CN115012794A - 一种空气型光伏光热墙面系统及其使用方法 - Google Patents

一种空气型光伏光热墙面系统及其使用方法 Download PDF

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CN115012794A CN202210602679.6A CN202210602679A CN115012794A CN 115012794 A CN115012794 A CN 115012794A CN 202210602679 A CN202210602679 A CN 202210602679A CN 115012794 A CN115012794 A CN 115012794A
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周典
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孟祥兆
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Abstract

本发明公开了一种空气型光伏光热墙面系统及其使用方法，包括窗口隔板组件及窗口光伏光热罩组件；窗口光伏光热罩组件间隔设置在建筑墙体的外侧；窗口隔板组件合围设置在所述窗口光伏光热罩组件的四周，并与建筑墙体连接；窗口光伏光热罩组件包括第一光伏板、窗体、第一排气格栅、第一进气格栅及散热格栅；窗体正对建筑墙体的窗口设置；第一光伏板设置在窗体的下方；第一排气格栅竖向设置在第一光伏板与窗体之间；第一进气格栅设置在第一光伏板的下端；散热格栅水平设置在第一光伏板与窗体之间，并位于第一排气格栅的上方；本发明实现对光伏板发热量的快速排放和储存，实现对建筑墙体立面热环境调控；满足光伏组件与建筑墙体窗口处的有效结合。

