CN114244272A - 一种可调热量的bipv系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏设备技术领域，尤其是一种可调热量的BIPV系统，包括光伏发电方阵和若干风机，所述光伏发电方阵固定在立面墙体外，所述光伏发电方阵与立面墙体之间的距离大于等于风机的厚度，所述光伏发电方阵的最低端与地面之间的距离大于零，所述风机包括若干出风管，所述出风管穿过立面墙体伸入室内，提高了BIPV系统的发电量。本发明的可调热量的BIPV系统可通过降低BIPV产品的温度，进而提升发电量，降低了建筑能耗。冬季‑‑利用BIPV产生的热量提升室内温度，降低室内制热能耗；夏季，及时排出BIPV产生的温度，降低高温通过墙体向室内传导，降低室内制冷能耗，冬季可实现室内换气，新鲜空气的进入，调整室内环境。
Description
技术领域
本发明涉及光伏设备技术领域，尤其是一种可调热量的BIPV系统。
背景技术
随着国家“碳达峰、碳中和”目标的提出，发展节能减排的绿色建筑将成为大势所趋。对于碳排放“大户”的建筑行业，低碳减排的落脚点在于绿色建筑，BIPV正是打造绿色建筑的解决方案。BIPV主要面向分布式，它是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。例如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。
目前的BIPV系统是将光伏绿色建材安装在建筑立面或屋顶等，利用其发电和建筑属性；其技术路线是在满足建筑规范要求的前提下，获得更高的发电量，例如使用更高功率的电池片、更高透的玻璃和封装材料等等。
现有技术中存在以下技术缺陷：
1、通常，幕墙、光伏瓦等光伏建筑产品建筑主结构间会和形成一个背部空间，从而导致在发电过程中产生的一部分热量会聚集在背部空间，空气流通性差，不能有效散失，进而提高了光电建材的工作温度，导致了发电量的降低。
2、BIPV背部空间内热量会传递至建筑物内部，影响室内温度，增加室内能耗，尤其是夏季或需要制冷的建筑空间；
3、由于其背部空间多为安装构件，其长久的热量聚集会加速构件的老化；
4、背部聚集的热量会提高光电建材的工作温度，影响其使用寿命。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种可调热量的BIPV系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种可调热量的BIPV系统，其特征在于：包括光伏发电方阵和若干风机，所述光伏发电方阵通过支架固定在立面墙体外，所述光伏发电方阵与立面墙体之间的距离大于等于风机的厚度，所述光伏发电方阵的最低端与地面之间的距离大于零，所述风机包括若干出风管，所述出风管穿过立面墙体伸入室内；
所述风机的出口端与出风管之间设置有三通管，所述三通管的另一出口连接有散热管，所述散热管的另一端穿过光伏发电方阵设置在光伏发电方阵外，所述散热管内设置有截止阀，所述出风管内也设置有截止阀；
所述散热管的管口与截止阀之间设置有止回阀，所述出风管的管口与截止阀之间设置有止回阀。
进一步的，所述出风管的末端连接有空气过滤器。
进一步的，所述风机的外部设置有风机罩，所述风机罩为桶状，所述风机罩倒扣在风机外，所述风机罩包括位于顶部的顶板和位于四周的侧壁，所述顶板开有通孔供散热管伸出，所述散热管与通孔之间设置有密封圈，所述侧壁由金属网构成，所述顶板的直径大于所述侧壁的直径。
进一步的，光伏发电阵中包括若干光伏发电板，所述光伏发电板包括可掀起光伏发电板和固定光伏发电板，位于所述风机外侧的光伏发电板为所述可掀起光伏发电板，所述可掀起光伏发电板通过铰链连接件和锁扣连接件与墙体连接，所述固定光伏发电板通过固定连接件与墙体连接。
进一步的，所述固定连接件包括墙面固定连接件和光伏板固定连接件，所述墙面固定连接件为直角角钢，所述直角角钢通过膨胀螺栓固定于墙面，所述光伏板固定连接件包括连接板，所述连接板上垂直连接有两片夹持板，所述夹持板之间的间距与所述光伏发电板厚度相等，所述连接板的尾端开有固定孔，所述光伏板固定连接件通过螺栓副与墙面固定连接件连接，所述光伏板固定连接件的夹持板分别夹持在固定光伏发电板的上端面和下端面。
