專利名稱：熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于建筑物的溫度或熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能加熱和輻射冷卻系統(tǒng)。同樣更具體地，本發(fā)明涉及太陽(yáng)能熱水器以及輻射冷卻系統(tǒng)。又更具體地，本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括底層地板存水器以及外部輻射冷卻罐，這些罐用于作為冷卻系統(tǒng)向底層地板存儲(chǔ)器提供冷卻水。
背景技術(shù)：
以下提及和說(shuō)明的現(xiàn)有方案或產(chǎn)品的并不旨在、并且并不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域共識(shí)的陳述或認(rèn)同。具體而言，以下討論的現(xiàn)有技術(shù)與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所共知或熟知的內(nèi)容無(wú)關(guān)，但有助于理解本發(fā)明的創(chuàng)造性步驟，其中相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)方案的證明只是一個(gè)部分。從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的角度上講，降低給建筑物供熱以達(dá)到舒適溫度所需求的燃料消耗 是所希望的。根據(jù)良好的公共策略以及國(guó)際責(zé)任，政府以及地方當(dāng)局有責(zé)任實(shí)行預(yù)先計(jì)劃的策略以便降低燃料消耗，特別是基于碳的燃料消耗。因此，存在一種建立至少部分地利用可再生能量源的供熱系統(tǒng)的需要。包括家用或商用結(jié)構(gòu)的建筑物出于對(duì)清潔水的需求而典型地連接自來(lái)水。然而，為了減小對(duì)自來(lái)水供應(yīng)的依賴，人們愈發(fā)認(rèn)識(shí)到對(duì)本地存水設(shè)施的愿望，特別在是干燥地區(qū)，例如澳大利亞。這種獨(dú)立的存水器典型地采用了置于建筑物結(jié)構(gòu)旁邊或鄰近的外部或獨(dú)立的水罐的形式。本發(fā)明的一個(gè)目的是改善彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)不足或至少對(duì)此提供一種實(shí)用的替代方案。發(fā)明陳述因此，在本發(fā)明的一個(gè)方面提供了 一種建筑物，包括一個(gè)底層地板流體儲(chǔ)液器，該儲(chǔ)液器位于所述建筑物的地板的鑄造以及固定材料形成部分之中、之下或之上，被用于改變所述建筑物的環(huán)境溫度；一個(gè)太陽(yáng)能加熱器，該太陽(yáng)能加熱器安裝在相關(guān)的所述系統(tǒng)之上或之內(nèi)；一個(gè)溫度傳感器，該溫度傳感器用于測(cè)量所述儲(chǔ)液器中的溫度；以及至少一個(gè)閥門，該閥門用于沿一條與所述儲(chǔ)液器以及所述加熱器相連通的管線控制流體流量以便調(diào)節(jié)該儲(chǔ)液器內(nèi)的流體溫度。該系統(tǒng)可增添有一個(gè)包括外部輻射冷卻罐的輻射冷卻系統(tǒng)，該外部輻射冷卻罐作為冷卻系統(tǒng)用于將冷卻水供應(yīng)到底層地板存儲(chǔ)器。溫度傳感器可包括任何適合于測(cè)量?jī)?chǔ)液器中或其周圍水溫的此類裝置。例如，適合的溫度傳感器可包括被適配為與中央處理單元(CPU)相通信的數(shù)字裝置并且還有很多現(xiàn)成的單元適合于在水池或溫泉中使用，其適合于本發(fā)明的目的。優(yōu)選地，溫度傳感器包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，其位于例如到儲(chǔ)液器的太陽(yáng)能回水管中或可選地位于從儲(chǔ)液器到太陽(yáng)能加熱器的太陽(yáng)能泵吸水管中。這些傳感器可與CPU直接電性通信或連接到一個(gè)本地溫度傳感器單元，該單元進(jìn)而與CPU通信。溫度傳感器與CPU的通信可以通過(guò)無(wú)線電射頻信號(hào)或是硬質(zhì)導(dǎo)線連接。優(yōu)選地，一個(gè)溫度傳感器至少位于太陽(yáng)能泵吸水管的緊鄰儲(chǔ)液器的位置，由此獲得離開(kāi)儲(chǔ)液器的水溫的測(cè)量值。