控制阀门和处理器，该进水控制阀门设置于热水管内，且回水控制阀门设置于该回水管内，该处理器分别与开关、进水控制阀门、回水控制阀门连接。

其中，该开关用于获取用户输入的触按信号，该处理器还用于接收到触按信号时，若进水控制阀门和回水控制阀门处于导通状态，则控制进水控制阀门和回水控制阀门从导通状态切换至关闭状态，若进水控制阀门和回水控制阀门处于关闭状态，则控制进水控制阀门和回水控制阀门从关闭状态切换至导通状态。

具体地，当处于夏季时，无需室内取暖，因此，用户可以触按该开关，以生成关闭指令，该处理器接收到该关闭指令时，关闭该进水控制阀门和回水控制阀门，从而太阳能集热器加热后的液体不会流向相变蓄热板。

需要说明的是，太阳能集热器可以另接一循环管，该循环管用于导入待加热液体，以及导出加热后的液体至室内用水设备(譬如：室内淋浴设备)。

当处理冬季时，需要进行室内取暖，因此，用户可以触按该开关，以生成开启指令，该处理器接收到该开启指令时，开启该进水控制阀门和回水控制阀门，从而太阳能集热器加热后的液体流向相变蓄热板，进而相变蓄热板进入工作状态。

2、依据相变复合材料的变化状态进行自动加热

该智能控制系统包括流量控制器、处理器和电辅热设备，该处理器分别与流程控制器、电辅热设备连接。

其中，该流量控制器用于获取相变复合材料的流动性变化信息；处理器还用于根据流动性变化信息判断是否满足预设加热条件，若满足，则控制电辅热设备进入工作状态。

当环境温度低于一定值时，相变材料由液态凝结为固态，释放热量；当环境温度高于一定值时，相变材料由固态融化为液态，吸收热量，使室内温度相对平衡，可在一定范围内调节室内温度。

因此，本案的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶处于冬季时，需要持续释放热量，以保持室内温度处于设定温度范围以内。

譬如，当本案的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶处于夜晚时，太阳能集热器处于非工作状态，则需要自主加热，此外，即使本案的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶处于白天时，若太阳能集热器提供的热量不够时，则也需要自主加热。

具体地，该流量控制器用于获取相变复合材料的流动性变化信息；处理器还用于根据流动性变化信息判断是否满足预设加热条件，若满足，则控制电辅热设备进入工作状态，直至获取到的流动性变化信息不满足预设加热条件。

需要说明的是，本实施例中的预设加热条件可以为液态凝固为固态的速率不低于预设速率阈值，也可以液态量/固态量的比值不超过预设比例等。

3、在用电低谷时间段自主加热

该智能控制系统包括时间模块、处理器和电辅热设备，该处理器分别与时间模块、电辅热设备连接。

其中，时间模块用于获取当前时间信息；处理器还用于判断当前时间信息是否在预设用电低谷时间段内，若在预设用电低谷时间段内，则控制电辅热设备进入工作状态。

当处于用电低谷时间段时，电价降低，此时，使用电辅热设备对相变复合材料进行加热处理，则可以降低用电成本。

具体地，时间模块用于获取当前时间信息；处理器还用于判断当前时间信息是否在预设用电低谷时间段内，若在预设用电低谷时间段内，则控制电辅热设备进入工作状态，直至相变复合材料完全有固态变为液态，或者，直至超出预设用电低谷时间段。

4、用户自主设定温度以及自主控制室内温度

该智能控制系统包括触屏显示设备、温度传感器、处理器和电辅热设备，该处理器分别与触屏显示设备、温度传感器以及电辅热设备连接。

其中，触屏显示设备用于接收用户输入的设定温度需求；温度传感器用于检测室内当前温度；电辅热设备用于对所述相变复合材料进行加热处理；处理器接收到室内当前温度时，判断室内当前温度是否满足设定温度需求，若不满足，则控制电辅热设备进入工作状态，直至检测到的室内温度达到设定温度需求。

本实施例通过触屏显示设备接收用户输入的设定温度需求，以达到自主设定温度的目的，本实施例通过温度传感器、处理器和电辅热设备的组合使用，达到室内自主调节的目的。

本实施例的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶利用太阳能进行室内温度的调节，从而既降低了取暖成本，也避免了取暖环境造成的环境污染，此外，智能控制系统降低了系统运行成本，使实际使用环境更加广泛。进一步地，本实用新型只需要设置太阳能集热器、相变蓄热板和智能控制系统，因此，结构精简，易于制造和推广，从而既降低了制造成本，也降低了推广难度系数。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图1，该循环管3包括热水管10、相变盘管11和回水管12。

其中，热水管10用于从太阳能集热器1导出加热后的液体，并将加热后的液体导入相变蓄热板2；相变盘管11一端与热水管10连通，相变盘管11包裹至相变蓄热板2内；回水管12与相变盘管11的另一端连通，并将吸热后的液体回流至太阳能集热器1。

本实施例通过循环管3将液体动态传输，利用太阳能对液体进行加热处理，以及通过相变蓄热板2对加热后的液体进行降温处理，从而达到热量进行存储的目的。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图1，相变盘管11包括进水管110、多根传输管111和出水管112。

