專利名稱：能量供應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于收集、傳送、儲(chǔ)存、冷卻和釋放能量的能量供應(yīng)裝置。能量供應(yīng)器 具有在一個(gè)擠出方向上用工具擠出型材而產(chǎn)生的細(xì)長腔穴。然后，該腔穴為例如空氣或流 體的介質(zhì)提供空間，以從能量供應(yīng)器吸收能量/釋 放能量到能量供應(yīng)器。按照本發(fā)明，腔穴 由壁構(gòu)件、底構(gòu)件和頂構(gòu)件包圍，它們構(gòu)成了被設(shè)計(jì)為活動(dòng)地支撐結(jié)構(gòu)元件的活動(dòng)支撐結(jié) 構(gòu)(actively supporting strucutre)，同時(shí)它們也構(gòu)成了能量供應(yīng)器的一部分。
背景技術(shù)：
就目前市場上的所述類型的結(jié)構(gòu)而言，簡單的能量供應(yīng)器被用于收集、傳送、釋放 和儲(chǔ)存能量。各種類型的具有腔穴(如簡單的擠出型材，例如塑料軟管)的太陽能收集器 被布置在不同結(jié)構(gòu)的元件上，以吸收廉價(jià)的太陽能儲(chǔ)存起來(對(duì)于氣候較為寒冷的國家是 在夏季，而對(duì)于氣候較為溫暖、陽光充足的國家則是在全年)，然后以熱水的形式排放出來。 也可以借助泵或自循環(huán)在腔穴內(nèi)循環(huán)流通水或其它介質(zhì)，以吸收和釋放能量。此外，可以使 較冷的水在能量供應(yīng)器中循環(huán)流通以冷卻各類房屋。這些結(jié)構(gòu)的問題在于它們必須被錨 固在具有支撐特征的結(jié)構(gòu)元件(例如屋頂、墻壁、板材等)上，這帶來了額外的成本，且因?yàn)?它們要從結(jié)構(gòu)元件上伸出而不美觀。然后，能量供應(yīng)器必須用昂貴的緊固結(jié)構(gòu)錨固在結(jié)構(gòu) 元件上，這是不美觀的，且要占據(jù)空間，需要結(jié)構(gòu)元件中的開口并導(dǎo)致結(jié)構(gòu)元件的滲漏。能 量供應(yīng)器在裝滿水后會(huì)變得沉重，因此結(jié)構(gòu)元件必須加固到支持此額外的載荷之上。此外， 不能將現(xiàn)有的能量供應(yīng)器安置在公路、橋梁、露臺(tái)、陽臺(tái)等上，因?yàn)樗鼈儫o法活動(dòng)地支撐行 人和車輛載荷而不發(fā)生故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于通過以下手段消除上述結(jié)構(gòu)的缺陷，該手段為例如通過壁 構(gòu)件、底構(gòu)件或房屋構(gòu)件包圍包含有介質(zhì)的能量供應(yīng)器內(nèi)的腔穴，以形成活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)，該 活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)機(jī)械地支撐并構(gòu)成整個(gè)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)元件或不同結(jié)構(gòu)元件的一些部分，例如屋 頂、墻壁、板材、橋梁、橋墩、公路、人行道、露臺(tái)或陽臺(tái)，同時(shí)也作為能量供應(yīng)器的一部分。本發(fā)明提供了一種能量供應(yīng)器，該能量供應(yīng)器的特征在于其活動(dòng)地支撐載荷并形 成不同結(jié)構(gòu)元件的一部分，其不但能同時(shí)作為太陽能收集器和能量發(fā)送器(例如散熱器) 來收集和釋放太陽能，而且有時(shí)還構(gòu)成了能量儲(chǔ)存器(例如儲(chǔ)蓄槽)，還能夠利用在多個(gè)能 量供應(yīng)器中循環(huán)的冷水來冷卻房屋。這是通過以下手段而實(shí)現(xiàn)的即在工具中沿一個(gè)擠出 方向擠出，以形成具有在擠出方向上延伸的細(xì)長腔穴的細(xì)長型材，從而制造出能量供應(yīng)器。 該腔穴為例如空氣或流體的介質(zhì)提供循環(huán)通過或儲(chǔ)存其中的空間。