CN105888158A - 屋顶太阳能中空玻璃节能保温设施 - Google Patents

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Abstract

由太阳能电池组，太阳能中空玻璃保温幕墙，恒常压自动补水箱水系统，电系统，天沟雨水系统构成的屋顶太阳能中空玻璃节能保温设施，简称屋顶设施，构成一个特殊形状的密闭小屋，其面南斜坡为太阳能电池组，下部空间为电系统，电池组吸光发电，经电系统向用户供电，足可解决一般用户的电力需求。电池组散热器吸收发电余热加热水，东西北三方立墙的太阳能中空玻璃幕墙吸光生热加热水，二者形成一个自动循环加热水系统，与太阳能中空玻璃保温装饰器的进水连接，向用户供水，同时取消自来水供水，天沟雨水系统把雨水收集储存，供应首二层以下用户保温装饰器用水，天降雨水全部自动代替雨水，有效利用，从而达到节能、发电、节水、保温、宜居、改善人类生活环境的目的。

Description

屋顶太阳能中空玻璃节能保温设施
本发明主要在建筑屋顶部位利用太阳能、雨水进行发电、节能、节水、保温，改善人类居住环境，为创建绿色、环保、宜居工程的基石。
屋顶太阳能中空玻璃节能保温设施，简称屋顶设施，示意图如图1所示。图1中1-1、太阳能电池组；1-2、太阳能中空玻璃保温幕墙单元；1-3、恒常压自动补水箱、水系统；1-4、电系统；1-5、天沟雨水系统。屋顶设施单元构成一个特殊形状的密闭小屋，其面南斜坡为太阳能电池组，东西北三个立面为太阳能中空玻璃保温幕墙(单元)，简称幕墙单元；雨水天沟为屋顶设施小屋的基础。
太阳能电池组由多个太阳能电池经进出水管座和连通管进行串并联后形成，太阳能电池示意图如图2所示。图2中，2-1、保护层面板，由透明度良好的钢化玻璃制作；2-2、太阳能电池板；2-3、散热器，做成空气冷却和水冷却两用型双层薄板散热器，散热器的弓形板由热导率良好的0.3～0.5mm铝板制作，背板由2～3mm合金铝板制作，两板中空部分厚度3～5mm；2-4、进出水管座。
太阳能电池组下部空间安装电气系统，太阳光照射到太阳能电池组上发电后，向用户供电。
太阳能中空玻璃保温幕墙单元由多个不同形状的幕墙板经进出水管和连通管串并联后构成，幕墙板的面板由透明度良好的玻璃制作，玻璃内表面涂不反光吸光生热涂料和防水防腐涂料，幕墙的背板由与玻璃热胀系数相近的塑料制作，一次成型，示意图如图3所示：图3中3-1、背板；3-2、密封圈；3-3、定位圈；3-4、进出水管座；3-5、加强筋；3-6、密封面，形成一个长方形条带状的密封圈，其密封面和加强筋的表面在一个平面上，比背板的上表面高出一定高度，表面平整度较高，但较粗糙，便于粘结。定位圈的尺寸要求较严格，以 便与要粘结的面板紧密配合，定位圈的厚度比要粘结的面板的厚度小1-2mm，以便粘结和密封，这样整个幕墙背板形成一个带台阶的长方形凹槽。
面板粘结到背板密封面上，四周与定位圈密切配合，并牢固粘结，这样面板与背板间形成一个厚度与密封圈厚度相同的密闭夹层，背板四角有进出水管座，管座上接进出水管，把幕墙板串并联后，形成幕墙单元，接入水路系统。
凹槽型的幕墙背板采用与要粘结的面板热胀系数相接近的塑料一次成型制作，条件不具备时，采用粘结与焊接，但密封面和定位圈的要求必须达到，以保证幕墙背板的粘结质量。
幕墙单元采用固定安装式，根据需要做2-3块活动安装作为小屋的门和窗。