該溫度傳感器優(yōu)選地是一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器，它被適配為定期地對(duì)水溫進(jìn)行采樣并且將此信息送回CPU。優(yōu)選地，該溫度傳感器在0° C至100° C的范圍內(nèi)測(cè)量?jī)?chǔ)液器中的水溫并且CPU根據(jù)該傳感器所測(cè)量的儲(chǔ)液器的水溫來(lái)決定閥門的運(yùn)行。該溫度傳感器單元可替代地具有一個(gè)能夠控制閥門運(yùn)行的邏輯電路。該閥門可以是被適配為部分地或全部地中斷流經(jīng)連接太陽(yáng)能加熱器與儲(chǔ)液器的水管的流體流量的適合的閥門結(jié)構(gòu)。例如，該閥門可以是旋轉(zhuǎn)式閥門關(guān)閉件，該關(guān)閉件相對(duì)閥座旋轉(zhuǎn)從而通過(guò)使閥門通道在水管或軟管中的被置于一條適當(dāng)?shù)墓芫€中而使閥門打開(kāi)或閉合。該閥門可以是直通閥門關(guān)閉元件，該關(guān)閉元件沿著水流的軸線向著或離開(kāi)閥座往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一種機(jī)械構(gòu)件可被用于移動(dòng)直通閥門關(guān)閉元件，例如通過(guò)旋轉(zhuǎn)與流動(dòng)元件的表面相接觸的非對(duì)稱旋鈕以便沿流體路徑移動(dòng)該流動(dòng)元件。然而，優(yōu)選地，該閥門元件是由電子裝置操作的，例如步進(jìn)馬達(dá)、螺線管或其他適合的馬達(dá)。特別優(yōu)選地是可被CPU控制的一個(gè)電可致動(dòng)馬達(dá)。該閥門可以是三向閥門并且位于儲(chǔ)液器的流入管中。太陽(yáng)能回水管可在其 較低端具有至少一個(gè)單向閥門以便防止回流到儲(chǔ)液器并且保持經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能回水管的實(shí)質(zhì)長(zhǎng)度的水柱。優(yōu)選地，該閥門包括一對(duì)獨(dú)立閥門，每一個(gè)位于儲(chǔ)水器排出管與儲(chǔ)水器進(jìn)入管之一中。優(yōu)選地，在系統(tǒng)中的閥門包括兩個(gè)或更多個(gè)獨(dú)立閥門的情況下，這些閥門的運(yùn)行是被協(xié)調(diào)的以便確保暢通的水流經(jīng)該系統(tǒng)，或根據(jù)需要部分地受限或完全中斷。水可以通過(guò)熱虹吸熱吸水作用而進(jìn)入到系統(tǒng)中流動(dòng)。在因?yàn)楦叨纫约皩?duì)流而無(wú)法使用熱虹吸的情況下可附接一個(gè)適合的泵。在傳感器測(cè)出低水溫的情況下，CPU會(huì)致使閥門打開(kāi)以便允許水從加熱器流向儲(chǔ)液器?？商娲?，在傳感器測(cè)出高水溫的情況下，CPU會(huì)致使閥門關(guān)閉以便防止水從加熱器流向儲(chǔ)液器。加熱器可包括與儲(chǔ)液器處于水路連通的一個(gè)加熱器入口以及與儲(chǔ)液器處于水路連通的一個(gè)加熱器出口。該加熱器入口可與一個(gè)對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)液器出口相連通，該儲(chǔ)液器出口的位置高于與一個(gè)對(duì)應(yīng)的加熱器出口相連通的一個(gè)儲(chǔ)液器入口，因此較熱、密度較小的水會(huì)趨于上升到所述儲(chǔ)液器出口以便促進(jìn)水流經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)的水路。在因?yàn)楦叨纫约皩?duì)流而無(wú)法使用熱虹吸的情況下可附接一個(gè)適合的泵。這特別適合于封閉的系統(tǒng)或環(huán)路。被適配為加熱板式水罐的閉環(huán)加熱操作可獲得足夠的太陽(yáng)能能量用于以在建筑物中保持舒適溫度為目的的水加熱。儲(chǔ)液器的水溫可通過(guò)熱虹吸作用經(jīng)過(guò)一段時(shí)間而升高，特別是在儲(chǔ)液器是隔熱的板式水罐或水罐陣列的情況下。溫度傳感器可被裝配于儲(chǔ)液器的排出回水管線中。CPU可被編程為具有一個(gè)計(jì)算的熱舒適的切斷點(diǎn)以便適合于建筑物內(nèi)部，由此一個(gè)閥門被致動(dòng)以便調(diào)節(jié)流體循環(huán)從而將儲(chǔ)液器的水溫保持在例如20° C。