用于游泳池的太阳能系统的制作方法
【专利说明】用于游泳池的太阳能系统发明领域
[0001]本发明涉及一种包括用于加热水体的太阳能系统的系统、一种太阳能系统、一种用于容纳水体的结构以及一种加热水体的方法。具体地但不排他地，本发明涉及一种用于加热游泳池的系统。
[0002]发明背景
[0003]许多游泳池、尤其是户外的那些游泳池是不加热的，并且因此，在较冷气候中或在一天中的较冷时间期间，在其中游泳是不适宜且不舒适的。为了缓解这个问题，已知的是结合一种加热系统，加热的水通过所述加热系统供应至游泳池。此类加热系统通常包括燃气锅炉或电锅炉以及加热的水从中穿过到达游泳池的管道网络。已知大型水体如游泳池要求大量热量，以便使水温上升至更合意的温度。这是由于水的大比热容以及因游泳池上方的风、主要通过被动且强迫的对流和热量传导穿过游泳池壁而使得热量向外部环境流失的高速率所造成的。因此，包括了燃气锅炉或电锅炉的现有加热系统运行起来可能是非常昂贵的。此外，提供加热的水的此类方法通常要求消耗大量燃料，并且因此并不是特别环境友好的。因此，许多人已努力找出用于加热游泳池的替代热源。
[0004]一种用于游泳池的已知太阳能加热器(如GB2454180中描述的那种)包括用于游泳池的柔性浮力太阳辐射接收片材。所述片材从池边卷筒(poolside reel)上松开，并且铺设到游泳池水表面上。然而，当系统在使用中时，游泳者不能使用游泳池。
[0005]另外一种用于游泳池的已知太阳能加热器包括可浸入式太阳辐射接收面板。为了加热水体，面板放置在水体内，并且通过浮物、重物和系绳的系统来保持在某个深度。然而，当加热器在操作时，游泳者同样不能使用游泳池，因为他们可能会被系绳缠住。
[0006]发明概述
[0007]本发明旨在至少在某种程度上缓解问题和/或至少在某种程度上解决与现有技术相关联的困难。
[0008]根据本发明的第一方面，提供一种用于加热水体的太阳能系统，所述系统包括:太阳辐射接收单元，所述太阳辐射接收单元被配置成接收太阳辐射并且被配置成将所述太阳辐射转换成热能；以及具有变化太阳辐射透射率的阻挡装置，所述阻挡装置被布置在所述太阳辐射接收单元上方，所述阻挡装置被配置成变化地控制可由所述太阳辐射接收单元接收的所述太阳辐射。
[0009]对所述太阳辐射接收单元可接收的太阳辐射的可变控制使太阳能系统能够变化地控制水体被加热至的程度。太阳辐射到热能的直接转换使太阳能系统能够更有效地将热量提供至水体。
[0010]根据本发明的第二方面，提供一种用于加热水体的太阳能系统，所述系统包括:太阳辐射接收单元，所述太阳辐射接收单元被配置成接收太阳辐射并且被配置成将所述太阳辐射转换成电能；以及具有变化太阳辐射透射率的阻挡装置，所述阻挡装置被布置在所述太阳辐射接收单元上方，所述阻挡装置被配置成变化地控制可由所述太阳辐射接收单元接收的所述太阳辐射。
[0011]对所述太阳辐射接收单元可接收的太阳辐射的可变控制使太阳能系统能够变化地控制水体被加热至的程度。太阳辐射能量到电能的转换使收集的能量能够通过常规电力装置来传送至水体、或无限存储供稍后使用。
[0012]任选地，太阳辐射接收单元被配置成吸收热能。以此方式，热量可从太阳辐射接收单元收集和/或传送，例如使用运送导热流体的内部管道网络来收集和/或传送。
[0013]任选地，在本发明的第二方面中，太阳辐射接收单元包括光伏电池。
[0014]光伏电池(其为一种光电电池形式，并且更通常称为太阳能电池)提供了将太阳辐射转换成热能的有效、方便且广为接受的方式。