屋顶幕墙的水系统如图4所示，图中4-1、补水管；4-2、电池组进水管；4-3、电池组出水管，3-5％的坡度坡向幕墙单元进水管；4-4、幕墙单元进水管，与电池组出水管坡度相同；4-5、幕墙单元出水管，3-5％的坡度坡向水箱；4-6、水箱；4-7、回水管，3-5％的坡度坡向电池组进水管；4-8、排水管、排水阀，4-9、排气管、排气阀；4-10、供水管；4-11、连通管。1-1、太阳能电池组；1-2太阳能中空玻璃保温幕墙单元；1-3、恒常压自动补水箱、水系统。
从1-1串并联后的电池组散热片的中层夹层经其出水管座到4-3电池组出水管，经4-4幕墙单元进水管，幕墙单元进水管座，进入1-2经串并联后的幕墙板中间夹层，顺夹层上升到幕墙板出水管座，经出水管进入水箱上部进口，再从水箱回水管回到电池组进水管座，进入电池组散热片的中间夹层，形成一个带分支的圆环形密闭空间通道。
屋顶幕墙单元的功能是这样实现的：
夏季，自来水通过恒常压自动补水箱向水系统灌满水，太阳光照射到太阳 能电池组上，太阳能电池组开始运转发电，经电系统向用户供电，屋顶幕墙单元的发电量足以满足普通用户的正常用电需求，同时太阳能电池散热器中的冷水吸收发电余热，对太阳能电池散热冷却，而冷水吸收热量升温自动上升，经电池组出水管，幕墙板进水管进入幕墙板，沿空间通道自动循环加热，并对电池组散热冷却。
太阳能照射到幕墙板吸光生热涂料上，把绝大部分光转变成热能，对夹层中的循环水进一步加热，加热的水从水箱中部水管对用户供水，为了保证用户合理使用，供水管可以与首层用户太阳能中空玻璃生态装饰器的恒常压自动补水箱的进水管相连接，并关闭其自来水进水阀、取消自来水给水管。
由于密闭的小屋覆盖了整个屋顶，隔绝了外部热空气进入，发电和加热水带走了太阳光照射来的大部分能量，使屋顶板温度保持一定范围的低温，避免了从屋顶向屋内大量传热。
冬季，外部气温0℃以下时，关闭自来水阀门，打开补水阀门，把水放空后，重新关闭，太阳能发电余热及吸光生热涂层吸收太阳光转变成热能对夹层中空气进行加热并传导到屋顶设施小屋内，对屋顶保温，完成国家规定的建筑物节能保温功能。
功能：发电、供应热水、节能节水保温、改善人类居住环境。
经济、社会效益：绿色、环保、宜居
天沟雨水系统示意图如图5所示，图中5-1、雨水落水管，采用探底溢流型；5-2、便器给水管；5-3、太阳能中空玻璃保温装饰器- 注 1给水管；5-4、预埋件，支持屋顶太阳能中空玻璃节能保温设施；5-5、首层用户自身清洁除污型便器节水箱- 注 2；5-6、连体双恒常压自动补水箱，前级作为后级的给水装置，后级为太 阳能中空玻璃保温装饰器的恒常压自动补水箱，后者较前者浮球阀低50～100mm，其浮球阀上方加装挡板，使浮球阀升至顶住挡板时，浮球阀刚刚关闭；采用电子液位控制器时，后者的最高水位较前者低50～100mm。5-7、天沟，天沟位置在屋顶圈梁、顶板上方，天沟净宽200～300mm，屋顶最高处净深400mm，上沿在一个平面上，底以3‰的坡度坡向吸水井；5-1的进水口在吸水井底，往上水平管顶外表面与天沟上沿平齐；5-2的管顶与5-1管底平齐；5-3的管中与天沟底平；建筑外墙上方天沟的外壁代替女儿墙。5-8、屋顶圈梁、顶板。
该系统运转后雨水从太阳能电池组上面流入天沟，首先顺5-3供太阳能中空玻璃保温装饰器使用，继而顺5-2流入自身洁净除污型便器节水箱系统，最后顺5-1排掉。目前100m2住房，屋顶天沟容积可达3m3以上，每户太阳能中空玻璃保温装饰器容积1m3以上，便器节水箱每户60～100立方分米，在运行过程中，一般降雨量，该雨水给水系统完全可以适用，甚至5-1基本不用启动。由于此雨水给水系统与自来水系统自动更替，用户只需保养好系统，天降雨水便可不知不觉中几乎全部被有效利用。
注1、太阳能中空玻璃保温装饰器，专利申请号：201410364647.2
注2、自身清洁除污型便器节水箱，专利申请号：201410244426.1

Claims (6)

