專利名稱：建筑利用太陽能的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑和建筑節(jié)能領(lǐng)域，特別涉及一種使建筑利用太陽能的系 統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
太陽能是取之不盡、用之不竭的綠色能源。目前的太陽能應用主要集中 在光電轉(zhuǎn)換的太陽能電池和光熱轉(zhuǎn)換的太陽能熱水器，其主要的目的是應用 太陽能來發(fā)電和產(chǎn)生熱水以減少消耗普通能源。從整個建筑物和建筑材料的 角度來有效地利用太陽能，現(xiàn)有技術(shù)尚沒有很好解決方案和實際應用。由于 沒有適合的實用方法來有效地利用太陽能，大量照射在建筑物上的太陽能不 但白白浪費了，還使建筑的能耗增加，如夏天需要用空調(diào)降低建筑物室內(nèi)的 溫度，冬天需要消耗其他能源提高建筑物室內(nèi)的溫度。在夏天，太陽能的浪 費尤其明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述建筑物和建筑材料不能利用太陽能的缺陷， 提供一種使建筑物利用太陽能的系統(tǒng)和方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案是 一種建筑利用太陽能的系統(tǒng)，其特征在于， 包括內(nèi)部設置流體腔的集熱建筑材料、與所述流體腔通過管道連通的儲液箱 以及與供液源和流體腔通過管道相連的可使液體在流體腔和供液源之間流 動的流體泵。
可選地，所述流體腔內(nèi)的液體是水。
可選地，所述建筑利用太陽能的系統(tǒng)，還包括與流體腔和供液源連接的 供液箱。
可選地，所述建筑利用太陽能的系統(tǒng)，還包括溫度/流量傳感器、三通
閥門、計算機中央控制系統(tǒng)、電源，其中，
所述溫度/流量傳感器，連接于所述內(nèi)部設置流體腔的集熱建筑材料的 流體腔的出液口，用于測量流體腔內(nèi)液體的溫度和流出流體腔的液體流量， 并將信號傳遞給計算機中央控制系統(tǒng)；
所述三通閥門，其閥門進端與流體腔的出液口連接，另二出液閥門端分 別與所述儲液箱和所述供液箱連接；
所述計算機中央控制系統(tǒng)，控制所述集熱建筑材料流體腔進、出口閥門、 三通閥門的進、出液閥門和所述流體泵的開啟和關(guān)閉，還控制所述儲液箱的 進、出液；
所述電源，用于為所述計算機中央控制系統(tǒng)和所述流體泵提供電能。 可選地，所述溫度/流量傳感器還可以安裝在所述儲液箱的進液口端或
系統(tǒng)內(nèi)任何合適的液體流動管道。
可選地，所述建筑利用太陽能的系統(tǒng)，還包括與所述供液箱連接的用以
凈化液體以減少所述建筑利用太陽能的系統(tǒng)管道內(nèi)壁產(chǎn)生污垢的液體處理裝置。
可選地，所述建筑利用太陽能的系統(tǒng)，所述集熱建筑材料的表面材料可 為導熱系數(shù)好的導熱材料，其另一表面材料多為熱絕緣材料。 一種使建筑利用太陽能的方法，包括如下步驟
制造安裝集熱建筑材料步驟在建筑材料的內(nèi)部設置流體腔制成集熱建 筑材料，并將該集熱建筑材料設置在可照射到太陽光的部位；
建立液體循環(huán)系統(tǒng)步驟將流體泵與供液源、流體腔通過管道相連形成 液體循環(huán)回路，建立液體循環(huán)系統(tǒng)，將儲液箱與流體腔連接。
上述建筑利用太陽能的方法，還包括建立計算機中央控制系統(tǒng)步驟將 溫度/流量傳感器安裝在流體腔的出液口或儲液箱的進液口并與計算機相 連，該計算機還與儲液箱、流體泵的電控閥相連。
上述建筑利用太陽能的方法，所述中央控制系統(tǒng)控制流體腔中流體的進 出當溫度傳感器所測的溫度升高至設定的某個溫度值時，中央控制系統(tǒng)控 制熱液體排出至儲液箱，同時控制冷液體在合適的時間泵入流體腔；當該溫 度降到一個設定值時，中央控制系統(tǒng)控制停止泵入冷水；當溫度傳感器所測
的溫度低于一定的設定溫度時，中央控制系統(tǒng)控制流體泵泵出流體腔中的液 體至無液體存在或向流體fe中輸送熱液體以使建筑保持在恒定的溫度。
