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太阳能罐

阅读：660发布：2020-05-11

IPRDB可以提供太阳能罐专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的目的是一种包括至少一个太阳能板(2；2′)的热太阳能系统(1，1′)，其中运行的液体由入射的太阳能辐射加热，且一个储存箱(3)通过已知的装置与它直接连接，适于向用户提供生活用水。储存箱(3)安装在容器(4；4′)内，所述容器例如是用于种植鲜花和/或观赏植物的普通罐。，下面是太阳能罐专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种热太阳能系统(1，1′)，包括：

～至少一个太阳能板(2；2′)，在所述太阳能板中运行的流体由入射的太阳能辐射加热，～储存箱(3)，通过已知的装置与之直接连接，适于包含生活用水，所述储存箱包括至少以下部件：一个用于注入冷水的管(301；301.a，301.b)，～一个用于为用户取出热水的管(302，302′)，

所述储存箱(3)中包含的水通过来自所述至少一个太阳能板(2；2′)的所述流体的循环而被加热，～特征在于，储存箱(3)被装配在一个容器(4；4′)中，所述容器(4；4′)是用于盛放花卉和/或观赏植物的普通的罐。

2.根据前一个权利要求的热太阳能系统(1，1′)，特征在于所述太阳能板(2；2′)的位置紧挨在所述包含储存箱(3)的罐(4；4′)的下方，因此所述储存箱(3)被来自下面的太阳能板(2；2′)的流体的自然循环达到。

3.根据前一个权利要求的热太阳能系统(1，1′)，特征在于所述太阳能板(2；2′)垂直放置。

4.根据任一前述权利要求的热太阳能加热系统(1，1′)，特征在于还包括位于所述罐(4；4′)内的隔热体(7)，所述隔热体(7)填充未被所述储存箱(3)占用的所有空间以限制其热损耗。

5.根据任一前述权利要求的热太阳能系统(1，1′)，特征在于所述太阳能板(2；2′)是带有真空管的板(201，201′)。

6.根据权利要求1至4中任一个的热太阳能系统(1，1′)，特征在于所述太阳能板(2；

2′)是太阳能玻璃平板型板。

7.根据权利要求5或6的热太阳能加热系统(1，1′)，特征在于，在所述太阳能板(2；

2′)中运行的流体是包含在所述储存箱(3)中的水，从而提供对相同水的直接加热。

8.根据权利要求5或6的热太阳能系统(1，1′)，特征在于，在太阳能板(2；2′)中运行的流体是换热流体，所述换热流体通过热交换器(203)将所吸收的热释放到在储存箱(3)中包含的水中，从而提供对所述水的间接加热。

9.根据前一个权利要求的热太阳能系统(1，1′)，特征在于所述热交换器(203)是双层式热交换器。

10.根据权利要求5的热太阳能系统(1，1′)，特征在于所述真空管(201；201′)是包含热管(202)的类型。

11.根据前一个权利要求的热太阳能系统(1，1′)，特征在于所述热管(202)包括对应于它们的头部的一个泡壳(203)，所述泡壳(203)用作热交换器以加热在所述储存箱(3)中包含的水。

12.根据前一个权利要求的热太阳能系统(1，1′)，特征在于每个所述泡壳(203)插入在所述储存箱(3)上获得的相应的圆柱体腔(304)中。

13.根据任一前述权利要求的热太阳能系统(1，1′)，特征在于所述热太阳能系统位于和挂在建筑物的基本垂直的部件上，例如在阳台栏杆和/或窗台或外墙上。

14.一种用于根据权利要求1至13中任一个的太阳能加热系统(1，1′)的框架(6)，特征在于所述框架将与它连接的所述罐(4；4′)和所述太阳能板(2；2′)支持并限制在建筑物的阳台栏杆和/或窗台或外墙上。

15.根据前一权利要求的框架，特征在于包括反射面(602.a)。

16.根据权利要求14或15的框架，特征在于包括用于所述太阳能板(2；2′)的保护格栅。

17.一种用于生产家用热水的热太阳能站，包括相互串联连接或并联连接的一个或多个根据任一前述权利要求所述的太阳能加热系统(1，1′)。

说明书全文

太阳能罐

技术领域

[0001] 本发明的目的是一种用于民用或工业建筑物的热太阳能系统。

[0002] 具体地说，本发明的目的是用于生产家用热水的太阳能板和相关的储存箱的特定安装方法。

[0003] 因此，本发明涉及利用太阳能以连续生产家用热水的领域，这是一个不断成长的领域，尤其是在地中海国家中，因为其有利的天气条件，但在天气条件不利的国家如德国中也是如此，这些国家通过税收减免和有利的政策而长期鼓励这种环境友好的能源系统。