[0015]任选地，阻挡装置被配置成变化地控制从其中穿过的光的透射率。
[0016]变化地控制光的透射率的能力使传输穿过阻挡装置的太阳辐射的量和因此入射在太阳辐射接收单元上的太阳辐射的量能够得到控制。
[0017]任选地，阻挡装置被形成为静态面板。任选地，阻挡装置的静态面板为大致刚性的。任选地，阻挡装置包含玻璃或塑料层、或大致高太阳辐射透射率的一些其它材料。任选地，阻挡装置在第一状态中大致透明。任选地，阻挡装置为静态的，而从其中穿过的光的透射率被变化地控制。任选地，阻挡装置并不包括移动部分。任选地，阻挡装置相对于在使用中的太阳辐射接收单元保持固定。
[0018]任选地，阻挡装置定位成与太阳辐射接收装置大致共同延伸。
[0019]这个布置使阻挡装置能够大致改变入射在整个太阳辐射接收装置上方的太阳辐射的量。
[0020]任选地，阻挡装置布置成与太阳辐射接收单元间隔开来。
[0021]在操作中，太阳辐射接收单元的温度可增加，并可高于游泳池使用者摸起来舒适的温度。太阳辐射接收单元的温度也可影响阻挡装置的功能和/或使其变暖。阻挡装置与太阳辐射接收单元之间的空间的提供降低辐射接收单元与阻挡装置之间的传热速率，并且因此阻止来自太阳辐射接收单元的热量不利地影响阻挡装置，并且阻止游泳池使用者接触可能处于摸起来不舒适的温度的表面。
[0022]任选地，阻挡装置被配置成是大致刚性的。
[0023]大致刚性面板确保阻挡装置可在常规游泳池内使用，并且能够确保可因它的这种使用而上升的典型负载。任选地，大致刚性面板能够支撑一个人的重量，而不损坏、或显著弯折面板。为了增加静态面板刚性，任选地提供了支撑结构。支撑结构任选地包括以规则间隔分布的静态面板下的支撑构件阵列。
[0024]任选地，阻挡装置被铰接连接成允许在太阳能系统不使用时接达太阳辐射接收单
J L.ο
[0025]铰接连接使阻挡装置能够为维护目的而被移除。任选地，阻挡装置位于铰接附接的支架系统内，阻挡装置可被接收到所述支架系统中，或从支架系统抽出。支架系统任选地包括了平板，被配置成接收和/或约束阻挡装置的多个臂从平板处延伸。
[0026]任选地，阻挡装置被配置成在其中阻挡装置大致透明的状态与其中阻挡装置大致不透明的状态之间转变或可切换。
[0027]因此，阻挡装置可显著地更改入射在下方太阳辐射接收单元上的光的量。阻挡装置也可占有在大致透明与大致不透明之间的一个或多个中间透射率。阻挡装置可在大致透明与大致不透明之间平滑转变，反之亦然。阻挡装置的透射率也可被精确挑选来位于大致透明与大致不透明之间的任何位置处，以便将特定数量的光线提供至太阳辐射接收单元。在阻挡装置不吸收光、但吸收沿电磁光谱的其它位置的太阳辐射的情况下，阻挡装置可配置成在阻挡装置大致抑制或允许太阳辐射的透射的状态之间转变或可切换。因此，阻挡装置可配置成在大致高太阳辐射透射率的状态与大致低太阳辐射透射率的状态之间转变或可切换。
[0028]任选地，阻挡装置包括多个区域，其中每个区域的太阳辐射透射率可单独地控制。
[0029]因此，阻挡装置可被控制以便拥有具有变化太阳辐射透射率的多个区域。这在入射在阻挡装置上的太阳辐射在阻挡装置的一个区域中大于在另一区域中的情况下是有利的。在太阳辐射在一个特定区域强烈的情况下，可能有益的是，使阻挡装置的那个区域变暗，以便阻止太阳辐射接收单元过度曝光。太阳辐射接收单元的恒定总体太阳辐射吸收速率可通过增加其它位置处的阻挡装置的透射率维持。
[0030]任选地，阻挡装置包含电致变色材料。可替代地，可使用因电压或电流被施加或连接至其上而改变透射率的任何材料或结构。此类材料或结构可包括液晶显示器(LCD)。
