CN105317144A - 光伏建筑立面和光伏幕墙 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光伏建筑立面和光伏幕墙，其中光伏建筑立面包括：建筑外墙以及设于建筑外墙外侧的光伏板，光伏板和建筑外墙之间设有水流道和空气流道，水流道与光伏建筑的热水供给回路连接；光伏板产生的热量通过空气流道中的空气传导至水流道内的水中，进而为光伏建筑提供热水。光伏幕墙包括：光伏板；水流道，设于光伏板一侧，且与光伏板之间存有用于空气流通的空气流道。与现有技术相比，本发明综合了空气对流和水循环两种降温方法使得光伏板温升效应得到更好的控制，并且光伏板背板所生成的热量被用于加热以为光伏建筑提供热水，可以降低生活生产所需热水耗能。

Description

光伏建筑立面和光伏幕墙
技术领域
本发明涉及光伏建筑立面领域，尤其是涉及一种光伏建筑立面和光伏幕墙。
背景技术
光伏建筑是近几年发展起来的利用太阳能发电为建筑供电的多功能建筑形式。将光伏板与建筑特别是高层建筑结合起来，利用高层建筑的巨大立面面积吸收太阳能为建筑供电缓解城市特别是大中城市用电紧张的问题是当前的一个具有广泛前景的发展方向。
例如中国专利CN102587545A公开了一种光伏建筑玻璃幕墙组件，包括太阳能电池、玻璃基板、玻璃背板、电池隔层，玻璃基板、电池隔层、太阳能电池、电池隔层、玻璃背板从下到上依次设置，太阳能电池通过电池隔层分别玻璃基板、玻璃背板连接。
然而，光伏板在吸收太阳光发电的同时也会发热，而温度升高会导致周围建筑环境温度的升高，所以光伏幕墙一般不建议像玻璃幕墙一样直接作为建筑立面使用，而是将光伏幕墙和建筑已有立面(包括建筑外围护墙和外承重墙)结合起来，作为双层立面应用。当光伏幕墙吸收太阳光发电的时候，建筑立面仍然会因为光伏板背板发热而温度升高，结果会导致建筑室内温度升高，夏季空调负荷加大。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种缓解因光伏板背板发热而导致建筑室内温升、同时利用光伏板发出的热量加热生活及生产用水的光伏建筑立面和光伏幕墙。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种光伏建筑立面，包括：建筑外墙以及设于建筑外墙外侧的光伏板，所述光伏板和建筑外墙之间设有水流道和空气流道，所述水流道与光伏建筑的热水供给回路连接；
所述光伏板产生的热量通过空气流道中的空气传导至水流道内的水中，进而为光伏建筑提供热水。
所述水流道设于建筑外墙表面，并通过空气流道中的空气与光伏板进行热交换。
所述水流道内嵌于建筑外墙表面。
所述水流道与光伏板连接并构成光伏幕墙，所述光伏幕墙通过连接组件固定于建筑外墙上。
所述水流道嵌于空气流道中。
所述水流道分布于水流道平面上，且所述水流道平面与光伏板平行。
所述水流道包括上下平行设置的出水总管和进水总管，以及多根连接出水总管和进水总管的导管，其中，所述进水总管位于出水总管的上方。
所有导管相互平行设置。
所述光伏建筑立面还包括用于向所述空气流道中送入空气的送风装置，所述送风装置自空气流道下方送入空气。
一种光伏幕墙，包括：
光伏板；
还包括：
水流道，设于光伏板一侧，且与光伏板之间存有用于空气流通的空气流道。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)综合了空气对流和水循环两种降温方法使得光伏板温升效应得到更好的控制，保证光伏板有效发电，提高发电效率，并且光伏板背板所生成的热量被用于加热以为光伏建筑提供热水，可以降低生活生产所需热水耗能，带走光伏板产生热量的同时，也可以作为建筑外隔热层，提高建筑节能效率。
2)由于本申请适用于高层建筑，将水流道设置于建筑外墙表面，仅光伏板及其附加配件通过附加框架悬挂于建筑外墙上，可以最大程度地减小悬挂重量，避免掉落造成地面的次生灾害；此外水流道内嵌于建筑外墙表面，可以进一步提高安全性。
3)水流道平面与光伏板平行，可以提高热交换效率。
4)基于热空气上升的原理，水流道的出水在上，进水在下，再通过多组并列的导管引导，可以更加充分地利用热量。
5)将光伏板和水流道、空气流道整合在一起形成光伏幕墙的做法，可免除建筑外墙装修，各部件可在工厂生产，生产效率高，且成品质量可控。
附图说明
图1为本发明光伏建筑立面的正向透视结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1的B-B剖视图；
其中：1、建筑外墙，2、光伏板，3、水流道入口，4、螺栓，5、铝合金挂座横型材，6、竖向铝合金型材，7、空气流道出口，8、空气流道，9、水流道，10、空气流道入口，11、水流道出口，12、出水总管，13、进水总管，14、导管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一：
一种光伏建筑立面，如图1至图3所示，一种光伏建筑立面，包括建筑外墙1以及设于建筑外墙1外侧的光伏板2，光伏板2和建筑外墙1之间设有水流道9和空气流道8，水流道9与光伏建筑的热水供给回路连接；光伏板2产生的热量通过空气流道8中的空气传导至水流道9内的水中，进而为光伏建筑提供热水。其中建筑外墙1的种类可以是维护墙和承重墙。
水流道9设于建筑外墙1表面，并通过空气流道8中的空气与光伏板2进行热交换。具体还可以内嵌于建筑外墙1表面，这样进一步减小了安装固定架的承重。光伏板2通过连接组件固定于建筑外墙1上。连接组件一般包括布设光伏板2的副框架系统，如铝合金挂座横型材5、竖向铝合金型材6以及螺栓4、角码，以及建筑外墙1内的预埋件等相关部件。
更优的，水流道9可以选择嵌于空气流道8中以调高换热效率。
水流道9分布于水流道平面上，且水流道平面与光伏板2平行。具体的，水流道9包括上下平行设置的出水总管12和进水总管13，以及多根连接出水总管和进水总管的导管14，其中，进水总管13位于出水总管12的上方，所有导管14相互平行设置，加工简单。基于热空气上升的原理，水流道9的出水在上，进水在下，再通过多组并列的导管14引导，可以更加充分地利用热量，此外，水流道9可以是导热性能良好、耐久性良好的金属或非金属材料。
光伏建筑立面还可以包括用于向空气流道8中送入空气的送风装置，送风装置自空气流道8下方送入空气，可以在气流流通速度慢，天气炎热时辅以机械通风。
光伏板2在接收太阳光照射时发电，光伏板2与建筑外墙1的间隔内的空气受到光伏板2的热辐射以及环境气流而流动，从而带走光伏板背板的多余温度。水流流道9通过光伏板2热辐射等因素可以产生对流，吸收光伏板2产生的部分热量，使光伏板背面的温度不致升高很多，并且，被加温的水流可以作为生活热水得以利用，从而达到节能环保的效果。具体的，该热水可以用作建筑生活用热水如厨房刷洗用水，或在经进一步加热后用作洗浴用水。
实施例二：
本实施例与实施例一中的相同之处不再叙述仅叙述不同之处。
本实施例与实施例相比的显著不同之处在于，本实施例中水流道9与光伏板2连接并构成光伏幕墙，光伏幕墙通过连接组件固定于建筑外墙1上。连接组件一般包括布设光伏幕墙的副框架系统，如铝合金挂座横型材5、竖向铝合金型材6以及螺栓4、角码，以及建筑外墙1内的预埋件等相关部件。
更优的，水流道9可以选择嵌于空气流道8中以调高换热效率。
将光伏板2和水流道9、空气流道8整合在一起形成光伏幕墙得做法，提高适用于现有的建筑，而需要对建筑原有的外墙进行结构修改，同时实现了工厂生产，降低了现场安装难度，生产效率高，且方便品控。

