用于游泳池的太阳能系统的制作方法_3

文档序号:8491531阅读:来源:国知局
太阳辐射接收单元泵送至水箱。
[0126]任选地,所述系统还包括用于将热量从太阳辐射接收单元传递至能量存储装置的换热器。
[0127]任选地,换热器流体连接至第一流体回路。
[0128]任选地,能量存储装置流体连接至器具、如淋浴器。
[0129]任选地,所述系统包括流体连接至所述能量存储装置的第二流体回路。
[0130]任选地,第二流体回路与第一流体回路流体隔离。
[0131]任选地,所述系统包括用于绕第二流体回路泵送流体的第二泵装置。
[0132]任选地,第二泵装置是根据预定的参数进行启用。
[0133]任选地,预定的参数为温度。
[0134]任选地,泵被配置成在第二回路或能量存储装置中的温度降至低于预定的温度时启用。
[0135]任选地,大致反射性的材料从阻挡装置的周边延伸至太阳辐射接收单元的周边。
[0136]任选地,阻挡装置被布置、或流体通路设在所述阻挡装置中,以便允许流体流过太阳福射接收单元。
[0137]任选地,阻挡装置和太阳辐射接收单元形成作为密封单元,并且被布置成阻止水或流体进入到太阳福射接收单元的表面。
[0138]任选地,第二流体回路流体连接至一个或多个器具,例如淋浴器或浴器。
[0139]任选地,第二泵装置包括双联泵。
[0140]任选地,所述系统包括用于向能量存储装置供应能量的另外热源,例如燃气锅炉。
[0141]根据本发明的第七方面,提供一种使用根据任何以上方面的系统加热水体的方法,所述方法包括以下步骤:将所述阻挡装置配置成处于第一状态,在所述第一状态中,所述阻挡装置大致允许太阳辐射传输;以及将所述阻挡装置配置成处于第二状态,在所述第二状态中,当所述水体中已达到预先确定温度时,所述阻挡装置大致阻止太阳辐射传输。
[0142]任选地,当水体中的温度降至低于预定的温度时,阻挡装置被配置成处于所述第一状态。
[0143]任选地,当水体中已达到或已超过预定的温度时,启用第一泵装置以泵送流体穿过太阳能接收单元。
[0144]任选地,当流体回路或箱中的温度降至低于预定的温度时,启用第二泵装置以泵送流体穿过第二流体回路单元。
[0145]任选地,当阻挡装置被配置成阻止太阳辐射传输时,停用第一泵装置或第二泵装置。
[0146]任选地,当第二回路或箱中的流体温度降至低于预定的温度时,阻挡装置被配置成处于所述第一状态。
[0147]任选地,预定的温度为45摄氏度。
[0148]附图简述
[0149]本发明可通过各种方式实行,并且本发明的实施方案现将例如参考附图进行描述,其中:
[0150]图1为具有布置在太阳能热水器上方的电致变色玻璃的游泳池的透视剖面图;
[0151]图2为通过一系列管道连接至水箱中的换热器的太阳能热水器的示意图;
[0152]图3为布置在太阳能热水器上方的电致变色玻璃、以及水箱和第二回路的示意图;
[0153]图4为具有阀布置的第二回路泵送装置的示意图;
[0154]图5为具有替代阀布置的第二回路泵送装置的示意图;
[0155]图6为处于大致反射太阳辐射的第一状态和处于大致传输太阳辐射的第二状态的具有变化太阳辐射透射率的阻挡装置的示意图;
[0156]图7为具有电致变色玻璃和陷入到游泳池的池底中的太阳能热水器的游泳池的截面图;
[0157]图8为具有电致变色玻璃和陷入到具有支撑结构的游泳池的池底中的太阳能热水器的游泳池的截面透视图,并且该图示出太阳能热水器的入口和出口 ;
[0158]图9为具有在电致变色玻璃内的孔的游泳池的透视剖面图;
