CN102653969B - 太阳能光电光热建筑一体化复合板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能光电光热建筑一体化复合板包括壳体4、支撑架3、吸热器2、集联管13、真空玻璃板1、保温板5、保温侧板11、彩钢底板6和封口板12等部分。本发明复合板可作为发电采热单元，其左右两侧为对接企口，上下两端有封口板，相互搭接组合在一起，可形成整体的屋面板或墙立面，可完全代替屋面板及墙体装饰，不仅可对屋顶起到保温和防水的作用，还可对墙立面起到保温和装饰作用，尤其是发电的同时吸收发电板的热量产生热水，另外，还可在屋面板或是墙立面上设计采光窗或通风窗等。本发明可为建筑物提供太阳能发电、采光、中央热水、中央空调所需的清洁能源，达到低碳甚至微碳生活。

Description

太阳能光电光热建筑一体化复合板

技术领域

本发明涉及一种太阳能与建筑一体化的复合产品，具体地说是一种太阳能光电光热建筑一体化复合板。

背景技术

现有的太阳能光伏发电板大多是模块式结构，一般是阵列式安装固定在荒坡地、空旷地或屋顶上，也可整体或部分与屋顶相结合进行铺设。太阳能光伏发电板在工作过程中的温度很高，需要外加降温设施进行连续降温，才能保证有较好的工作效率。而现有的铺设式墙面（屋面）无法进行降温；一体化的墙面（屋面）采用冷却空气流道等降温措施，但效果不佳。

太阳能光热利用的产品目前主要是太阳能热水器，而太阳能热水器大多是单体形式，主要用于提供生活热水。对于大型的太阳能热水工程以及太阳能取暖制冷的利用，不论其是平板结构还是真空管结构，与大型光伏发电板一样，都需要进行阵列组合式的安装，不但存在有安装繁琐、热水循环不畅、破坏屋顶防水结构以及维修量大等问题，而且还必须要安装在原建筑材料上，并与之有机结合或固定在原建筑物上，不能作为屋面板或墙立面（围护板）单独使用。所以，现有建筑物上附装的太阳能热水器只是建筑物的附属物，不能替代建筑材料本身。另外，现有的平板太阳能热水器也不能与建筑物的屋面或墙面大小相匹配。

发明内容

本发明的目的就是提供一种太阳能光电光热建筑一体化复合板，以解决太阳能产品与建筑物相结合所存在的安装繁琐凌乱和破坏屋顶防水结构的问题，实现太阳能光电光热与建筑的一体化。 

本发明是这样实现的：一种太阳能光电光热建筑一体化复合板，包括有：顶面敞口的壳体，前后排列在所述壳体中且在其顶面带有若干凸起的卡头的支撑架，若干并行设置并分别卡接在由相邻所述凸起的卡头所形成的卡槽中用于吸收光电板热量的吸热器，连接在所述吸热器端部的集联管，固定在所述壳体顶面上的光电板，设置在所述壳体底面的保温板，附着在所述壳体侧沿的保温侧板，包附在所述保温板的底面和两侧边沿上的彩钢底板，以及封堵在所述壳体两端且内附保温材料层的封口板。

在所述彩钢底板的侧沿上制有可与邻板横向对接的承插式企口。

在所述壳体两侧顶沿上及横向支撑设置有连接组件，所述光电板的各边通过所述连接组件固定连接。

在所述连接组件上设置有便于相互卡接的防滑槽。

所述吸热器为在直管两侧连接吸热翅片的条带形结构。

在所述吸热器和所述集联管中装有超导液。

本发明复合板构成一个光电光热复合单元，其上、下两端由封口板封接，左、右两侧为承插式的对接企口，若干复合板主体的侧边相互对接组合，可组成一个与建筑物的屋顶或墙面等长等宽的宽幅板面，将其固定在支撑钢檩上，或者是固定在建筑物的预埋铁上，即可形成与建筑物一体结构的屋面板或墙立面。各复合板上的集联管或其他连接管可以采用无介质承口式连接，安装好之后，外部无管道，不需保温和维护。如此就形成一个整体式的太阳能光电光热建筑一体化复合板，除可作为建筑物的幕墙外，还可作为墙立面上的立式或横式太阳能条带。

本发明复合板之间相互搭接所形成的屋面板或墙立面，可完全代替屋面板及墙体装饰，不仅可对屋顶起到保温和防水作用，还可对墙立面起到保温和装饰作用。另外，本发明复合板还可根据建筑物上的采光和通风的要求，无论是作为屋面板还是作为墙立面，都可以随处设计采光窗与通风窗等建筑设施，使用灵活方便。