进一步的，所述铰链连接件包括墙面铰链连接件和光伏板铰链连接件，所述墙面铰链连接件包括直角角钢，所述直角角钢通过膨胀螺栓固定于墙面，所述直角角钢的上表面面连接有铰链连接杆，所述铰链连接杆的另一端开有铰接孔，所述光伏板铰链连接件包括固定板，所述固定板与可掀起光伏发电板背面固定连接，所述固定板的前端面连接有两片耳环，所述耳环之间的距离与所述铰链连接杆的前端厚度相匹配，所述耳环的耳环孔的孔径与所述铰接孔的孔径相等，所述两片耳环分别位于铰接孔的上方和下方，所述耳环孔与所述铰接孔内插有销轴，所述销轴的下端卡接有挡圈；
所述锁扣连接件包括墙面锁扣连接件和光伏板锁扣连接件，所述墙面锁扣连接件包括直角角钢，所述直角角钢通过膨胀螺栓固定于墙面，所述直角角钢的上表面上连接有碰锁，所述光伏板锁扣连接件为与所述碰锁相匹配的锁扣，所述锁扣固定连接在所述光伏发电板的背面。
进一步的，所述风机安装在所属楼层的下半部分，位于风机上方的且属于该楼层的光伏发电阵的背面设置有热管，所述热管的另一端连接有散热鳍片，所述散热鳍片的工作面正对风机的进风口。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1、提高了BIPV系统的发电量。本发明的可调热量的BIPV系统可通过降低BIPV产品的温度，进而提升发电量。
2、降低了建筑能耗。冬季--利用BIPV产生的热量提升室内温度，降低室内制热能耗；夏季，及时排出BIPV产生的温度，降低高温通过墙体向室内传导，降低室内制热能耗。
3、冬季可实现室内换气，新鲜空气的进入，调整室内环境。
4、可以连接新风系统，进一步改善室内环境，同时降低能耗。
5、提高BIPV系统寿命，通过降低背部空间的温度，减弱安装机构件以及BIPV产品的老化速度。
6、通过设置铰链连接件与锁扣连接件使得位于风机外侧的光伏板可掀起，方便对风机及其他设备进行维护维修保养更换等，使得本系统的使用寿命得到延长。
7、因为热空气会向上流动，因此将风机固定在所述楼层的下半部分能够使得风机鼓出的风能够将室内温度进行提升，使得本系统的使用效率进一步提高。
8、热管和散热鳍片使得属于该楼层的光伏板也能将热量传输给位于下方的风机，能够更好的收集光伏板背后的热量，避免造成浪费。
9、散热管直接穿过光伏发电方阵能够迅速的将不需要的热量排出，避免对上方光伏板的工作及寿命造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明风机的细节图；
图3为本发明应用于屋顶的结构示意图；
图4为可掀起光伏发电板的安装结构示意图；
图5为可掀起光伏发电板的安装结构俯视图；
图6为可掀起光伏发电板的锁扣连接件处的细节图；
图7为铰链连接件在B-B处的剖视图；
图8为固定光伏发电板的安装结构示意图；
图9为固定光伏发电板的安装结构俯视图；
图10为固定光伏发电板A-A处的细节剖视图；
图11为铰链连接杆的结构示意图；
图12为光伏板铰链连接件的结构示意图；
图13为可掀起光伏发电板与固定光伏发电板接触处的细节图；
图14为另一种实施例的结构示意图。
100-出风管 101-出风管截止阀 102-出风管止回阀 103-空气过滤器 200-散热管 201-散热管截止阀 202-散热管止回阀300-被吸入的热空气 301-流向室内的热空气302-散出的热空气 400-光伏发电方阵 401-框架 402-支架 4021-固定连接件 40211-墙面固定连接件 40212-光伏板固定连接件 4022-铰链连接件 40221-墙面铰链连接件40222-光伏板铰链连接件 402221-铰链连接杆 4022211-铰接孔 4022212-加强筋402222-耳环架 4022221-耳环 4022222-耳环孔 4022223-固定板 402223-销轴 402224-挡圈 4023-锁扣连接件 40231-墙面锁扣连接件 40232-光伏板锁扣连接件 402321-连杆402322-碰锁 403-光伏发电板 4031-可掀起光伏发电板 4032-固定光伏发电板 500-墙体600-风机罩 602-侧壁 603-风机 604-总风管 605-三通管 7-角钢 8-膨胀螺栓 9-热管10-散热鳍片。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。本发明利用结构示意图等进行详细描述，示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。