[0159]图10为具有如图8所示电致变色玻璃的游泳池的透视剖面图,其中太阳能热水器陷入到游泳池的池底中,并且该图示出支撑结构和用于控制电致变色玻璃的电力电缆;
[0160]图11为使得电致变色玻璃能够从游泳池移除的支架的透视图;
[0161]图12为具有无线发射器和接收器的游泳池的透视剖面图;以及
[0162]图13为包括大致反射性壁的游泳池的透视剖面图。
[0163]发明详述
[0164]用于加热水体的太阳能系统的实例在图1中示出。所述系统包括太阳辐射接收单元2(在实施方案中,呈太阳能热水器形式)和布置在所述太阳辐射接收单元2上方、具有变化太阳辐射透射率3的阻挡装置。所述系统可用于加热游泳池I内的水体。
[0165]游泳池结构59陷入到周围地面中。池边表面60形成围绕游泳池I的周边的边缘。出于说明目的,游泳池I被示出为没有游泳池水。游泳池结构59包括4个竖直壁;即两个相对纵向、竖直且大体平面的壁37、38 (为了清楚起见,其中一个38未示出)和两个相对侧向、竖直且大体平面的壁39、40。基壁34形成游泳池的池底。一个侧壁39比另一侧壁40隔壁竖直向下延伸得更多,以使得游泳池I的一端比另一端处更深。
[0166]游泳池I的最深端包括在最深端处从侧向竖直壁39的基部水平延伸的平坦平面池底42。平坦平面池底42延伸至约游泳池I的长度的四分之一。游泳池I池底的剩余长度41为弯曲的。弯曲池底41从平坦平面池底42以大致凸起的形式向上弯曲以在最浅端与侧向竖直壁40的底部相接。
[0167]在这个实例中,太阳辐射接收单元包括4个矩形且大致平面的太阳辐射接收面板2。面板陷入到游泳池池底41的弯曲区段中,并铺设成向水平线倾斜。倾斜角度被选择为使得面板接收到的太阳辐射的强度被优化,例如根据世界上安装有系统的地方的太阳峰值强度进行优化。面板被形成有大致黑色表面或层,以便从入射在面板上的太阳辐射吸收能量。可将玻璃面板设在黑色表面前方。面板以大致跨游泳池I宽度延伸的排对齐、在排的任一端处垂直于竖直游泳池壁37、38。
[0168]面板各自包括每个面板内穿行的管网络43。管网络被配置成允许流体穿过所述管网络。这种流体可为防冻剂、水、两者的混合物、或用于传送热量并在流体可合理地被预期在管内遇到的所有温度和压力下保持液体状态的任何其它合适流体。管网络包括平行于每个面板的宽度延伸的两个侧向管53、54。两个侧向管53、54彼此间隔开以使得它们位于面板的相对端。两个侧向管53、54延伸穿过面板整体宽度,由此在面板的一个纵向侧面上形成两个孔并在另一纵向侧面上形成两个孔。在每个侧面上的两个孔形成每个面板内的管网络43的流体入口 35和流体出口 36。多个横向线性管55从一个侧向管53延伸至另一侧向管54,由此形成并行回路。横向管55沿侧向管53、54的长度以相等间隔来间隔开。流体由此可从一个侧向管53穿过多个纵向管55到达另一侧向管54。面板2排的入口孔35和出口孔36为互连的,使得流体可从一个面板穿过到达所述排中的下一面板。远侧面板61仅在其一个纵向侧面中包括入口孔和出口孔以使得流过最远侧面板的流体通过仅一个入口进入面板并且通过仅一个出口离开。
[0169]具有变化太阳辐射透射率的阻挡装置(在实施方案中,呈电致变色玻璃窗格3形式)坐落在面板2上,以使得空间25形成在玻璃窗格3与太阳辐射接收单元或面板2之间。