背景技术

[0004] 用于生产家用热水的太阳能板是已知的。

[0005] 民用系统中最普遍的太阳能板是玻璃平板型板，其中包括：

[0006] -透明盖，由一个或多个玻璃板组成，允许入射的太阳能辐射穿过但阻止其离开；

[0007] -下层的吸收板，它吸收上述辐射和将收集的能量转移到传热流体(通常是防冻液体，例如propylenglycol(丙二醇))；

[0008] -与所述吸收板热接触的通道，其中运行所述被加热的传热流体；

[0009] -用于所有未暴露到太阳能辐射的部件的隔热材料，和可选的用于保护上述部件且限制所述太阳能板的热损失的外壳。

[0010] 在太阳能加热板中，所述太阳能板通过液压回路连接到用于提供家用热水和房间加热的储存箱。

[0011] 所述传热流体的循环可以将太阳能板捕获的热能携带到储存箱，这可以是自然的或强制的。

[0012] 自然循环不需要泵的协助，只由传热流体的热虹吸作用驱动，即，在太阳能板内被加热的传热流体将变得较轻(降低其密度)且通过对流向上朝向储存箱移动，与储存箱中包含的流体进行热交换且被冷却、向下返回。因此，为了使类似的自然循环发生，储存箱必须放置得比太阳能板高，仅可以作为在小型系统中的装置和放在具有足以容纳该装置的空间的地方。

[0013] 另一方面，强制循环需要借助于一个或多个循环泵进行工作，当然在这种情况下，对于储存箱的位置没有任何限制。因此在自然循环的系统中的缺点都不会被发现，但也具有与所述泵和控制电路板以及它们的维修所需的较高成本相关的缺点。

[0014] 第二种类型的板是所谓的具有真空管的太阳能板，下称“真空板”，优选地用于外部温度低的地方和/或区域。

[0015] 真空板是众所周知的，因此只进行简要描述，以至少澄清以下将使用的术语。根据一个广泛使用的类型，真空板包括至少一个太阳能吸收板(称为“吸收器”)，放置在一个透明的管状元件(称为“真空管”)的内部且被其保护，其中做成真空，真空度足够高以使由对流和传导引起的热损耗最小。该吸收器是所谓的“选择性的”类型，适于吸收在可见光谱中的太阳能辐射，并发射非常少的在热红外光谱中的辐射。这些解决方案允许获得在太阳能辐射向热能的转换中效率很高的真空板。然而，为了取得更高效率的真空板，还必须有效地移除在吸收器中产生的热能。

[0016] 出于这个原因，具有“热管”的真空板已被普遍应用，所述热管利用与特定物质的相变相关的热传递特性。

[0017] 因此，正如众所周知的，热管在转递热能方面是一种非常有效的装置。它实质上是一种放在真空管里面的管道，其中低沸点流体(以下简称“携带液体”)被限制在一个称为“蒸发器”的区域中，其即使在低温下也将经历蒸发，其中热能被送到蒸发器。(由入射的太阳能辐射而引起的)流体被加热而产生的蒸气，移向上述管道的顶端，其端部具有冷凝热交换器：凝结所释放的蒸汽潜热然后通过适当的热交换表面转移包含在储存箱内的水上，其中所述交换器浸泡在水中。其中凝结的流体通过重力返回到蒸发器。

[0018] 更具体地说，在热管中，蒸发器包含在与吸收器热连接的所有管道部分，而冷凝器是通过适当的热交换表面与储存箱中的水热接触的一种泡壳，如所见过的。

[0019] 在制造太阳能系统时的一个普遍的阻碍经常涉及在屋顶上定位太阳能板(不论它是任何类型)以及相应的储存箱的困难，不论是因为运输还是对建筑物的美学的原因。此外，特别是在比较旧的建筑物以及在其中难以开展建立太阳能系统所需的工程的建筑物中，首先由于结构性原因，经常需要将储存箱放置在相对于太阳能板相当远的房间中。因此在这种情况下，太阳能管路比理想情况更宽且更复杂，如导致相当大的成本增加(只需提到用于强制循环的泵就足够了)，相当大的热损耗以及能量转换效率的相对减少。

