CN108316841A - 一种光伏百叶玻璃幕墙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏百叶玻璃幕墙，包括窗框、中空玻璃、第一电动百叶机构、第二电动百叶机构和换热通风结构，所述第一电动百叶机构包括多片第一光伏百叶和第一光伏百叶转角机构，所述第二电动百叶机构包括多片第二光伏百叶和第二光伏百叶转角机构，所述第一光伏百叶由第一发电部和第一遮阳部组成，所述第一发电部为光伏组件或上表面设置太阳能电池片，所述第一遮阳部两侧表面均设有漫反射涂料，所述第二光伏百叶由第二发电部和第二遮阳部组成，所述第二发电部为光伏组件或上表面设置太阳能电池片，所述第二遮阳部两侧表面均设有散热涂料。本发明结构简单、使用方便，可有效提高光伏百叶玻璃幕墙的隔热性能和发电效率。

Description

一种光伏百叶玻璃幕墙
技术领域
本发明涉及建筑与光伏一体化系统，具体地说是一种光伏百叶玻璃幕墙。
背景技术
光伏百叶玻璃幕墙是在双层或中空玻璃幕墙中安装光伏百叶的一种产品，其具有遮阳与发电双重功能，它可有效地利用建筑外围护结构，无需额外用地，还可以缓解电力需求，降低室内空调负荷，改善室内热环境，目前越来越多的光伏百叶玻璃应用在建筑工程中。
但现有的光伏百叶玻璃幕墙也存在一些缺点，例如发电效率一般，隔热性能较外遮阳差，这是由于光伏百叶发电时产生的热量和遮阳时吸收的太阳光会使玻璃幕墙内腔温度升高，从而导致光伏百叶的发电效率的降低和隔热性能变差。
为了降低玻璃幕墙内腔的温度，现有技术通常采用自然通风和机械通风两种方式，
自然通风方式成本较低，但降温效果较差，而机械通风方式降温效果好，但成本较高，在成本较低的前提下如何提高自然通风效率是目前急需解决的技术问题。
另外，目前的光伏百叶玻璃幕墙中百叶调光均为统一调节，即玻璃幕墙的不同区域采光相同，不能根据室内的采光需求和用户需求进行分区域调光，功能单一，采光遮阳的综合节能效果也有待提高。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种光伏百叶玻璃幕墙，使幕墙具有隔热、调光和发电多重功能，并采用低成本的高效散热技术加快幕墙内腔的散热速度使幕墙的发电效率和隔热性能大大提高。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种光伏百叶玻璃幕墙，包括窗框、安装在窗框上的中空玻璃、第一电动百叶机构、设置在第一电动百叶机构下部的第二电动百叶机构和换热通风结构，所述中空玻璃包括外层玻璃和内层玻璃、上部密封结构和下部密封结构，所述窗框包括上部窗框、下部窗框、设置在上部窗框外侧的第二上通风口和设置在下部窗框外侧的第二下通风口，所述换热通风结构用于将下部窗框的内腔、双层中空玻璃的内腔、上部窗框的内腔相互连通，所述第一电动百叶机构包括多片第一光伏百叶和用于控制第一光伏百叶转动角度的第一光伏百叶转角机构，所述第二电动百叶机构包括多片第二光伏百叶和用于控制第二光伏百叶转动角度的第二光伏百叶转角机构，所述第一光伏百叶由第一发电部和第一遮阳部组成，所述第一发电部为光伏组件或上表面设置太阳能电池片，所述第一遮阳部两侧表面均设有漫反射涂料，所述第二光伏百叶由第二发电部和第二遮阳部组成，所述第二发电部为光伏组件或上表面设置太阳能电池片，所述第二遮阳部两侧表面均设有散热涂料。
