本發(fā)明涉及一種太陽能收集器面板，該太陽能收集器面板被配置為通過空氣的加熱來收集熱能。太陽能收集器面板包括用于在空氣入口和空氣出口之間引導(dǎo)空氣穿過面板的空氣導(dǎo)管，且該面板包括空氣流動(dòng)裝置，該空氣流動(dòng)裝置被布置成產(chǎn)生穿過從空氣入口到空氣出口的空氣導(dǎo)管的空氣流動(dòng)。

本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種操作太陽能收集器面板的方法。

背景技術(shù)：

空氣被太陽加熱并且通過一個(gè)或多個(gè)由太陽能電池供電的風(fēng)扇圍繞面板傳送，這樣的太陽能收集器面板在本領(lǐng)域中是公知的。這種面板的例子可以在國際專利申請(qǐng)wo2011/063810中找到。

當(dāng)操作這樣的太陽能收集器面板時(shí)，穿越通過該面板的空氣被加熱，導(dǎo)致空氣的相對(duì)濕度下降，相對(duì)濕度是存在于空氣-水混合物中的水蒸氣相對(duì)于相同溫度下飽和水蒸氣的分壓比。但如果該太陽能收集器面板，例如用于加熱房子寒冷的部分或干燥房子寒冷的部分-如地下室-當(dāng)外部空氣濕度高時(shí)，從面板吹入房屋中的空氣的溫度通常會(huì)在房屋中下降-這樣，減小相對(duì)濕度且增加在房屋中冷凝的風(fēng)險(xiǎn)。這是不利的，因?yàn)槔淠赡軐?dǎo)致腐爛、發(fā)霉或其他。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種有成本效益的技術(shù)，用于減小從太陽能收集器面板排出的空氣的絕對(duì)濕度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種太陽能收集器面板，該太陽能收集器面板被配置為通過空氣的加熱來收集熱能。該太陽能收集器面板包括空氣導(dǎo)管，空氣導(dǎo)管用于在空氣入口和空氣出口之間引導(dǎo)空氣穿過面板，且該面板包括空氣流動(dòng)裝置，空氣流動(dòng)裝置被布置成產(chǎn)生穿過從空氣入口到空氣出口的空氣導(dǎo)管的空氣流動(dòng)。該面板進(jìn)一步包括光吸收裝置和空氣干燥裝置，光吸收裝置被布置在空氣導(dǎo)管內(nèi)或空氣導(dǎo)管旁邊，用于加熱經(jīng)過的空氣，空氣干燥裝置被布置在空氣入口和光吸收裝置之間，其中空氣干燥裝置被布置用于降低經(jīng)過的空氣的絕對(duì)濕度。

集成能夠降低通過面板的空氣的絕對(duì)濕度的空氣干燥裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，面板排出的空氣不僅有助于加熱面板連接的房間，還有助于降低絕對(duì)濕度。

應(yīng)當(dāng)注意的是，本文中的術(shù)語“空氣流動(dòng)裝置”應(yīng)被解釋為任何一種適合于產(chǎn)生穿過空氣導(dǎo)管的空氣流動(dòng)的空氣流動(dòng)發(fā)生器，例如任何一種風(fēng)扇、泵、混合式通風(fēng)裝置或其他。

還應(yīng)當(dāng)注意的是，本文中的術(shù)語“光吸收裝置”應(yīng)被解釋為任何一種適合于吸收太陽光和加熱經(jīng)過的空氣的光吸收器，例如幾乎任何種類的能夠吸收來自太陽的輻射和將太陽的輻射轉(zhuǎn)換成熱量的材料-即任何一種毛氈材料、金屬、陶瓷或其他。

還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步注意的是，本文中的術(shù)語“空氣干燥裝置”應(yīng)被解釋為任何一種能夠降低經(jīng)過的空氣的絕對(duì)濕度的空氣干燥布置，例如任何一種熱量冷凝裝置、機(jī)械/制冷除濕機(jī)、臨時(shí)除濕機(jī)、干燥劑、離子膜除濕機(jī)或其他。