任意的溫度切斷點(diǎn)可在較熱氣候或季節(jié)中設(shè)得較低并且在較冷氣候或在冬季頂峰時(shí)段設(shè)得較高。該系統(tǒng)可進(jìn)一步包括一個(gè)泵以便輔助循環(huán)。該泵的運(yùn)行可與閥門的致動(dòng)相協(xié)調(diào)以便使水在系統(tǒng)中循環(huán)。該泵可以是不同的泵的種類，例如那些典型地用在水池或溫泉過(guò)濾系統(tǒng)中的泵。應(yīng)該注意泵可能被要求在一個(gè)封閉的管道系統(tǒng)中使水從儲(chǔ)水器的底層地板泵送升高至少三米而到達(dá)太陽(yáng)能加熱器，例如在太陽(yáng)能加熱器被安裝在建筑物屋頂?shù)那闆r下。該泵可有效地作為一個(gè)閥門運(yùn)行，由此當(dāng)關(guān)閉時(shí)阻止水的流動(dòng)而當(dāng)開(kāi)啟時(shí)引起水的流動(dòng)，因此一個(gè)分離的閥門可能不是必需的。然而，優(yōu)選的是該系統(tǒng)包括一個(gè)與泵分離的閥門。該閥門可位于與儲(chǔ)液器的出口和加熱器入口相連的水路中，例如太陽(yáng)能回水管線中，應(yīng)注意太陽(yáng)能加熱器會(huì)(典型地但非必需地)被相對(duì)于儲(chǔ)液器升高。該系統(tǒng)可進(jìn)一步包括與太陽(yáng)能出口處于水路連接的一個(gè)熱水存儲(chǔ)罐。該熱水存儲(chǔ)罐可以是儲(chǔ)液器的補(bǔ)充并且可被用于存儲(chǔ)在最小升溫下的較少量的水，利用用于向室內(nèi)的熱水排出口(例如廚房、浴室以及洗衣房配件)供應(yīng)的熱水。存儲(chǔ)罐的加熱可通過(guò)一個(gè)第二加熱器補(bǔ)充，例如氣體或電加熱器。存儲(chǔ)罐可進(jìn)一步連接到自來(lái)水，由此對(duì)存儲(chǔ)罐加壓并且向系統(tǒng)提供一種不間斷的水源。該系統(tǒng)還可通過(guò)一種雨水收集設(shè)備供應(yīng)，例如在 雨水是收集自屋頂并且直接送到儲(chǔ)液器的情況下。來(lái)自非直接輻射入射面(陰面)例如南半球的南面的雨水存儲(chǔ)罐的冷水也被送到系統(tǒng)中用于在夏季當(dāng)需要冷的熱質(zhì)量時(shí)調(diào)節(jié)并冷卻。用于內(nèi)部家用的燃?xì)鈧浞?可選的具有主壓力源)可用于對(duì)太陽(yáng)能加熱器所提供的熱能的補(bǔ)充以便將補(bǔ)充存儲(chǔ)罐的溫度生到例如65° C。相反，在系統(tǒng)僅包括太陽(yáng)能加熱器并且儲(chǔ)液器是閉環(huán)的情況下，該系統(tǒng)可用于太陽(yáng)能加熱地板結(jié)構(gòu)，例如板，由此該板的溫度被保持在例如20° C。因此該系統(tǒng)能夠在有陽(yáng)光的時(shí)段加熱住宅或其他建筑物，優(yōu)選地沒(méi)有任何其他能量輸入。這種封閉的系統(tǒng)可與一種層疊的循環(huán)系統(tǒng)互補(bǔ)，如果需要，該循環(huán)系統(tǒng)可被用于提供補(bǔ)充的熱量就這一點(diǎn)而言，應(yīng)注意到水具有四倍于例如混凝土材料特定的比熱，因此這種系統(tǒng)將會(huì)是非常能量有效的。CPU可以使計(jì)算機(jī)處理器或微處理器形式的?？商娲?，在其最簡(jiǎn)單的水平上，CPU可以是一個(gè)可編程邏輯控制(PLC)單元。PLC可被整合到系統(tǒng)的另一個(gè)電氣組件中，例如閥門或溫度傳感器，或可以是一個(gè)分離的裝置并且將響應(yīng)于已編程的預(yù)定的溫度設(shè)置而有效地致動(dòng)閥門。太陽(yáng)能加熱器可包括多種適合的太陽(yáng)能加熱器安排的任何一個(gè)。例如太陽(yáng)能加熱器可包括被架在淺盒子中的帶有用于隔熱的玻璃罩板的銅線圈。可替代地，太陽(yáng)能加熱器可包括一列的黑塑料軟管用于更加成本有效的安排。將太陽(yáng)能加熱器連接到儲(chǔ)液器的水路可以是塑料管道，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的用于太陽(yáng)能熱水池或溫泉的隔熱應(yīng)用可選地被隔熱。儲(chǔ)液器優(yōu)選地通過(guò)一種環(huán)繞的可固定材料被部分地或全部地隔熱。該可安置材料可以使混凝土或聚合物泡沫材料，例如聚氨酯。優(yōu)選地，該可安置材料是混凝土，它被鑄造并且固定在儲(chǔ)液器周圍或被鑄造為帶有適于接收儲(chǔ)液器的空隙。