[發(fā)明專利]天窗能量管理系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380006427.6
• 申請(qǐng)日: 2013-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN104508394A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·J·坦德勒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: MBC合資有限公司
• 主分類號(hào): F24J2/04
• 分類號(hào): F24J2/04
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 蔡民軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輻射能量管理，并且更具體地涉及用于捕獲太陽(yáng)能以管理在限定的空間中的照明和溫度的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著燃料成本和對(duì)環(huán)境的關(guān)注度增加，太陽(yáng)能發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能夠?yàn)槭褂没剂系哪芰肯到y(tǒng)提供合理的替代或補(bǔ)充。被收集在收集系統(tǒng)中的太陽(yáng)熱，產(chǎn)電(比如通過(guò)光伏電池)或不產(chǎn)電，均可以顯著地提高能量系統(tǒng)的值。然而不幸的是，“太陽(yáng)能熱電聯(lián)產(chǎn)”系統(tǒng)需要安置于使用地點(diǎn)，這對(duì)大多數(shù)現(xiàn)有或先前的聚焦器方法構(gòu)成了挑戰(zhàn)。因?yàn)槭占臒崃看篌w上處于較低的溫度(例如，通常在40-80攝氏度)，所以熱能不能被遠(yuǎn)距離地傳輸而不造成顯著的額外損失。另外，熱水和其它傳熱系統(tǒng)的資本成本傾向于直接就地使用。并且，這種低溫?zé)崃客ǔ２荒茉跓釞C(jī)中被轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或電能，因?yàn)榕c環(huán)境溫度的溫差較小。因此，需要這樣的系統(tǒng)，其獲取光能且容易地將獲取的能量傳遞至位于使用地點(diǎn)的熱需求處，從而使得該地點(diǎn)的各種即刻需求被分解成該系統(tǒng)如何控制。

太陽(yáng)能熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在部分程度上因?yàn)樵谥圃斐黾缺阋擞帜軌虬惭b或集成到建筑物中的光學(xué)系統(tǒng)方面的挑戰(zhàn)而止步不前。一個(gè)問(wèn)題是，為了使其在其所安裝的裝置和建筑物上能夠承受住由大風(fēng)天氣產(chǎn)生的力而可以具有的設(shè)計(jì)高度的實(shí)際限制。將熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備固定至建筑物的基礎(chǔ)設(shè)施或負(fù)荷承載結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生昂貴的用于適應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)力的設(shè)施和/或安裝系統(tǒng)，特別是在屋頂上。許多商業(yè)地點(diǎn)缺少足夠用于合理大小的系統(tǒng)的地面空間，屋頂安裝是獲得足夠的收集器區(qū)域的唯一可行的選擇。

有人做出過(guò)努力以應(yīng)對(duì)前述挑戰(zhàn)。例如，本申請(qǐng)的受讓人MBC?Ventures，Inc.已開發(fā)出獲取太陽(yáng)能的設(shè)備和方法及其在建筑物結(jié)構(gòu)上的結(jié)合，如在共有的題為“太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換裝置和系統(tǒng)”的美國(guó)專利公開號(hào)US2009/0173375(美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?2/349,728)以及共有的題為“太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換”的美國(guó)專利公開號(hào)US2011/0214712(美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3/056,487)中描述的，該兩個(gè)申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)引用全部并入本文。盡管這種系統(tǒng)相比先前的太陽(yáng)能獲取系統(tǒng)提供了顯著的改進(jìn)，但仍有機(jī)會(huì)增強(qiáng)這種系統(tǒng)的可靠性、減小這種系統(tǒng)的成本以及改善這種系統(tǒng)的性能。

發(fā)明內(nèi)容

公開一種獲取太陽(yáng)能的系統(tǒng)和方法，并且更特別地公開一種積極的能量天窗系統(tǒng)，其可以給多種商業(yè)建筑物提供整合的能量技術(shù)方案。設(shè)置多個(gè)天窗模塊，每個(gè)天窗模塊具有多個(gè)柵板，該多個(gè)柵板被構(gòu)造成將入射的陽(yáng)光反射到在鄰近的柵板上的熱接收器區(qū)域上以加熱與柵板相關(guān)聯(lián)的工作流體(即，以使在熱接收器和工作流體之間實(shí)現(xiàn)熱傳遞)，同時(shí)允許控制經(jīng)過(guò)模塊的日光的量。該模塊被如此構(gòu)造，以使太陽(yáng)能的未用于日光照明的剩余部分被以熱量的形式捕獲，該熱量繼而可以被應(yīng)用于建筑物系統(tǒng)的冷卻和加熱應(yīng)用。

對(duì)于本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例的一個(gè)方面而言，提供一種能量管理系統(tǒng)，包含：天窗模塊；第一柵板，其具有前側(cè)且布置在天窗模塊內(nèi)；第二柵板，其具有后側(cè)且鄰近第一柵板地布置在天窗模塊內(nèi)以使第二柵板的后側(cè)面向第一柵板的前側(cè)；和接收器管，其固定地安裝在天窗模塊內(nèi)，該接收器管具有包含熱收集器的外表面和內(nèi)部流體通道，并且該第二柵板可樞轉(zhuǎn)地附接至接收器管，其中，第一柵板的前側(cè)被構(gòu)造成將照射到第一柵板的前側(cè)上的陽(yáng)光反射到第二柵板的后側(cè)，并且該熱收集器被構(gòu)造成將被反射的陽(yáng)光的至少一部分轉(zhuǎn)換成熱量并將熱量傳遞至在內(nèi)部流體通道內(nèi)的工作流體。

對(duì)于本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例的另一方面而言，提供一種能量管理系統(tǒng)，包含：第一柵板，其具有前側(cè)；第二柵板，其具有后側(cè)且鄰近第一柵板地布置以使第二柵板的后側(cè)面向第一柵板的前側(cè)；接收器管，其附接至第二柵板的后側(cè)，該接收器管具有包含熱收集器的外表面和內(nèi)部流體通道；漫反射器，其附接至第二柵板的后側(cè)，其中，該第一柵板的前側(cè)被構(gòu)造成將照射到第一柵板的前側(cè)上的陽(yáng)光反射到第二柵板的后側(cè)，該熱收集器被構(gòu)造成將被反射的陽(yáng)光的至少一部分轉(zhuǎn)換成熱量并將熱量傳遞至在內(nèi)部流體通道內(nèi)的工作流體，并且該漫反射器被構(gòu)造成將被反射的陽(yáng)光的至少一部分反射至在第一和第二柵板下方的空間。

附圖說(shuō)明

本領(lǐng)域技術(shù)人員參照附圖可以更好地理解本發(fā)明的眾多優(yōu)點(diǎn)，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施例方面的天窗模塊的立體圖。

圖2是圖1的天窗模塊的前視俯視立體圖。

圖3是用于與圖1的天窗模塊一同使用的柵板組件的立體圖。

圖3a是圖3的柵板組件的多種運(yùn)行模式的示意性側(cè)視圖。

圖4是用于與圖3的柵板組件一同使用的兩個(gè)柵板的側(cè)視立體截面圖。