CN110404913A - 一种节能绿色房屋建筑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于绿色建筑的技术领域，旨在提供一种节能绿色房屋建筑结构，其技术方案要点是包括房屋建筑，房屋建筑上设有太阳能电池组件，太阳能电池组件包括光伏板和光伏架，光伏架的顶侧设有穿管条，光伏架的底侧设有收水条，收水条开有收水槽，光伏架的两侧分别设有挡水条，穿管条内穿设有出水管，穿管条和出水管开有朝向光伏板的出水孔，光伏架下方设有循环水箱，出水管连通于循环水箱，出水管位于穿管条和循环水箱之间的管身上设有抽水泵，收水槽内竖向贯通有收水孔，收水孔连通有收水管，收水管连通于循环水箱。这种一种节能绿色房屋建筑结构利用水冷的方式降低了光伏板表面在日光照射条件下的温度，从而提高了光伏板的转换效率。

Description

一种节能绿色房屋建筑结构
技术领域
本发明涉及绿色建筑的技术领域，特别涉及一种节能绿色房屋建筑结构。
背景技术
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑物。绿色建筑技术注重低耗、高效、经济、环保、集成与优化，是人与自然、现在与未来之间的利益共享，是可持续发展的建设手段。
鉴于不可再生资源的珍贵性，可再生能源成为了建筑行业的新宠儿，如太阳能、生物质能、风能、水能及地热能等。在这些可再生能源之中，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭、清洁、无污染的新能源受到了广泛的关注，越来越多的建筑行业开始开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。
目前，公开号为CN106196628A的中国专利公开了一种光伏光热系统，它包括光伏发电系统、太阳能热水系统、供水系统及控制系统。其中光伏发电系统包括太阳能电池组件、汇流箱、光伏控制器、蓄电池及离网逆变器；太阳能热水系统包括太阳能集热器、保温水箱及控制仪；供水系统包括水泵、储水箱及水位传感器；控制系统包括控制器。
这种光伏光热系统能够将太阳能电池组件产生的电能储存在蓄电池内，经过离网逆变器转换为交流电供太阳能热水系统、供水系统、控制系统中的负载及用户使用。
但是在实际应用中，太阳能电池的发电效率与环境温度的关系密切，环境温度每上升1摄氏度，太阳能电池的最大输出功率就会降低0.3%～0.5%。而这种光伏光热系统在实际应用中，没有设置对太阳能电池进行冷却的装置，因此太阳能电池在使用中，受到阳光的长期照射后，表面会产生较高的温度，限制了太阳能电池的发电效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能绿色房屋建筑结构，其具有降低光伏板表面在光照条件下的温度，从而提高光伏板将热能转换为电能的效率的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种节能绿色房屋建筑结构，包括房屋建筑，所述房屋建筑的顶部上设置有太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括光伏板和光伏架，所述光伏架的上表面呈倾斜设置，所述光伏板安装在光伏架的上表面上，所述光伏架的顶侧设有穿管条，所述光伏架的底侧设有收水条，所述收水条沿着其长度方向开有收水槽，所述光伏架的垂直于穿管条的两侧分别设有挡水条，所述穿管条内穿设有出水管，所述穿管条和出水管开有朝向光伏板的出水孔，所述光伏架下方设有循环水箱，所述出水管连通于循环水箱，所述出水管位于穿管条和循环水箱之间的管身上设有抽水泵，所述收水槽内竖向贯通有收水孔，所述收水孔连通有收水管，所述收水管连通于循环水箱。
