CN106285413B - 一种太阳能节能窗 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能节能窗，包括窗框、中空双层玻璃、半导体制冷系统和太阳能光伏电池板。窗框由左侧面柱、右侧面柱、底框和顶框组成，左侧面柱和右侧面柱为四面密封的铝合金盒，铝合金盒内装有蓄冷用介质水，半导体制冷系统包括散热器，以及夹在铝合金盒表面和散热器之间的半导体芯片，铝合金盒和散热器通过螺钉夹紧连接，铝合金盒和散热器之间除半导体芯片之外的空间和铝合金盒的外侧面均贴有保温材料，中空双层玻璃安装在窗框内，太阳能光伏电池板斜装在顶框上。本发明利用太阳能光伏电池板在遮阳的同时发电，在减少太阳辐射直接进入室内的同时利用太阳能发电驱动半导体芯片主动制冷，可有效减少窗户能耗，具有广阔的应用前景。

Description

一种太阳能节能窗
技术领域
本发明涉及一种太阳能节能窗，属于建筑窗户技术领域。
背景技术
随着建筑能耗的不断增大，人们更加重视建筑节能。建筑外窗占据建筑能耗的重要部分，炎热的夏季，太阳辐射透过窗户直接进入室内的热量是造成室内过热和增加空调制冷负荷的主要原因，因此减少建筑外窗能耗是建筑节能最有效的措施。在减少太阳辐射透过窗户直接进入室内的同时利用太阳辐射为室内制冷，对建筑窗户节能具有重要的意义。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号为201320351397.X，实用新型专利名称为：一种新型保温隔热太阳能窗，该技术涉及太阳能窗户技术，该技术中的太阳能窗包括真空钢化玻璃层，涂覆于真空钢化玻璃层表面的防水层，安装在防水层表面的波浪形透明薄膜太阳能电池面板，该太阳能窗利用波浪形透明薄膜太阳能电池面板发电，安装在斜屋顶面上，但不能主动制冷，且不能替代传统垂直安装的窗户。
检索还发现，中国专利申请号为201320509308.X，实用新型名称为：基于半导体制冷的嵌窗式太阳能冷风器，该技术公开了嵌窗式太阳能冷风器技术，该技术中的太阳能冷风器包括回形空心导热框架，在回形空心导热框架的一侧整面铺贴有半导体制冷片且半导体制冷片的冷端面与该回形面粘贴，在回形空心导热框架的中部空挡内固定设置有太阳能电池板背光面的隔热板，在隔热板上设置有储能电池，同时在回形空心导热框架的另一侧回形面上开有吸风口与排风口，在排风口上设置有小型轴流风机，该技术虽然可以利用半导体芯片制冷，但只能嵌入装在窗户中，整个装置非透明，会影响窗户的采光性能。
本发明提出一种太阳能节能窗，解决了传统窗户能耗高的问题，在减少太阳辐射直接进入室内的同时利用太阳能发电实现窗户对室内主动制冷，为建筑窗户节能提供新方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提出一种太阳能节能窗，解决了传统窗户能耗高的问题，为建筑窗户节能提供新方法。
本发明通过以下技术方案实现，所述的一种太阳能节能窗包括窗框、中空双层玻璃、半导体制冷系统和太阳能光伏电池板，所述的窗框由左侧面柱、右侧面柱、底框和顶框组成，所述的左侧面柱和右侧面柱为四面密封的铝合金盒，所述的铝合金盒内装有蓄冷用介质水，所述的半导体制冷系统包括散热器，以及夹在铝合金盒表面和散热器之间的半导体芯片，所述的铝合金盒和散热器通过螺钉夹紧连接，铝合金盒和散热器之间除半导体芯片之外的空间和铝合金盒的外侧面均贴有保温材料，所述的太阳能光伏电池板斜装在顶框上，太阳能光伏电池板在遮阳的同时利用太阳能发电，所述的太阳能光伏电池板通过电线连接半导体芯片，所述电线上设有电流方向控制器，可实现电流方向的转换。
夏季制冷工况时，光伏电池板在对建筑遮阳的同时利用太阳能发电，半导体芯片在太阳能光伏电池板产生的电流驱动下制冷并将产生的冷量储存在蓄冷介质水中，同时通过散热器将半导体芯片热端的热散失到室外环境中，所述的蓄冷介质水的冷量通过左、右侧面柱的内侧将冷量传递到室内，有效减少室内空调负荷。
冬季制热工况时，通过电流控制器改变输入到半导体芯片中电流的方向，半导体芯片在太阳能光伏电池板产生的电流驱动下制热并将产生的热量储存在介质水中，同时通过散热器将半导体芯片冷端的冷散失到室外环境中，所述的蓄冷介质水的热量通过左、右侧面柱的内侧将热量传递到室内，有效减少室内空调负荷。
与现有技术相比，本发明利用太阳能光伏电池板在遮阳的同时发电，夏季在减少太阳辐射直接进入室内的同时利用太阳能发电驱动半导体芯片主动制冷，冬季利用太阳能主动对室内制热，可有效减少建筑能耗。
附图说明
图1为本发明太阳能制冷窗构造图。
图2为本发明的窗户侧柱构造图。
图3为本发明的A-A剖面图。
附图中标号：1、左侧面柱；2、右侧面柱；3、底框；4、顶框；5、散热器；
6、水；7、保温材料；8、半导体芯片； 9、光伏电池板；10、中空双层玻璃。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明。
如图1所示，本发明所述的一种太阳能节能窗由窗框、中空双层玻璃、半导体制冷系统和太阳能光伏电池板组成，所述的窗框由左侧面柱1、右侧面柱2、底框3和顶框4组成，如图2所示，所述的左侧面柱1和右侧面柱2为四面密封的铝合金盒，所述的铝合金盒内装有蓄冷用介质水6，所述的半导体制冷系统包括散热器5，以及夹在铝合金盒表面和散热器5之间的半导体芯片8，所述的铝合金盒和散热器5通过螺钉夹紧，铝合金盒和散热器5之间除半导体芯片8之外的空间和铝合金盒的外侧面均贴有保温材料7，所述的太阳能光伏电池板9斜装在顶框4上，太阳能光伏电池板9在遮阳的同时利用太阳能发电，所述的太阳能光伏电池板9通过电线连接半导体芯片8。
夏季制冷工况时，半导体芯片8在太阳能光伏电池板9产生的电流驱动下制冷并将产生的冷量储存在蓄冷介质水6中，同时通过散热器5将半导体芯片8热端的热散失到室外环境中，所述的蓄冷介质水6的冷量通过左、右侧面柱的内侧将冷量传递到室内，有效减少室内空调负荷。
在冬季制热工况时，通过电流控制器改变输入到半导体芯片8中电流的方向，半导体芯片8在太阳能光伏电池板9产生的电流驱动下制热并将产生的热量储存在介质水6中，同时通过散热器5将半导体芯片8冷端的冷散失到室外环境中，所述的蓄冷介质水6的热量通过左、右侧面柱的内侧将热量传递到室内，有效减少室内空调负荷。