[0170]对于本领域的技术人员而言,电致变色玻璃更通常地称为“智能玻璃”。电致变色玻璃被配置成在电压被施加时改变其光透射率特性。玻璃窗格3以与面板2的排具有大致相同面积的排对齐,并与面板2的排共同延伸。玻璃窗格3排大致跨游泳池I宽度延伸,在玻璃窗格3排的任一端处垂直于竖直游泳池壁37、38。玻璃窗格3具有与游泳池池底34的弯曲区段41的曲率大致相同的曲率。玻璃窗格在面板2上方间隔开,以使得它们上部表面与周围游泳池池底41对齐。玻璃窗格3排的尺寸设计为使得玻璃窗格3与周围游泳池池底41之间的间隙设在玻璃面板排的周边周围,水可通过所述间隙进入玻璃窗格3与面板2之间的空间25。支撑构件28被固定成大致垂直于面板的有源表面。支撑构件沿面板2排的中心线以规则间隔来间隔开。支撑构件28的横截面为正方形,并且所述支撑构件28从面板2的上部表面延伸至玻璃窗格3的下部表面。
[0171]在第一状态中,呈玻璃窗格3形式的阻挡装置为透明的,使得光能够穿过玻璃窗格。在穿过玻璃窗格3后,光福照着位于玻璃窗格3下方的面板2。面板2从入射光吸收能量,并且将光能转换成热能。随后,热能由面板2上方的空间25内的水和穿过面板2的管内的液体两者吸收。空间25内的加热的水穿过玻璃窗格3与周围游泳池池底41之间的周边间隙,并且与游泳池I内的主要水体混合。因此,游泳池水的温度可增加。游泳池可设有包括泵的常规过滤单元。通过这种泵来泵送游泳池中的水可有利于穿过太阳辐射接收单元上方的水流动。
[0172]在第二状态中,玻璃窗格3为不透明的,并且因此减少入射在太阳辐射接收面板2上的光量。本来将会到达面板2的光由玻璃窗格3大致反射或吸收。由于照射面板2的光较少,因此面板2吸收较少的光,较少光能被转换成热能,并且因此面板2产生较少热能。因此,面板2不将那么多的热量传递至面板2上方的空间25内的水并传递至面板2的管道43内的液体。与在第一状态中的温度增加相比,游泳池水和面板2内的流体的温度增加因此大致上被阻止。
[0173]在初始状态中,游泳池水凉于期望温度。用户发起控制过程并且设置期望温度。
[0174]由于水温低于期望温度,控制过程将电致变色玻璃窗格3设置成大致透明状态。光现经过玻璃窗格3并由下方面板2吸收。因此,面板2温度增加,并且将它们的一些热能传递至空间25内的水和面板2内的静态水。因此,游泳池水的温度以上述方式增加。
[0175]当游泳池水最终达到期望温度时,直列式泵启用,所述直列泵使面板内的水循环至能量存储装置(如参考图2更详细地描述的水箱)中的换热器。这种循环导致热量持续供应给水箱内的水。当水箱内的水达到了预定的温度时,游泳池内或水箱内的水都不要求进一步的加热,并且因此电致变色玻璃窗格3被设置成其中不再允许光辐照着下方面板2且直列泵停用的大致不透明的状态。因此,游泳池或水箱内的水不发生进一步的加热。
[0176]用于将加热的水4提供至淋浴器12或其它家用器具的太阳能系统的实例的示意图在图2中示出。单个大致上平面的太阳辐射接收面板2浸没在水体5内。面板2向水平线大致倾斜。在这个实例中,面板2包括仅仅一个流体入口 35和仅仅一个流体出口 36。流体出口 36位于面板的侧向侧面63上。流体入口 35位于面板的纵向侧面64上。为了清楚起见,并未示出面板内的管网络。电致变色玻璃也为清楚起见而未示出。第一段管道系统65将面板的流体出口孔36连接至换热器7。换热器7是呈盘管形式,优选地包含高传热性材料如金属。第二段管道系统66将换热器7连接至面板的入口孔35。泵6与第二段管道系统66串联连接。泵6使面板2内的流体围绕由第一段管道系统65、换热器7、第二段管道系统66和面板2内的管网络43形成的回路循环。
[0177]换热器7位于水箱8内。水箱8容纳水体67。在操作中,换热器7的管系统内穿行的流体的温度大于水箱8内的水67的温度。因此,来自换热器7内的流体的热量通过管系统传导至水箱8内
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