由于采用了上述的技術(shù)解決方案，解決了建筑物和建筑材料不能利用太 陽能的問題。該系統(tǒng)和方法可以改變建筑物室內(nèi)溫度僅靠普通空調(diào)機來調(diào)節(jié) 的現(xiàn)狀，而利用太陽能作為建筑物室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的輔助系統(tǒng)(冬天保溫，夏 天降溫)；同時使建筑和建筑材料有效利用太陽能產(chǎn)生恒定溫度的熱水，從 而有效降低了對傳統(tǒng)能源的消耗。


圖1為本發(fā)明建筑利用太陽能系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。 參考圖l， 一種建筑利用太陽能的系統(tǒng)，包括內(nèi)部設置流體腔的集熱建 筑材料l、與所述流體腔通過管道連通的儲液箱3以及與供液源和流體腔通 過管道相連的可使液體在流體腔和供液源之間流動的流體泵2。 優(yōu)選地，上述流體腔內(nèi)的液體是水。
進一步地，上述系統(tǒng)還包括與流體腔和供液源連接的供液箱5，以方便 為上述集熱建筑材料供液和作液體的緩沖，用以及時地向流體腔供液達到充 分地利用太陽能和使集熱建筑物保持一定的溫度。
進一步地，上述的建筑利用太陽能的系統(tǒng)，還包括溫度/流量傳感器、 三通閥門、計算機中央控制系統(tǒng)、電源，其中，
溫度/流量傳感器，連接于所述內(nèi)部設置流體腔的集熱建筑材料的流體 腔的出液口，用于測量流體腔內(nèi)液體的溫度和流出流體腔的液體流量，并將 溫度/流量信號傳遞給計算機中央控制系統(tǒng)；
三通閥門，其閥門進端與流體腔的出液口連接，另二出液閥門端分別與 所述儲液箱和所述供液箱連接；
計算機中央控制系統(tǒng)，控制所述集熱建筑材料流體腔進、出口閥門、三
通閥門的進、出液閥門和所述流體泵的開啟和關(guān)閉，還控制所述儲液箱的進、出液；
電源，用于為所述計算機中央控制系統(tǒng)和所述流體泵提供電能，可以為 太陽能電池，也可為一般的電源，也可為別種類型的電源，也可為它們的結(jié)合。
優(yōu)選地，上述溫度/流量傳感器還可以安裝在所述儲液箱的進液口端。 優(yōu)選地，上述的建筑利用太陽能的系統(tǒng)，還包括與所述供液箱連接的用 以凈化液體以消除所述建筑材料利用太陽能的系統(tǒng)管道內(nèi)壁產(chǎn)生污始的液 體污垢處理裝置6。
優(yōu)選地，上述集熱建筑材料的表面材料可為導熱系數(shù)好的導熱材料，比 如在表面層涂上利于集熱建筑材料導熱的涂料，膜，其另一表面層材料為熱 絕緣材料(多數(shù)采用熱絕緣材料)。
優(yōu)選地，上述流體腔的出口端安裝有排液泵以方便排液。 可選地，上述儲液箱可以加控制閥后與上述流體泵連通，以使用儲液箱 內(nèi)的熱液回注入流體腔內(nèi)給建筑物保溫。
以液體為水為例。建筑物充分利用太陽能，大大降低建筑物消耗傳統(tǒng)能 源。建筑物由集熱建筑材料(其內(nèi)部設置流體腔)安裝在建筑物的屋頂、外 墻、外裝飾、窗，即任何建筑物外部與自然環(huán)境、太陽接觸的平面；集熱建 筑材料內(nèi)設的流體腔中流動的水進行熱交換通過將經(jīng)過太陽能加熱至一個 設定溫度的熱水輸送至熱水儲水箱，帶走集熱建筑材料表面的熱量，再由流 體泵對流體腔內(nèi)注入冷水；集熱建筑材料表面的溫度由溫度傳感器監(jiān)測并將 ^a度信號傳遞給計算機中央控制系統(tǒng)；計算機中央控制系統(tǒng)控制集熱建筑材 料熱水出水閥門的開啟和關(guān)閉，控制流體泵啟動和集熱建筑材料冷水進水閥 門的開啟和關(guān)閉；計算機中央控制系統(tǒng)控制熱水儲水箱(或熱水儲水箱組之 間)的進、出水；當集熱建筑材料所在建筑的平面無太陽光照射和環(huán)境溫度 低于某一個設定值時，集熱建筑材料中的循環(huán)水被放空至循環(huán)水供水箱，如 應用太陽能電池組件為電源時，此時輸出電力小于設定值，將供電功能轉(zhuǎn)至 備用電源。
可選地，上述的建筑利用太陽能的系統(tǒng)，所述流體泵可以與建筑物本身 的用水系統(tǒng)整合成一個用水循環(huán)控制系統(tǒng)，可以是建筑物內(nèi)一個單獨的循環(huán)