请参阅图1-图14，一种可调热量的BIPV系统，包括光伏发电方阵400和若干风机603，所述光伏发电方阵400通过支架402固定在立面墙体500外和屋顶上，所述光伏发电方阵400与立面墙体之间的距离大于等于风机603的厚度，以确保足够的进风量，所述光伏发电方阵400的最低端与地面之间的距离大于零，以使得光伏发电方阵400背后的空气得以流通，所述风机603包括若干出风管100，所述出风管100穿过立面墙体伸入室内，风机603能够将光伏发电方阵400工作时的热量收集起来集中输送进室内，以提高室内温度，在对光伏发电方阵400散热以确保光伏发电方阵400工作效率的同时在不使用其他热源的情况下使得室内的温度更加宜人，降低了室内的制热能耗，同时也能在冬天为室内提供新鲜的空气。
请参阅图2，风机603的出口端与出风管100之间设置有三通管605，所述风机603的出口端与三通管605之间还设置有总风管604，所述三通管605的另一出口连接有散热管200，所述散热管200的另一端穿过光伏发电方阵400设置在光伏发电方阵400外，所述散热管200内设置有散热管截止阀201，所述出风管100内也设置有出风管截止阀101，以确保在风机603不需要将热风导进室内时风机603也能将光伏发电方阵400散发出的热量从光伏发电方阵400与建筑物墙体之间导出，提升BIPV的发电量，所述散热管截止阀201和出风管截止阀101选择电控截止阀，所述电控截止阀的控制面板设置在室内，方便住户在对风机603上的电控截止阀进行控制，根据实际情况选择将热空气导入室内还是不导入室内，当室内温度低时，控制出风管截止阀101打开，散热管截止阀201关闭，风机603将热空气导入室内；当室内温度已经足够高时，控制出风管截止阀101关闭，散热管截止阀201打开，风机603将光伏板背面的热量通过散热管200导出成为散出的热空气302。
请参阅图2，散热管200的管口与散热管截止阀201之间设置有散热管止回阀202，所述出风管100的管口与出风管截止阀101之间设置有出风管止回阀102，散热管止回阀202和出风管止回阀102能够避免在风机603不工作时热风倒灌，影响光伏发电方阵400的工作效率。
请参阅图2，出风管100的末端连接有空气过滤器103，空气过滤器103能够确保风机603导入的热空气杂质更少，更加宜人。
请参阅图1和图3，风机603的外部设置有风机罩600，所述风机罩600为桶状，所述风机罩600倒扣在风机603外，所述风机罩600包括位于顶部的顶板和位于四周的侧壁602，所述顶板开有通孔供散热管200伸出，所述散热管200与通孔之间设置有密封圈，所述侧壁602由金属网构成，所述顶板的直径大于所述侧壁602的直径，所述风机罩600能够避免杂物堵塞风机603进风口，顶板也能确保风机603在日晒雨淋的环境下获得更长的使用寿命。
请参阅图4和图8，光伏发电阵中包括若干光伏发电板403，所述光伏发电板403包括可掀起光伏发电板4031和固定光伏发电板4032，位于所述风机603外侧的光伏发电板为所述可掀起光伏发电板4031，所述可掀起光伏发电板4031通过铰链连接件4022和锁扣连接件4023与墙体连接，所述固定光伏发电板4032通过固定连接件4021与墙体连接。