更進(jìn)一步地，應(yīng)當(dāng)注意的是，術(shù)語“空氣入口”和“空氣出口”指的是在正常運(yùn)作太陽能收集器面板時(shí)-即當(dāng)太陽能收集器面板被用于加熱在通過空氣出口排出以加熱建筑物或類似物前的空氣時(shí)，空氣流動(dòng)通過這些孔口的方向。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述空氣干燥裝置包括干燥劑。

傳統(tǒng)太陽能收集器面板的最大優(yōu)點(diǎn)之一是它們的運(yùn)轉(zhuǎn)不需要連接到外部電源-這極大地降低了安裝成本和運(yùn)行成本。干燥劑是引起或保持它周圍干(干燥)的狀態(tài)的吸濕物質(zhì)-即干燥劑是被動(dòng)的水分吸收物，例如硅膠、黏土吸收物、活性炭、氯化鈣或其他。這種干燥劑的被動(dòng)除濕特性對(duì)于太陽能吸收器面板是有利的，原因是除濕過程可以在不需要電源驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行。此外，干燥劑易于安裝且它們將結(jié)合吸收的水分，使其更易于被處理。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述太陽能收集器面板包括反向裝置，其用于至少偶爾使穿過所述面板的空氣流動(dòng)反向。

為太陽能收集器面板提供反向裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，通過使穿過面板的空氣流動(dòng)反向，在空氣穿過空氣干燥裝置之前，空氣將首先被光吸收裝置加熱-以便降低空氣的相對(duì)濕度，這將使空氣干燥裝置干燥和除濕。這樣，通過偶爾使穿過面板的空氣流動(dòng)方向反向，空氣干燥裝置的水分吸收劑質(zhì)量能夠再生，從而提高面板的壽命和適用性。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述反向裝置是所述空氣流動(dòng)裝置的至少一部分。

使反向裝置形成作為空氣流動(dòng)裝置的至少一部分是有利的，因?yàn)樗峁┝撕唵吻伊畠r(jià)的設(shè)計(jì)。例如，如果空氣流動(dòng)裝置是一個(gè)風(fēng)扇，則能僅通過反向風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)方向而產(chǎn)生反向的空氣流動(dòng)。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述面板進(jìn)一步包括一個(gè)反向流動(dòng)空氣入口，當(dāng)所述空氣流動(dòng)被反向時(shí)，空氣通過反向流動(dòng)空氣入口被吸入。

當(dāng)空氣流動(dòng)方向被反向時(shí)，從一個(gè)單獨(dú)的專用入口吸入空氣是有利的，因?yàn)橹竽転檫@個(gè)入口提供專用的過濾器-這不一定要適用于正常操作-且能夠從例如周圍環(huán)境而不是從例如在正常操作期間排出空氣所到的房間吸入空氣-這能夠提供更好的空氣質(zhì)量、更溫暖的空氣或更干燥的空氣。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述面板進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)濕度傳感器。

空氣干燥裝置的吸濕質(zhì)量通常與懸浮在空氣干燥裝置中的水分量相關(guān)聯(lián)。換句話說，空氣干燥裝置越飽和，它們的工作能力越差。因此至少定期地以某種方式控制或監(jiān)視空氣干燥裝置的效率是重要的。因此，為面板提供一個(gè)或多個(gè)濕度傳感器是有利的，因?yàn)檫@樣的傳感器能夠直接或間接測(cè)量空氣干燥裝置的效率，因而例如反向裝置能夠被控制以響應(yīng)于此。空氣干燥裝置的效率可以被測(cè)量，例如借助放置在空氣干燥裝置上、在空氣干燥裝置旁邊或在空氣干燥裝置中的濕度傳感器直接測(cè)量空氣干燥裝置的濕度或借助位于空氣入口的濕度傳感器和位于空氣出口的濕度傳感器，通過比較兩個(gè)傳感器的測(cè)量值以間接測(cè)量空氣干燥裝置的濕度。

