CN105649198A - 一种建筑节能光伏系统 - Google Patents

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刘钰
颜武姣
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Abstract

本发明公开一种建筑节能光伏系统,包括建筑本体,所述建筑本体包括墙体、楼板、地下室、外墙,所述墙体与外墙之间均形成空气流道,还包括墙体内的通孔、保温气管、外墙上的遮阳装置,所述遮阳装置包括太阳能电池组件、空气出口,每一楼层内均安装与风机连接的蓄电池,所述太阳能电池组件通过隔热穿线管与蓄电池连接。本发明通过将光能转化成电能的太阳能电池组件,充分利用可再生资源,冬季供暖和夏季降温的效果显著,大大降低建筑能耗;此外,通过机械通风,效果好且效率高,具有成本低、无噪音、舒适性好、能源利用高等等优点,值得广泛推广。

Description

一种建筑节能光伏系统
技术领域
本发明涉及一种建筑工程领域,具体涉及一种建筑节能光伏系统。
背景技术
随着全球变暖的现象日益严重,加以不可再生能源的剧减,节能减排以及开发可再生能源实现可持续发展显得越来越重要。目前,建筑行业能耗占社会总能耗中30%以上,远大于其他行业如电子、交通等。在酷热难耐的夏季,人们打开空调来降低室内温度,在寒冷的冬季,人们开启采暖设备提高室内温度。据统计,在建筑能耗中,空调及采暖设备能耗占其60%以上,降低空调采暖能耗迫在眉睫。
中国申请号为2015104295764的发明,公开了一种建筑节能方法及节能建筑结构,节能建筑结构包括墙体、楼板以及透明外墙,外墙设置在墙体外侧,外墙与墙体之间形成空气通道,外墙的顶部和底部分别设有联动式开口,当顶部开口打开时,则底部的开口关闭,当顶部开口关闭时,则底部的开口打开;每个楼层靠近楼板处的墙体上设有通孔,通孔连通所述的空气通道和室内,通孔内设有正反转风机和孔洞开关。这种结构充分利用地下冬暖夏凉的可再生能源,实现建筑冬天供暖、夏天降温的功效,节能且环保,但仍存在以下缺陷:其一,只在墙体的外表面设置吸收太阳能的集蓄热层,所吸收的太阳能有限,没有充分利用可再生资源,此外,风机需要借助外来电源驱动,耗能且在异常情况下不可使用;其二,由于地下室潮湿且不见光,空气较为混浊,没有经过净化就直接排入室内,导致室内空气品质差,影响人们的健康。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提供一种建筑节能光伏系统,本系统充分利用取之不尽用之不竭的太阳能,转成热能和机械能,有效改善通风效果,提高环境舒适性,大大降低建筑能耗,成本低,节能环保。
为了达到上述目的,本发明采取的技术方案:
一种建筑节能光伏系统,包括建筑本体,所述建筑本体包括墙体、横向处于墙体之间将墙体分为多楼层结构的楼板、设于墙体底部的地下室、设于墙体外侧且可透光的外墙,所述墙体的外表面设有集热蓄热层,该集热蓄热层与外墙之间通过可透光材料围成空气流道,所述墙体内且靠近每层楼板处均开设有连通空气流道的通孔,所述通孔内安装有正反转风机以及用于开启或关闭通孔的开关,所述墙体内竖直设有一保温气管,所述保温气管的底端设有将地下室空气抽到保温气管内的第一风机,所述保温气管通过位于楼板下方且横向设置的吊顶与每一楼层均形成气道支路,所述气道支路上均设有可将保温气管内空气抽到气道支路上的第二风机、可将空气抽到室内且位于吊顶上的散流器,所述外墙的底部均设有连通空气流道的空气入口,所述外墙上均设有遮阳装置,所述遮阳装置包括倾斜向下设置的上板和倾斜向上设置的下板,所述上板与下板之间留有间隙,该间隙可形成在水平方向上具有锥度的空气流,所述间隙上设有空气出口,所述空气出口内设有开启或关闭气孔的开关,所述空气入口和所述空气出口联动,当所有空气出口打开时,则所有空气入口关闭,当所有空气出口关闭时,则所有空气入口打开;所述上板上安装有太阳能电池组件,每一楼层内均安装与风机连接的蓄电池,所述太阳能电池组件通过隔热穿线管与蓄电池连接。
