[发明专利]模块化的太阳能面板热水系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及用于加热水的太阳能集热面板。更具体来说，本发明是收集太阳能以及在太阳能面板组件中结构产生的热并将一部分所收集的热能传递到流过管集管的水的系统。该太阳能面板组件被构造成可伸缩，被布置成简单且容易地允许组件的多个组块(模块)以阵列连接或联接，用于提高系统的总体加热容量。

背景技术

众所周知的是捕获和使用太阳辐射能来加热水。随着商业能源产生的成本持续上升，以及考虑到由于过度使用石油能源带来的全球气候变化和空气污染的潜在威胁，对太阳能热水系统的需求正在提高。

但是，目前可提供的太阳能热水系统的一个关键限制是商业上可提供的解决方案成本很高且安装上要求专业人员(进一步提高了该系统的初始安装和将来花费的成本)。因此，已经提出各种解决方案来解决安装太阳能面板系统的高成本和复杂性。

例如，美国专利6,948,687(Shatzky，2005年9月27日)公开了用于安装在建筑屋顶上的太阳能面板系统，该系统据称是廉价的且易于初始安装。Shatzky的发明能够适于太阳能面板可以附接到其的许多种类型的屋顶表面。但是，虽然Shatzky公开了廉价的且适应性强的安装机构，但该安装机构不能使安装者容易地以模块化方式将相同太阳能面板组件的多个组块连接成单个阵列。Shatzky也没有认识到(且因此没有公开)该设备适应和容许结构元件和连接件的膨胀的需求。对于模块化系统，需要一种膨胀夹子或可比较装置，所述膨胀夹子或可比较装置装配到安装机构中并且在不破坏组件中连接的整体性的情况下允许太阳能面板组件的膨胀和收缩。

另外，Urban等人的美国专利申请20080310913教导了“用于将具有下切纵向沟槽的型材轨道附接到另一个部件的固定装置，以及该固定装置的布置”。Urban等人的申请详述了“能够在型材导轨与部件之间全部地产生静音附接，且同时安装尤其快速且简单、以及制造廉价”的固定装置。本发明的首要目标是减小用于将太阳能面板附接到结构的机构的成本和安装复杂性。

但是，再次，Urban未公开其中安装者能够容易地将用于太阳能面板组件的相同模块的多个组块连接成连接的太阳能面板阵列的太阳能面板组件。Shatzky、Urban等人没有认识到(且因此没有公开)对膨胀夹子或可比较构件的需求，所述膨胀夹子或可比较构件装配到安装机构中并且在不破坏组件中连接的整体性的情况下允许在温度波动期间太阳能面板组件的膨胀和收缩。

没有已知的现有技术，不管是单独地还是组合地描述或暗示了这里所述的本发明。

在考虑现有技术之后，仍然需要的是廉价的太阳能面板组件，该太阳能面板组件具有联接和连接系统，其便于添加相同普通太阳能面板组件的多个组块以形成单个可运行阵列。这种连接增加了用于收集热能的总体表面面积，且因此增加了用于加热水的总体系统容量。

此外，所需要的是允许最终用户仅购买所需要的太阳能捕获容量(就太阳能面板而言)的太阳能面板组件，从而允许最终用户仅如所需要的、以小的、可负担的增加来扩展太阳能面板阵列(和其容量)。

还所需要的是用于将太阳能面板组件安装到结构的装置，其中，附接机构易于安装并以保持组件机械稳定并在大范围的环境温度变化和风力状况中固定的方式机械地固定太阳能面板组件。为了维保或系统膨胀目的，这种太阳能面板组件安装装置还应易于拆除和拆卸。

在本申请中描述的太阳能面板组件中也可找到这些特征和其它特征。

发明内容

本发明是一种廉价的模块化太阳能面板，其被布置成便于相同太阳能面板组件的多个组块连接成单个连接阵列的以增加用于收集热能的总表面面积，由此提高用于加热水的总系统容量。连接和联接特征允许最终用户仅如所需要的、以小的、可负担的增加来扩展太阳能面板阵列(及其容量)。最终用户需要根据所需要或所期望仅购买和增加一个或几个新面板到阵列。这降低了每个系统扩展的成本和复杂性。

本发明的太阳能面板组件利用来自太阳的辐射能，以及从组件安装到其的结构辐射(和对流传递)的热能来提高水的温度。该创新的太阳能面板可以用于减小加热游泳池、温泉疗养池、或室内水供应所需的商业能源的量。

当太阳能面板被安装在能够最大地暴露于太阳的位置时，面板的顶表面被太阳辐射能加热，且所加热的面板的热能的一部分被传递给流过集成在面板中的管的集管的水。