將對(duì)濕度的測(cè)量和對(duì)溫度的測(cè)量以計(jì)算絕對(duì)濕度是更有利的，這為控制系統(tǒng)提供了更好的基礎(chǔ)。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述面板包括控制裝置，控制裝置被布置為基于來自所述一個(gè)或多個(gè)濕度傳感器的輸入啟動(dòng)所述反向裝置。

以此方式獲得一個(gè)本發(fā)明的有利實(shí)施例。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述空氣干燥裝置被布置在單獨(dú)的容器中，該單獨(dú)的容器在所述太陽能收集器面板內(nèi)或在所述太陽能收集器面板上。

如果空氣干燥裝置由于某些原因需要更換、維修或其他，將空氣干燥裝置布置在單獨(dú)的容器中是有利的。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述單獨(dú)的容器可拆卸地連接至所述太陽能收集器面板。

將容器可拆卸地連接至太陽能收集器面板是有利的，因?yàn)榭諝飧稍镅b置以此方式可以容易地被移除和更換。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述空氣干燥裝置進(jìn)一步包括空氣清潔裝置。

向空氣干燥裝置提供空氣清潔裝置是有利的，因?yàn)榭諝庖部梢砸源朔绞皆诖┻^空氣干燥裝置的同時(shí)進(jìn)行清潔。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述空氣入口被布置與所述空氣出口分離。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述空氣干燥裝置被布置在所述空氣入口和所述太陽能收集器面板內(nèi)部的所述光吸收裝置之間。

將空氣干燥裝置布置在太陽能收集器面板內(nèi)是有利的，因?yàn)橐源朔绞教峁┝烁o湊和節(jié)省空間的面板-使它容易存儲(chǔ)、安裝等等。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述空氣干燥裝置被布置為平行于或至少基本上平行于所述光吸收裝置。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述空氣干燥裝置的有效面積等于或至少基本上等于所述光吸收裝置的有效面積。

形成空氣干燥裝置，使得它們?cè)谙鄬?duì)大的面積-即基本上整個(gè)太陽能收集器面板的有效面積-上延伸是有利的，因?yàn)檫@提高了空氣干燥裝置的效率和容量，并且使空氣入口能夠形成一個(gè)大的有效面積-從而降低入口的空氣流動(dòng)速度。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述空氣干燥裝置基本上沿著所述太陽能收集器面板的整個(gè)背板延伸。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述太陽能收集器面板包括透明或半透明的前板。

本發(fā)明還提供了一種操作太陽能收集器面板的方法，所述方法包括以下步驟：

·產(chǎn)生穿過所述太陽能收集器面板的空氣干燥裝置的空氣流動(dòng)，以降低通過所述空氣干燥裝置的空氣的絕對(duì)濕度，之后空氣被引導(dǎo)經(jīng)過或穿過光吸收裝置以加熱所述空氣，和

·至少偶爾地使空氣流動(dòng)方向反向以便使空氣首先被所述光吸收裝置引導(dǎo)，然后穿過所述空氣干燥裝置。

降低從太陽能收集器面板排出的空氣的絕對(duì)濕度是有利的，因?yàn)檫@將提高太陽能收集器面板的適用性，因?yàn)樗部梢云鸬交蛱娲凉駲C(jī)的功能。

但隨著時(shí)間的推移，吸收的濕度會(huì)積聚在太陽能收集器面板中，并且通過至少偶爾地使穿過太陽能收集器面板的空氣流動(dòng)方向反向，具有降低的相對(duì)濕度的加熱空氣將被輸送到空氣干燥裝置中-從而提供簡單且廉價(jià)的方式或使空氣干燥裝置再生。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)所述空氣干燥裝置的空氣干燥質(zhì)量降低至預(yù)先定義的水平以下時(shí)，所述空氣流動(dòng)被反向。