儲(chǔ)液器可包括適于在安裝在難以進(jìn)入的空腔中的水囊?？商娲?，儲(chǔ)液器可包括本領(lǐng)域熟知的吹模制成的塑料罐。優(yōu)選地，該儲(chǔ)液器包括一個(gè)或多個(gè)塑料罐。還優(yōu)選地，該儲(chǔ)液器包括一個(gè)陣列或多個(gè)塑料罐。這些塑料罐可在形成底層地板時(shí)被安裝。優(yōu)選地，該底層地板結(jié)構(gòu)包括一層混凝土板。還優(yōu)選地，該儲(chǔ)液器被作為板式罐而被安裝，其中板式儲(chǔ)液器被置于用適合的材料(優(yōu)選地是混凝土)填充底層地板區(qū)域之前的位置。該儲(chǔ)液器優(yōu)選地被混凝土包圍并且建筑物的地板優(yōu)選地在頂壁或儲(chǔ)液器頂棚上包括10至15cm的上層混凝土。相變材料(PCM)可被加入到儲(chǔ)液器存儲(chǔ)器中或串聯(lián)或并聯(lián)的板式罐中，通過(guò)26攝氏度至30攝氏度的多種不同的加熱觸發(fā)件來(lái)輔助并且加速該熱循環(huán)以及對(duì)流。當(dāng)系統(tǒng)處于閉環(huán)的情況下，循環(huán)的水不需要維護(hù)為衛(wèi)生的狀態(tài)，例如防止軍團(tuán)病的發(fā)展(通過(guò)保持最低65° C的溫度)或其他有毒的條件。另外，其他流體如蔬菜油、冷卻劑或洗滌水可被用于替代水。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明從以下多個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的非限制性的說(shuō)明中可以更好的理解本發(fā)明，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的太陽(yáng)能板式加熱系統(tǒng)的一個(gè)示意性圖示；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案帶有存儲(chǔ)器以及燃?xì)鈧浞莸奶?yáng)能板式加熱系統(tǒng)的一個(gè)示意性圖示；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方案的熱調(diào)節(jié)板式以及外部?jī)?chǔ)罐的組合系統(tǒng)的一個(gè)示意性圖示；詳細(xì)


下面將具體參照

本發(fā)明的多個(gè)優(yōu)選特性。然而，應(yīng)當(dāng)理解在此所展示出的以及參照附圖所說(shuō)明的特性并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的范圍的限制。在第一實(shí)施方案中，太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)I包括一個(gè)閉環(huán)，該閉環(huán)包括一個(gè)太陽(yáng)能熱水器10，該熱水器與一個(gè)貯水器50形成流體管線連通或與其連接，該連接包括一個(gè)太陽(yáng)能回水管20以及太陽(yáng)能排出管22。該系統(tǒng)10進(jìn)一步包括一個(gè)溫度傳感器30以及一個(gè)三向閥門40，該溫度傳感器被安裝在回水管20中并緊鄰貯水器50，該三向閥門用于控制輸出管22中的水流。該流體可以是水或具有優(yōu)越特性的任何液體。該太陽(yáng)能熱水器包括以傳統(tǒng)方式置于屋頂表面上的真空管或者至少一列或一圈黑色聚氯乙烯(PVC)管，優(yōu)選的是屋頂傾斜以便最大限度地暴露于太陽(yáng)輻射。該太陽(yáng)能熱水器具有一個(gè)鄰近回水管20以及入口 12的一個(gè)第二排出管24，它使得水僅流經(jīng)太陽(yáng)能熱水器管材16的最大長(zhǎng)度的一部分成為可選項(xiàng)，例如在具有極高的太陽(yáng)輻射水平的時(shí)段。閥門40是一個(gè)電磁調(diào)節(jié)閥，它通過(guò)硬接線32而電性地連接到溫度傳感器30?？蛇x地，從與溫度傳感器30相關(guān)聯(lián)的發(fā)射器向與電磁調(diào)節(jié)閥40相關(guān)聯(lián)的接收器發(fā)送一個(gè)無(wú)線電信號(hào)來(lái)控制該電磁調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行。