Claims (10)

1.一种光伏建筑立面，包括：建筑外墙(1)以及设于建筑外墙(1)外侧的光伏板(2)，其特征在于，所述光伏板(2)和建筑外墙(1)之间设有水流道(9)和空气流道(8)，所述水流道(9)与光伏建筑的热水供给回路连接；
所述光伏板(2)产生的热量通过空气流道(8)中的空气传导至水流道(9)内的水中。
2.根据权利要求1所述的一种光伏建筑立面，其特征在于，所述水流道(9)设于建筑外墙(1)表面，并通过空气流道(8)中的空气与光伏板(2)进行热交换。
3.根据权利要求2所述的一种光伏建筑立面，其特征在于，所述水流道(9)内嵌于建筑外墙(1)表面。
4.根据权利要求1所述的一种光伏建筑立面，其特征在于，所述水流道(9)与光伏板(2)连接并构成光伏幕墙，所述光伏幕墙通过连接组件固定于建筑外墙(1)上。
5.根据权利要求4所述的一种光伏建筑立面，其特征在于，所述水流道(9)嵌于空气流道(8)中。
6.根据权利要求1-5中任一条所述的一种光伏建筑立面，其特征在于，所述水流道(9)分布于水流道平面上，且所述水流道平面与光伏板(2)平行。
7.根据权利要求6所述的一种光伏建筑立面，其特征在于，所述水流道(9)包括上下平行设置的出水总管(12)和进水总管(13)，以及多根连接出水总管和进水总管的导管(14)，其中，所述进水总管(13)位于出水总管(12)的上方。
8.根据权利要求7所述的一种光伏建筑立面，其特征在于，所有导管(14)相互平行设置。
9.根据权利要求1所述的一种光伏建筑立面，其特征在于，所述光伏建筑立面还包括用于向所述空气流道(8)中送入空气的送风装置，所述送风装置自空气流道(8)下方送入空气。
10.一种光伏幕墙，包括：
光伏板(2)；
其特征在于，还包括：
水流道(9)，设于光伏板(2)一侧，且与光伏板(2)之间存有用于空气流通的空气流道(8)。
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