建筑利用太阳能的系统和方法.pdf

本发明涉及建筑和建筑节能领域，特别涉及一种使建筑利用太阳能的系统。该使建筑利用太阳能的系统，包括内部设置流体腔的集热建筑材料、与所述流体腔通过管道连通的储液箱以及与供液源和流体腔通过管道相连的可使液体在流体腔和供液源之间流动的流体泵。本发明还公布了使建筑利用太阳能的方法。由于采用了上述的技术解决方案，本发明的系统和方法可以改变建筑物室内温度仅靠普通空调机来调节的现状，而利用太阳能作为建筑物室内温度调节的辅助系统；同时使建筑和建筑材料有效利用太阳能产生恒定温度的热水，从而有效降低了对传统能源的消耗。

1、  一种建筑利用太阳能的系统，其特征在于，包括内部设置流体腔的集热建筑材料、与所述流体腔通过管道连通的储液箱以及与供液源和流体腔通过管道相连的可使液体在流体腔和供液源之间流动的流体泵。

2、  根据权利要求1所述的建筑利用太阳能的系统，其特征在于，所述流体腔内的液体是水。

3、  根据权利要求1所述的建筑利用太阳能的系统，其特征在于，还包括与流体腔和供液源连接的供液箱。

4、  根据权利要求1至3任一项所述的建筑利用太阳能的系统，其特征在于，还包括温度/流量传感器、三通阀门、计算机中央控制系统、电源，其中，
所述温度/流量传感器，连接于所述内部设置流体腔的集热建筑材料的流体腔的出液口，用于测量流体腔内液体的温度和流出流体腔的液体流量，并将信号传递给计算机中央控制系统；
所述三通阀门，其阀门进端与流体腔的出液口连接，另二出液阀门端分别与所述储液箱和所述供液箱连接；
所述计算机中央控制系统，控制所述集热建筑材料流体腔进、出口阀门、三通阀门的进、出液阀门和所述流体泵的开启和关闭，还控制所述储液箱的进、出液；
所述电源，用于为所述计算机中央控制系统和所述流体泵提供电能。

5、  根据权利要求4所述的建筑利用太阳能的系统，其特征在于，所述温度/流量传感器还可以安装在所述储液箱的进液口端或系统内任何合适的液体流动管道。

6、  根据权利要求4或5所述的建筑利用太阳能的系统，其特征在于，还包括与所述供液箱连接的用以净化液体以减少所述建筑利用太阳能的系统管道内壁产生污垢的液体处理装置。

7、  根据权利要求1所述的建筑利用太阳能的系统，其特征在于，所述集热建筑材料的表面材料可为导热系数好的导热材料，其另一表面材料多为热绝缘材料。

8、  一种使建筑利用太阳能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
制造安装集热建筑材料步骤：在建筑材料的内部设置流体腔制成集热建筑材料，并将该集热建筑材料设置在可照射到太阳光的部位；
建立液体循环系统步骤：将流体泵与供液源、流体腔通过管道相连形成液体循环回路，建立液体循环系统，将储液箱与流体腔连接。

9、  根据权利要求8所述的建筑利用太阳能的方法，其特征在于，还包括建立计算机中央控制系统步骤：将温度/流量传感器安装在流体腔的出液口或储液箱的进液口并与计算机相连，该计算机还与储液箱、流体泵的电控阀相连。

10、  根据权利要求9所述的建筑利用太阳能的方法，其特征在于，所述中央控制系统控制流体腔中流体的进出：当温度传感器所测的温度升高至设定的某个温度值时，中央控制系统控制热液体排出至储液箱，同时控制冷液体在合适的时间泵入流体腔；当该温度降到一个设定值时，中央控制系统控制停止泵入冷水；当温度传感器所测的温度低于一定的设定温度时，中央控制系统控制流体泵泵出流体腔中的液体至无液体存在或向流体腔中输送热液体以使建筑保持在恒定的温度。