进一步地，所述光伏百叶玻璃幕墙还包括半导体制冷片，所述上部窗框内侧设有第一洞口，所述半导体制冷片设置在所述第一洞口中，所述半导体制冷片与第一电动百叶机构电线连接。
进一步地，所述第一光伏百叶转角机构包括第一联动杆、第一电动推杆，所述第一联动杆与每片第一光伏百叶的一端活动连接，所述第一电动推杆的执行端与第一联动杆活动连接。
进一步地，所述第二光伏百叶转角机构包括第二联动杆、第二电动推杆，所述第二联动杆与每片第二光伏百叶的一端活动连接，所述第二电动推杆的执行端与第二联动杆活动连接。
进一步地，所述换热通风结构包括设置在上部密封结构中的第一上通风口和设置在下部密封结构中的第一下通风口，双层中空玻璃的内腔的下部分别通过第一下通风口与第二下通风口与室外连通，上部分别通过第一上通风口与第二上通风口与室外连通。
进一步地，所述上部窗框外侧设能打开和关闭所述第二上通风口的上面板，所述第二上通风口处设有活性炭过滤网，所述下部窗框外侧设能打开和关闭所述第二下通风口的下面板，所述第二下通风口处设有活性炭过滤网。
进一步地，第一发电部的宽度与第一遮阳部的宽度之比为1～2.5, 第二发电部的宽度与第二遮阳部的宽度之比为1～2.5。
进一步地，所述光伏百叶玻璃幕墙还包括控制装置，所述控制装置分别与第一光伏百叶转角机构、第二光伏百叶转角机构连接，用于控制所述第一光伏百叶、第二光伏百叶的转动角度使第一电动百叶机构的透光率大于第二电动百叶机构的透光率。
进一步地，所述控制装置用于控制所述第一光伏百叶、第二光伏百叶的转动角度使第一电动百叶机构的透光率与第二电动百叶机构的透光率的差值大于预设透光率值。
本发明具有以下有益效果：
（1）通过换热通风结构和窗框的通风口使双层中空玻璃的内腔与室外连通，从而将光伏百叶因遮阳与发电而产生的热量排出室外，有效提高幕墙的发电效率和隔热性能；
（2）将现有光伏百叶幕墙中单一的电动百叶机构设置为上、下部位的电动百叶机构，使用时控制上部的电动百叶机构的透过率大于下部的电动百叶机构的透过率，使中空玻璃内腔的下部温度大于上部温度，从而形成自下而上的快速空气流动，提高了幕墙的散热效率，进一步提高了幕墙的发电效率和隔热性能；
（3）通过在第一光伏百叶的第一遮阳部表面设置漫反射涂料，一方面使第一光伏百叶遮阳与发电时下部温度明显大于上部温度，第一光伏百叶周围形成自下而上的快速空气流动，加快了第一光伏百叶的散热速度，有效提高第一光伏百叶的发电效率；另一方面使第一电动百叶机构的透光率进一步提高；
（4）通过在第二光伏百叶的第二遮阳部表面设置散热涂料，使第二光伏百叶遮阳与发电时下部温度明显大于上部温度，第二光伏百叶周围形成自下而上的快速空气流动，加快了第二光伏百叶的散热速度，有效提高第二光伏百叶的发电效率；
（5）通过在上部窗框内侧的第一洞口处设置半导体制冷片，冬季时，半导体制冷片一方面产生冷量在上部窗框内腔，进一步降低幕墙上部的温度，有效提高幕墙的发电效率，另一方面产生热量在室内，有效降低室内的采暖能耗；
（6）由于阳光透过幕墙上部进入室内的照射范围高于透过外窗下部进入室内的照射范围，幕墙使用时控制上部的第一电动百叶机构的透过率大于下部的第二电动百叶机构的透过率可使室内采光效果更好，满足用户多功能的需求，还可有效降低采光能耗或空调制冷能耗。
附图说明
图1是一种光伏百叶玻璃幕墙的结构示意图。
图2是第一光伏百叶结构示意图。
图3是第二光伏百叶结构示意图。