按照本發(fā)明，腔穴由構(gòu) 件包圍，所述構(gòu)件構(gòu)成例如壁構(gòu)件、底構(gòu)件或頂構(gòu)件，所述構(gòu)件形成用于機(jī)械地支撐部分結(jié) 構(gòu)元件(例如屋頂、墻壁、板材、橋梁、橋墩、公路、人行道、露臺(tái)或陽臺(tái))的活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)的 一部分。這就在能量供應(yīng)器中產(chǎn)生了活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)，該活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)同時(shí)構(gòu)成了結(jié)構(gòu)元件 的一部分，其中靜態(tài)地，支撐結(jié)構(gòu)是能量供應(yīng)器中強(qiáng)度最高的部分，用于吸收主要橫向于擠出方向的載荷。在本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，該支撐結(jié)構(gòu)在橫向于擠出方向的虛擬截 面中具有梁構(gòu)件，該梁構(gòu)件的靜態(tài)尺寸被確定為承受預(yù)定的載荷。然后，該梁構(gòu)件被構(gòu)造為 例如I型、L型、O型、T型、U型、V型、X型、Y型或Z型梁。這就構(gòu)成了整個(gè)型材或是型材的 一部分，其與縱向的中間元件或構(gòu)造為單獨(dú)的元件相組合，該單獨(dú)的元件由單獨(dú)的型材構(gòu) 成，不具有梁構(gòu)件的支撐功能。該單獨(dú)的元件可以由易于接收太陽能的透明塑料擠出成型。 為了有效地吸收太陽能，用再生塑料和/或橡膠材料(例如帶有或不帶有增強(qiáng)纖維)擠出 黑色或深色的整個(gè)型材是簡單且成本低廉的。制造出的能量供應(yīng)器是細(xì)長的箱型構(gòu)件，具 有多個(gè)平行延伸并被布置為彼此鄰接、長側(cè)相抵靠的腔穴。能量收集器通過入口注入介質(zhì) 并通過出口排出。在多個(gè)能量供應(yīng)器之間的循環(huán)過程中，這是通過在封閉系統(tǒng)中的入口和 出口發(fā)生的。該箱型構(gòu)件具有底側(cè)、兩個(gè)長側(cè)、上側(cè)和兩個(gè)相對(duì)端頭。該箱型構(gòu)件的厚度相 對(duì)其長度和寬度而言非常小。底側(cè)和上側(cè)由梁構(gòu)件的一些部分構(gòu)成，帶有或不帶有固定的 或可拆卸的中間元件。上側(cè)的一些部分產(chǎn)生了用于通過介質(zhì)吸收/釋放能量的曝露表面。 該曝露表面被構(gòu)造為約2-16mm厚的薄壁，其朝向能量供應(yīng)器外的周圍外界空氣，并對(duì)著太 陽的能量，與較厚的活動(dòng)支撐部分相比，該薄壁使得介質(zhì)能更容易地吸收或釋放能量。為了 進(jìn)一步提高效率，當(dāng)能量供應(yīng)器被用作太陽能收集器時(shí)，細(xì)長的腔穴設(shè)置有隔熱層，以減少 通過底部的能量循環(huán)，接近朝向底部的波紋構(gòu)件。該隔熱層由例如泡沫塑料(frigolite)、 礦毛絕緣纖維、玻璃絨構(gòu)成，它由朝向水形式的介質(zhì)的密封層保護(hù)，以抵抗介質(zhì)的作用。該 型材沿縱向擠出并切成預(yù)定的長度。開放端頭用密封元件進(jìn)行密封。為了能夠循環(huán)并確 保所有的腔穴都填充介質(zhì)，在密封元件內(nèi)或者是通過包圍構(gòu)件中的開口，在腔穴之間橫向 于擠出方向產(chǎn)生連通。沒有用密封元件密封的端頭構(gòu)成了能夠與通向腔穴的其它開口連 通的開口，或是通過長側(cè)、底側(cè)或上側(cè)的開口，使得介質(zhì)在多個(gè)連通在一起的能量供應(yīng)器中 循環(huán)流通或是儲(chǔ)存其中。為了能夠在結(jié)構(gòu)元件為扁平狀，例如為屋頂、板材、鋪板、橋墩、橋 梁、公路等環(huán)境下使用所述能量供應(yīng)器，底側(cè)和上側(cè)被制成扁平且平行的。因此，型材擠出 有布置在各自的長側(cè)凹凸榫(rebate)/折疊件(fold)，以類似具有連接功能的板材，或構(gòu) 成彼此面對(duì)的折疊支撐件，這樣就可以建立起結(jié)構(gòu)元件。當(dāng)能量供應(yīng)器被用來接收強(qiáng)度為 800-2000W/m2(根據(jù)其所處的位置)的太陽能時(shí)，為了提供良好的能量交換，需要這樣的的 能量供應(yīng)器，該能量供應(yīng)器具有彼此鄰接的細(xì)長腔穴，且具有容納約5-20升流體(優(yōu)選為 水)量的每米長度容量。