CN110656857B - 一种光伏中空玻璃及光伏中空玻璃外窗 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏中空玻璃，包括外层玻璃、内层玻璃、间隔框、第一粘结胶、密封胶、第一空腔和光伏发电结构，所述光伏发电结构包括设有凹槽的导热通风框、太阳能电池片、两个设置在凹槽前后两端的密封部、第一风管和第二风管，所述导热通风框具有通风内腔，所述间隔框的上部设有第二通风口，下部第一通风口，所述第一风管的出风口分别穿过密封胶、第一通风口与通风内腔连通，进风口设置在光伏中空玻璃下侧，所述第二风管的进风口分别穿过密封胶、第二通风口与通风内腔连通，出风口设置在光伏中空玻璃上侧，所述太阳能电池片与凹槽的间隙采用绝缘导热胶填塞。本发明结构简单，有效提高了光伏中空玻璃的发电效率和节能性能。
Description
技术领域
本发明涉及光伏与中空玻璃技术领域，具体地说是一种太阳能光伏中空玻璃及光伏中空玻璃外窗。
背景技术
太阳能光伏中空玻璃是一种中空玻璃与光伏技术相结合的产品，不仅具有中空玻璃隔热、隔音的优点，同时又能为建筑提供清洁的电力，越来越受到人们的广泛关注。但是，现有技术中太阳能光伏中空玻璃也存在一个潜在的问题，即发电性能与隔热性能在一定程度上是相互制约的，光伏组件在发电过程中会产生大量的热量，这些热量如果不能及时排出，将会大大降低光伏组件的发电效率和影响中空玻璃的隔热性能。
近年来，随着国家对建筑节能的重视，中空玻璃的相关节能指标要求进一步提高，如浙江省《居住建筑节能设计标准》对中空玻璃窗的传热系数要求为2.4W/(m2.K)以下，外窗综合遮阳系数为0.45以下，又如上海市《居住建筑节能设计标准》对中空玻璃窗的传热系数要求为2.2 W/(m2.K)以下，外窗综合遮阳系数为0.45以下，因此，中空玻璃与光伏技术结合时，除了考虑光伏组件的散热问题，还应考虑中空玻璃的节能性能。
专利号为201810160906 .8、名称为“一种太阳能光伏玻璃”的发明申请专利公开了一种太阳能光伏玻璃，它包括有玻璃本体和包覆层，包覆层复合包裹于玻璃本体的顶部和底部，玻璃本体与包覆层之间通过密封胶层粘结，玻璃本体的结构由外至内依次为超白钢化玻璃层、钢化双绒面玻璃层、散热层、硅太阳电池板、PVB中间胶层和钢化玻璃层，其中散热层为空腔结构，散热层由钢化双绒面玻璃层和硅太阳电池板之间通过封边固定连接而组成，封边上开设有散热孔。
该专利虽然通过在封边上设置散热孔，将从玻璃正面射入进来的太阳光热量和硅太阳电池板产生的热量通过散热孔排出到大气中，达到太阳电池板散热的目的，但由于散热层设置在太阳电池板上侧，且与外界连通，为了防止太阳电池板漏电，太阳电池板只能采用现有技术上部设有透光玻璃的光伏组件，太阳光照射到光伏组件中的太阳能电池片上需分别透过超白钢化玻璃层和太阳能电池板上的透光玻璃层，相对于普通的光伏玻璃，多增加了一块透光玻璃层，使太阳能电池片受到的太阳光强度降低，以致太阳电池板的发电效率降低。另外，冬季时，散热层由于与外界连通很容易在太阳能光伏中空玻璃内部出现结露，且外界空气长期进入散热层，即使进入前经过相应过滤处理，长期使用后散热层还是会存在灰尘，从而会进一步降低太阳能电池板的发电效率和影响光伏中空玻璃的美观性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种太阳能光伏中空玻璃及光伏中空玻璃外窗，通过在中空玻璃内部设置用于太阳能电池片散热的导热通风框，并在太阳能电池片周围设置多个空气层，有效提高了光伏中空玻璃的发电效率和节能性能。