[0031]电致变色材料使阻挡装置的透射率能够被电力装置改变。
[0032]任选地，电致变色材料被配置成当电压施加至其上时改变其光透射率。
[0033]通过施加电压改变电致变色材料的透射率使透射率能够被电力装置更改并被容易地控制。
[0034]任选地，电致变色材料包括、或为玻璃材料。
[0035]这种材料可更通常称为智能玻璃。包括玻璃材料的电致变色材料使阻挡装置能够以长、薄、平坦且大致刚性的窗格或片材来制造。
[0036]电致变色材料还包括了塑料或一些其它聚合物。任选地，电致变色材料包括聚苯胺、紫罗碱、多金属钨酸盐、氧化钨、或已知拥有电致变色特性的其它此类材料。
[0037]此类电致变色材料作为电致变色屏障是有效的，因为它们可在大致透明状态与大致不透明状态之间变化。
[0038]任选地，所述系统还包括控制装置，所述控制装置被配置成基于预定的参数来自动地控制阻挡装置的太阳辐射透射率。
[0039]自动控制装置使得阻挡装置的太阳辐射透射率能够更频繁且更精确地变化，并且并不要求来自操作者的频繁干预。控制装置可为开环或闭环的。基于预定的参数的控制装置是根据内部环境或外部环境来控制阻挡装置的太阳辐射透射率。预定的参数可为恒定的、或可随时间而变化。此类参数可包括环境外或环境内空气温度、水体温度、太阳辐射强度、一天中或一年中的时间、风速、湿度、或直接或间接指示任何此类参数的某个电压、电流或电阻。
[0040]任选地，预定的参数为温度。
[0041]温度的测量值更直接且更精确地指示另外热量必须供应至水体的程度，并且因此更好指示阻挡装置的、为使水体达到期望温度的最佳光线透射率。温度可为环境空气、水体、阻挡装置、太阳辐射接收单元、或太阳能系统的某个其它部件的温度。
[0042]任选地，所述系统还包括用于测量预定的参数的传感器。
[0043]传感器提供了一种使控制装置能够监测内部状况和外部状况的某个方面并相应地调整阻挡装置的太阳辐射透射率的装置。此类传感器可包括温度计、热电偶、热敏电阻、光化计、湿敏电阻、湿度计、日射强度计、地面辐射强度计、风速计、辐射热测定器、光敏电阻(photoresister)、电流计、电压计、或静电计。
[0044]任选地，传感器无线连接至控制装置。
[0045]无线连接至控制装置的无线传感器使无线传感器能够被定位成距控制装置某个距离，而没有在传感器与控制装置之间延伸的显著长度的电缆。
[0046]任选地，控制装置被配置成无线启用或停用。
[0047]无线启用或停用控制装置使操作者能够定位成距控制装置某个距离。因此，控制装置不必再可容易访问的。控制装置还可更方便地操作，并且并不要求难看且安装起来昂贵的多段电缆。
[0048]任选地，太阳辐射接收单元包括太阳能热水器。太阳辐射接收单元可形成为大致上黑色的主体，太阳辐射入射在其至少一个表面上。
[0049]这种太阳辐射接收单元使太阳辐射能量能够作为热能直接传递至水体。
[0050]任选地，太阳能热水器为主动式系统。这种主动式系统具有传递太阳辐射接收单元吸收的热量的装置。
[0051]有源太阳能热水器能够变化地控制传递至水体和从其中传递走的热量。
[0052]可替代地或另外地，可包括太阳能热水器的太阳辐射接收单元可以无源模式操作，其中太阳辐射接收单元通过传导将吸收的热量传递至与太阳辐射接收单元的表面接触的水体。
[0053]任选地，所述系统还包括用于通过所述太阳辐射接收单元来泵送流体的泵装置。
[0054]因此，流体可用于从太阳辐射接收单