本发明复合板中每块光电板的四周在固定时，除使用封闭结构胶之外，还可使用压条封接，其优点是防止光电板的脱落。如果采用无压条封接的方式，则是以封闭结构胶为主，其外观的整体效果就像玻璃幕墙一样，并且适合安装在各种大、中、小型建筑物上，以实现太阳能发电、中央空调及太阳能中央热水系统工程，达到微碳甚至零碳生活。

本发明把光电与光热有机结合在一起，顶面的光电板进行光伏发电，下面的壳体内设置吸热器，以有效吸收复合板腔体内的热量，并将其传导到外设的储热罐内，在不需要热水时，进行冷却降温，从而确保发电板的发电效率。本发明在进行发电的同时，还可对发电板起到很好的降温作用，并且还附带产生可供生活用的热水。由此解决了发电板温度过高造成发电效率降低的问题。

本发明可实现太阳能的综合利用，全面实现太阳能与建筑物的一体化以及太阳能光电光热综合应用的一体化；并可根据建筑需求，提供不同的组合方案；所产生的太阳能热水可补充15%的建筑能耗，采暖、制冷系统可解决50%的建筑能耗，光伏发电可节约30%的建筑能耗，由此达到低碳、微碳甚至理想的零能耗房。

本发明可将太阳能光电、光热与建筑材料三项结合在一起，形成太阳能与建筑一体化的建筑材料，可直接替代现有的屋顶覆盖层，也可取代传统建筑形式的保温层、防水层或墙立面的保温层、外装饰层等。其作用，一是可以消除太阳能产品对建筑物整体形象的不良影响；二是避免了重复投资，降低了建筑成本；三是为实现太阳能中央空调或太阳能中央热水的应用提供了可能。

本发明复合板的特点是：1、适用于城建较严格，要求安装规范、美观、不损害市容市貌的单位、集体、小区等；2、适用于在建筑设计之初，就将太阳能作为一种建筑材料直接用于建筑物，是建筑物的组成部分，与建筑物一同设计；3、适用于各种形式的建筑，例如：车站码头、体育场馆、住宅小区、高层楼群、别墅、新农村住宅等各种大小建筑物；4、适合于各种形式建筑物的太阳能中央热水、取暖与制冷。

太阳能建筑一体化应用技术适用对象是：1、把太阳能的利用纳入环境的总体设计，把建筑、技术和美学融为一体，太阳能设施成为建筑的一部分，相互间有机结合，取代了传统太阳能的结构所造成的对建筑的外观形象的影响；2、利用太阳能设施完全取代或部分取代屋顶覆盖层，起到保温隔热、防水的效果，对墙立面起到保温隔热、外装材料装饰功能的效果，可减少成本提高效益；3、可用于平屋顶或斜屋顶，也可做高层建筑物立式或横式太阳能装饰带。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是封口板的结构示意图。

图3是集联管的结构示意图。

图4是支撑架的结构示意图。

图5是由本发明复合板所组装成的屋面板或墙板的整体结构示意图。

图中：1、光电板，2、吸热器，3、支撑架，4、壳体，5、保温板，6、彩钢底板，9、连接组件，11、保温侧板，12、封口板，13、集联管。

具体实施方式

如图1所示，本发明太阳能光电光热建筑一体化复合板包括壳体4、支撑架3、吸热器2、集联管13、光电板1、保温板5、保温侧板11、彩钢底板6和封口板12等部分。

其中，壳体4为顶面及前后敞口的扁方形金属壳体，其左右两侧的侧沿为板条状的双层体，内插保温侧板11。也可将壳体两侧的侧沿制成倒L形结构，保温侧板11贴靠在侧沿的内侧。在壳体4内按前后顺序排列有若干支撑架3，支撑架呈长条状，其顶面带有若干凸起的卡头（图4），相邻两卡头之间构成一个卡槽，前、后支撑架上的卡槽位置相对，用以卡接吸热器2。吸热器2是一种在直管的管壁两侧连接吸热翅片的条带形结构；若干吸热器2并行设置，每个吸热器2卡接在前、后支撑架上的同一列卡槽中。各吸热器2的前端和/或后端共接到集联管13上。图3中，在集联管13的管壁上接有与复合板中并列设置的吸热器的数量相同且位置相对的管接头，以与各吸热器2进行连接，连接方式可采用承口式连接。对于前、后端部相对接的两块复合板中的吸热器2，可通过连接管件直接相互连通。集联管13设置在复合板的两端内侧，这样可使集联管不外露，因而也就不需对其采取单独的保温措施。本发明中的吸热器2也可作为散热器使用。