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种光伏中空玻璃，包括外层玻璃、内层玻璃、间隔框、第一粘结胶、密封胶和第一空腔，所述光伏中空玻璃还包括至少一个设置在第一空腔内的光伏发电结构，所述光伏发电结构的前表面通过第一粘结胶与外层玻璃粘结，后表面通过第一粘结胶与内层玻璃粘结，所述光伏发电结构包括设有凹槽的导热通风框、设置在凹槽内的太阳能电池片、两个设置在凹槽上下两端的密封部、第一风管和第二风管，所述导热通风框具有通风内腔，所述间隔框的上部设有与通风内腔连通的第二通风口，下部设有与通风内腔连通的第一通风口，所述第一风管的出风口分别穿过密封胶、第一通风口与通风内腔连通，进风口设置在光伏中空玻璃下侧，所述第二风管的进风口分别穿过密封胶、第二通风口与通风内腔连通，出风口设置在光伏中空玻璃上侧，所述太阳能电池片通过绝缘导热胶粘结在凹槽上，所述太阳能电池片的左右两侧与凹槽的间隙采用绝缘导热胶填塞。
进一步地，所述通风内腔包括第一内腔和两个第二内腔，所述第二内腔内设有保温材料。
进一步地，所述外层玻璃为超白玻璃，所述内层玻璃为白玻。
本发明还采用如下的技术方案：一种光伏中空玻璃外窗，包括光伏中空玻璃和窗扇框，所述光伏中空玻璃安装在窗扇框上，所述窗扇框至少包括上部窗扇框和下部窗扇框，所述上部窗扇框的外侧设有上部通风口，所述上部窗扇框的内腔通过第二风管与通风内腔连通，所述下部窗扇框的外侧设有下部通风口，所述下部窗扇框的内腔通过第一风管与通风内腔连通。
进一步地，所述上部窗扇框还包括用于打开与关闭上部通风口的上部盖板，所述下部窗扇框还包括用于打开与关闭下部通风口的下部盖板。
本发明还采用如下的技术方案：一种光伏中空玻璃外窗，包括光伏中空玻璃、上部通风管、下部通风管和窗扇框，所述光伏中空玻璃安装在窗扇框上，所述窗扇框至少包括上部窗扇框和下部窗扇框，所述上部窗扇框的外侧设有上部通风口，所述下部窗扇框的外侧设有下部通风口，所述上部通风管的进风口与第二风管的出风口连通，出风口与上部通风口连通，所述下部通风管的出风口与第一风管的进风口连通，进风口与下部通风口连通。
本发明的有益效果：
（1）在中空玻璃内腔设置多个具有密封的凹槽和通风内腔的导热通风框，并将太阳能电池片设置在密度的凹槽内和将通风内腔与外界连通，使太阳能电池片通过导热通风框中的通风内腔将其发电时产生的热量快速排到光伏中空玻璃外侧，有效降低了光伏中空玻璃的温度，进一步提高了光伏中空玻璃的隔热性能和发电效率；
（2）将太阳能电池片设置在导热通风框的凹槽内，并在凹槽的前后两端设置密封部，使导热通风框通过第一粘结胶与外层玻璃粘结后凹槽形成密封的空间，太阳能电池片安装在密封的凹槽内时上侧无需设置高透光的EVA胶用于密封粘结外层玻璃和太阳能电池片，进一步降低了EVA胶的应用成本，且光伏中空玻璃长期受到太阳光照射时不会因EVA胶膜老化出现透光率降低，有效提高了太阳能电池片表面的光照强度和光伏中空玻璃的发电效率；
（3）将太阳能电池片设置在密封的凹槽内，并在光伏板不发电时关闭上部通风口和下部风口使通风内腔形成一个密封的空气层，从而使光伏发电结构形成多密封腔结构，进一步提高了光伏玻璃的保温性能。
附图说明
图1为光伏中空玻璃的平面结构示意图。