通过采用上述技术方案，在太阳能电池组件接受日照的过程中，抽水泵将循环水箱中的水抽出，经过出水管的引导，水沿着光伏板下流至收水槽内，水在收水槽内经过收水孔的引导流进收水管内，收水管与循环水箱相连接，从而使得水再次进入循环水箱内。水在流过光伏板的过程中，带走光伏板上的热量，从而实现了降低光伏板表面温度的效果，使得光伏板将热能转换为电能的效率得到提高，在大规模的太阳能电池组件工程中，相比于传统的太阳能电池组件，能够大幅度提高光伏板的转换效率，加大清洁能源的利用率。
进一步设置：所述收水管上设有冷水装置，所述冷水装置包括护管和设置在护管内的冷水管，所述护管上设有冷水进口和冷水出口，所述冷水管呈螺旋状，所述冷水管的两端分别穿出护管的两端，所述冷水管内循环填充有制冷剂。
通过采用上述技术方案，吸收了光伏板上热量的水在进入循环水箱前，先进入护管内，护管内的冷水管中填充有制冷剂，制冷剂与水进行热交换，从而达到降低水温的效果。冷水装置的设置能够将吸收了光伏板上热量的水在进入循环水箱前进行冷却，保证了水再次进入循环水箱时保持在低温的状态，从而使得水分在由循环水箱内抽出时，始终具有降低的温度，提高了循环水箱内的水循环吸收热量的能力。
进一步设置：所述收水槽内设有第一刮渣组件，所述光伏架上设有第二刮渣组件；
所述第一刮渣组件包括刮渣片和设置在刮渣片下方的刷毛，所述刷毛抵触在收水槽的槽底，所述收水槽靠近于光伏之间的内侧壁上开有导向滑槽，所述刮渣片的端部设有滑移于导向滑槽内的导向滑块；
所述第二刮渣组件包括刷套，所述刷套滑移连接在两块挡水条之间，所述刷套的中心开有容纳腔，所述刷套朝向光伏板的一面开有与容纳腔相通的卡口，所述容纳腔和卡口内插设有刷条，所述刷条抵触于光伏板。
通过采用上述技术方案，在光伏板进行热能吸收的过程中，光伏板的吸热效率与光伏板表面的洁净程度有密切关系，当光伏板上的杂质较多时，光照无法透过杂质照射到光伏板上，因此降低了光伏板的吸热效率，间接地导致了光伏板电能转换量的下降。设置的第二刮渣组件使得对光伏板的清理过程较为便捷，在清理时，工作人员移动刷套，刷套带动刷条移动，由于刷条抵触于光伏板，因此在刷条的移动过程中，能够将光伏板表面上的杂质刮除，同时配合使用光伏板表面的水分，能够使得光伏板的清理更加彻底。光伏板上的杂质被刷条刮至收水槽内，此时，滑移刮渣片，刮渣片带动刷毛移动，使得杂质堆积在手水槽的一端，从而实现了对杂质的集中处理。
进一步设置：所述容纳腔内设有弹片，所述弹片在宽度方向上呈波浪形，所述弹片贴合在刷条的上方。
通过采用上述技术方案，弹片使得刷条能够弹性抵触于光伏板，在刷条的移动过程中，当刷条遇到较大且难以清理的杂质时，刷条被弹起，经过反复几次的清理，实现对顽固渣滓的清理。弹性接触于光伏板的刷条降低了刷条在刮渣过程中损坏光伏板的可能性。
进一步设置：所述护管内填充有碎石，所述护管呈倾斜设置，所述冷水出口的一端低于冷水进口的一端。
通过采用上述技术方案，碎石的填充能够降低水在护管内的流动速度，延长了水与冷水管之间的接触时间，从而进一步提高了水的冷却程度。为了防止碎石堵塞水由护管内流出，护管呈倾斜设置，护管内的水利用自身重力能够更加彻底地流出护管。
进一步设置：所述收水孔内填充有滤水组件，所述滤水组件包括护套和依次堆叠在护套内的若干层钢丝网片。
通过采用上述技术方案，钢丝网片能够使得水通过而隔绝大颗粒杂质的通过，从而降低了收水管被堵塞的可能性。
进一步设置：所述收水孔的上端开有承接口，所述护套的顶端设有抵接于承接口的环形边沿，所述环形边沿的外侧壁设有防滑橡胶层。
通过采用上述技术方案，滤水组件能够更加轻易地在收水孔内进行安装和拆除，在滤水组件达到饱和状态，无法进行滤水工作时，可以去除滤水组件进行清理或更换。