Description

一种空气型光伏光热墙面系统及其使用方法
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，特别涉及一种空气型光伏光热墙面系统及其使用方法。
背景技术
随着经济持续性高速发展，为了解决城市化导致的人口剧增，居住建筑为城市容纳更多的居民提供了保障基础；但现有居住建筑的外立面热工性能相对薄弱，已无法满足城市居民的热舒适需求；为保持相对舒适的居住热环境，需要消耗大量的能源进行值冷或采暖。
传统的建筑热舒适解决途径，主要包括：设置保温板、改变表面涂料反射率、改变遮阳及立体绿化等；但上述解决途径通常存在：只能延迟建筑室内外温度趋同、仅应对夏季炎热或冬季寒冷的单一季节、存在冬季落叶及日常维护困难等问题；考虑到既有建筑改造不仅需要适宜不同季节的热环境，还需要满足便于施工与维护的实际问题，目前，提出的空气型光伏光热墙面，能够综合降低建筑冷、热负荷并提供清洁能源，已逐渐成为解决建筑热舒适重要解决途径。
目前，现有的空气型光伏光热墙面系统，主要包括：(1)采用在光伏板与建筑墙面之间设置垂直贯通的空气层，例如：中国专利申请“一种轻壳式外保温光伏光热一体化墙体结构”(申请号：CN202111246811.6)；(2)采用在光伏板与光伏板间设置一定间距、光伏板与墙面间设置垂直贯通空气层；(3)将光伏组件按照一定尺寸分割为独立单元，在光伏板与建筑墙面间设置垂直贯通的空气层，并通过隔板将通风口朝向改为垂直于墙面方向；其中，上述方法(1)和方法(2)中，都可以通过空气层的烟囱效应排出光伏板发电时产生的废热，同时减少建筑立面接收到的太阳辐射，从而降低建筑夏季冷负荷并提供清洁电能；但上述两种方法无法在冬季有效利用光伏板发热为建筑围护结构升温；此外，方法(2)的建设方式还会破坏建筑立面的完整性；另外，方法(3)可以满足建筑贯通式墙面处的使用需求，但是无法解决光伏组件与窗口处的结合问题，通常会将建筑窗口直接暴露在光伏光热墙面系统之外；窗口作为建筑热工性能薄弱环节，在进行光伏光热墙面设计时，必须要考虑到光伏光热墙面系统与窗口的结合问题；此外，缺少针对窗口及窗槛墙处光伏组件的建设方法也不利于保持建筑立面的统一性与完整性；造成不必要的后期维护困难。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种空气型光伏光热墙面系统及其使用方法，以解决现有的光伏光热墙面系统无法满足光伏组件与建筑墙体窗口处的有效结合的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提供了一种空气型光伏光热墙面系统，包括窗口处光伏光热罩单元；所述窗口处光伏光热罩单元，安装在建筑墙体的窗口位置处；所述窗口处光伏光热罩单元，包括窗口隔板组件及窗口光伏光热罩组件；所述窗口光伏光热罩组件间隔设置在建筑墙体的外侧；所述窗口隔板组件合围设置在所述窗口光伏光热罩组件的四周，并与建筑墙体连接；
所述窗口光伏光热罩组件，包括第一光伏板、窗体、第一排气格栅、第一进气格栅及散热格栅；所述窗体正对建筑墙体的窗口设置；所述第一光伏板设置在所述窗体的下方；所述第一排气格栅竖向设置在所述第一光伏板与所述窗体之间；所述第一进气格栅设置在所述第一光伏板的下端；所述散热格栅水平设置在所述第一光伏板与所述窗体之间，并位于所述第一排气格栅的上方。
进一步的，所述窗口隔板组件，包括第一水平隔板、第二水平隔板、第三水平隔板及两个第一垂直隔板；
所述第一水平隔板水平设置在建筑墙体的窗口上沿外侧，所述第二水平隔板水平设置在建筑墙体的窗口下沿外侧，所述第三水平隔板水平设置在下一层建筑墙体的窗口上沿外侧或建筑墙体的底端外侧；
两个第一垂直隔板竖向平行设置，其中一个第一垂直隔板的上端与所述第一水平隔板的一端连接，其中一个第一垂直隔板的下端与所述第三水平隔板的一端连接；另一个第一垂直隔板的上端与所述第一水平隔板的另一端连接，另一个第一垂直隔板的下端与所述第三水平隔板的另一端连接；所述第二水平隔板的一端与其中一个第一垂直隔板的中部连接，另一端与另一个第一垂直隔板的中部连接；
所述第二水平隔板上开设有格栅安装口，所述散热格栅水平安装在所述格栅安装口中；所述第一排气格栅设置所述第二水平隔板的下方。
进一步的，所述第一进气格栅设置在建筑墙体的下一层窗口上沿或建筑墙体的底端近地面位置处。
进一步的，所述空气型光伏光热墙面系统，还包括贯通式墙面处光伏光热罩单元；
所述贯通式墙面处光伏光热罩单元，安装在建筑墙体的贯通式墙面位置处；所述贯通式墙面处光伏光热罩单元，包括贯通式墙面隔板组件及贯通式墙面光伏光热罩组件；所述贯通式墙面光伏光热罩组件间隔设置在建筑墙体的外侧；所述贯通式墙面隔板组件合围设置在所述贯通式墙面光伏光热罩组件的四周，并与建筑墙体连接；