发明内容

[0020] 本发明的目的是为了消除上述运输、结构和美学问题的至少一部分。

[0021] 更确切地说，本发明的目的是在相对狭小的空间中也能够安装太阳能系统且其视觉冲击力较低。

[0022] 本发明的进一步目的是改进和简化太阳能系统管路的制作，也就是在太阳能板和储存箱之间的液压连接。

[0023] 这些和其它目的将在下文中变得清楚，它们可以通过根据权利要求1的太阳能加热系统实现。

[0024] 其它的优势可以由从属权利要求的附加技术特征进一步实现。

附图说明

[0025] 根据专利权利要求和通过附图中的非限制性实施例，本发明的进一步的特征可以在下面描述的一些优选实施例中更清楚地展示，在附图中：

[0026] ～图1显示根据本发明的太阳能加热系统的部分剖视的透视图；

[0027] ～图2显示根据本发明的太阳能加热系统的完全剖视的透视图；

[0028] ～图3显示图1和2的细节；

[0029] ～图4显示根据本发明的相同太阳能加热系统和支架的两个透视图；

[0030] 图5a和5b分别显示根据本发明的两个或两个以上的太阳能加热系统的分别为串联连接和并行连接的透视图。

具体实施方式

[0031] 现在参考附图中的标号来描述本发明的特征。

[0032] 特别是参考图1，参考标号1表示整个太阳能加热系统，出于在下文中将很容易理解的原因，它也被称为“太阳能罐”。

[0033] 众所周知，太阳能加热系统1包括太阳能板2，在太阳能板2内运行的传热流体被入射的太阳能辐射加热，而水平的储存箱3通过已知的装置与之连接，适于储存由传热流体本身所提供的热能。在下文中，为简单起见，储存箱3被称为“储存器”。

[0034] 参考图1或2，储存器3位于比太阳能板2更高的高度，但在其附近，以便能够由来自下层太阳能板2的传热流体通过自然循环来到达。

[0035] 众所周知，在储存器3中储存的热量适于馈送到用于分配家用热水的系统。

[0036] 因此，储存器3配备有一个用于将待加热的水引入下半部分的进水管301，和一个用于将家用热水从上半部分排出给用户的出水管302。

[0037] 优选地，但不是必须的，储存器3还可以包括一个用于插入探针的凹坑303，所述探针用于检测在出水区的生活用水的温度。

[0038] 根据本发明，具有以上简要说明的功能的储存器3位于一个最好是塑料材料的容器4内，容器4将其藏起而看不到；因此，与之连接的板2基本上在容器4以下延伸。

[0039] 更特别的，所述容器4是一个普通的罐，具有长方形的基座，可以用于盛放自然的和人造的花卉和观赏植物5。

[0040] 与现有技术相同，罐4可以通过在下文详细描述的框架6而被放置在和挂在阳台栏杆上或建筑物的外墙上(因此更普遍地，在建筑物的任何基本上垂直的构件上)；从目前来看，可以充分地认为所述框架6是适当模制的且被成型为可以经受所述罐4、其中所含的储存器3和太阳能板2的重量，确保对它们的安放和支持。

[0041] 储存器3和相对的太阳能板2可以通过罐4和框架6简单地安装在建筑物的任何外墙上，而不是被斜放在建筑物的屋顶上。

[0042] 特别是，太阳能板2基本垂直地位于这种外墙上，而储存器3隐蔽看不到，保留了建筑物的外观。

[0043] 优选地，所述太阳能加热系统1位于阳台栏杆上或接近建筑物外墙的面向东南或西南方向的窗台上。

[0044] 根据图1或2所示的本发明的优选实施例，太阳能板2由一系列密封的真空管201组成，其中包括根据现有技术的热管202。

[0045] 众所周知且之前已提到过，热管202包含的传热流体在被吸收器吸收的热量激励时几乎立即蒸发，且在放置于其头部处的泡壳203中冷凝。

[0046] 根据现有技术，泡壳203位于在储存器3中所取得的特殊的圆柱体腔304中(例如见图3)，其中潜在的冷凝热被转移到通过进水管301引入的将被加热的水上。