溫度傳感器30包括一個(gè)可編程邏輯電路(PLC) 34以便通過(guò)設(shè)定一個(gè)所希望的溫度或者通過(guò)一個(gè)定時(shí)器來(lái)控制電磁調(diào)節(jié)閥40的運(yùn)行。例如，在希望儲(chǔ)液器50中的水溫保持在20-23° C的范圍的情況下，PLC 34可被設(shè)置為當(dāng)水溫降低到20° C以下時(shí)啟動(dòng)閥門40到“開(kāi)”位置而當(dāng)水溫上升到23° C以上時(shí)到“關(guān)”位置?？蛇x地，在系統(tǒng)I是由定時(shí)器控制，并且太陽(yáng)能熱水器10對(duì)系統(tǒng)I中的水的加熱效果可預(yù)測(cè)為需暴露一段特定時(shí)間的情況下，PLC 34可在日光最強(qiáng)的時(shí)段(如上午11點(diǎn)至下午3點(diǎn)之間)啟動(dòng)閥門40到開(kāi)位置。溫度傳感器30可包括一個(gè)插入到孔中的溫度傳感器，該孔為此目的而形成在回 水管20的壁中?？稍谠摽字信鋫涠鄠€(gè)墊圈，然后可在這些墊圈中插入一個(gè)小的塑料杯或袋。然后，傳感器30可被安裝在該袋中并且用電線連接到閥門40。儲(chǔ)液器50包括一列板式塑料水罐或容器52，它們通過(guò)一系列的互連管54而彼此連通。容器52被預(yù)置于為放置板56而挖空的位置中。然后該板在容器52以及互連管54周圍灌注并且注入到由容器52、互連管54以及邊界形成品58所限定的空隙中并允許被固定以形成一個(gè)地板表面，該地板表面在地板表面與每個(gè)容器52的上邊界或壁之間具有10-15cm厚混凝土層。在灌注過(guò)程中，以金屬肋、桿或梁等形式的加強(qiáng)件可支撐板56或可被嵌入到混凝土中，在容器52周圍、上方和/或下方，可選地由條形椅或類似裝置支撐。由于系統(tǒng)I是一個(gè)閉環(huán)，其中所含的水不需要衛(wèi)生地保持并且可保持在17-25° C(優(yōu)選地是20-23° C)之間的適宜溫度范圍內(nèi)，從而將板56加熱到這個(gè)大致的溫度范圍。由于系統(tǒng)I被設(shè)為系統(tǒng)I中的流體(優(yōu)選的是水)基本上充滿空隙(僅帶有極小的空氣穴)以便在系統(tǒng)I中提供連續(xù)的水流。系統(tǒng)I中的溫差和壓力差會(huì)促進(jìn)水在單一方向D的循環(huán)，通過(guò)對(duì)流或優(yōu)選地通過(guò)太陽(yáng)能輔助泵來(lái)在如圖I所示的實(shí)施方案中順時(shí)針泵送。參見(jiàn)圖2，在此示出了一個(gè)系統(tǒng)100，它也包括類似于圖I的實(shí)施方案中所示的一個(gè)太陽(yáng)能熱水器110以及一個(gè)儲(chǔ)液器150。然而，系統(tǒng)101不是封閉的并且包括一個(gè)輔助的水存儲(chǔ)單元160，該水存儲(chǔ)單元連接到自來(lái)水以及一個(gè)計(jì)算機(jī)處理單元170。CPU 170可由用戶編程以便控制水泵180、閥門140以及用于加熱輔助存水罐160的燃?xì)饧訜崞?90的運(yùn)行。泵180可通過(guò)電氣連接172而用硬質(zhì)導(dǎo)線電性地連接到CPU 170或通過(guò)無(wú)線電收發(fā)器設(shè)備與其通信。燃?xì)饧訜崞?90可通過(guò)硬質(zhì)導(dǎo)線174或無(wú)線電通信而電性地連接到CPU170。CPU 170可類似地連接到輔助存水罐160中的一個(gè)第二溫度傳感器136上。CPU 170是可編程的以便限定顯示在顯示器177上的用于儲(chǔ)液器150的溫度范圍175以及顯示器177上的用于輔助存水罐160的溫度范圍176。響應(yīng)與儲(chǔ)液器溫度傳感器 130所測(cè)出的儲(chǔ)液器150的水溫降低，CPU170將啟動(dòng)泵180并且開(kāi)啟閥門140以便允許來(lái)自容器152的水流經(jīng)過(guò)回水管120到達(dá)太陽(yáng)能熱水器110并且從排出管122流出回到儲(chǔ)液器150。這種狀態(tài)會(huì)一直保持到溫度傳感器130所進(jìn)行的周期性的溫度測(cè)量(例如一秒或十秒間隔或每小時(shí)進(jìn)行一次)達(dá)到如CPU顯示器177所示出的編程范圍的最大溫度值(例如26° C)。當(dāng)達(dá)到范圍175的最大溫度值時(shí)，泵180被關(guān)掉并且閥門140被同時(shí)移動(dòng)到關(guān)閉位置。