用于提取热能的系统技术方案

本发明专利技术涉及用于提取热能的系统，用于操作这种系统的方法和用于这种系统的热能模块。更特别地，所述系统是用于从太阳光或其他的热能源提取热能。源提取热能。源提取热能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提取热能的系统


[0001]本专利技术涉及一种用于提取热能的系统，一种用于操作这种系统的方法和用于这种系统的热能模块。更特别的是，该系统用于从阳光或其他的热能源提取热能。

技术介绍

[0002]太阳能集热器越来越大程度地用于生活用水加热或空间加热的目的，这是由日益增长的环境意识和经济考量所决定的。
[0003]太阳能热系统至少具有太阳能集热器和储水箱，在这个储水箱，例如，储存着为生活目的而加热的水。太阳能集热器通过其中布置循环泵的加热回路连接至储水箱内的或储水箱的热交换器，该循环泵将由太阳能集热器加热的加热介质输送至储水箱的热交换器。
[0004]用于通过太阳能集热器对热传导流体进行循环的泵是所谓的太阳能电网的一部分，通常安装在建筑物内，一般安装在锅炉房内，免受气候影响。太阳能集热器的运行可靠性很大程度取决于太阳能集热器与热水供应系统或供热系统的集成。
[0005]众所周知，根据储水箱的热量需求和太阳能集热器提供的热量控制循环泵的速度。已知的系统至少具有两个用于这一目的的温度传感器，一个在太阳能集热器内，一个在储水箱内。这两个温度传感器必须连接至控制装置，如果有必要，可以将其集成至循环泵内。
[0006]安装这种太阳能电网的缺点包括：除了实际的集热器安装之外，还需要安装工作和空间。此外，远程传感器和中央循环泵之间的连接在安装和操作方面也容易出错。
[0007]过去已经建议对典型的太阳能集热器装置的装置进行改进。例如，WO2012/061865建议了一种太阳能集热器，其特征在于，用于通过吸收器循环热传导流体的泵布置至集热器壳体或至少部分地布置至集热器壳体内。但是，这种太阳能集热器在如何控制集热器壳体中的单独的泵的操作方面缺乏灵活性。
[0008]EP2806168涉及一种具有电动驱动电机和控制装置的循环泵单元，其中至少具有一个内部温度传感器布置至循环泵单元，它传递循环泵单元介质的温度并且将相应的温度信号输出至控制装置。然而，控制装置的速度控制仅对于整个循环系统或至少对于大面积的热电池而言是可以调节的。