附图标记说明：1-上部窗框，2-上部密封结构，3-第一电动百叶机构，4-第一光伏百叶，5-内层玻璃，6-第二电动百叶机构，7-第二光伏百叶，8-下部密封结构，9-下部窗框，10-第二上通风口，11-上面板，12-第一下通口，13-外层玻璃，14-第一下通风口，15-下面板，16-第二下通风口,17-半导体制冷片,21-第一发电部，22-第一遮阳部，23-第二发电部，24-第二遮阳部。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细阐述。
如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种光伏百叶玻璃幕墙，包括窗框、安装在窗框上的中空玻璃、第一电动百叶机构3、设置在第一电动百叶机构3下部的第二电动百叶机构6和换热通风结构，所述中空玻璃包括外层玻璃13和内层玻璃5、上部密封结构2和下部密封结构8，所述窗框包括上部窗框1、下部窗框9、设置在上部窗框1外侧的第二上通风口10和设置在下部窗框9外侧的第二下通风口16，所述换热通风结构用于将下部窗框9的内腔、双层中空玻璃的内腔、上部窗框1的内腔相互连通，所述第一电动百叶机构3包括多片第一光伏百叶4和用于控制第一光伏百叶4转动角度的第一光伏百叶转角机构，所述第二电动百叶机构6包括多片第二光伏百叶7和用于控制第二光伏百叶7转动角度的第二光伏百叶转角机构，所述第一光伏百叶4由第一发电部21和第一遮阳部22组成，所述第一发电部21为光伏组件或上表面设置太阳能电池片，所述第一遮阳部22两侧表面均设有漫反射涂料，所述第二光伏百叶7由第二发电部23和第二遮阳部24组成，所述第二发电部23为光伏组件或上表面设置太阳能电池片，所述第二遮阳部24两侧表面均设有散热涂料。需要说明的是，第一光伏百叶4水平方向看第一发电部21位于第一遮阳部22的左侧，第二光伏百叶7水平方向看第二发电部23位于第二遮阳部24的左侧。
优选地，所述光伏百叶玻璃幕墙还包括半导体制冷片17，所述上部窗框1内侧设有第一洞口，所述半导体制冷片17设置在所述第一洞口中，所述半导体制冷片17与第一电动百叶机构3电线连接。其中，半导体制冷片17产生冷量的一面位于上部窗框1的内腔内，用于降低上部窗框1的内腔的温度，产生热量的一面位于室内，用于提高室内的温度，需要说明的是，半导体制冷片17直接采用第一电动百叶机构3发的电供电，一般在室内需提高温度的情况下运行，比如冬季室内采暖。
优选地，所述第一光伏百叶转角机构包括第一联动杆、第一电动推杆，所述第一联动杆与每片第一光伏百叶的一端活动连接，所述第一电动推杆的执行端与第一联动杆活动连接。其中，第一光伏百叶转角机构为现有技术，本实施例未给出的具体的结构图。
优选地，所述第二光伏百叶转角机构包括第二联动杆、第二电动推杆，所述第二联动杆与每片第二光伏百叶的一端活动连接，所述第二电动推杆的执行端与第二联动杆活动连接。其中，第二光伏百叶转角机构为现有技术，本实施例未给出的具体的结构图。
优选地，所述换热通风结构包括设置在上部密封结构2中的第一上通风口12和设置在下部密封结构8中的第一下通风口14，双层中空玻璃的内腔的下部分别通过第一下通风口14与第二下通风口16与室外连通，上部分别通过第一上通风口12与第二上通风口10与室外连通。
优选地，所述上部窗框1外侧设能打开和关闭所述第二上通风口10的上面板11，所述第二上通风口10处设有活性炭过滤网，所述下部窗框9外侧设能打开和关闭所述第二下通风口16的下面板15，所述第二下通风口16处设有活性炭过滤网。