獨(dú)立于泵180和閥門140的運(yùn)行，在輔助存水罐160中的第二溫度傳感器136以類似于所述的關(guān)于儲(chǔ)液器溫度傳感器30、130的方式通過(guò)向CPU 170提供反饋而控制輔助存水罐160中的水溫。CPU 170控制燃?xì)饧訜崞?90的運(yùn)行，或者可替代地，燃?xì)饧訜崞?90由一個(gè)本地化邏輯電路以一種類似于常規(guī)的提供熱水的方式控制。輔助存水罐160由自來(lái)水162供應(yīng)因此供應(yīng)到建筑物的水龍頭配件164的水是處于主壓力下的。為了使輔助存水罐160所使用的氣體燃料最小化，水被從儲(chǔ)液器150的環(huán)路以及排出管122分流到太陽(yáng)能熱水器排出管126以便使輔助熱水罐160持續(xù)補(bǔ)充加滿。在這種連接下，輔助熱水罐160可以包括一個(gè)浮動(dòng)的水平指示裝置，它控制局部閥門166以便調(diào)節(jié)輔助熱水罐160內(nèi)的水平。系統(tǒng)101可通過(guò)典型地安裝在建筑物的屋頂上的一個(gè)雨水收集設(shè)備185來(lái)供應(yīng)并且被適配為通過(guò)雨水管128將可供使用的雨水提供到該系統(tǒng)中。自來(lái)水162可被用于補(bǔ)充來(lái)自雨水收集設(shè)備185的水供給。儲(chǔ)液器50、150可被一個(gè)適配為更有效的從儲(chǔ)液器50、150傳遞熱量的溶液培養(yǎng)系統(tǒng)200而增強(qiáng)。溶液培養(yǎng)系統(tǒng)200可被置于板156中的容器152上并且可使來(lái)自儲(chǔ)液器50,150的水轉(zhuǎn)向到溶液培養(yǎng)系統(tǒng)200中或可包括一個(gè)熱交換器210，它向儲(chǔ)液器50、150傳遞熱量或從儲(chǔ)液器向緊位于溶液培養(yǎng)系統(tǒng)200上方的地板表面?zhèn)鬟f熱量。參見(jiàn)圖3，在此示出了一種熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其包括輻射冷卻罐310，該輻射冷卻罐優(yōu)選地位于有待通過(guò)該系統(tǒng)進(jìn)行熱調(diào)節(jié)的建筑物的較涼爽的被遮蔽的外部。罐310是由導(dǎo)熱材料制成的(例如鋼)，該材料在夜間會(huì)快速地降溫并且在夏季可被用于板式儲(chǔ)液器150的冷卻的輔助或相反地在冬季可被用于加熱儲(chǔ)液器150。如同圖I和圖2中的第一和第二實(shí)施方案,系統(tǒng)300也包括處于太陽(yáng)能面板形式的熱量加熱器或太陽(yáng)能熱量收集器，例如與太陽(yáng)能熱水器110相關(guān)聯(lián)的黑色吸熱管道。系統(tǒng)300中的流體流量是通過(guò)使用一對(duì)閥門140a、b或如圖2中的泵180所控制的。參照?qǐng)DI至3所述的系統(tǒng)包括一個(gè)熱循環(huán)，其中熱源最優(yōu)選的是真空管而不是黑塑料(水池式的管道加熱)。僅參見(jiàn)圖3，冷卻部件結(jié)合了板式熱量調(diào)節(jié)技術(shù)。內(nèi)陸干燥氣候下(如在堪培拉)所發(fā)現(xiàn)的輻射夜間冷卻式非常有效的。例如在堪培拉，夜間最低氣溫平均是13° C ( 并且在夏季經(jīng)常降到0° C至3° C)所以在南面的被遮蔽的罐310 (以及在北半球在北面的罐310是等效的)將非常有效地散熱到夜間氛圍中并且非常涼。這會(huì)提供一個(gè)冷水源，在早晨第一件事可用太陽(yáng)能泵180有效地將它泵送到板式儲(chǔ)液器150以便冷卻該板150。泵180優(yōu)選地是一種光電泵。管道54在就地鑄造并且被用于傳送來(lái)自板式儲(chǔ)液器150的容器的流體以便加熱太陽(yáng)能熱水器110中的部件。因此系統(tǒng)300包括一個(gè)冷質(zhì)量熱交換系統(tǒng)，其中容器的溫水被來(lái)自罐310的冷水(隔夜的)替換以便達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的熱質(zhì)量。水被泵送到封閉的系統(tǒng)300周圍。因?yàn)橄到y(tǒng)300對(duì)外是封閉的，在夏季溫水被動(dòng)容器150去除并被送到罐310以便在夜間冷卻。在白天，容器150中的水變熱，如同外部罐310中的水一樣。加熱元件110優(yōu)選地包括兩排大約40個(gè)真空管。冷卻部件優(yōu)選地包括一對(duì)5000L的罐。