进一步设置：所述冷护管外套设有玻璃纤维棉板，所述玻璃纤维棉板经抱箍被箍紧在护管外。
通过采用上述技术方案，玻璃纤维棉板具有隔热保温的性能，包裹在冷水管外后，能够有效降低外界温度进入护管内的量，从而提高了制冷剂的热转换效率。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、利用水冷的方式，能够降低光伏板表面在日照照射条件下的温度，从而提高了光伏板的转换效率，增大了单位时间内电能的输出量；
2、第一刮渣组件和第二刮渣组件共同配合，实现了对光伏板表面杂质的清理，提高了光伏板的吸热效率，从而间接地提高了光伏板的电能转换效率；
3、清洁能源的利用率得到提高，削弱了消耗不可再生能源对环境的污染，从而推动了能源节约型社会的发展，改善了人类的居住环境。
附图说明
图1是用于体现本发明的结构示意图
图2是用于体现太阳能电池组件的结构示意图；
图3是用于体现图2中A部的放大图；
图4是用于体现图2中B部的放大图；
图5是用于体现滤水组件的剖视图；
图6是用于体现冷水装置的结构示意图；
图7是用于体现第一刮渣组件的结构示意图；
图8是用于体现第二刮渣组件的结构示意图。
图中，1、太阳能电池组件；11、光伏板；12、光伏架；13、穿管条；14、收水条；141、收水槽；1411、导向滑槽；1412、导向口；142、收水孔；1421、承接口；15、挡水条；151、滑移槽；152、滑移口； 2、出水管；21、出水孔；3、循环水箱；4、抽水泵；5、收水管；6、冷水装置；61、护管；611、封头；612、冷水出口；613、冷水进口；62、冷水管；7、玻璃纤维棉板； 8、第一刮渣组件；81、刮渣片；811、导向滑块；812、导向杆；82、刷毛；9、第二刮渣组件；91、刷套；911、容纳腔；912、卡口；913、滑移块；914、握杆；92、刷条；93、弹片；10、滤水组件；101、护套；1011、环形边沿；102、钢丝网片；103、防滑橡胶层；16、房屋建筑。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：一种节能绿色房屋建筑结构，参照图1，包括房屋建筑16，房屋建筑16的顶部设置有太阳能电池组件1，太阳能电池组件1暴露在阳光光照下，用于吸收太阳的热量，为房屋建筑16提供能源。
参照图2，太阳能电池组件1包括光伏板11和光伏架12，光伏架12放置在安装平面上，光伏架12的上表面呈倾斜设置，光伏板11铺设在光伏架12的上表面上。
参照图2和图3，光伏架12倾斜方向的顶部固定连接有穿管条13，在穿管条13内穿设有出水管2，出水管2和穿管条13朝向光伏板11开有出水孔21，出水孔21的孔向光伏板11的倾斜方向一致。
参照图2，在光伏架12的下方放置有循环水箱3，循环水箱3与出水管2相连通。为了提高出水管2内的压力，在出水管2位于穿管条13和循环水箱3之间的管身上设有抽水泵4。
参照图2和图3，光伏架12倾斜方向的底侧固定连接有收水条14，收水条14的上方沿着其长度方向开有收水槽141，收水槽141内竖向开有贯通收水条14的收水孔142（参照图5）。收水孔142和循环水箱3之间连通有收水管5，收水管5连通至循环水箱3。
参照图2，光伏架12的两侧设有挡水条15，挡水条15垂直于收水条14和穿管条13，挡水条15的设置将水限制在光伏板11上，从而有效防止水流从光伏板11上侧漏出来。
参照图6，连通于收水管5（参照图2）设置有冷水装置6，冷水装置6包括护管61和设置在护管61内的冷水管62。护管61的一端封死，另一端经法兰连接有封头611。护管61的管身上分别设有冷水出口612和冷水进口613。收水管5一分为二，冷水装置6位于两根收水管5之间，两根收水管5分别连通于冷水出口612和冷水进口613。