建筑利用太阳能的系统和方法
技术领域
本发明涉及建筑和建筑节能领域，特别涉及一种使建筑利用太阳能的系统和方法。
背景技术
太阳能是取之不尽、用之不竭的绿色能源。目前的太阳能应用主要集中在光电转换的太阳能电池和光热转换的太阳能热水器，其主要的目的是应用太阳能来发电和产生热水以减少消耗普通能源。从整个建筑物和建筑材料的角度来有效地利用太阳能，现有技术尚没有很好解决方案和实际应用。由于没有适合的实用方法来有效地利用太阳能，大量照射在建筑物上的太阳能不但白白浪费了，还使建筑的能耗增加，如夏天需要用空调降低建筑物室内的温度，冬天需要消耗其他能源提高建筑物室内的温度。在夏天，太阳能的浪费尤其明显。
发明内容
本发明的目的在于解决上述建筑物和建筑材料不能利用太阳能的缺陷，提供一种使建筑物利用太阳能的系统和方法。
实现本发明目的技术方案是：一种建筑利用太阳能的系统，其特征在于，包括内部设置流体腔的集热建筑材料、与所述流体腔通过管道连通的储液箱以及与供液源和流体腔通过管道相连的可使液体在流体腔和供液源之间流动的流体泵。
可选地，所述流体腔内的液体是水。
可选地，所述建筑利用太阳能的系统，还包括与流体腔和供液源连接的供液箱。
可选地，所述建筑利用太阳能的系统，还包括温度/流量传感器、三通阀门、计算机中央控制系统、电源，其中，
所述温度/流量传感器，连接于所述内部设置流体腔的集热建筑材料的流体腔的出液口，用于测量流体腔内液体的温度和流出流体腔的液体流量，并将信号传递给计算机中央控制系统；
所述三通阀门，其阀门进端与流体腔的出液口连接，另二出液阀门端分别与所述储液箱和所述供液箱连接；
所述计算机中央控制系统，控制所述集热建筑材料流体腔进、出口阀门、三通阀门的进、出液阀门和所述流体泵的开启和关闭，还控制所述储液箱的进、出液；
所述电源，用于为所述计算机中央控制系统和所述流体泵提供电能。
可选地，所述温度/流量传感器还可以安装在所述储液箱的进液口端或系统内任何合适的液体流动管道。
可选地，所述建筑利用太阳能的系统，还包括与所述供液箱连接的用以净化液体以减少所述建筑利用太阳能的系统管道内壁产生污垢的液体处理装置。
可选地，所述建筑利用太阳能的系统，所述集热建筑材料的表面材料可为导热系数好的导热材料，其另一表面材料多为热绝缘材料。
一种使建筑利用太阳能的方法，包括如下步骤：
制造安装集热建筑材料步骤：在建筑材料的内部设置流体腔制成集热建筑材料，并将该集热建筑材料设置在可照射到太阳光的部位；
建立液体循环系统步骤：将流体泵与供液源、流体腔通过管道相连形成液体循环回路，建立液体循环系统，将储液箱与流体腔连接。
上述建筑利用太阳能的方法，还包括建立计算机中央控制系统步骤：将温度/流量传感器安装在流体腔的出液口或储液箱的进液口并与计算机相连，该计算机还与储液箱、流体泵的电控阀相连。
上述建筑利用太阳能的方法，所述中央控制系统控制流体腔中流体的进出：当温度传感器所测的温度升高至设定的某个温度值时，中央控制系统控制热液体排出至储液箱，同时控制冷液体在合适的时间泵入流体腔；当该温度降到一个设定值时，中央控制系统控制停止泵入冷水；当温度传感器所测的温度低于一定的设定温度时，中央控制系统控制流体泵泵出流体腔中的液体至无液体存在或向流体腔中输送热液体以使建筑保持在恒定的温度。
由于采用了上述的技术解决方案，解决了建筑物和建筑材料不能利用太阳能的问题。该系统和方法可以改变建筑物室内温度仅靠普通空调机来调节的现状，而利用太阳能作为建筑物室内温度调节的辅助系统(冬天保温，夏天降温)；同时使建筑和建筑材料有效利用太阳能产生恒定温度的热水，从而有效降低了对传统能源的消耗。
附图说明
图1为本发明建筑利用太阳能系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
参考图1，一种建筑利用太阳能的系统，包括内部设置流体腔的集热建筑材料1、与所述流体腔通过管道连通的储液箱3以及与供液源和流体腔通过管道相连的可使液体在流体腔和供液源之间流动的流体泵2。
优选地，上述流体腔内的液体是水。
进一步地，上述系统还包括与流体腔和供液源连接的供液箱5，以方便为上述集热建筑材料供液和作液体的缓冲，用以及时地向流体腔供液达到充分地利用太阳能和使集热建筑物保持一定的温度。
进一步地，上述的建筑利用太阳能的系统，还包括温度/流量传感器、三通阀门、计算机中央控制系统、电源，其中，
温度/流量传感器，连接于所述内部设置流体腔的集热建筑材料的流体腔的出液口，用于测量流体腔内液体的温度和流出流体腔的液体流量，并将温度/流量信号传递给计算机中央控制系统；