作为优选技术方案,为了保证通入室内的空气洁净,确保室内的空气品质,从而提高舒适性,所述保温气管与第一风机之间设有空气净化器。
作为优选技术方案,为了更充分吸收太阳能,确保更多太阳光折射到集热蓄热层上而吸收,有利于提高冬季供暖的效果,所述可透光材料设置为高折射玻璃。
作为优选技术方案,为了确保尽可能吸收地下室的空气,从而有利于改善夏季降温效果,所述地下室内设有一空气收集管,所述空气收集管的管壁开设有多个气孔,且空气收集管通过第一风机与保温气管连通。
作为优选技术方案,为了避免所有风机运行时产生影响生活品质的噪音,从而提高系统的实用性与舒适性,所述正反转风机、第一风机以及第二风机均是低噪音风机。
作为优选技术方案,为了防止室内的热量通过墙体散失,以有利于提高冬季供暖和夏季降温的效果,提高热量的利用率,所述墙体的内表面设有保温层。
作为优选技术方案,为了防止室内的热量通过外墙散失,同时更充分利用太阳能,降低能耗且提高冬季供暖效果,所述外墙的内表面设有隔热蓄热层。
作为优选技术方案,为了防止热量从空气收集管、保温气管散失,以有利于改善夏季降温的效果,有效提高热量的利用效率,所述空气收集管、保温气管的外表面均设有隔热保温层。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果:
1、设置可将光能转化电能的太阳能电池组件,结合可透光外墙、集热蓄热层和遮阳装置可充分吸收太阳能,加热室内冷空气来对室内进行供暖,能量利用率高;同时通过蓄电池来实现机械通风,无需借助外来电源,且无论是夜间还是阴雨天气,均可满足供电通风,实用性好,节约性高。
2、地下室设置空气净化器,对潮湿浑浊的空气进行净化,从而有效提高排入室内空气的品质,提高舒适性,同时确保人们的健康。
3、通过反光玻璃设置成空气流道,确保更多太阳光折射到墙体上,进而保证可将空气流道内的空气加热,从而进行供暖,提高系统制热效果。
4、系统中的重要部件设置合理科学,进一步提高系统的能源利用率,节能环保,通风效果好,同时无噪音,舒适性高。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细说明。
图1为本发明的结构示意图(其中箭头表示阳光);
图2为冬季工况下的工作原理示意图(其中箭头表示空气流动方向);
图3为夏季工况下的工作原理示意图(其中箭头表示空气流动方向);
附图标号:1、墙体,1-1、集热蓄热层,1-2、保温层,2、楼板,3、地下室,4、空气流道,5、通孔,6、正反转风机,7、保温气管,8、第一风机,9、吊顶,10、第二风机,11、散流器,12、外墙,12-1、空气入口,12-2、隔热蓄热层,12-3、玻璃,13、遮阳装置,13-1、空气出口,13-2、太阳能电池组件,14、净化器,15、空气收集管,15-1、气孔,16、高折射玻璃。
具体实施方式