當(dāng)空氣干燥裝置的效率降低到一定水平以下時(shí)啟動(dòng)空氣干燥裝置的干燥過程是有利的，以確保排出的空氣的合適質(zhì)量。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述反向的空氣流動(dòng)通過專用的反向流動(dòng)空氣入口被吸入。

從專用的反向流動(dòng)空氣入口中吸入至少一些反向空氣流動(dòng)中的空氣是有利的，因?yàn)橐源朔绞侥芴幚淼目諝馀c通過正?？諝馊肟谖氲目諝獠煌?或能吸入來自不同地點(diǎn)的空氣。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述方法是用于操作根據(jù)前述提到的任何一種太陽能收集器面板的太陽能收集器面板的方法。

附圖說明

下文中將根據(jù)附圖說明對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中

圖1示出了從側(cè)面看的在正常操作期間的第一具體實(shí)施方式的太陽能收集器面板，

圖2示出了從側(cè)面看的具有反向空氣流動(dòng)的圖1的太陽能收集器面板，

圖3示出了從側(cè)面看的在正常操作期間的第二具體實(shí)施方式的太陽能收集器面板，

圖4示出了從側(cè)面看的具有反向空氣流動(dòng)的圖3的太陽能收集器面板，和

圖5示出了從側(cè)面看的具有單獨(dú)的反向流動(dòng)空氣入口的太陽能收集器面板。

具體實(shí)施方式

圖1示出了從側(cè)面看的在正常操作情況下第一具體實(shí)施方式的太陽能收集器面板。

在本具體實(shí)施方式中，太陽能收集器面板1包括布置在面板1底部的空氣入口3和布置在面板1背面的空氣出口4，使得如果面板1安裝在傾斜屋頂表面上或在建筑物側(cè)面上，加熱的空氣可以或多或少地穿過在面板1背面的安裝表面直接排入建筑物內(nèi)。

示出了在正常操作期間的當(dāng)前的太陽能收集器面板1，在其上空氣流動(dòng)裝置5以風(fēng)扇形式布置在空氣出口4上，空氣流動(dòng)裝置5通過空氣入口3吸入空氣到面板1，且進(jìn)一步穿過空氣干燥裝置7以降低空氣的絕對(duì)濕度。在空氣干燥裝置7之后，空氣繼續(xù)向下經(jīng)過光吸收裝置6，光吸收裝置6在本具體實(shí)施方式中包括噴涂成黑色的金屬板。光吸收裝置6吸收來自太陽的輻射(由彎曲的箭頭示出)，該來自太陽的輻射將加熱該熱量吸收板6。光吸收裝置6的大表面確保熱量有效地耗散到經(jīng)過的空氣中-從而在空氣穿過空氣出口4排出之前加熱空氣。

為了保護(hù)面板1的內(nèi)部部件并提高面板1的效率，面板1的前板14是透明或半透明的。在本具體實(shí)施方式中，前板14由聚碳酸酯制成，但在另一個(gè)具體實(shí)施方式中，其可以由玻璃、另一種塑料材料、復(fù)合材料或其它材料制成。

在本具體實(shí)施方式中，空氣流動(dòng)裝置5由太陽能電池15供電，該太陽能電池15具有基本上朝向與前板14相同方向的光伏側(cè)。然而，在另一個(gè)具體實(shí)施方式中，空氣流動(dòng)裝置5可由電池供電、外部電源或其他供電。

在本具體實(shí)施方式中，太陽能電池15安裝在前板14的外側(cè)，但是在另一個(gè)具體實(shí)施方式中，太陽能電池15可以安裝在前板14的內(nèi)部，在光吸收裝置6上或在光吸收裝置6旁邊，或太陽能收集器面板1上、在太陽能收集器面板1內(nèi)或太陽能收集器面板1旁邊的任何地方。

在圖1-5中公開的所有具體實(shí)施方式中，空氣流動(dòng)裝置5以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的形式出現(xiàn)，但是在另一個(gè)具體實(shí)施方式中，空氣流動(dòng)裝置5可以是利用煙囪效應(yīng)產(chǎn)生自循環(huán)的特定的面板設(shè)計(jì)或空氣流動(dòng)裝置5可以由泵或其他適于置換空氣的裝置形成。