优选地，第一发电部21的宽度与第一遮阳部22的宽度之比为1～2.5, 第二发电部23的宽度与第二遮阳部24的宽度之比为1～2.5。
优选地，所述光伏百叶玻璃幕墙还包括控制装置，所述控制装置分别与第一光伏百叶转角机构、第二光伏百叶转角机构连接，用于控制所述第一光伏百叶4、第二光伏百叶7的转动角度使第一电动百叶机构3的透光率大于第二电动百叶机构6的透光率。
优选地，所述控制装置用于控制所述第一光伏百叶4、第二光伏百叶7的转动角度使第一电动百叶机构3的透光率与第二电动百叶机构6的透光率的差值大于预设透光率值，其中，预设透光率值最好为5%～20%。
具体地，控制装置内分别预设第一光伏百叶4和第二光伏百叶7的转动角度与透光率对应关系的变化公式或变化数据。
本实施例提供的一种光伏百叶玻璃幕墙，使用模式主要分为夏季模式和冬季模式。
在夏季模式时，控制第一光伏百叶4与第二光伏百叶7均倾斜布置且第一电动百叶机构3的透光率大于第二电动百叶机构6的透光率，在阳光照射下，第一光伏百叶4和第二光伏百叶7具有发电和遮阳功能；其中，第一光伏百叶4中第一发电部21因发电而产生热量，而第一遮阳部22两侧表面由于均设有漫反射涂料，一方面因遮阳而吸收的热量大大减少，另一方面使第一电动百叶机构3的透光率变大，由于第一光伏百叶4下部温度明显大于上部且倾斜设置，第一光伏百叶4周围形成自下而上的空气流，加快了第一光伏百叶的散热速度，有效提高第一光伏百叶的发电效率。第二光伏百叶7中第二发电部23因发电而产生热量，而第二遮阳部24两侧表面均设有散热涂料会使第二光伏百叶7下部温度明显大于上部温度，第二光伏百叶7周围也会形成自下而上的空气流动，加快了第二光伏百叶7的散热速度，有效提高第二光伏百叶7的发电效率。
此外，由于第一光伏百叶4中第一遮阳部22两侧表面由于均设有漫反射涂料使第一电动百叶机构3的透光率变大且照射范围更广，同时控制第一光伏百叶4、第二光伏百叶7的转动角度使第一电动百叶机构3的透光率大于第二电动百叶机构6的透光率，这两种方式会使中空玻璃上部的透光率明显高于下部，阳光照射时会使中空玻璃内腔下部区域温度一直会比上部区域温度高，这就会在中空玻璃的内腔形成自下而上的空气流，光伏百叶因发电和遮阳产生的热量会快速排到室外，有效提高了玻璃幕墙的隔热性能和发电效率。
另一方面，由于阳光透过中空玻璃上部进入室内的照射范围高于透过中空玻璃下部进入室内的照射范围，使用时控制上部的第一电动百叶机构3的透过率大于下部的第二电动百叶机构6的透过率可使室内采光效果更好，满足用户多功能的需求，还可有效降低采光能耗或空调制冷能耗。
在冬季模式时，控制第一光伏百叶4与第二光伏百叶7均水平布置，在阳光照射下，第一光伏百叶4与第二光伏百叶7主要用于发电，控制半导体制冷片17工作，半导体制冷片17一方面产生冷量在上部窗框内腔，降低幕墙内腔上部的温度，使中空玻璃内腔的下部温度明显大于上部温度，从而在中空玻璃的内腔形成自下而上的空气流，有效提高光伏百叶玻璃幕墙的发电效率，另一方面产生热量在室内，有效降低室内的采暖能耗。