在較熱的月份，閥門140a、b的運(yùn)行可被用于關(guān)閉加熱系統(tǒng)110。并且可想而知，在較冷的月份可以關(guān)閉冷卻系統(tǒng)310。閥門140a、b可以是蝴蝶閥或適合這種目的其他閥門并且用于隔離或使系統(tǒng)300的不同部分110、310從容器150脫離連接。在整篇說(shuō)明書以及權(quán)利要求書中，短語(yǔ)“包括”及其派生詞旨在具有開(kāi)放的意義而不是封閉的意義，除非明確地說(shuō)明相反或上下文要求其他情況。即，短語(yǔ)“包括”及其派生詞表示不僅僅包括直接引用的所列出的部件、步驟或特性，而且還包括其他的沒(méi)有具體列出的部件、步驟或特性，除非明確說(shuō)明相反或上下文要求其他情況。在本說(shuō)明書以及權(quán)利要求書中使用的定位性的術(shù)語(yǔ)例如豎直、水平、頂部、底部、上以及下適用于向我們解釋關(guān)系并且是基于該部件、物體、事物、裝置、設(shè)備或儀器將通常被認(rèn)為在一個(gè)特定的方向上的前提下的，典型的是容器52、152在最下方。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到對(duì)于在此所描述的本發(fā)明的這些方法可以做出多種改動(dòng)及變化而不背離本發(fā)明的精神與范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)節(jié)建筑物的多個(gè)生活空間的溫度的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括 一個(gè)底層地板流體儲(chǔ)液器，該儲(chǔ)液器位于所述建筑物的地板的鑄造以及固定材料形成部分之中、之下或之上，被用于改變所述建筑物的環(huán)境溫度； 一個(gè)太陽(yáng)能加熱器，該太陽(yáng)能加熱器被安裝在相關(guān)的所述系統(tǒng)之上或之內(nèi)； 一個(gè)溫度傳感器，該溫度傳感器用于測(cè)量所述儲(chǔ)液器中的溫度；以及 至少一個(gè)閥門，該閥門用于沿一條與所述儲(chǔ)液器以及所述加熱器相連通的管線控制流體流量以便調(diào)節(jié)所述儲(chǔ)液器內(nèi)的流體溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)輻射冷卻系統(tǒng)，該輻射冷卻系統(tǒng)包括被用作一個(gè)冷卻供應(yīng)源的一個(gè)輻射冷卻罐。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述流體是水并且所述溫度傳感器在0° C至100° C的范圍內(nèi)測(cè)量所述儲(chǔ)液器中的水溫，并且一個(gè)計(jì)算機(jī)處理器根據(jù)所述傳感器所測(cè)量的儲(chǔ)液器的水溫來(lái)決定所述閥門的操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中由所述傳感器測(cè)出的低水溫會(huì)致使所述閥門打開(kāi)以便允許水從所述加熱器流向所述儲(chǔ)液器而由所述傳感器測(cè)出的高水溫會(huì)致使所述閥門關(guān)閉以便防止水從所述加熱器流向所述儲(chǔ)液器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中該罐被遮蔽并且一個(gè)所述傳感器允許來(lái)自該遮蔽罐的冷卻水更換該板式或底層地板儲(chǔ)液器中的水。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述加熱器包括與所述儲(chǔ)液器處于水路連通的一個(gè)加熱器入口以及與所述儲(chǔ)液器處于水路連通的一個(gè)加熱器出口。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中該冷卻罐提供了一個(gè)存儲(chǔ)源以便向該板式儲(chǔ)液器供水并且更換水。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中已冷卻的水的泵送可通過(guò)一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電泵來(lái)完成。