CN111121312B - 构成窗体的集热柱和窗体及该集热柱的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了构成窗体的集热柱和窗体及该集热柱的使用方法，构成窗体的集热柱，包括：集热柱，所述集热柱为横截面为多边形的柱体，所述集热柱内部设置有用于收集热量的集热部件，且所述集热部件与集热终端相连；所述集热柱转动设置在窗体框架上，以构成窗体，解决了现有技术中的节能窗对太阳能的利用不够充分，无法能够很好的实现清洁采暖，房屋保温、通风，并且太阳能可再生资源的利用与建筑设计融合度不高的问题。

Description

构成窗体的集热柱和窗体及该集热柱的使用方法

技术领域

本发明涉及节能环保领域，具体涉及一种构成窗体的集热柱和窗体及该集热柱的使用方法。

背景技术

太阳能素有干净能源、安全能源之称。他不仅无污染，比常规能源清洁，也无危险。国家对太阳能清洁能源利用的鼓励政策不断出台，提高了人们对太阳能产品的了解和认同，增加了对太阳能产品需求的渴望。

中国专利文献CN201991402U公开了一种固定式太阳能光热铝合金节能窗，如图7所示，该固定式太阳能光热铝合金节能窗，包括太阳能集热板块、窗体、储水箱，通过管路穿过窗体连接至太阳能集热板，以此来加热储水箱中的水，从而集热。但是，上述节能窗其太阳能集热板为一个不透气的板状容腔结构。导致上述太阳能集热板本身无法实现透气功能，只能通过改变该太阳能集热板的倾斜角度从而使气流通太阳能集热板和门框之间的间隙通过，具有功能单一，无法实现透气的问题。另外，上述节能窗其朝向太阳光的一面为平面，阳光照射在节能窗上的面积小，该节能窗无法有效地聚集太阳光以加热水体，还具有集热效果差的问题。现有技术中的节能窗对太阳能的利用不够充分，其集热效果不好，无法能够很好的实现清洁采暖，房屋的保温、通风，并且太阳能可再生资源的利用与建筑设计融合度不高。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种构成窗体的集热柱和窗体及该集热柱的使用方法，以解决现有技术中节能窗对太阳能的利用不够充分，其集热效果不好，无法能够很好的实现清洁采暖，房屋保温、通风，并且太阳能可再生资源的利用与建筑设计融合度不高的问题。为此，本发明提供一种构成窗体的集热柱和窗体及该集热柱的使用方法，

一种构成窗体的集热柱，包括：

集热柱，所述集热柱为横截面为多边形的柱体，所述集热柱内部设置有用于收集热量的集热部件，且所述集热部件与集热终端相连；所述集热柱转动设置在窗体框架上，以构成窗体。

所述集热柱的至少一侧面为凸透镜结构。

所述集热柱的至少一侧面为与所述凸透镜结构相对设置的漫反射材料层。

所述集热柱的至少一侧面为阻光材料层。

所述阻光材料层为保温隔热材质。

所述集热柱为三棱柱结构，所述凸透镜结构、所述漫反射材料层、以及所述阻光材料层三者分别设置在所述集热柱的三个侧面上。

所述集热部件和所述集热柱二者围成处于真空状态的真空腔室。

所述集热部件为沿所述集热柱其长度方向设置的柱状结构。

所述集热部件为供储热介质通过的管路，管路与设置在室内地面上的地暖管路相连通。

一种窗体，包括：窗体框架；以及，以上任一项所述的集热柱，所述集热柱为多个且转动设置在所述窗体框架上。

多个所述集热柱构成窗体，窗体包括以下使用方法：

将构成窗体的集热柱其具有凸透镜结构的侧面旋转至太阳光照射方向上；

将构成窗体的集热柱其具有阻光材料层的侧面旋转至太阳光照射方向上，且相邻的所述集热柱之间具有供气体介质通过的通风间隙；

将构成窗体的集热柱其具有阻光材料层的侧面旋转至太阳光照射方向上，且相邻的所述集热柱之间没有所述通风间隙；

将构成窗体的集热柱其具有漫反射材料层的侧面旋转至朝向太阳光照射方向上，且相邻的所述集热柱之间具有供气体介质通过的通风间隙；

本发明的技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的一种构成窗体的集热柱，包括：集热柱，集热柱的横截面为多边形的柱体，通过将集热柱设为横截面为多边形的柱体，可充分利用太阳能，充分集热，适用于多种环境，实现多种功能；在集热柱内部设置有集热部件主要用于收集热量，集热部件与集热终端相连，可以充分利用收集的热量，很好的实现清洁采暖；窗体是由集热柱通过转动装置设置在窗体框架上组成的，该集热柱可以很好的与窗体融合，提高对太阳能的利用与建筑设计的融合度，可以将集热柱旋转到不同方向，实现房屋保温，通风。