参照图2，在工作过程中，水从循环水箱3内被抽出，抽出的水经过光伏板11表面从而带走光伏板11上的热量。水流沿着光伏板11的倾斜方向流至收水槽141（参照图4）内，通过收水孔142（参照图5）首先进入冷水装置6内，热水通过与冷水管62内的制冷剂进行热交换，从而实现冷却，冷却后的水经过收水管5回到循环水箱3内。
参照图6，护管61内填充有碎石（图中未标出），碎石一方面能够支撑起冷水管62，另一方面能够减缓水的流速，从而提高了水分与冷水管62之间的接触时长，进一步提高了冷却效果。
参照图6，为了使得水的流出更加彻底，防止滞留在护管61内，护管61呈倾斜设置，护管61带有冷水出口612的一端低于其带有冷水进口613的一端。
参照图2，在护管61（参照图6）外裹绕有一层玻璃纤维棉板7，玻璃纤维棉板7经过抱箍绕紧在护管61外。玻璃纤维棉板7的设置提高了护管61的隔热保温能力，能够有效降低外界温度对护管61的影响，使得制冷剂的热转换效率增大。
参照图7，在收水槽141（参照图4）内设有第一刮渣组件8，第一刮渣组件8包括刮渣片81和设置在刮渣片81下方的刷毛82，刷毛82抵触于收水槽141的槽底。收水槽141靠近于光伏架12的内侧壁开有导向滑槽1411（参照图4），导向滑槽1411沿着收水槽141的长度方向设置，收水槽141远离光伏架11的内侧壁开有与导向滑槽1411相对的导向口1412（参照图4）。刮渣片81的一端设有与导向滑槽1411相配合的导向滑块811，另一端固定连接有导向杆812，导向杆812滑移于导向口1412内。
参照图8，位于光伏板11的上方设有第二刮渣组件9，第二刮渣组件9包括刷套91和刷条92，刷套91位于两块挡水条15之间，刷套91垂直于挡水条15（参照图2）。一侧的挡水条15开有滑移槽151（参照图4），刷套91的一端设有滑移在滑移槽151内的滑移块913。另一侧挡水条15开有滑移口152（参照图2），滑移口152相对于滑移槽151，刷套91远离滑移块913的一端固定连接有握杆914，握杆914穿过滑移口152并与滑移口152之间保持滑移连接。
参照图8，刷套91的中心开有容纳腔911，容纳腔911在刷套91的长度方向上贯通刷套91。刷套91朝向光伏板11（参照图2）的一面沿着其长度方向开有卡口912，卡口912与容纳腔911相通。
参照图8，刷条92的端面呈T形，刷条92插设在卡口912和容纳腔911内，刷条92伸出卡口912的一侧抵触于光伏板11。在容纳腔911内还穿设有弹片93，弹片93被压紧在刷条92的上方，弹片93在宽边方向上呈波浪形。
参照图8，在使用过程中，弹片93的设置使得刷条92与光伏板11之间的接触为弹性接触，对于刮渣过程中受到的抵抗力，弹片93的设置能够起到缓冲作用，从而降低了光伏板11在刮渣过程中产生损坏的可能性。
参照图2，光伏板11的吸收效率与其表面的清洁度有密切的关系，若光伏板11表面积灰，不但会损失发电量，还有可能会产生热斑效应。通过第一刮渣组件8和第二刮渣组件9的配合，能够有效简化光伏板11的清理过程。
参照图2，清理过程中，在水沿着光伏板11下流的同时，移动第二刮渣组件9，刷条92（参照图8）在光伏板11上反复移动，通过刷条92的移动实现对光伏板11上渣滓的清理，被清理的渣滓被刮至收水槽141（参照图4）内。
参照图5，为了防止收水孔142被堵塞，收水孔142内插设有滤水组件10，滤水组件10包括护套101和依次堆叠在护套101内的钢丝网片 102。收水孔142的上端开有承接口1421，护套101的顶部设有抵接在承接口1421内的环形边沿103，环形边沿103的外侧壁设有增大其与承接口1421之间摩擦力的防滑橡胶层104。