其中，进水管110与热水管10连通，且用于从热水管10导入加热后的液体；每一根传输管111一端与进水管110连通；出水管112分别与每一根传输管111另一端连通，且用于导出吸热后的液体至回水管12。

本实施例通过一根进水管连接多根传输管111，增加了与相变蓄热板2的接触面层，从而提升了热交换效率。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图1，该传输管111为“一”字型管状结构。为了进一步延长热交换时长，该传输管111还可以为“S”字型管状结构。本实施例通过改变该传输管111的迂回长度，从而延长了热交换时长，进而进一步提升了热交换效率。

需要说明的是，在本实施例中，该传输管111除了“S”字型管状结构，还可以为其他迂回结构，因此，其他迂回管状结构也在本实用新型的保护范围以内。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，相变盘管11为迂回式管状结构，其一端与热水管10连通，另一端与回水管12连通。

本实施例中的相变盘管11可以直接为一迂回式管状结构，进一步延长热交换时长，从而进一步提升了热交换效率。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，相变蓄热板2包括空心板和相变复合材料。

其中，空心板包括一容置腔，相变盘管11穿插至容置腔内；相变复合材料，其填充至容置腔内且包裹相变盘管11。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，空心板包括PE空心板、PP空心板或金属空心板。

以上对实用新型的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本实用新型并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该实用新型进行的等同修改或替代也都在本实用新型的范畴之中，因此，在不脱离本实用新型的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，其特征在于，其包括：

太阳能集热器，其设置于屋外且用于吸收太阳能，以加热循环管内的液体；

相变蓄热板，其设置于吊顶上，且包裹一段循环管，以吸收流经包裹段循环管内液体的热量，并对所述热量进行存储或释放；

智能控制系统，其设置与室内墙壁上，所述智能控制系统用于获取所述太阳能集热器的集热器工作状态和/或所述相变蓄热板的蓄热板工作状态，并根据所述集热器工作状态和/或所述蓄热板工作状态进行智能控制。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，其特征在于，所述循环管包括：

热水管，用于从所述太阳能集热器导出加热后的液体，并将加热后的液体导入所述相变蓄热板；

相变盘管，其一端与所述热水管连通，所述相变盘管包裹至所述相变蓄热板内；

回水管，其与所述相变盘管的另一端连通，并将吸热后的液体回流至所述太阳能集热器。

3.根据权利要求2所述的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，其特征在于，所述相变盘管包括：

进水管，其与所述热水管连通，且用于从所述热水管导入加热后的液体；

多根传输管，每一根传输管一端与所述进水管连通；

出水管，其分别与每一根传输管另一端连通，且用于导出吸热后的液体至所述回水管。

4.根据权利要求3所述的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，其特征在于，所述传输管为“一”字型管状结构或“S”字型管状结构。

5.根据权利要求2所述的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，其特征在于，所述相变盘管为迂回式管状结构，其一端与所述热水管连通，另一端与所述回水管连通。

6.根据权利要求2所述的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，其特征在于，所述相变蓄热板包括：

空心板，其包括一容置腔，所述相变盘管穿插至所述容置腔内；

相变复合材料，其填充至所述容置腔内且包裹所述相变盘管，相变温度在20-50℃；

所述空心板包括PE空心板、PP空心板或金属空心板。

7.根据权利要求6所述的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，其特征在于，所述智能控制系统包括：

触屏显示设备，用于接收用户输入的设定温度需求；

温度传感器，用于检测室内当前温度；

电辅热设备，用于对所述相变复合材料进行加热处理；

处理器，其分别与所述温度传感器、所述电辅热设备、所述触屏显示设备连接，所述处理器接收到所述室内当前温度时，判断所述室内当前温度是否满足所述设定温度需求，若不满足，则控制所述电辅热设备进入工作状态，直至检测到的室内温度达到设定温度需求。

8.根据权利要求7所述的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，其特征在于，所述智能控制系统还包括：

时间模块，用于获取当前时间信息；

所述处理器与所述时间模块连接，所述处理器还用于判断所述当前时间信息是否在预设用电低谷时间段内，若在预设用电低谷时间段内，则控制所述电辅热设备进入工作状态。

9.根据权利要求7所述的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，其特征在于，所述智能控制系统还包括：

流量控制器，用于获取所述相变复合材料的流动性变化信息；

所述处理器与所述流量控制器连接，所述处理器还用于根据所述流动性变化信息判断是否满足预设加热条件，若满足，则控制所述电辅热设备进入工作状态。

10.根据权利要求7所述的基于太阳能的智能调温相变蓄热吊顶，其特征在于，所述智能控制系统还包括：

进水控制阀门，其设置于所述热水管内；

回水控制阀门，其设置于所述回水管内；

开关，用于获取用户输入的触按信号；

所述处理器分别与所述开关、所述进水控制阀门、所述回水控制阀门连接，所述处理器还用于接收到触按信号时，若所述进水控制阀门和所述回水控制阀门处于导通状态，则控制所述进水控制阀门和所述回水控制阀门从所述导通状态切换至关闭状态，若所述进水控制阀门和所述回水控制阀门处于关闭状态，则控制所述进水控制阀门和所述回水控制阀门从所述关闭状态切换至所述导通状态。

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