2.本发明提供的一种构成窗体的集热柱，集热柱至少一侧面为凸透镜，将集热柱的一侧面设置为凸透镜结构，通过凸透镜结构收集太阳能，加热集热部件；集热柱的至少一侧面为与凸透镜结构相对设置的漫反射材料层，漫反射材料层具有透过太阳光的作用；集热柱的至少一侧面为阻光材料层，阻光材料层选用保温隔热材质，保温隔热材质具有反射太阳光和保温的作用，可实现屋内保温效果；凸透镜结构、漫反射材料层、阻光材料层分别设置在集热柱的三个侧面上，可通过旋转集热柱至合适的位置，使空气流通，实现自然通风。

3.本发明提供的一种构成窗体的集热柱，在集热柱内部的集热部件为沿集热柱长度方向设置的柱状结构，集热部件内部为供储热介质通过的管路，管路与设置在室内地面上的地暖管路相连通，通过集热部件收集的热能来给房屋供暖，可以起到很好的供暖效果。

4.本发明提供的一种窗体，包括窗体框架，以及以上任意一项所述的集热柱，多个集热柱通过转动装置设置在窗体框架上，提高了对太阳能的利用与房屋建筑设计的融合度。

5.本发明提供的由多个集热柱构成窗体其使用方法具有以下优点：

将构成窗体的集热柱其具有凸透镜结构的侧面旋转至太阳光照射方向上，通过凸透镜结构来收集太阳能，从而加热集热部件，充分利用太阳能；

将构成窗体的集热柱其具有阻光材料层的侧面旋转至太阳光照射方向上，且相邻的所述集热柱之间具有供气体介质通过的通风间隙，通过阻光材料层来阻挡阳光直射，并且保持屋内通风；

将构成窗体的集热柱其具有阻光材料层的侧面旋转至太阳光照射方向上，且相邻的所述集热柱之间没有所述通风间隙，使窗体形成封闭状态，防止屋内热空气流失，隔绝冷空气，阻光材料层为保温隔热材质，保温隔热材质具有反射太阳光和保温的作用，从而达到保温效果；

将构成窗体的集热柱其具有漫反射材料层的侧面旋转至朝向太阳光照射方向上，且相邻的所述集热柱之间具有供气体介质通过的通风间隙，通过集热柱之间的间隙使空气流通，可实现屋内自然通风。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种窗体的集热柱组合示意图