因此，能量被吸收到多個(gè)能量供應(yīng)器上，該多個(gè)能量供應(yīng)器布置在 外側(cè)，延伸總長約100-500米，且彼此直接或間接面對(duì)，并一起容納約2-5m3循環(huán)水。它們 在室內(nèi)傳送、儲(chǔ)存并釋放能量到第二系列上，該第二系列覆蓋約100-500米，這意味著不需 要有儲(chǔ)蓄槽(accumulatortank)。唯一需要的可能是循環(huán)泵，但自循環(huán)可能也足夠了。因此，本發(fā)明最顯著的優(yōu)點(diǎn)是，提供了非常簡單、便宜、美觀大方且易于維護(hù)的能量供應(yīng)器，其在預(yù)定的點(diǎn)具有用于支撐和形成部分結(jié)構(gòu)元件的活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)，這就是為何 不需要裝配或加強(qiáng)的原因。能量供應(yīng)器構(gòu)成結(jié)構(gòu)元件自身而不需要組裝，其可以由再生的 聚合物(例如塑料和橡膠)來制造。


下面將借助一些優(yōu)選具體實(shí)施方式
并參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1示出了能量供應(yīng)器的一部分的透視圖2示出了沿?cái)D出方向穿過能量供應(yīng)器的一部分的水平截面圖；圖3示出了梁構(gòu)件中橫向于擠出方向的能量供應(yīng)器的豎直橫截面圖。
具體實(shí)施例方式從圖1和2中可見示出的能量供應(yīng)器1，其具有多個(gè)通過在擠出方向4上擠出型材 3而產(chǎn)生的細(xì)長腔穴2。腔穴2為介質(zhì)17 (例如水)提供在能量供應(yīng)器1內(nèi)循環(huán)或儲(chǔ)存的 空間。每個(gè)腔穴2由被稱為構(gòu)件5的壁構(gòu)件、底構(gòu)件或頂構(gòu)件包圍， 它們構(gòu)成了用以支撐載 荷的活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)6的一部分，并構(gòu)成了結(jié)構(gòu)元件7的整體或部分。在一個(gè)實(shí)施方式中，能 量供應(yīng)器1中僅布置了一個(gè)腔穴2，其優(yōu)選以圓形的形狀延伸。該能量供應(yīng)器1自身包括細(xì) 長的箱型構(gòu)件10，該箱型構(gòu)件10具有底側(cè)11、兩個(gè)長側(cè)12、上側(cè)13和兩個(gè)相對(duì)端頭14。由圖2可見，細(xì)長腔穴2被布置為彼此靠近。介質(zhì)17通過入口 23注入并通過出 口 24排出，構(gòu)成用于填充/排出/循環(huán)介質(zhì)17的軟管/管子25。端頭14具有由密封元件 18密封的開口 16。細(xì)長腔穴2被布置為彼此鄰接，且它們之間通過包圍構(gòu)件5中的開口 15 連通介質(zhì)17。由圖3可見，圖中示出了活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)6，該活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)6例如在虛擬截面中類 似梁構(gòu)件8，其被構(gòu)造為連接到也由型材3構(gòu)成的縱向單獨(dú)元件9的“Y”型。細(xì)長腔穴2的 底構(gòu)件襯有隔熱層19以減少通過底11的能量循環(huán)。隔熱層19通過密封層20被保護(hù)免受 流體作用。上側(cè)13具有曝露表面21，該曝露表面21被構(gòu)造為用于有效吸收或釋放能量的 薄壁22，且其被設(shè)計(jì)為構(gòu)成中間元件9的型材3，該中間元件可以拆卸和更換，并由透明塑 料制成或具有單獨(dú)的玻璃窗格(glasspane)的形式。
權(quán)利要求