图2为光伏中空玻璃的第一侧视结构示意图。
图3为光伏中空玻璃的第二侧视结构示意图。
图4为光伏发电结构的结构示意图。
图5为导热通风框的第一结构示意图。
图6为导热通风框的第二结构示意图。
图7为导热通风框的三维结构示意图。
图8为光伏发电结构的三维布置示意图。
图9为间隔框的三维结构示意图。
图10为光伏中空玻璃未密封时的三维结构示意图。
图11为光伏中空玻璃密封后的第一侧视结构示意图。
图12为光伏中空玻璃密封后的第二侧视结构示意图。
图13为光伏中空玻璃外窗的第一结构示意图。
图14为光伏中空玻璃外窗的第二结构示意图。
附图标记说明：1-密封胶，2-第一粘结胶，3-间隔框，4-第一空腔，5-光伏发电结构，6-外层玻璃，7-内层玻璃，8-太阳能电池片，9-绝缘导热胶，10-导热通风框，11-保温材料，12-凹槽，13-第一内腔，14-第二内腔，15-密封部，16-通风内腔，17-第一风管，18-第二风管，19-第一通风口，20-第二通风口，21-上部窗扇框，22-下部窗扇框，23-上部盖板，24-上部通风口，25-下部通风口，26-下部盖板，27-上部通风管，28-下部通风管。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
参见图1，本实施例提供了一种光伏中空玻璃，包括外层玻璃6、内层玻璃7、间隔框3、第一粘结胶2、密封胶1和第一空腔4，所述外层玻璃6最好采用超白玻璃，所述内层玻璃可采用超白玻璃或普通白玻，所述间隔框的前表面通过第一粘结胶2与外层玻璃粘结，后表面通过第一粘结胶2与内层玻璃粘结，所述间隔框外侧的外层玻璃与内层玻璃的边缘之间填充有密封胶，所述第一空腔由间隔框、外层玻璃、内层玻璃和第一粘结胶共同围设密封形成。需要说明的是，上述光伏中空玻璃中的玻璃主体结构与现有技术中的中空玻璃结构相同，第一粘结胶可采用丁基胶，密封胶可采用聚硫胶或硅酮胶，间隔框中可填充干燥剂，第一空腔可以是空气层或惰性气体层。
参见图2至图12，所述光伏中空玻璃还包括两个设置在第一空腔内的光伏发电结构5，所述光伏发电结构5的前表面通过第一粘结胶2与外层玻璃6粘结，后表面通过第一粘结胶2与内层玻璃7粘结，所述光伏发电结构5包括设有凹槽12的导热通风框10、设置在凹槽内的太阳能电池片8、两个设置在凹槽上下两端的密封部15、第一风管17和第二风管18，所述凹槽的上下两侧通过密封部密封，前侧通过导热通风框和密封部的上表面与外层玻璃粘结密封形成密封的空腔，从而使太阳能电池片安装在密封的凹槽内以满足相关防水、防潮等性能要求。
其中，导热通风框10与两个密封部15 组合的结构可以一体开模铸造而成，如采用铝合金材料铸造而成或其他导热绝缘材料加工而成，还可各自独立加工而成，并在工程完成组装，如导热通风框可通过铝合金材料开模挤压而成，密封部可采用塑料加工而成，并通过粘结胶固定在凹槽的前后两端。
所述导热通风框10具有通风内腔16，通风内腔16在导热通风框制作时一体加工而成，所述间隔框3的上部设有与通风内腔连通的第二通风口20，下部设有与通风内腔连通的第一通风口19，所述第一风管17的出风口分别穿过密封胶、第一通风口与通风内腔连通，第一风管17可采用过盈配合或粘结胶粘结固定安装在第一通风口中或通风内腔的下部进口中，进风口设置在光伏中空玻璃下侧，进风口最好与外层玻璃的下部边缘齐平且与光伏中空玻璃外侧的空气连通，