图2为本发明提供的一种窗体的集热柱截面图

图3为本发明提供的凸透镜结构旋转至太阳光照射方向示意图

图4为本发明提供的阻光材料层旋转至太阳光照射方向上且集热柱之间留有间隙示意图

图5为本发明提供的阻光材料层旋转至太阳光照射方向上且集热柱之间没有间隙示意图

图6本发明提供的漫反射材料层旋转至太阳光照射方向上且集热柱之间留有间隙示意图

图7为现有技术中的固定式太阳能光热铝合金节能窗示意图

附图标记说明：

1、集热柱；2、集热部件；3、窗体框架；4、凸透镜结构；5、漫反射材料层；6、阻光材料层；7、真空腔室。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供的一种构成窗体的集热柱和窗体及该集热柱的使用方法，如图1和图2所示，一种构成窗体的集热柱，包括：窗体框架3以及通过转动装置设置在窗体框架3上的多个集热柱1，集热柱1两端设有旋转支架，通过旋转支架将集热柱1安装在窗体框架3上，使集热柱1与窗体融合在一起，旋转支架外接有发动机，通过发动机带动旋转支架转动以使集热柱1旋转，集热柱1为横截面设置为三棱形的柱体，三个侧面可实现不同作用，通过在集热柱1内部设置集热部件2，集热部件2具有很好的保温，集热性能，以减少在向室内传送热能时的热量损失，在集热部件2的尾部还可带有保温隔套，用于提高集热部件2的保温性能，集热部件2为设置在三棱柱内腔中的水管，集热柱1与集热部件2之间为真空腔室7，集热部件2为沿集热柱1长度方向的内部的柱状结构，集热部件2内含有储热介质，储热介质为由铁粉、石、活性炭、无机盐、水等合成的聚合物，该聚合物具有良好的保温性能，通过收集的太阳能来加热集热部件2，从而加热集热部件2内的储热介质，依靠储热介质进行保温，集热部件2与设置在室内地面上的地暖管路相连通，通过储热介质来给房屋供暖，在集热部件2与室内地面上的地暖管路的连接封口处设有具有隔热功能的变径阻挡台阶密封面，可防止热能外漏，可以充分利用太阳能来给房屋供暖，提高对太阳能的利用与建筑设计的融合度，可通过将三棱形集热柱1旋转至三个侧面的朝向不同，可实现不同功能，如房屋保温，自然通风。

在本实施例中，如图2所示的集热柱1，集热柱1为三棱柱结构，集热柱1的三个侧面上分别为凸透镜结构4、漫反射材料层5、阻光材料层6；凸透镜结构4镶嵌在三棱形集热柱1的其中一个侧面上，在凸透镜结构4与三棱形集热柱1的边缘相接处采用玻璃胶进行密封，凸透镜结构4具有汇聚太阳光的作用，将三棱形集热柱1具有凸透镜结构4的一面旋转至太阳照射方向上，可利用凸透镜结构4汇聚太阳能，充分收集太阳光汇聚成热能来加热集热柱1内部的集热部件2，在三棱形集热柱1上与凸透镜结构4面相对设置的一侧面为漫反射材料层5，漫反射材料层5具有可透过太阳光的性能，漫反射材料层5可将点光源变为面光源，使光线均匀化，可提高显色，还可消除炫目和光斑，三棱形集热柱1的一侧面设置为阻光材料层6，阻光材料层6采用保温隔热材质制成，保温隔热材质具有反射太阳光和保温的作用，为避免太阳光直射可旋转集热柱1使阻光材料层6朝外来反射太阳光，通过旋转三棱形的集热柱1，使三个侧面上的凸透镜结构4、漫反射材料层5、阻光材料层6朝向不同来达到不同的效果，在集热柱1上的三个侧面的连接处设有密封条，用于避免集热柱漏风，安装不牢固的情况发生。

在本实施例中，如图3至图6所示，由多个集热柱1构成窗体的使用方法，包括：

当处于寒冷白天时，可通过启动发动机带动旋转支架旋转，旋转支架带动集热柱1旋转，将构成窗体的集热柱1其具有凸透镜结构4的侧面旋转至太阳光照射方向上，凸透镜结构4聚有汇聚太阳光的作用，通过凸透镜结构4来汇聚太阳光，收集太阳能，利用太阳能加热集热部件2，以此来加热集热部件2内的储热介质，通过地暖管路将热能传送至室内，从而给屋内供暖，采用凸透镜结构4汇聚太阳光可充分利用太阳能来给室内供暖；

当处于炎热白天时，可通过启动发动机带动旋转支架旋转，旋转支架带动集热柱1旋转，将构成窗体的集热柱1其具有阻光材料层6的侧面旋转至太阳光照射方向上，且相邻的所述集热柱1之间具有供气体介质通过的通风间隙，使空气流通，阻光材料层6采用保温隔热材质制成，保温隔热材质可反射太阳光，并且具有保温隔热的作用，通过阻光材料层6来阻挡太阳光直射，达到遮阳的效果，通过在相邻的集热柱1之间设有供气体介质通过的通风间隙，可实现室内空气流通，并且保持屋内通风；

当处于寒冷晚上时，可通过启动发动机带动旋转支架旋转，旋转支架带动集热柱1旋转，将构成窗体的集热柱1其具有阻光材料层6的侧面旋转至太阳光照射方向上，且相邻的所述集热柱1之间没有所述通风间隙，使窗体形成封闭状态，防止屋内热空气流失，隔绝冷空气，并且阻光材料层6为保温隔热材质，保温隔热材质具有反射太阳光和保温的作用，通过集热柱1转动形成封闭状态，从而达到室内保温效果；