技术实现思路

[0009]因此，本专利技术的目的是克服现有技术的缺点。特别是，本专利技术的目的是提供一种用于提取热能的系统、优选为从太阳光提取热能，该系统可以很容易地安装并有效地用于建筑物的各个部分，而不考虑几何方向、遮阳情况以及所述建筑物部分的南北照射。该系统可以灵活地适应变化的太阳高度、季节和日间。本专利技术的另一个任务是提供一种操作用于提取热能的系统的方法，以及用于这种系统的太阳能热能模块。
[0010]该目的通过具有独立权利要求的特征的从太阳光提取热能的系统、操作这种系统的方法以及用于这种系统的太阳能热能模块来实现。
[0011]本专利技术涉及一种用于提取热能的系统、特别是从太阳光提取能量，该系统具有
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多个热能模块，其中每个模块具有壳体，包括
[0013]‑
特别是用于太阳光的辐射吸收体；
[0014]‑
用于热提取介质的至少一条流道，其中该至少一条流道邻近辐射吸收体布置：
[0015]‑
流动调节致动器、特别是泵和/或阀，用于输送和/或控制热提取介质经由至少一条流道的流动；和
[0016]‑
连接至流动调节致动器的接收器，其用于接收至少一个控制器的输出信号；
[0017]‑
至少一个控制器，其用于控制多个热能模块(1)中的流动调节致动器；和
[0018]‑
可选地，至少一个传感器，其用于测量选自由温度、压力、流量和光照组成的组的参数；
[0019]其中，至少一个控制器适于根据以下方面单独地调控多个模块的流动调节致动器：
[0020]‑
存储在与控制器相连接的存储器单元(23)中的数据；和/或
[0021]‑
从至少一个传感器接收的一个或多个信号。
[0022]“提取热能”这一表述涉及热的收集和过热元件的冷却两方面。热能提取的目的可以是收集和利用热，例如用于生活供暖。然而，能量提取的目的也可以是冷却某些部分，例如容易过热的部分，如太阳能板的表面。在理想情况，这两个目的可以同时实现，例如，在混合型光伏
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热能系统(PVT
‑
系统)的情况下。
[0023]根据本专利技术的热能模块具有的优点是，每个热能模块都具有其自身的流动调节致动器和与致动器有关的其自身的接收器。由于这些特征，每个模块可以单独地调节其输送能力、特别是通过调控泵频率和/或阀位置。因此，每个模块可以最有效地由其在建筑物的特定位置，如高度、方向、南北照射，以及或变化的因素，如太阳高度、季节和日间，来调节特定的需求。
[0024]为此目的，至少一个控制器可以基于由用户事先存储至存储器单元的数据或基于天文、气候或气象预测自动添加的数据来控制流动控制致动器。替代地，至少一个控制器可以基于从至少一个传感器作为信号接收的数据来控制流动控制致动器。给定数据和测量数据的组合也是可能的。
[0025]至少一个传感器用于测量选自由温度、压力、流量和光照组成的组的参数。然而，也有复合传感器能够在同一时间感测不同的参数。复合传感器的使用是本专利技术范围的一部分。
[0026]具有至少一个传感器的系统的可能的构型包括检测至少一个参数(例如建筑物屋檐下的环境温度)的远程传感器。这种参数可以由单个的控制器处理，以给出单独的指令，这些指令将被引导至多个模块的接收器。这种系统可能是没有反馈回路的系统。通常，系统可以基于用于测量外部环境温度和/或测量外部环境光照的至少一个环境传感器。在这种情况，控制器可以适于根据从数个环境传感器接收的信号来控制流动调节致动器。
[0027]然而，本领域技术人员会清楚地意识到，替代地或附加地，具有闭环系统是可能的、甚至是优选的。例如，随着热提取介质离开本专利技术的热能模块系统时，用于检测热提取介质温度的传感器可以将关于是否应该提高或降低泵频率的反馈数据提供给至少一个控制器。
[0028]不言而喻，控制器可以是中央控制器，其配置为将多个独立化的输出信号发送至与该系统连接的流动调节致动器的多个接收器，或者可能有用于不同的模块的集群(屋顶瓦片模块集群、墙面瓦片模块集群等)的多个控制器。甚至更优选地，每个热能模块都具有自己的控制器。
[0029]众所周知，在大多数情况，中央循环泵能安装在建筑物中。中央循环泵可以支持由每个模块的泵所做的工作和/或会(共同)决定由阀调节的流量。本领域技术人员会理解，单回路布置和多回路布置都在本公开的范围内。在多回路布置的情况，至少有两个回路共用共同的热交换器部分。例如，由中央循环泵致动的主回路可以与n个单独的热能模块共用n个热交换器部分，以积蓄热量。
[0030]特别优选地是，热能模块是平板集热器。适合的热提取介质包括水、空气、水和空气的组合、纳米流体、热流体、相变材料(PCM)、富含矿物盐的水或盐水。
[0031]用于提取热能的系统的另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于提取热能、特别是从太阳光提取热能的系统，具有
‑
多个热能模块(1，1
′
)，其中每个模块(1，1
′
)具有壳体，所述壳体包括：
‑
特别是用于太阳光的辐射吸收体(2)；
‑
用于热提取介质的至少一条流道(3)，其中所述至少一条流道(3)邻近所述辐射吸收体(2)布置；
‑
流动调节致动器(4)、特别是泵和/或阀，用于输送和/或控制所述热提取介质经由所述至少一条流道(3)的流动；
‑
连接至所述流动调节致动器的、用于接收至少一个控制器(5)的输出信号(70)的接收器：
‑
至少一个控制器(5)，其用于控制所述多个热能模块(1，1
′
)中的流动调节致动器(4)；以及
‑
可选地，至少一个传感器(6，14)，其用于测量选自由温度、压力、流量和光照组成的组的参数：其中，所述至少一个控制器(5)适于根据下述内容单独地调控所述多个模块(1)的流动调节致动器(4)：
‑
存储在与所述控制器(5)相连接的存储器单元(23)中的数据；和/或
‑
接收自所述至少一个传感器(6，14)的一个或多个信号(7，7
′
)。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统包括
‑
至少两个传感器(6，14)，其构造为用于测量选自由温度、压力、流量和光组成的组的参数；其中至少一个控制器适于周期性地接收来自所述至少两个传感器(6，14)的两个输入信号(7，7
′
)，并且根据接收自所述至少两个传感器的所述至少两个信号(7，7
′
)单独地调控所述多个模块(1)的流动调节致动器(4)。3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述至少一个控制器(5)适于调控所述多个模块(1，1
′
)的流动调节致动器(4)，从而使所述参数保持在预定的界限内。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中至少一个传感器(6)包含在每个模块(1)内，并且用于测量所述热提取介质的参数、特别是温度、压力和/或流量。5.根据权利要求3至4中任一项所述的系统，其中所述至少一个控制器(5)适于调控所述多个模块(1)的流动调节致动器(4)，从而使所述流道的热提取介质的压力保持在10巴以下、优选为2至8巴之间。6.根据权利要求3至4中任一项所述的系统，其中所述至少一个控制器(5)适于调控所述多个模块(1)的流动调节致动器(4)，从而使所述提取介质在模块的流道出口附近的温度为20至30摄氏度之间、优选在23至27摄氏度之间。7.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：逻辑知识产权股份公司，
类型：发明
国别省市：