Claims (2)

1.一种太阳能节能窗，其特征在于，所述的太阳能节能窗包括窗框、中空双层玻璃、半导体制冷系统和太阳能光伏电池板，所述的窗框由左侧面柱、右侧面柱、底框和顶框组成，所述的太阳能光伏板斜装在顶框上；所述的左侧面柱和右侧面柱为四面密封的铝合金盒，铝合金盒内装有蓄冷用介质水；所述的半导体制冷系统包括散热器，以及夹在铝合金盒表面和散热器之间的半导体芯片，铝合金盒和散热器通过螺钉夹紧连接，铝合金盒和散热器之间除半导体芯片之外的空间和铝合金盒的外侧面均贴有保温材料；所述的太阳能光伏电池板通过电线连接半导体芯片，所述电线上设有电流方向控制器来控制电流方向的转换；所述的半导体芯片在太阳能光伏电池板产生的电流驱动下，夏季制冷时将产生的冷量储存在蓄冷介质水中，所述的蓄冷介质水的冷量通过左、右侧面柱的内侧将冷量传递到室内，实现对室内主动制冷；通过电流方向控制器改变输入到半导体芯片中的电流方向，所述的半导体芯片在太阳能光伏电池板产生的电流驱动下制热并将产生的热量储存在介质水中，所述的介质水的热量通过左、右侧面柱的内侧将热量传递到室内，实现对室内的主动制热。
2.根据权利要求1所述的太阳能节能窗，其特征在于，所述的中空双层玻璃安装在窗框内。
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