圖2示出了從側(cè)面看的具有反向空氣流動(dòng)的圖1的太陽能收集器面板1。

隨著空氣干燥裝置7從經(jīng)過的空氣中吸收水分，空氣干燥裝置7的吸收水分性能下降，因此在本具體實(shí)施方式中，面板1具有反向裝置8，在反向裝置8中空氣流動(dòng)裝置5的旋轉(zhuǎn)方向被改變(通過控制裝置11)，使得空氣流動(dòng)裝置5不是從面板1中抽出空氣，向面板1中推入空氣，使得空氣在穿過空氣干燥裝置7之前先被光吸收裝置6加熱。以此方式空氣干燥裝置7的濕度被釋放到經(jīng)過的空氣中并向外運(yùn)輸?shù)街車h(huán)境中?？諝飧稍镅b置7由此再生且在恢復(fù)正常操作時(shí)，現(xiàn)在將再次作為除濕機(jī)有效地起作用。

在本具體實(shí)施方式中，面板1具有被布置在空氣入口3旁邊的濕度傳感器10和被布置在空氣出口4旁邊的濕度傳感器10。這些濕度傳感器10傳送數(shù)據(jù)至控制裝置11-例如以小型plc、pc、邏輯電路或其他形式?？刂蒲b置11之后控制空氣流動(dòng)裝置5的操作，至少部分響應(yīng)來自這些濕度傳感器10的輸出。

在優(yōu)選具體實(shí)施方式中，濕度傳感器10補(bǔ)充以溫度傳感器(未示出)，由此基于進(jìn)入和排出空氣的濕度和溫度的信息，能精確地計(jì)算進(jìn)入和排出的空氣的絕對(duì)濕度。因此，如果比較這些情況，則可以或多或少得到空氣干燥裝置7的效率的精確狀態(tài)。

本發(fā)明是在例如高濕度的熱帶氣候區(qū)特別有利，在這些地方可將本發(fā)明用于生產(chǎn)相對(duì)干燥的空氣，以防止建筑物中發(fā)霉等及干燥農(nóng)作物和植物。

在圖1-4中公開的具體實(shí)施方式中，反向裝置8被并入空氣流動(dòng)裝置5中，但是在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施方式中，反向裝置8將是一個(gè)單獨(dú)的風(fēng)扇-或另一種空氣流動(dòng)產(chǎn)生設(shè)備-被布置用于產(chǎn)生與空氣流動(dòng)裝置5相反方向的空氣流動(dòng)。

圖3示出了從側(cè)面看的在正常操作期間的第二具體實(shí)施方式的太陽能收集器面板1，圖4示出了從側(cè)面看的具有反向空氣流動(dòng)的圖3的太陽能收集器面板1。

在本具體實(shí)施方式中，面板1具有穿孔的背板16，使得空氣入口3分布遍及背板16，并且在本具體實(shí)施方式中，空氣干燥裝置7布置在背板16的外側(cè)，使得空氣在吸入面板1以通過經(jīng)過布置在背板16內(nèi)側(cè)上的光吸收裝置6加熱之前首先必須穿過空氣干燥裝置7。

當(dāng)反向裝置8被啟動(dòng)時(shí)-如圖4所公開的-空氣在被推出穿過穿孔的背板16并進(jìn)一步穿過空氣干燥裝置7之前首先被加熱。

將空氣干燥裝置7布置在面板1的背面是有利的，因?yàn)榭諝飧稍镅b置7可以被周圍環(huán)境冷卻，且容易接觸空氣干燥裝置7。

在本具體實(shí)施方式中，空氣干燥裝置7布置在單獨(dú)的容器12中，該容器12可拆卸地連接至太陽能收集器面板1的背板16，使得空氣干燥裝置7可以容易地被更換、修理或其它。在本具體實(shí)施方式中，單獨(dú)的容器12是金屬絲網(wǎng)形成的盒子，這樣使得空氣可以容易地穿過容器12。然而，在另一個(gè)具體實(shí)施方式中，空氣干燥裝置7可以形成剛性的-盡管是多孔的-結(jié)構(gòu)，使得容器12可以被避免。