1.由1-1、太阳能电池组；1-2、太阳能中空玻璃保温幕墙单元；1-3、恒常压自动补水箱、水系统；1-4、电系统；1-5、天沟雨水系统构成的屋顶太阳能中空玻璃节能保温设施，简称屋顶设施，其特征在于：屋顶设施构成一个特殊形状的密闭小屋，其面南斜坡为太阳能电池组，东西北三个立面为太阳能中空玻璃保温幕墙(单元)，简称幕墙单元；雨水天沟为屋顶设施小屋的基础。
2.权利要求一所述的屋顶太阳能中空玻璃节能保温设施其特征在于：其太阳能电池组由多个太阳能电池经进出水管座和连通管进行串并联后形成，太阳能电池由2-1、保护层面板，透明度良好的钢化玻璃制作；2-2、太阳能电池板；2-3、散热器，空气冷却和水冷却两用型双层薄板散热器，散热器的弓形板由热导率良好的0.3～0.5mm铝板制作，背板由2～3mm合金铝板制作，两板中空部分厚度3～5mm；2-4、进出水管座构成。太阳能电池组下部空间安装电气系统，太阳光照射到太阳能电池组上发电后，向用户供电。
3.权利要求一所述的屋顶太阳能中空玻璃节能保温设施其特征在于：其太阳能中空玻璃保温幕墙单元由多个不同形状的幕墙板经进出水管座和连通管串并联后构成，幕墙板的面板由透明度良好的玻璃制作，玻璃内表面涂不反光吸光生热涂料和防水防腐涂料，幕墙的背板由与玻璃热胀系数相近的塑料制作，一次成型，其由3-1、背板；3-2、密封圈；3-3、定位圈；3-4、进出水管座；3-5、加强筋；3-6、密封面构成，整个幕墙背板形成一个带台阶的长方形凹槽。面板粘结到背板密封面上，四周与定位圈密切配合，并牢固粘结，面板与背板间形成一个厚度与密封圈厚度相同的密闭夹层，背板四角有进出水管座，管座上接进出水管，把幕墙板串并联后，形成幕墙单元，接入水路系统。
4.权利要求一所述的屋顶太阳能中空玻璃节能保温设施其特征在于：屋顶幕墙的水系统由4-1、补水管；4-2、电池组进水管；4-3、电池组出水管，3-5％的坡度坡向幕墙单元进水管；4-4、幕墙单元进水管，与电池组出水管坡度相同；4-5、幕墙单元出水管，3-5％的坡度坡向水箱；4-6、水箱；4-7、回水管，3-5％的坡度坡向电池组进水管；4-8、排水管、排水阀，4-9、排气管、排气阀；4-10、供水管；4-11、连通管以及1-1、太阳能电池组；1-2太阳能中空玻璃保温幕墙单元；1-3、恒常压自动补水箱构成。从1-1串并联后的电池组散热片的中层夹层经其出水管座到4-3电池组出水管，经4-4幕墙单元进水管，幕墙单元进水管座，进入1-2经串并联后的幕墙板中间夹层，顺夹层上升到幕墙板出水管座，经出水管进入水箱上部进口，再从水箱回水管回到电池组进水管座，进入电池组散热片的中间夹层，形成一个带分支的圆环形密闭空间通道。
5.、权利要求一所述的屋顶太阳能中空玻璃节能保温设施其特征在于：屋顶幕墙单元的功能是这样实现的：夏季，自来水通过恒常压自动补水箱向水系统灌满水，太阳光照射到太阳能电池组上，太阳能电池组开始运转发电，经电系统向用户供电，屋顶幕墙单元的发电量足以满足普通用户的正常用电需求，同时太阳能电池散热器中的冷水吸收发电余热，对太阳能电池散热冷却，而冷水吸收热量升温自动上升，经电池组出水管，幕墙板进水管进入幕墙板，沿空间通道自动循环加热，并对电池组散热冷却；太阳能照射到幕墙板吸光生热涂料上，把绝大部分光转变成热能，对夹层中的循环水进一步加热，加热的水从水箱中部水管对用户供水，供水管与首层用户太阳能中空玻璃生态装饰器的恒常压自动补水箱的进水管相连接，并关闭其自来水进水阀、取消自来水给水管。冬季，外部气温0℃以下时，关闭自来水阀门，打开补水阀门，把水放空后，重新关闭，太阳能发电余热及吸光生热涂层吸收太阳光转变成热能对夹层中空气进行加热并传导到屋顶设施小屋内，对屋顶保温，完成国家规定的建筑物节能保温功能。
6.权利要求一所述的屋顶太阳能中空玻璃节能保温设施其特征在于：其天沟雨水系统由5-1、雨水落水管，采用探底溢流型；5-2、便器给水管；5-3、太阳能中空玻璃保温装饰器给水管；5-4、预埋件，支持屋顶太阳能中空玻璃节能保温设施；5-5、首层用户自身洁净除污型便器节水箱；5-6、连体双恒常压自动补水箱，前级作为后级的给水装置，后级为太阳能中空玻璃保温装饰器的恒常压自动补水箱；5-7、天沟构成。该系统运转后雨水从太阳能电池组上面流入天沟，首先顺5-3供太阳能中空玻璃保温装饰器使用，继而顺5-2流入自身洁净除污型便器节水箱系统，最后顺5-1排掉。由于此雨水给水系统与自来水系统自动更替，用户只需保养好系统，天降雨水便可不知不觉中几乎全部被有效利用。
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