所述第二风管18的进风口分别穿过密封胶、第二通风口与通风内腔连通，第二风管18可采用过盈配合或粘结胶粘结固定安装在第二通风口或通风内腔的上部进口中，出风口设置在光伏中空玻璃上侧，出风口最好与外层玻璃的上部边缘齐平且与光伏中空玻璃外侧的空气连通。
所述太阳能电池片8通过绝缘导热胶9粘结在凹槽上，太阳能电池片8的左右两侧与凹槽的间隙采用绝缘导热胶9填塞，绝缘导热胶9可采用导热硅脂、EVA胶等。
为了有效减少光伏发电产生的热量进入室内以进一步提高光伏中空玻璃的节能性能，所述通风内腔16包括第一内腔13和两个第二内腔14，所述第二内腔14内设有保温材料11。
为了确保密封胶安装时第一风管和第二风管的通风性能，第一风管在密封胶安装前其进风口可安装相应的堵头以防止部分密封胶进入第一风管内，第二风管在密封胶安装前其出风口可安装相应的堵头可防止部分密封胶进入第二风管内，密封胶安装后可移除堵头。
参见图8，为了有效减少光伏发电结构发电时的热量进入室内，所述导热通风框与间隔框的接触处的缝隙采用第一粘结胶填充，以进一步隔绝光伏发电结构的热量通过第一空腔进入室内。
参见图13，在上述光伏中空玻璃的基础上，本实施例还提供了一种光伏中空玻璃外窗，包括上述的光伏中空玻璃和窗扇框，所述光伏中空玻璃安装在窗扇框上，所述窗扇框至少包括上部窗扇框21和下部窗扇框22，所述上部窗扇框21的外侧设有上部通风口24，所述上部窗扇框21的内腔通过第二风管与通风内腔连通，所述下部窗扇框22的外侧设有下部通风口25，所述下部窗扇框22的内腔通过第一风管与通风内腔连通，其中，对于内腔结构复杂的窗扇框，为了满足通风内腔与室外的空气流通，这种窗扇框内腔中应留有通风通道，对于内腔结构简单且连通的窗扇框，可直接使用。
为了进一步提高光伏中空玻璃的节能性能，所述上部窗扇框21还包括用于打开与关闭上部通风口的上部盖板23，所述下部窗扇框22还包括用于打开与关闭下部通风口的下部盖板26。
具体地，在夜间太阳能电池片不发电时，分别关闭上部通风口和下部通风口使通风内腔形成密封的空腔，在相同厚度的中空玻璃结构中，密封的空气层越多，其传热系数就越多，基于上述原理，本实施例中由于光伏发电结构中存在密封的凹槽空腔和通风内腔，可进一步降低光伏中空玻璃的传热系数。
参见图14，在上述光伏中空玻璃外窗中，通过窗扇框与通风内腔连通将太阳能电池发发电时产生的热量排出室外，在通风内腔与外界空气流通时，热量会部分通过窗扇框传递至室内，尤其是现有技术多采用传热性能较好的铝窗扇框，为了更好地提高光伏中空玻璃的节能性能，本实施例还提供了一种光伏中空玻璃外窗，包括上述的光伏中空玻璃、上部通风管27、下部通风管28和窗扇框，所述光伏中空玻璃安装在窗扇框上，所述窗扇框至少包括上部窗扇框21和下部窗扇框22，所述上部窗扇框21的外侧设有上部通风口24，所述下部窗扇框22的外侧设有下部通风口25，所述上部通风管27的进风口与第二风管的出风口连通，出风口与上部通风口连通，所述下部通风管28的出风口与第一风管的进风口连通，进风口与下部通风口连通，在该光伏中空玻璃外窗中，通过安装相应的风管来实现通风内腔与室外的连通，风管可采用保温性能较好的塑料管，其中，上部通风管27和下部通风管28在冬季时用管盖进行密封以使通风内腔形成密封的空腔，其他季节时开口通风。