在本具體實(shí)施方式中，空氣干燥裝置7是硅膠(sio2)，但是在另一個(gè)具體實(shí)施方式中，空氣干燥裝置7可以替代為或也包括許多其他已知干燥劑，和/或空氣干燥裝置7也可以包括添加劑或其他以清潔空氣、除去不需要的氣味或其他。

在本具體實(shí)施方式中，太陽能面板1具有與空氣干燥裝置7直接接觸的濕度傳感器10，使得空氣流動(dòng)裝置5的操作被控制以響應(yīng)于空氣干燥裝置7中直接測(cè)量的濕度。這可以例如通過測(cè)量空氣干燥裝置7的一部分的電阻做到或以多種其他方式做到。

圖5示出了從側(cè)面看的具有單獨(dú)的反向流動(dòng)空氣入口的太陽能收集器面板1。

在本具體實(shí)施方式中，面板1進(jìn)一步包括反向流動(dòng)空氣入口9，使得穿過面板1的空氣流動(dòng)方向被反向時(shí)-為了干燥空氣干燥裝置7-通過這個(gè)專用的反向流動(dòng)空氣入口9而不是通過空氣出口4吸入空氣。

在反向裝置被啟動(dòng)之前-如圖5所示-在空氣出口4中的閥17通過閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)18關(guān)閉之前，空氣流動(dòng)裝置5首先被關(guān)閉。單獨(dú)的反向裝置8-在這種情況下是位于反向流動(dòng)空氣入口9中的風(fēng)扇5的形式-現(xiàn)在將被啟動(dòng)，由此它將產(chǎn)生空氣流動(dòng)，該空氣流動(dòng)將打開反向流動(dòng)空氣入口9中的止回閥18，使得空氣從周圍環(huán)境(通過反向流動(dòng)空氣入口9)被吸入而不是從在面板1正常操作期間熱空氣被排出到的房間中被吸入。

所有這些操作在本具體實(shí)施方式中由控制裝置11控制并由太陽能電池15供電。

在圖1-5中公開的所有具體實(shí)施方式中，空氣干燥裝置7布置在面板1的背陰部分中，即在面板1的背面，在光吸收裝置6或其他之后。這是有利的，因?yàn)楦稍飫┑乃治召|(zhì)量至少在某種程度上是溫度依賴的-即干燥劑越冷，它可以吸收的水分越多。

圖1、3和5公開了太陽能收集器面板1的不同設(shè)計(jì)，其能夠完全通過太陽提供的能量來加熱和移動(dòng)空氣，但是在另一個(gè)具體實(shí)施方式中，太陽能收集器面板1可以被設(shè)計(jì)的不同，其可以進(jìn)一步包括和/或其他組件和/或組件可以被不同地布置。

上面已經(jīng)參照設(shè)計(jì)的具體示例和太陽能收集器面板1、空氣流動(dòng)裝置5、空氣干燥裝置7等的具體實(shí)施方式來例證了本發(fā)明。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于上述特定實(shí)施例，而是可以在如權(quán)利要求中所指出的本發(fā)明的范圍內(nèi)的多個(gè)變形中進(jìn)行設(shè)計(jì)和改變。

列表

1、太陽能收集器面板

2、導(dǎo)管

3、空氣入口

4、空氣出口

5、空氣流動(dòng)裝置

6、光吸收裝置

7、空氣干燥裝置

8、反向裝置

9、反向流動(dòng)空氣入口

10、濕度傳感器

11、控制裝置

12、用于空氣干燥裝置的容器

13、止回閥

14、前板

15、太陽能電池

16、背板

17、閥

18、閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)