水控制系統(tǒng)。
可選地，上述的建筑利用太陽能的系統(tǒng)，所述儲液箱可以是多個，在各 個儲液箱安裝溫度、流量計量儀器可以分別對各個儲液箱的溫度和用液量進 行控制和計量。
優(yōu)選地，上述計算機中央控制系統(tǒng)由單板計算機或任何計算機系統(tǒng)組 成，計算機系統(tǒng)自動控制整個太陽能應用系統(tǒng)的工作，采用人機對話的形式 設置各項參數(shù)，計算機系統(tǒng)記錄、統(tǒng)計所有運行數(shù)據(jù)并能輸出相關(guān)的運行報 表。
一種建筑利用太陽能的方法，其特征在于，包括如下步驟
制造安裝集熱建筑材料步驟在建筑材料的內(nèi)部設置流體腔制成集熱建 筑材料，并將該集熱建筑材料設置在建筑物可照射到太陽光的部位；
建立液體循環(huán)系統(tǒng)步驟將流體泵與供液源、流體腔通過管道相連形成 液體循環(huán)回路，建立液體循環(huán)系統(tǒng)，將儲液箱與流體腔連接。
上述的建筑利用太陽能的方法，還包括建立計算機中央控制系統(tǒng)步驟 將溫度/流量傳感器安裝在流體腔的出液口或儲液箱的進液口并與計算機相 連，該計算機還與流體泵、儲液箱、供液箱的進、出口電控閥相連。
進一步地，上述中央控制系統(tǒng)可以是這樣控制流體腔中流體的進出當 溫度傳感器所測的溫度升高至設定的某個溫度值時，中央控制系統(tǒng)控制熱液 體排出至儲液箱，同時控制冷液體在合適的時間泵入流體腔；當集熱建筑材 料表面溫度降到一個設定值時，中央控制系統(tǒng)控制停止泵入冷水；當溫度傳 感器所測的溫度低于一定的設定溫度時，中央控制系統(tǒng)控制流體泵泵出流體 腔中的液體至無液體存在或向流體腔中輸送熱液體以使建筑保持在恒定的 溫度。
本發(fā)明可以由太陽能光伏電池系統(tǒng)供電，太陽能電池組件安裝在整個建 筑受太陽光照最集中的位置(如建筑屋頂)處，由于該建筑利用太陽能的系 統(tǒng)只是在有太陽光照時才進行工作，沒有太陽光照時系統(tǒng)基本不用電，所以 太陽能光伏電源可以很好地滿足系統(tǒng)對電源的要求，但整個建筑利用太陽能 系統(tǒng)用電也完全可以用普通電力來完成。
本發(fā)明運行產(chǎn)生的效果是使建筑物整體充分利用太陽能，而建筑物本
身因為"恒溫控制"使其表面的溫度被控制在設定的范圍之內(nèi)，而太陽能 又被最大程度地轉(zhuǎn)換成熱水(或電力)。夏天整個建筑由于使用本發(fā)明而使 室內(nèi)降溫，即室內(nèi)溫度得到有效地控制；冬天可以使外部熱能更好地應用于 建筑室內(nèi)的溫度調(diào)整。
以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域 的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換 或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應該屬于本發(fā)明的范疇，應由各權(quán)利要 求所限定。
權(quán)利要求
1、一種建筑利用太陽能的系統(tǒng)，其特征在于，包括內(nèi)部設置流體腔的集熱建筑材料、與所述流體腔通過管道連通的儲液箱以及與供液源和流體腔通過管道相連的可使液體在流體腔和供液源之間流動的流體泵。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑利用太陽能的系統(tǒng)，其特征在于，所述流體腔內(nèi)的液體是水。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑利用太陽能的系統(tǒng)，其特征在于，還包 括與流體腔和供液源連接的供液箱。