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述加熱器入口與一個(gè)對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)液器出口相連通，該儲(chǔ)液器出口的位置高于與一個(gè)對(duì)應(yīng)的加熱器出口相連通的一個(gè)儲(chǔ)液器入口，因此較熱的密度較小的水將在所述儲(chǔ)液器的水體下面進(jìn)入所述儲(chǔ)液器并且將趨于上升到所述儲(chǔ)液器出口以便促進(jìn)水流經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)的水路。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括一個(gè)泵，該泵用于在該系統(tǒng)中移動(dòng)水并且所述泵作為所述閥門運(yùn)行是有效的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述泵位于與所述儲(chǔ)液器出口以及所述加熱器入口相連通的流體管線中。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述流體是水并且該系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)熱水存儲(chǔ)罐，該熱水存儲(chǔ)罐與該加熱器的一個(gè)第二加熱器出口處于水路連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述熱水存儲(chǔ)罐的加熱是由一個(gè)第二加熱器補(bǔ)充的。
14.一種包括適當(dāng)?shù)亩喾N相變材料(PCM)添加物的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這些添加物可被加入到該儲(chǔ)液存儲(chǔ)器或多個(gè)板式罐中。
15.一種溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中該多種相變材料與26攝氏度至30攝氏度的多種不同的加熱觸發(fā)件串聯(lián)或并聯(lián)以便輔助并且加速熱循環(huán)以及對(duì)流。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述第二加熱器是氣體或電加熱器并且所述熱水存儲(chǔ)罐被連接到一個(gè)自來(lái)水源上以便對(duì)所述系統(tǒng)加壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)通過(guò)熱虹吸作用使水循環(huán)。
18.根據(jù)權(quán)利要求I或17所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是一種密封的并且閉環(huán)的加熱系統(tǒng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述儲(chǔ)液器包括一列互連的多個(gè)板式水罐。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述這些罐是通過(guò)周圍的鑄造以及固定材料而隔熱的。
全文摘要
一種用于向建筑物提供熱水的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(1，101)，其包括一個(gè)底層地板水罐(50，150)，該底層地板水罐位于該建筑物的板式地板(56)下方；一個(gè)太陽(yáng)能熱水器(10，101)，該太陽(yáng)能熱水器典型地安裝在該建筑物結(jié)構(gòu)的屋頂；一個(gè)溫度傳感器(30，130)，該溫度傳感器用于在0°C至100°C的范圍內(nèi)測(cè)量罐(50，150)中的水溫；至少一個(gè)閥門(40，140)，該閥門用于沿與儲(chǔ)液器(50，150)以及加熱器(10，110)相連通的一條水路(20，22，120，122)控制水的流量；以及一個(gè)計(jì)算機(jī)處理器(170)，該計(jì)算機(jī)處理器用于根據(jù)傳感器(30，130)所測(cè)量的儲(chǔ)液器的水溫(175)來(lái)決定閥門(40，140)的運(yùn)行。
文檔編號(hào)F24D15/02GK102667349SQ201080058154
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者謝恩·韋斯特 申請(qǐng)人:謝恩·韋斯特