用于收集能量、傳送能量、和釋放能量，以及冷卻和儲(chǔ)存能量的能量供應(yīng)裝置，所述能量供應(yīng)器(1)具有至少一個(gè)細(xì)長的腔穴(2)，所述腔穴(2)由在擠出方向(4)上用至少一個(gè)工具擠出至少一個(gè)型材(3)而制成，所述腔穴(2)為例如空氣或流體的至少一種介質(zhì)(17)提供在能量供應(yīng)器(1)中循環(huán)或存儲(chǔ)的空間，其特征在于腔穴(2)由至少一個(gè)構(gòu)件(5)包圍，所述構(gòu)件(5)構(gòu)成例如壁構(gòu)件、底構(gòu)件或頂構(gòu)件，所述構(gòu)件(5)構(gòu)成活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)(6)的至少一部分，所述活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)(6)用于直接或間接地機(jī)械支撐載荷，同時(shí)形成結(jié)構(gòu)元件(7)的至少一部分，該結(jié)構(gòu)元件(7)例如形成屋頂、墻壁、板材、橋梁、橋墩、公路、人行道、露臺(tái)或陽臺(tái)，所述活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)(6)靜態(tài)地具有預(yù)定的壁厚，且是能量供應(yīng)器(1)的最堅(jiān)固的部分，用于支撐主要沿著橫向于擠出方向(4)的方向的載荷，所述活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)(6)在橫向于擠出方向(4)的虛擬截面中包括至少一個(gè)梁構(gòu)件(8)，所述梁構(gòu)件(8)的靜態(tài)尺寸確定為抵受預(yù)定的載荷，并被構(gòu)造為例如I型、L型、O型、T型、U型、V型、X型、Y型或Z型梁。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，梁構(gòu)件(8)構(gòu)成了整個(gè)型材或一部分型材， 或梁構(gòu)件(8)與至少一個(gè)沿?cái)D出方向(4)單獨(dú)布置的中間元件(9)組裝，該中間元件也由 型材(3)構(gòu)成，但不具有梁構(gòu)件(8)的支撐功能。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，能量供應(yīng)器(1)包括細(xì)長的箱型構(gòu)件 (10)，該箱型構(gòu)件(10)具有至少兩個(gè)彼此平行延伸的細(xì)長的腔穴(2)，其中在介質(zhì)(17)在 腔穴(2)中/通過腔穴(2)填充/排出/循環(huán)的過程中，介質(zhì)(17)能夠通過至少一個(gè)入口 (23)循環(huán)通過/注入，并通過至少一個(gè)出口(24)循環(huán)通過/排出，其中該循環(huán)發(fā)生在封閉 的循環(huán)系統(tǒng)中，且箱型構(gòu)件(10)具有底側(cè)(11)、兩個(gè)長側(cè)(12)、上側(cè)(13)和兩個(gè)相對(duì)端頭(14)，其中箱型構(gòu)件(10)的厚度相對(duì)于其長度和寬度而言非常小，且其中底側(cè)(11)和上側(cè) (13)包括梁構(gòu)件(8)的一些部分和/或元件(9)，元件(9)用于產(chǎn)生用來通過介質(zhì)(17)吸 收/釋放能量的曝露表面(21)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，細(xì)長的腔穴(2)在其構(gòu)件(5)處在波紋構(gòu)件 處面對(duì)底側(cè)(11)襯有隔熱層(19)，以減少通過底側(cè)(11)的能量循環(huán)，所述隔熱層(19)由 例如泡沫塑料、礦毛絕緣纖維或玻璃絨構(gòu)成，所述隔熱層(19)由密封層(20)保護(hù)以優(yōu)選免 受為液體的介質(zhì)(17)的作用。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，上側(cè)(13)的至少一部分是構(gòu)成頂構(gòu)件的構(gòu) 件(5)的一部分，其構(gòu)成曝露表面(21)的一部分，該曝露表面(21)被構(gòu)造為約2-16mm厚 的薄壁(22)，該薄壁(22)朝向存在于能量供應(yīng)器(1)外界的周圍外界空氣和/或太陽能， 其中薄壁(22)比活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)(6)更容易釋放或吸收能量。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)端頭(14)由至少一個(gè)密封元件(18)密封，至少兩個(gè)彼此并排的細(xì)長的腔穴(2)通過包圍構(gòu)件(5)中的至少一個(gè)開口(15) 或至少一個(gè)密封元件(18)來在它們之間連通介質(zhì)(17)。