本发明的保护范围并不局限于上述描述，任何在本发明的启示下的其它形式产品，不论在形状或结构上作任何改变，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光伏百叶玻璃幕墙，包括窗框、安装在窗框上的中空玻璃、第一电动百叶机构（3）、设置在第一电动百叶机构（3）下部的第二电动百叶机构(6)和换热通风结构，所述中空玻璃包括外层玻璃（13）和内层玻璃（5）、上部密封结构（2）和下部密封结构（8），所述窗框包括上部窗框（1）、下部窗框（9）、设置在上部窗框（1）外侧的第二上通风口（10）和设置在下部窗框（9）外侧的第二下通风口（16），所述换热通风结构用于将下部窗框（9）的内腔、双层中空玻璃的内腔、上部窗框（1）的内腔相互连通，所述第一电动百叶机构(3)包括多片第一光伏百叶(4)和用于控制第一光伏百叶(4)转动角度的第一光伏百叶转角机构，所述第二电动百叶机构(6)包括多片第二光伏百叶(7)和用于控制第二光伏百叶(7)转动角度的第二光伏百叶转角机构，其特征在于，所述第一光伏百叶(4)由第一发电部（21）和第一遮阳部（22）组成，所述第一发电部（21）为光伏组件或上表面设置太阳能电池片，所述第一遮阳部（22）两侧表面均设有漫反射涂料，所述第二光伏百叶（7）由第二发电部（23）和第二遮阳部（24）组成，所述第二发电部（23）为光伏组件或上表面设置太阳能电池片，所述第二遮阳部（24）两侧表面均设有散热涂料。
2.根据权利要求1所述的光伏百叶玻璃幕墙，其特征在于，所述光伏百叶玻璃幕墙还包括半导体制冷片(17)，所述上部窗框（1）内侧设有第一洞口，所述半导体制冷片(17)设置在所述第一洞口中，所述半导体制冷片(17)与第一电动百叶机构（3）电线连接。
3.根据权利要求1或2所述的光伏百叶玻璃幕墙，其特征在于：所述第一光伏百叶转角机构包括第一联动杆、第一电动推杆，所述第一联动杆与每片第一光伏百叶的一端活动连接，所述第一电动推杆的执行端与第一联动杆活动连接。
4.根据权利要求1或2所述的光伏百叶玻璃幕墙，其特征在于：所述第二光伏百叶转角机构包括第二联动杆、第二电动推杆，所述第二联动杆与每片第二光伏百叶的一端活动连接，所述第二电动推杆的执行端与第二联动杆活动连接。
5.根据权利要求1或2所述的光伏百叶玻璃幕墙，其特征在于：所述换热通风结构包括设置在上部密封结构（2）中的第一上通风口（12）和设置在下部密封结构（8）中的第一下通风口（14），双层中空玻璃的内腔的下部分别通过第一下通风口（14）与第二下通风口（16）与室外连通，上部分别通过第一上通风口（12）与第二上通风口（10）与室外连通。
6.根据权利要求1或2所述的光伏百叶玻璃幕墙，其特征在于：所述上部窗框（1）外侧设能打开和关闭所述第二上通风口（10）的上面板（11），所述第二上通风口（10）处设有活性炭过滤网，所述下部窗框（9）外侧设能打开和关闭所述第二下通风口（16）的下面板（15），所述第二下通风口（16）处设有活性炭过滤网。
7.根据权利要求1或2所述的光伏百叶玻璃幕墙，其特征在于：第一发电部（21）的宽度与第一遮阳部（22）的宽度之比为1～2.5, 第二发电部（23）的宽度与第二遮阳部（24）的宽度之比为1～2.5。
8.根据权利要求1或2所述的光伏百叶玻璃幕墙，其特征在于，所述光伏百叶玻璃幕墙还包括控制装置，所述控制装置分别与第一光伏百叶转角机构、第二光伏百叶转角机构连接，用于控制所述第一光伏百叶（4）、第二光伏百叶（7）的转动角度使第一电动百叶机构（3）的透光率大于第二电动百叶机构（6）的透光率。
9.根据权利要求8所述的光伏百叶玻璃幕墙，其特征在于：所述控制装置用于控制所述第一光伏百叶、第二光伏百叶的转动角度使第一电动百叶机构（3）的透光率与第二电动百叶机构（6）的透光率的差值大于预设透光率值。
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