如图1所示提出本发明一种具体实施例,一种建筑节能光伏系统,包括建筑本体,所述建筑本体包括墙体1、横向处于墙体1之间将墙体1分为多楼层结构的楼板2、设于墙体1底部的地下室3、设于墙体1外侧且可透光的外墙12,本实施例的外墙12为现有建筑中的阳台,外墙12透光可通过在其的外表面设有一玻璃12-3,所述墙体1的外表面设有集热蓄热层1-1,该集热蓄热层1-1与外墙12之间通过可透光材料围成空气流道4,所述墙体1内且靠近每层楼板2处均开设有连通空气流道4的通孔5,所述通孔5内安装有正反转风机6以及用于开启或关闭通孔5的开关,所述墙体1内竖直设有一保温气管7,所述保温气管7的底端设有将地下室3的空气抽到保温气管7内的第一风机8,所述保温气管7通过位于每一楼板2下方且横向设置的吊顶9与每一楼层均形成气道支路,所述气道支路上均设有可将保温气管7内空气抽到气道支路上的相应第二风机10、可将空气抽到室内且位于吊顶9上的散流器11,所述外墙12的底部均设有连通空气流道4的空气入口12-1,所述外墙12上均设有遮阳装置13,遮阳装置13最好设置在阳台所对应的窗户或阳台的上方,所述遮阳装置13包括倾斜向下设置可透光的上板和倾斜向上设置的下板,上板安装太阳能电池组件,所述上板与下板之间留有间隙,该间隙可形成在水平方向上具有锥度的空气流,所述间隙上设有空气出口13-1,所述空气出口13-1上设有开启或关闭气孔的开关,所述空气出口13-1和所述空气出口12-1联动,即当所有空气出口13-1打开时,则所有空气入口12-1关闭,当所有空气出口13-1关闭时,则所有空气入口12-1打开;所述上板上安装有太阳能电池组件13-2,每一楼层内均安装与相应风机连接的蓄电池,所述太阳能电池组件13-2通过穿过墙体1的隔热穿线管与蓄电池连接,所述太阳能电池组件13-2可将光能转换为电能风机运转,同时向室内的所有蓄电池储存电量,阴雨天气或者夜间,由蓄电池给风机供电保持机械通风,室内的所有蓄电池均与一控制器连接,保证蓄电池的正常使用。
所述保温气管7与第一风机8之间设有空气净化器14,地下室3常年潮湿且不见光,空气较为混浊,空气净化器14可去除空气中的有害物质,保证空气洁净,确保室内的空气品质,从而提高舒适性。
所述可透光材料设置为高折射玻璃墙16,高折射玻璃墙16可以将更多太阳光折射到集热蓄热层1-1上,进一步提高太阳能吸收率,提高冬季供暖的效果。
所述外墙12的内表面设有隔热蓄热层12-2,隔热蓄热层12-2既可以防止室内的热量通过外墙12散失,同时阳光经玻璃12-3、高折射玻璃16折射到隔热蓄热层12-2将空气流道4中的空气加热,提高热量的利用率,同时也可以吸收利用太阳能,有效提高建筑冬季供暖效果。
所述地下室3内设有一空气收集管15,所述空气收集管15的管壁开设有多个气孔15-1,且空气收集管15通过第一风机8与保温气管7连通,地下室3所有空气可通过气孔15-1进入空气收集管15内,提高空气的利用率,从而有利于改善夏季降温效果。
所述正反转风机6、第一风机8以及第二风机10均是低噪音风机,当风机运行时,会产生噪音,尤其是夜间,从而影响人们的生活品质,低噪音风机提高系统的实用性与舒适性。
所述墙体1的内表面设有保温层1-2,有效防止室内的热量通过墙体1散失,有利于提高冬季供暖和夏季降温的效果,提高热量的利用率。
所述空气收集管15、保温气管7的外表面均设有隔热保温层,有效防止热量从空气收集管15、保温气管7散失,有利于改善夏季降温的效果,有效提高热量的利用效率。
采用上述光伏系统来制热或者制冷的节能,工作原理具体如下:
如图2所示,冬季时,将室外的空气加热后抽进室内:开启所有空气入口12-1并且关闭空气出口13-1,室外的空气从空气入口12-1进入空气流道4,并于空气流道4内被吸收太阳光的集热蓄热层1-1加热,温度升高后的成为热空气,在可正反转风机6的控制下通过通孔5抽进每一个楼层的室内进行升温供暖。.