[0047] 然后，如此被加热的水通过所述出水管302被抽出并传送到家用热水分布网络。

[0048] 因此在罐4上配置了一系列基本上圆形截面的开口，正如所说的，用于安放储存器3，以允许至少生活用水的进水管301、出水管302和太阳能板2的真空管201的管道穿过。

[0049] 特别是，用于使储存器3的冷水进水管301穿过的孔位于罐4的侧面401上，而用于家用热水的出水管302的第一通道和可选的用于安放探测器支架坑303的第二通道分别位于侧面402上。

[0050] 另一方面，如图所示，在罐4的底面403上形成用于插入和穿过被装配到储存器3中的真空管201的一系列开口。

[0051] 当然，罐4的底面403上的开口数量等于组成太阳能板2的真空管201的数量。

[0052] 如图1所示，参考标号7最后表示位于储存器3的外壳和罐4的内壁之间的隔热体，以便包含不可避免的热损失。

[0053] 根据本发明的优选实施方案，隔热体7是聚氨酯泡沫，填充了在罐4内未被储存箱3和与之连接的各真空管201的顶部所占用的所有空间。

[0054] 鲜花和/或观赏植物的复制品，如那些容易在市场上发现的塑料材料制品，可以固定在隔热体7的顶端可见表面上。

[0055] 然而，也不排除在罐4中的天然鲜花和/或观赏植物的继续增长的可能性。

[0056] 事实上，在隔热体7的顶面和罐4的边缘404之间足以留有足够的空间来放置适于鲜花和植物生存和发展的土壤层。

[0057] 在这一点上，可以移动到如前所述的框架6的描述，框架6适于将太阳能加热系统1支持在阳台栏杆和窗台上。

[0058] 如图4所示，框架6包括第一上背板601，其通过一个连接面603连接到第二底背板602。

[0059] 参考标号604表示将框架6固定到一个支架(例如阳台栏杆的扶手)上的适当形状的装置。

[0060] 根据本发明的第一个实施例(并没有限制的目的)，所述固定装置604位于第一背板601的顶部，且罐4的边缘404可以放置在那里，以保证对其的支持。

[0061] 另一方面，背板602的底部端接一个用于太阳能板2的支架605，特别是用于支持真空管201和将它们保持在操作位置。

[0062] 为了具有更高的精度，第一背板601具有与与之连接的罐4的后壁405基本相同的倾斜，而第二背板602位于与太阳能板2的垂直面大致平行的平面内。

[0063] 最后，连接表面603位于与第一背板601和第二背板602基本正交的平面内。

[0064] 虽然在附图中没有显示，在背板602的前表面602.a上可以施加反射膜，以在太阳能板2本身上汇聚大量的太阳光，从而优化其产量。

[0065] 也可以在框架6上提供一个以已知装置固定的格栅(未显示)，以防止太阳能板2被物体和/或鸟类碰撞。

[0066] 已根据第一个实施例描述了框架6，但很明显它可以具有几个其它的等同物。

[0067] 仅仅作为一个例子，因此没有限制的目的，太阳能加热系统1的罐4具有约100厘米的标准宽度、约44厘米的高度和优选地约38厘米的深度。

[0068] 包含在这种罐4中的水平储存器3具有约40升的容量，优选地具有80厘米的长度和约26.5厘米的直径。

[0069] 对于太阳能板2，没有限制的目的，真空管201优选地具有60厘米的长度和约6厘米的外径。

[0070] 如此形状和尺寸的太阳能罐1所提供的家用热水基本上可以满足一个人的日常需要。

[0071] 在任何情况下，可以根据需要通过简单地串联或并联连接两个或更多个根据本发明的太阳能加热系统1，来满足多个人(例如家庭)的、按温度和/或流量计的对于家用热水的日常消耗。

[0072] 例如，图5显示两个太阳能加热系统1的串联连接，它们被做成在输出温度超过效率优先时具有相同的流速；也不排除串联连接甚至两个以上上述系统的可能性，优选地可以多达六个。