当处于炎热晚上时，可通过启动发动机带动旋转支架旋转，旋转支架带动集热柱1旋转，将构成窗体的集热柱1其具有漫反射材料层5的侧面旋转至朝向太阳光照射方向上，且相邻的所述集热柱1之间具有供气体介质通过的通风间隙，通过集热柱1之间的间隙使空气流通，可实现屋内自然通风。

当然本发明对驱动集热柱1旋转的方式不做具体限定，在其他实施例中，多个集热柱1通过拉绳连接在一起，通过拉动该拉绳即可实现多个集热柱1的转动动作。

本发明的一种构成窗体的集热柱，通过旋转集热柱1使其朝向不同，可充分利用太阳能，实现很好的集热性能，实现房屋清洁采暖，提高房屋的热工性能，使居民获得不同天气下的居住感受。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，集热部件2的储热介质不同，可将集热部件2内的储热介质设为真空气体，集热部件2内设有传热管与室内地面上的地暖管路相连通，通过收集的太阳能加热集热部件2内的传热管将热能传给室内地面上的地暖管路，来给房屋供暖。

当然本发明对集热柱1的形状不做具体限定，在其他实施例中，集热柱1还可以为横截面是正方形的柱体；集热柱1四个边分别为凸透镜结构4、漫反射材料层5，以及两个阻光材料层6。

当然本发明对集热部件2的形状不做具体限定，在其他实施例中，集热部件2还可以为沿集热柱1长度方向的内部的三棱柱状结构。

当然本发明对构成窗体的集热柱1的数量不做具体限制，在其他实施例中，构成窗体的集热柱1可设置为三根或三根以上，根据所需要供暖的室内面积和建筑物窗口大小来设定安装集热柱1的数量。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种构成窗体的集热柱，其特征在于，包括：

集热柱(1)，所述集热柱(1)为横截面为多边形的柱体，所述集热柱(1)内部设置有用于收集热量的集热部件(2)，且所述集热部件(2)与集热终端相连；所述集热柱(1)转动设置在窗体框架(3)上，以构成窗体；

所述集热柱(1)为三棱柱结构，凸透镜结构(4)、漫反射材料层(5)以及阻光材料层(6)三者分别设置在所述集热柱(1)的三个侧面上。

2.根据权利要求1所述的构成窗体的集热柱，其特征在于，所述阻光材料层(6)为保温隔热材质。

3.根据权利要求1所述的构成窗体的集热柱，其特征在于，所述集热部件(2)和所述集热柱(1)二者围成处于真空状态的真空腔室(7)。

4.根据权利要求1所述的构成窗体的集热柱，其特征在于，所述集热部件(2)为沿所述集热柱(1)其长度方向设置的柱状结构。

5.根据权利要求4所述的构成窗体的集热柱，其特征在于，所述集热部件(2)为供储热介质通过的管路，管路与设置在室内地面上的地暖管路相连通。

6.一种窗体，其特征在于，包括：

窗体框架(3)；以及，

权利要求1至5中任一项所述的集热柱(1)，所述集热柱(1)为多个且转动设置在所述窗体框架(3)上。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的集热柱使用方法，其特征在于，

多个所述集热柱(1)构成窗体，窗体包括以下使用方法：

将构成窗体的集热柱(1)其具有凸透镜结构(4)的侧面旋转至太阳光照射方向上；

当处于炎热白天时，将构成窗体的集热柱(1)其具有阻光材料层(6)的侧面旋转至太阳光照射方向上，且相邻的所述集热柱(1)之间具有供气体介质通过的通风间隙，从而实现保温隔热和屋内通风的作用；

当处于寒冷晚上时，将构成窗体的集热柱(1)其具有阻光材料层(6)的侧面旋转至太阳光照射方向上，且相邻的所述集热柱(1)之间没有所述通风间隙，从而实现反射太阳光和保温的作用，达到室内保温；

将构成窗体的集热柱(1)其具有漫反射材料层(5)的侧面旋转至朝向太阳光照射方向上，且相邻的所述集热柱(1)之间具有供气体介质通过的通风间隙。

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