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的建筑利用太陽能的系統(tǒng)，其特征 在于，還包括溫度/流量傳感器、三通閥門、計算機中央控制系統(tǒng)、電源， 其中，所述溫度/流量傳感器，連接于所述內(nèi)部設置流體腔的集熱建筑材料的 流體腔的出液口，用于測量流體腔內(nèi)液體的溫度和流出流體腔的液體流量， 并將信號傳遞給計算機中央控制系統(tǒng)；所述三通閥門，其閥門進端與流體腔的出液口連接，另二出液閥門端分 別與所述儲液箱和所述供液箱連接；所述計算機中央控制系統(tǒng)，控制所述集熱建筑材料流體腔進、出口閥門、 三通閥門的進、出液閥門和所述流體泵的開啟和關(guān)閉，還控制所述儲液箱的 進、出液;所述電源，用于為所述計算機中央控制系統(tǒng)和所述流體泵提供電能。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的建筑利用太陽能的系統(tǒng)，其特征在于，所述 溫度/流量傳感器還可以安裝在所述儲液箱的進液口端或系統(tǒng)內(nèi)任何合適的 液體流動管道。
6、根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的建筑利用太陽能的系統(tǒng)，其特征在于， 還包括與所述供液箱連接的用以凈化液體以減少所述建筑利用太陽能的系 統(tǒng)管道內(nèi)壁產(chǎn)生污垢的液體處理裝置。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑利用太陽能的系統(tǒng)，其特征在于，所述 集熱建筑材料的表面材料可為導熱系數(shù)好的導熱材料，其另一表面材料多為 熱絕緣材料。
8、 一種使建筑利用太陽能的方法，其特征在于，包括如下步驟 制造安裝集熱建筑材料步驟在建筑材料的內(nèi)部設置流體腔制成集熱建筑材料，并將該集熱建筑材料設置在可照射到太陽光的部位； '建立液體循環(huán)系統(tǒng)步驟將流體泵與供液源、流體腔通過管道相連形成 液體循環(huán)回路，建立液體循環(huán)系統(tǒng)，將儲液箱與流體腔連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的建筑利用太陽能的方法，其特征在于，還包 括建立計算機中央控制系統(tǒng)步驟將溫度/流量傳感器安裝在流體腔的出液 口或儲液箱的進液口并與計算機相連，該計算機還與儲液箱、流體泵的電控 閥相連。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的建筑利用太陽能的方法，其特征在于，所述 中央控制系統(tǒng)控制流體腔中流體的進出當溫度傳感器所測的溫度升高至設 定的某個溫度值時，中央控制系統(tǒng)控制熱液體排出至儲液箱，同時控制冷液 體在合適的時間泵入流體腔；當該溫度降到一個設定值時，中央控制系統(tǒng)控 制停止泵入冷水；當溫度傳感器所測的溫度低于一定的設定溫度時，中央控 制系統(tǒng)控制流體泵泵出流體腔中的液體至無液體存在或向流體腔中輸送熱 液體以使建筑保持在恒定的溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及建筑和建筑節(jié)能領(lǐng)域，特別涉及一種使建筑利用太陽能的系統(tǒng)。該使建筑利用太陽能的系統(tǒng)，包括內(nèi)部設置流體腔的集熱建筑材料、與所述流體腔通過管道連通的儲液箱以及與供液源和流體腔通過管道相連的可使液體在流體腔和供液源之間流動的流體泵。本發(fā)明還公布了使建筑利用太陽能的方法。由于采用了上述的技術(shù)解決方案，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以改變建筑物室內(nèi)溫度僅靠普通空調(diào)機來調(diào)節(jié)的現(xiàn)狀，而利用太陽能作為建筑物室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的輔助系統(tǒng)；同時使建筑和建筑材料有效利用太陽能產(chǎn)生恒定溫度的熱水，從而有效降低了對傳統(tǒng)能源的消耗。
文檔編號F24J2/40GK101382008SQ20071004567
公開日2009年3月11日 申請日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者鄭克汀 申請人:鄭克汀