上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种节能绿色房屋建筑结构，包括房屋建筑(16)，所述房屋建筑(16)的顶部上设置有太阳能电池组件(1)，所述太阳能电池组件(1)包括光伏板(11)和光伏架(12)，所述光伏架(12)的上表面呈倾斜设置，所述光伏板(11)安装在光伏架(12)的上表面上，其特征是：所述光伏架(12)的顶侧设有穿管条(13)，所述光伏架(12)的底侧设有收水条（14），所述收水条（14）沿着其长度方向开有收水槽(141)，所述光伏架(12)垂直于穿管条(13)的两侧分别设有挡水条(15)，所述穿管条(13)内穿设有出水管(2)，所述穿管条(13)和出水管(2)开有朝向光伏板(11)的出水孔(21)，所述光伏架(12)下方设有循环水箱(3)，所述出水管(2)连通于循环水箱(3)，所述出水管(2)位于穿管条(13)和循环水箱(3)之间的管身上设有抽水泵(4)，所述收水槽(141)内竖向贯通有收水孔(142)，所述收水孔(142)连通有收水管(5)，所述收水管(5)连通于循环水箱(3)。
2.根据权利要求1所述的一种节能绿色房屋建筑结构，其特征是：所述收水管(5)上设有冷水装置(6)，所述冷水装置(6)包括护管(61)和设置在护管(61)内的冷水管(62)，所述护管(61)上设有冷水进口(613)和冷水出口(612)，所述冷水管(62)呈螺旋状，所述冷水管(62)的两端分别穿出护管(61)的两端，所述冷水管(62)内循环填充有制冷剂。
3.根据权利要求1所述的一种节能绿色房屋建筑结构，其特征是：所述收水槽(141)内设有第一刮渣组件(8)，所述光伏架(12)上设有第二刮渣组件(9)；
所述第一刮渣组件(8)包括刮渣片（81）和设置在刮渣片（81）下方的刷毛(82)，所述刷毛(82)抵触在收水槽(141)的槽底，所述收水槽(141)靠近于光伏架的内侧壁上开有导向滑槽(1411)，所述刮渣片（81）的端部设有滑移于导向滑槽(1411)内的导向滑块(811)；
所述第二刮渣组件(9)包括刷套(91)，所述刷套(91)滑移连接在两块挡水条(15)之间，所述刷套(91)的中心开有容纳腔(911)，所述刷套(91)朝向光伏板(11)的一面开有与容纳腔(911)相通的卡口(912)，所述容纳腔(911)和卡口(912)内插设有刷条(92)，所述刷条(92)抵触于光伏板(11)。
4.根据权利要求3所述的一种节能绿色房屋建筑结构，其特征是：所述容纳腔(911)内设有弹片(93)，所述弹片(93)在宽度方向上呈波浪形，所述弹片(93)贴合在刷条(92)的上方。
5.根据权利要求2所述的一种节能绿色房屋建筑结构，其特征是：所述护管(61)内填充有碎石，所述护管(61)呈倾斜设置，所述冷水出口(612)的一端低于冷水进口(613)的一端。
6.根据权利要求1所述的一种节能绿色房屋建筑结构，其特征是：所述收水孔(142)内填充有滤水组件(10)，所述滤水组件(10)包括护套(101)和依次堆叠在护套(101)内的若干层钢丝网片( 102)。
7.根据权利要求6所述的一种节能绿色房屋建筑结构，其特征是：所述收水孔(142)的上端开有承接口(1421)，所述护套(101)的顶端设有抵接于承接口(1421)的环形边沿(103)，所述环形边沿(103)的外侧壁设有防滑橡胶层(104)。
8.根据权利要求2所述的一种节能绿色房屋建筑结构，其特征是：所述护管(61)外套设有玻璃纤维棉板（7），所述玻璃纤维棉板（7）经抱箍被箍紧在护管(61)外。
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