另外,冬季时,由于处于较低楼层的空气尚未被完全加热,导致其楼层的通孔5控制开关处于常闭状态,可以通过地下室3冬暖的空气进行补偿:地下室3冬暖的空气在第一风机8的作用下,将地下室3的空气通过保温管道7,并在第二风机10的辅助作用下进入吊顶9,通过散流器11进入室内进行升温供暖。
如图3所示,夏季时,将地下室3的冷空气抽进室内进行降温:开启空气出口13-1并且关闭所有空气入口12-1,地下室3中的冷空气通过第一风机8从气孔15-1抽入空气收集管15,进过空气净化器14净化后沿着保温气管7向上走,再通过相应第二风机6抽进吊顶9,最后经过散流器11吹入每一个楼层的室内,冷空气承担室内的冷负荷之后,通过可正反转风机6吹入空气流道4,最后从空气出口13-1排出室外。
当然,上面只是结合附图对本发明优选的具体实施方式作了详细描述,并非以此限制本发明的实施范围,凡依本发明的原理、构造以及结构所作的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种建筑节能光伏系统,包括建筑本体,所述建筑本体包括墙体(1)、横向处于墙体(1)之间将墙体(1)分为多楼层结构的楼板(2)、设于墙体(1)底部的地下室(3)、设于墙体(1)外侧且可透光的多层外墙(12),所述墙体(1)的外表面设有集热蓄热层(1-1),该集热蓄热层(1-1)与外墙(12)之间通过可透光材料围成空气流道(4),所述墙体(1)内且靠近每层楼板(1)处均开设有连通空气流道(4)的通孔(5),所述通孔(5)内安装有正反转风机(6)、用于开启或关闭通孔的开关,所述墙体(1)内竖直设有一保温气管(7),所述保温气管(7)的底端设有将地下室(3)的空气抽到保温气管(7)内的第一风机(8),所述保温气管(7)通过位于楼板(2)下方且横向设置的吊顶(9)与每一楼层均形成气道支路,所述气道支路上均设有可将保温气管(7)内空气抽到气道支路上的第二风机(10)、可将空气抽到室内且位于吊顶(9)上的散流器(11),所述外墙(12)的底部均设有连通空气流道(4)的空气入口(12-1),所述外墙(12)上均设有遮阳装置(13),所述遮阳装置(13)包括倾斜向下设置的上板和倾斜向上设置的下板,所述上板与下板之间留有间隙,该间隙可形成在水平方向上具有锥度的空气流,所述间隙上设有空气出口(13-1),所述空气出口(13-1)上设有开启或关闭气孔的开关,其特征在于:所述上板上安装有太阳能电池组件(13-2),每一楼层内均安装与风机连接的蓄电池,所述太阳能电池组件(13-2)通过隔热穿线管与蓄电池连接。
2.根据权利要求1所述的一种建筑节能光伏系统,其特征在于:所述保温气管(7)与第一风机(8)之间设有空气净化器(14)。
3.根据权利要求2所述的一种建筑节能光伏系统,其特征在于:所述可透光材料设置为高折射玻璃(16)。
4.根据权利要求3所述的一种建筑节能光伏系统,其特征在于:所述外墙(12)的内表面设有隔热蓄热层(12-2)。
5.根据权利要求4所述的一种建筑节能光伏系统,其特征在于:所述地下室(3)内设有一空气收集管(15),所述空气收集管(15)的管壁开设有多个气孔(15-1),且空气收集管通过第一风机(8)与保温气管(7)连通。
6.根据权利要求5所述的一种建筑节能光伏系统,其特征在于:所述正反转风机(6)、第一风机(8)以及第二风机(10)均是低噪音风机。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的一种建筑节能光伏系统,其特征在于:所述墙体(1)的内表面设有保温层(1-2)。
8.根据权利要求7所述的一种建筑节能光伏系统,其特征在于:所述空气收集管(15)、保温气管(7)的外表面均设有隔热保温层。
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