[0073] 根据这种连接，来自第一个罐4的储存器3的家用热水出水管302通过一个管道部分9被连接到下一个罐4′的储存器3′的进水管301′。

[0074] 通过这种方式，如已知的，可以在连续的步骤中提高准备提供给用户的家用热水的温度。

[0075] 此外，两个或更多个的太阳能加热系统1的并行连接也是可行的，特别是如果需要较大流速而不是非常高温的家用热水，如已知的情况。

[0076] 参考图5b，在第一个太阳能加热系统1的储存器3中的进水管301因此被分为适于向上述第一个太阳能加热系统1的储存器3供水的第一部分301.a，和与所述第一部分旁路的、用于向与下一个太阳能加热系统1′供水的第二部分301.b。

[0077] 同样地，在第一太阳能加热系统1中加热的生活用水的出水管302旁路了下一个太阳能加热系统1′，直接流入其出水管302′。

[0078] 在两个或两个以上的太阳能罐1并联连接的情况下，所述进水管301、301.a、301.b和/或出水管302、302′放在罐4的底部403和/或后壁405附近以尽量将它们隐藏为看不到。用于支持太阳能罐1和将其挂在阳台栏杆和/或窗台上的相同框架6可以配有特殊的美观的盖(未显示)以隐藏所述管道301、301.a、301.b和302、302′防止被看到。

[0079] 虽然没有在图5b中显示，仍可以想到在例如维修或更换所述太阳能加热系统1中的一个或另一个的情况下使用适于切断所述部分301.a和/或301.b的阀。

[0080] 很显然，对于本领域技术人员来说，本发明的太阳能加热系统1可以有多种形式，它们没有离开本发明构思的新颖范围，另外很显然，在本发明的实际实施方案中，上述的各个部件可以用技术上等同的部件代替。

[0081] 例如，所述太阳能面板2可以不是具有真空管201的类型，而是具有玻璃平板型板的类型，特别是在成本控制优于较高性能的情况下。

[0082] 根据这一版本(未显示)，垂直放置在罐4下面的玻璃平板型板被连接到位于罐4的储存器3内部或外部的一个热交换器；通过所述热交换器，通过自然循环来自底层的玻璃板的换热流体将所吸收的热量转移到储存器3的水上。

[0083] 因此，根据这一版本，有必要在罐4的侧边401和402提供另一些开口，以分别用于插入传送管道和返回管道和使其穿过，传送管道用于将玻璃板连接到所述交换器，返回管道用于将冷的传热流体从相同的热交换器管道返回到所述玻璃板。

[0084] 优选地，所述热交换器是双层式热交换器。

[0085] 根据本发明的其它版本，除了可以设想位于储存器3的内部(在例如热管泡壳的情况下)或外部(即本发明的第一个版本的双层式的实施例)的热交换器203(其因此被称为所含水的间接加热(由在太阳能板中加热的传热流体通过所述热交换器所传递的热))之外，作为替代，所谓的直接加热也是可行的，其中储存器3中相同的水在太阳能板2中循环和被直接加热。

[0086] 最后，也可以设想从太阳能板2到热交换器(或直接到储存器3)的所述传热流体(或储存器3中的相同的水)的强制循环。根据这个进一步的版本，相应地，太阳能板2可以放置在离在罐4中包含的储存箱3很远的地方。

[0087] 从上面的描述可以很容易地注意到，本发明的太阳能供热系统1的第一个优点是将太阳能系统的传统部件集成为紧凑的形状，所述紧凑的形状因而可以允许所述系统1被安装在任何建筑物中，即使是在狭小的空间中。

[0088] 另外，第二个优点在于所述热太阳能系统1的建筑集成，即完全模仿允许鲜花和/或观赏植物生长的罐的外观，并因此可以轻松地与建筑物的其它部分相协调，而不会损坏其美学外观。

标题	发布/更新时间	阅读量
太阳能电池-专利编号CN110476257A	2020-05-12	498
太阳能系统-专利编号CN109855313A	2020-05-12	1039
太阳能系统-专利编号CN104364587B	2020-05-13	597
太阳能板-专利编号CN103247705A	2020-05-11	806
太阳能罐-专利编号CN102227597A	2020-05-11	660
太阳能面板-专利编号CN108604612A	2020-05-13	504
太阳能路灯-专利编号CN106764893B	2020-05-13	685
太阳能炉-专利编号CN105276831A	2020-05-11	220
太阳能板-专利编号CN102117853A	2020-05-11	168
太阳能面板-专利编号CN110634979A	2020-05-12	864

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