在本实施例中，将太阳能电池片安装在密封且具有导热通风功能的导热通风框上，使太阳能电池片通过导热通风框中的通风内腔将其发电时产生的热量快速排到光伏中空玻璃外侧，有效降低了光伏中空玻璃的温度，进一步提高了光伏中空玻璃的隔热性能和发电效率；同时，在太阳能电池片不发电时，关闭上部通风口和下部通风口，使光伏发电结构中形成两个密封的空气层，从而使光伏发电结构形成多密封腔结构，进一步提高了光伏玻璃的保温性能。
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 (6)
1.一种光伏中空玻璃，包括外层玻璃（6）、内层玻璃（7）、间隔框（3）、第一粘结胶（2）、密封胶（1）和第一空腔（4），其特征在于，所述光伏中空玻璃还包括至少一个设置在第一空腔内的光伏发电结构（5），所述光伏发电结构（5）的前表面通过第一粘结胶（2）与外层玻璃（6）粘结，后表面通过第一粘结胶（2）与内层玻璃（7）粘结，所述光伏发电结构（5）包括设有凹槽（12）的导热通风框（10）、设置在凹槽内的太阳能电池片（8）、两个设置在凹槽上下两端的密封部（15）、第一风管（17）和第二风管（18），所述导热通风框（10）具有通风内腔（16），所述间隔框（3）的上部设有与通风内腔连通的第二通风口（20），下部设有与通风内腔连通的第一通风口（19），所述第一风管（17）的出风口分别穿过密封胶、第一通风口与通风内腔连通，进风口设置在光伏中空玻璃下侧，所述第二风管（18）的进风口分别穿过密封胶、第二通风口与通风内腔连通，出风口设置在光伏中空玻璃上侧，所述太阳能电池片（8）通过绝缘导热胶（9）粘结在凹槽上，所述太阳能电池片（8）的左右两侧与凹槽的间隙采用绝缘导热胶（9）填塞。
2.根据权利要求1所述的光伏中空玻璃，其特征在于，所述通风内腔（16）包括第一内腔（13）和两个第二内腔（14），所述第二内腔（14）内设有保温材料（11）。
3.根据权利要求1所述的光伏中空玻璃，其特征在于，所述外层玻璃（6）为超白玻璃，所述内层玻璃（7）为白玻。
4.一种光伏中空玻璃外窗，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的光伏中空玻璃和窗扇框，所述光伏中空玻璃安装在窗扇框上，所述窗扇框至少包括上部窗扇框（21）和下部窗扇框（22），所述上部窗扇框（21）的外侧设有上部通风口（24），所述上部窗扇框（21）的内腔通过第二风管与通风内腔连通，所述下部窗扇框（22）的外侧设有下部通风口（25），所述下部窗扇框（22）的内腔通过第一风管与通风内腔连通。
5.根据权利要求4所述的光伏中空玻璃外窗，其特征在于，所述上部窗扇框（21）还包括用于打开与关闭上部通风口的上部盖板（23），所述下部窗扇框（22）还包括用于打开与关闭下部通风口的下部盖板（26）。
6.一种光伏中空玻璃外窗，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的光伏中空玻璃、上部通风管（27）、下部通风管（28）和窗扇框，所述光伏中空玻璃安装在窗扇框上，所述窗扇框至少包括上部窗扇框（21）和下部窗扇框（22），所述上部窗扇框（21）的外侧设有上部通风口（24），所述下部窗扇框（22）的外侧设有下部通风口（25），所述上部通风管（27）的进风口与第二风管的出风口连通，出风口与上部通风口连通，所述下部通风管（28）的出风口与第一风管的进风口连通，进风口与下部通风口连通。
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