请参阅图8-图10，固定连接件4021包括墙面固定连接件40211和光伏板固定连接件40212，所述墙面固定连接件40211为直角角钢7，所述直角角钢7通过膨胀螺栓8固定于墙面，所述光伏板固定连接件40212包括连接板，所述连接板上垂直连接有两片夹持板，所述夹持板之间的间距与所述光伏发电板厚度相等，所述连接板的尾端开有固定孔，所述光伏板固定连接件40212通过螺栓副与墙面固定连接件40211连接，所述光伏板固定连接件40212的夹持板分别夹持在固定光伏发电板4032的框架401的上端面和下端面。所述光伏板固定连接件40212包括光伏板固定连接件一和光伏板固定连接件二，所述光伏板固定连接件一的连接板与夹持板呈“干”字型（如图10中所示），所述光伏板固定连接件二的连接板与夹持板呈“F”型（如图13和14中所示），所述光伏板固定连接件一用于固定可掀起光伏发电板4031上方的固定光伏发电板4032的下端和用于固定可掀起光伏发电板4031下方的固定光伏组件的上端（如图13和14所示），“F”型的光伏板固定连接件二不会对可掀起光伏发电板4031的开启造成干涉。
请参阅图图4-7和图11-12，铰链连接件4022包括墙面铰链连接件40221和光伏板铰链连接件40222，所述墙面铰链连接件40221包括直角角钢7，所述直角角钢7通过膨胀螺栓8固定于墙面，所述直角角钢7的上表面连接有铰链连接杆402221，所述铰链连接杆402221的另一端开有铰接孔4022211，所述铰链连接杆402221的上表面沿垂直于光伏发电板背面的方向设置有若干加强筋4022212，以避免铰链连接杆402221支撑不住光伏发电板的重量而发生向下弯曲的形变，所述光伏板铰链连接件40222为耳环架402222包括固定板4022223，所述固定板4022223与可掀起光伏发电板4031的框架401背面固定连接，所述固定板4022223的前端面连接有两片耳环4022221，所述耳环4022221之间的距离与所述铰链连接杆402221的前端厚度相匹配，所述耳环孔4022222的孔径与所述铰接孔4022211的孔径相等，所述两片耳环4022221分别位于铰接孔4022211的上方和下方，所述耳环孔4022222与所述铰接孔4022211内插有销轴402223，所述销轴402223的下端卡接有挡圈402224，所述挡圈402224能够防止销轴402223在反复转动下发生上下位移对销轴402223表面产生损害；
请参阅图6，所述锁扣连接件4023包括墙面锁扣连接件40231和光伏板锁扣连接件40232，所述墙面锁扣连接件40231包括直角角钢7，所述直角角钢7通过膨胀螺栓8固定于墙面，所述直角角钢7的上表面连接有碰锁402322，所述碰锁402322优选象鼻锁等可以实现按压锁紧再次按压打开的各种锁，以方便对打开可掀起光伏垫板，根据碰锁402322尺寸与光伏发电方阵400与角钢7之间的距离还可在直角角钢7与碰锁402322之间增加连杆402321以调节碰锁402322锁体到直角角钢7的距离，为了防止连杆402321因为承受不了可掀起光伏电板的重量而发生弯曲形变，连杆402321优选使用工字钢来制造，所述光伏板锁扣连接件40232为与所述碰锁402322相匹配的锁扣，所述锁扣固定连接在所述光伏发电板的背面。
根据风机603在所属楼层的安装高度可分为以下实施例：
实施例1
请参阅图1和图3，风机603安装在所属楼层的上半部分，由于空气对流的作用，该楼层的风机603可将所属楼层光伏发电方阵400的热量尽可能的通过被吸入的热空气300收集并送入对应的楼层成为流向室内的热空气301，该实施例相对于实施例2能够以较低的成本使光伏发电方阵400的散热效率最大化，更适合对光伏发电方阵400散热效率有更高要求的使用场景。
实施例2
请参阅图14，风机603安装在所属楼层的下半部分，位于风机603上方的且属于该楼层的光伏发电阵的背面设置有热管，所述热管优选为铜管，所述热管的另一端连接有散热鳍片，所述散热鳍片的工作面正对风机603的进风口，热管能将位于风机603上方的热量通过被吸入的热空气300收集并通过散热鳍片将热量输出，散发出的热量恰好能被风机603收集并成为流向室内的热空气301向室内的底部输送，在空气对流的作用下，进入室内的热空气会向上流动，使得室内的温度迅速提升，本实施例相较于实施例1在保证光伏发电方阵400散热效率的同时提升了室内温度的上升效率，更加适合对室内舒适度有更高要求的使用场景。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种可调热量的BIPV系统，其特征在于：包括光伏发电方阵和若干风机，所述光伏发电方阵固定在立面墙体外，所述光伏发电方阵与立面墙体之间的距离大于等于风机的厚度，所述光伏发电方阵的最低端与地面之间的距离大于零，所述风机包括若干出风管，所述出风管穿过立面墙体伸入室内；