7.如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于，至少兩個(gè)能量供應(yīng)器(1)通過它們的 至少一個(gè)端頭(14)，和/或通過長側(cè)(12)/底側(cè)(11)/上側(cè)(13)中存在的至少一個(gè)開口(15)直接或間接地彼此連接，端頭(14)至少具有通向各自的腔穴(2)的各自的開口(16)， 其中使得介質(zhì)(17)在至少兩個(gè)能量供應(yīng)器(1)中循環(huán)流通/儲(chǔ)存在至少兩個(gè)能量供應(yīng)器 (1)中。
8.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，底側(cè)(11)和上側(cè)(13)基本上是平坦且平 行的，能量供應(yīng)器(1)/至少一個(gè)型材(3)/至少一個(gè)元件(9)被構(gòu)造有設(shè)置在各自的長側(cè) (12)中的凹凸榫/折疊件，從而類似具有彼此連接的功能的板材。
9.如權(quán)利要求4或7所述的裝置，其特征在于，能量供應(yīng)器(1)中的細(xì)長的腔穴(2) 每米長度的容量能夠容納約5-20升優(yōu)選為水的流體量，其中能量供應(yīng)器(1)用于在總共約 100-500米的部分上接收800-2000KW/m2的太陽能，其為直接或間接地彼此連接的腔穴，所 述能量供應(yīng)器(1)總共包含約2-5m3的吸收能量的循環(huán)水，其中約100-500米的剩余部分 上的能量傳送、儲(chǔ)存和釋放通過至少一個(gè)循環(huán)泵和/或自循環(huán)進(jìn)行，不用單獨(dú)儲(chǔ)蓄槽。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，軟管/管子(25)被布置在連續(xù) 的腔穴(2)內(nèi)并通過所述腔穴，和/或軟管/管子(25)連接到能量供應(yīng)器(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及收集能量、傳送能量、和釋放能量，以及冷卻和儲(chǔ)存能量的能量供應(yīng)裝置，該能量供應(yīng)器(1)具有至少一個(gè)細(xì)長腔穴(2)，由在擠出方向(4)上用至少一個(gè)工具擠出至少一個(gè)型材(3)而制成，所述腔穴(2)為例如空氣或流體的至少一種介質(zhì)(17)提供在能量供應(yīng)器(1)中循環(huán)或存儲(chǔ)的空間。所述腔穴(2)由至少一個(gè)構(gòu)件(5)包圍，所述構(gòu)件(5)構(gòu)成例如壁構(gòu)件、底構(gòu)件或頂構(gòu)件，所述構(gòu)件(5)構(gòu)成活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)(6)的至少一部分，所述活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)(6)用于直接或間接地機(jī)械支撐載荷，同時(shí)形成了結(jié)構(gòu)元件(7)的至少一部分，例如用以形成屋頂、墻壁、板材、橋梁、橋墩、公路、人行道、露臺(tái)或陽臺(tái)，所述活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)(6)靜態(tài)地具有預(yù)定的壁厚，且是能量供應(yīng)器(1)最堅(jiān)固的部分，用于支撐主要沿橫向于擠出方向(4)的方向的載荷，所述活動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)(6)在橫向于擠出方向(4)的虛擬截面中包括至少一個(gè)梁構(gòu)件(8)，所述梁構(gòu)件的靜態(tài)尺寸確定為抵受預(yù)定的載荷，并被構(gòu)造為例如I型、L型、O型、T型、U型、V型、X型、Y型或Z型梁。
文檔編號(hào)E04B1/00GK101821462SQ200880025484
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者萊夫·安德斯·伊爾肯 申請(qǐng)人:萊夫·安德斯·伊爾肯