图1中，在壳体4的边沿上设置有连接组件9，光电板1的边沿嵌接在连接组件9中，使光电板1整体扣盖在壳体4的顶面。在连接组件9的扣合件之间设置有防滑槽，以便于相互扣合卡接。安装时，在光电板1与连接组件9之间可用防水结构胶进行防水处理。

图1中，在壳体4的底面铺设有保温板5，在保温板5的底面铺设有彩钢底板6或其他易复合材料，彩钢底板6的两侧制有侧立沿，包在保温板5左右两侧的边沿上。在彩钢底板6的两个侧立沿上制有承插式企口，以实现复合板之间的横向对接。支撑架3、壳体4和彩钢底板6可通过紧固件整体穿接固定，紧固件可直接固定在设置于彩钢底板6下部的支撑钢檩上，或是固定在设置于建筑物的预埋铁上。

本发明复合板的前、后两端用封口板12封接，以形成封闭的复合板结构。如图2所示，封口板12的正面形状与复合板的截面形状相同，以便于封堵；在封口板12的内侧附着有保温材料层，以利对复合板进行保温。

本发明复合板的宽度可按照建筑模数设定，长度可根据不同建筑物的需求进行设定。

如图5所示，若干复合板纵横连接组合之后，即可形成一个整体的屋面板或墙立面。在组装成的屋面板或墙立面的两侧边，可用统一规格的侧封条予以封接。复合板中的上、下集联管作为主管设置于复合板内，相邻复合板中的集联管采用无介质承口式连接。整个屋面板或墙立面中的吸热器2和集联管13均是相互连通的，构成一个统一的采热系统。在这个采热系统中装有免真空、升温快、沸点高、冰点低的超导液，进行高效热交换。

本发明复合板的设计长度可为建筑物的屋顶宽度或墙立面的整体高度，但每块复合板面层上的真空玻璃板的长度是参考玻璃模数与比例以及钢檩与钢檩间的距离等因素综合定制的，采光窗、通风窗可随屋顶与墙面的布局而定，在光电板之间有支撑压条，使光电板更安全、更牢固；无压条设置的复合板整体，更似玻璃幕墙，表面整洁且无管道外露。太阳能屋面板或墙立面的整体之外的连通管道可设计在脊瓦、檐口或装饰带等隐蔽处，使外形整洁美观。

Claims (6)

1.一种太阳能光电光热建筑一体化复合板，其特征是，包括有：

顶面及前后端敞口的壳体，所述壳体左右两侧的侧沿为板条状的双层体，或是制成倒L形结构；

在所述壳体中按前后顺序排列的支撑架，所述支撑架呈长条状，在所述支撑架的顶面带有若干凸起的卡头，相邻两卡头之间构成一个卡槽，且前、后所述支撑架上的所述卡槽的位置相对；

若干并行设置并分别卡接在所述支撑架上的所述卡槽中的吸热器，所述吸热器是在直管的管壁两侧连接吸热翅片的条带形结构，每个吸热器卡接在前、后支撑架上的同一列卡槽中；

连接在所述吸热器端部的集联管，在所述集联管上设置有与所述吸热器的数量相同且位置相对的管接头，所述吸热器的前端和/或后端共接到所述集联管上；

固定在所述壳体顶面上的光电板，所述光电板整体扣盖在所述壳体的顶面；

设置在所述壳体底面的保温板；

附着在所述壳体侧沿的保温侧板；

包附在所述保温板底面的彩钢底板，所述彩钢底板的两侧制有侧立沿，包在所述保温板左右两侧的边沿上，在所述彩钢底板的所述侧立沿上制有承插式企口，用以实现相邻复合板之间的横向对接；以及

封堵在所述壳体两端且内附保温材料层的封口板。

2.根据权利要求1所述的一体化复合板，其特征是，前、后端部相对接的两块上述复合板中的所述吸热器可通过连接管件直接相互连通。

3.根据权利要求1所述的一体化复合板，其特征是，所述集联管设置在上述复合板的两端内侧，使所述集联管不外露。

4.根据权利要求1所述的一体化复合板，其特征是，在所述壳体的边沿上设置有连接组件，所述光电板的边沿嵌接在所述连接组件中；在所述连接组件上设置有便于相互卡接的防滑槽，在所述光电板与所述连接组件之间可用防水结构胶进行防水处理。

5.根据权利要求1所述的一体化复合板，其特征是，所述支撑架、所述壳体和所述彩钢底板可通过紧固件整体穿接固定，紧固件可直接固定在设置于所述彩钢底板下部的支撑钢檩上，或是固定在设置于建筑物的预埋铁上。

6.根据权利要求1所述的一体化复合板，其特征是，在所述吸热器和所述集联管中装有超导液。