所述风机的出口端与出风管之间设置有三通管，所述三通管的另一出口连接有散热管，所述散热管的另一端穿过光伏发电方阵设置在光伏发电方阵外，所述散热管内设置有截止阀，所述出风管内也设置有截止阀；
所述散热管的管口与截止阀之间设置有止回阀，所述出风管的管口与截止阀之间设置有止回阀。
2.根据权利要求1所述的一种可调热量的BIPV系统，其特征在于：所述出风管的末端连接有空气过滤器。
3.根据权利要求1所述的一种可调热量的BIPV系统，其特征在于：所述风机的外部设置有风机罩，所述风机罩为桶状，所述风机罩倒扣在风机外，所述风机罩包括位于顶部的顶板和位于四周的侧壁，所述顶板开有通孔供散热管伸出，所述散热管与通孔之间设置有密封圈，所述侧壁由金属网构成，所述顶板的直径大于所述侧壁的直径。
4.根据权利要求1所述的一种可调热量的BIPV系统，其特征在于：光伏发电阵中包括若干光伏发电板，所述光伏发电板包括可掀起光伏发电板和固定光伏发电板，位于所述风机外侧的光伏发电板为所述可掀起光伏发电板，所述可掀起光伏发电板通过铰链连接件和锁扣连接件与墙体连接，所述固定光伏发电板通过固定连接件与墙体连接。
5.根据权利要求4所述的一种可调热量的BIPV系统，其特征在于：所述固定连接件包括墙面固定连接件和光伏板固定连接件，所述墙面固定连接件为直角角钢，所述直角角钢通过膨胀螺栓固定于墙面，所述光伏板固定连接件包括连接板，所述连接板上垂直连接有两片夹持板，所述夹持板之间的间距与所述光伏发电板厚度相等，所述连接板的尾端开有固定孔，所述光伏板固定连接件通过螺栓副与墙面固定连接件连接，所述光伏板固定连接件的夹持板分别夹持在固定光伏发电板的上端面和下端面。
6.根据权利要求5所述的一种可调热量的BIPV系统，其特征在于：所述铰链连接件包括墙面铰链连接件和光伏板铰链连接件，所述墙面铰链连接件包括直角角钢，所述直角角钢通过膨胀螺栓固定于墙面，所述直角角钢的上表面面连接有铰链连接杆，所述铰链连接杆的另一端开有铰接孔，所述光伏板铰链连接件包括固定板，所述固定板与可掀起光伏发电板背面固定连接，所述固定板的前端面连接有两片耳环，所述耳环之间的距离与所述铰链连接杆的前端厚度相匹配，所述耳环的耳环孔的孔径与所述铰接孔的孔径相等，所述两片耳环分别位于铰接孔的上方和下方，所述耳环孔与所述铰接孔内插有销轴，所述销轴的下端卡接有挡圈；
所述锁扣连接件包括墙面锁扣连接件和光伏板锁扣连接件，所述墙面锁扣连接件包括直角角钢，所述直角角钢通过膨胀螺栓固定于墙面，所述直角角钢的上表面上连接有碰锁，所述光伏板锁扣连接件为与所述碰锁相匹配的锁扣，所述锁扣固定连接在所述光伏发电板的背面。
7.根据权利要求1所述的一种可调热量的BIPV系统，其特征在于：所述风机安装在所属楼层的下半部分，位于风机上方的且属于该楼层的光伏发电阵的背面设置有热管，所述热管的另一端连接有散热鳍片，所述散热鳍片的工作面正对风机的进风口。
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|---|---|---|---|---|
| CN103233530A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-08-07 | 北京唯绿建筑节能科技有限公司 | 一种利用光伏发电的窄通道双层通风外墙 |
| CN105723613A (zh) * | 2016-01-17 | 2016-06-29 | 盛玉伟 | 具有太阳能能源单元的建筑结构及向建筑供热、电的方法 |
| CN211476220U (zh) * | 2020-01-13 | 2020-09-11 | 南阳理工学院 | 光伏新风一体化建筑墙体结构 |
-
2022
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