三通阀门，其阀门进端与流体腔的出液口连接，另二出液阀门端分别与所述储液箱和所述供液箱连接；
计算机中央控制系统，控制所述集热建筑材料流体腔进、出口阀门、三通阀门的进、出液阀门和所述流体泵的开启和关闭，还控制所述储液箱的进、出液；
电源，用于为所述计算机中央控制系统和所述流体泵提供电能，可以为太阳能电池，也可为一般的电源，也可为别种类型的电源，也可为它们的结合。
优选地，上述温度/流量传感器还可以安装在所述储液箱的进液口端。
优选地，上述的建筑利用太阳能的系统，还包括与所述供液箱连接的用以净化液体以消除所述建筑材料利用太阳能的系统管道内壁产生污垢的液体污垢处理装置6。
优选地，上述集热建筑材料的表面材料可为导热系数好的导热材料，比如在表面层涂上利于集热建筑材料导热的涂料，膜，其另一表面层材料为热绝缘材料(多数采用热绝缘材料)。
优选地，上述流体腔的出口端安装有排液泵以方便排液。
可选地，上述储液箱可以加控制阀后与上述流体泵连通，以使用储液箱内的热液回注入流体腔内给建筑物保温。
以液体为水为例。建筑物充分利用太阳能，大大降低建筑物消耗传统能源。建筑物由集热建筑材料(其内部设置流体腔)安装在建筑物的屋顶、外墙、外装饰、窗，即任何建筑物外部与自然环境、太阳接触的平面；集热建筑材料内设的流体腔中流动的水进行热交换：通过将经过太阳能加热至一个设定温度的热水输送至热水储水箱，带走集热建筑材料表面的热量，再由流体泵对流体腔内注入冷水；集热建筑材料表面的温度由温度传感器监测并将温度信号传递给计算机中央控制系统；计算机中央控制系统控制集热建筑材料热水出水阀门的开启和关闭，控制流体泵启动和集热建筑材料冷水进水阀门的开启和关闭；计算机中央控制系统控制热水储水箱(或热水储水箱组之间)的进、出水；当集热建筑材料所在建筑的平面无太阳光照射和环境温度低于某一个设定值时，集热建筑材料中的循环水被放空至循环水供水箱，如应用太阳能电池组件为电源时，此时输出电力小于设定值，将供电功能转至备用电源。
可选地，上述的建筑利用太阳能的系统，所述流体泵可以与建筑物本身的用水系统整合成一个用水循环控制系统，可以是建筑物内一个单独的循环水控制系统。
可选地，上述的建筑利用太阳能的系统，所述储液箱可以是多个，在各个储液箱安装温度、流量计量仪器可以分别对各个储液箱的温度和用液量进行控制和计量。
优选地，上述计算机中央控制系统由单板计算机或任何计算机系统组成，计算机系统自动控制整个太阳能应用系统的工作，采用人机对话的形式设置各项参数，计算机系统记录、统计所有运行数据并能输出相关的运行报表。
一种建筑利用太阳能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
制造安装集热建筑材料步骤：在建筑材料的内部设置流体腔制成集热建筑材料，并将该集热建筑材料设置在建筑物可照射到太阳光的部位；
建立液体循环系统步骤：将流体泵与供液源、流体腔通过管道相连形成液体循环回路，建立液体循环系统，将储液箱与流体腔连接。
上述的建筑利用太阳能的方法，还包括建立计算机中央控制系统步骤：将温度/流量传感器安装在流体腔的出液口或储液箱的进液口并与计算机相连，该计算机还与流体泵、储液箱、供液箱的进、出口电控阀相连。
进一步地，上述中央控制系统可以是这样控制流体腔中流体的进出：当温度传感器所测的温度升高至设定的某个温度值时，中央控制系统控制热液体排出至储液箱，同时控制冷液体在合适的时间泵入流体腔；当集热建筑材料表面温度降到一个设定值时，中央控制系统控制停止泵入冷水；当温度传感器所测的温度低于一定的设定温度时，中央控制系统控制流体泵泵出流体腔中的液体至无液体存在或向流体腔中输送热液体以使建筑保持在恒定的温度。
本发明可以由太阳能光伏电池系统供电，太阳能电池组件安装在整个建筑受太阳光照最集中的位置(如建筑屋顶)处，由于该建筑利用太阳能的系统只是在有太阳光照时才进行工作，没有太阳光照时系统基本不用电，所以太阳能光伏电源可以很好地满足系统对电源的要求，但整个建筑利用太阳能系统用电也完全可以用普通电力来完成。
本发明运行产生的效果是：使建筑物整体充分利用太阳能，而建筑物本身因为“恒温控制”使其表面的温度被控制在设定的范围之内，而太阳能又被最大程度地转换成热水(或电力)。夏天整个建筑由于使用本发明而使室内降温，即室内温度得到有效地控制；冬天可以使外部热能更好地应用于建筑室内的温度调整。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。