所述贯通式墙面光伏光热罩组件，包括第二光伏板、第二进气格栅及第二排气格栅；所述第二光伏板竖向间隔设置在建筑墙体的贯通式墙面外侧，所述第二光伏板的四周与所述贯通式墙面隔板组件连接；所述第二进气格栅竖向设置在所述第二光伏板的下端，所述第二排气格栅竖向设置在所述第二光伏板的上端。
进一步的，所述贯通式墙面隔板组件，包括第四水平隔板、第五水平隔板及两个第二垂直隔板；
所述第四水平隔板水平设置在所述第二排气格栅的上端，所述第四水平隔板的一侧与建筑墙体的贯通式墙面外侧固定连接，另一侧与所述第二排气格栅的上端固定连接；所述第五水平隔板水平设置在所述第二进气格栅的下端，所述第五水平隔板的一侧与建筑墙体的贯通式墙面外侧固定连接，另一侧与所述第二进气格栅的下端固定连接；
两个第二垂直隔板竖向平行设置，其中一个第二垂直隔板的上端与所述第四水平隔板的一端连接，其中一个第二垂直隔板的下端与所述第五水平隔板的一端连接；另一个第二垂直隔板的上端与所述第四水平隔板的另一端连接，另一个第二垂直隔板的下端与所述第五水平隔板的另一端连接。
进一步的，同层设置的窗口处光伏光热罩单元和贯通式墙面处光伏光热罩单元中，所述第一进气格栅与所述第二进气格栅位于同一水平线上。
进一步的，所述窗体采用推拉窗；所述推拉窗包括窗框和玻璃窗体，所述窗框采用断桥铝或塑钢材料制作而成；所述玻璃窗体采用中空玻璃制作而成。
进一步的，所述第一排气格栅、所述第一进气格栅、所述散热格栅、所述第二进气格栅及所述第二排气格栅均采用可开闭通风格栅；
所述可开闭通风格栅，包括格栅框架及安装在格栅框架内的百叶格栅叶片；
所述第一进气格栅及所述第二进气格栅中，百叶格栅叶片的最大开启角度为45°，百叶格栅叶片的开启方向倾斜向下设置，且百叶格栅叶片的上端靠近建筑墙体一侧设置；
所述第一排气格栅及所述第二排气格栅中，百叶格栅叶片的最大开启角度为45°，百叶格栅叶片的开启方向倾斜向下设置，且百叶格栅叶片的上端远离建筑墙体一侧设置；
所述散热格栅中，百叶格栅叶片的最大开启角度与建筑墙体的外侧面平行设置。
本发明还提供了一种空气型光伏光热墙面系统的使用方法，包括以下步骤：
在建筑存在冷负荷或建筑物室内夏季温度高于第一预设温度时，关闭散热格栅，并开启第一排气格栅和第一进气格栅，并保持窗体打开；
在建筑存在冷负荷或建筑物室内冬季温度低于第二预设温度时，开启散热格栅，并关闭第一排气格栅和第一进气格栅，并保持窗体关闭。
进一步的，还包括：
在建筑存在冷负荷或建筑物室内夏季温度高于第一预设温度时，开启第二进气格栅和第二排气格栅；
在建筑存在冷负荷或建筑物室内冬季温度低于第二预设温度时，关闭第二进气格栅和第二排气格栅。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种空气型光伏光热墙面系统及其使用方法，通过设置窗口处光伏光热罩单元，根据建筑冷热负荷，调节第一排气格栅、第一进气格栅及散热格栅的开闭状态，实现对光伏板发热量的快速排放和储存，能够便于根据户外热环境及室内采暖或制冷需要进行调节控制，实现对建筑墙体立面热环境的针对性调控，有效降低建筑采暖或制冷能耗；同时，满足光伏组件与建筑墙体窗口处的有效结合。
进一步的，将第一进气格栅设置在建筑墙体的下一层窗口上沿或建筑墙体的底端近地面位置处，保证同水平层处光伏组件的进气格栅口的温度基本统一，减少进、出气格栅口的温度交叉影响；同时，可以保证建筑窗槛墙处光伏光热组件的整体性，避免因进气格栅的设置而导致的立面凌乱。
进一步的，通过设置贯通式墙面处光伏光热罩单元，通过调节第二进气格栅和第二排气格栅的开闭状态，与所述窗口处光伏光热罩单元起到协同的作用，实现对光伏板发热量的快速排放和储存，有效降低建筑采暖或制冷冷好；同时，保证建筑立面设计的统一性。
进一步的，将同层设置的第一进气格栅和第二进气格栅设置在同一水平线上，尽可能保证同水平层、不同立面处光伏组件的进气格栅口的温度基本统一，减少进、出气格栅口的温度交叉影响。
进一步的，将进气格栅的百叶格栅叶片的上端靠近建筑墙体一侧设置，排气格栅的百叶格栅叶片的上端远离建筑墙体一侧设置，且将散热格栅中百叶格栅叶片的最大开启角度与建筑墙体的外侧面平行设置，确保了进气格栅、排气格栅及散热格栅在开启状态时，有足够大的通风流道。
附图说明
图1为实施例中的窗口处光伏光热罩单元的纵剖图；
图2为实施例中的贯通式墙面处光伏光热罩单元的纵剖图；
图3为实施例中的窗口处光伏光热罩单元的立体结构示意图；
图4为实施例中的贯通式墙面处光伏光热罩单元的立体结构示意图。
其中，101第一水平隔板，102第二水平隔板，103第三水平隔板，104第一光伏板，105窗体，106第一进气格栅，107第一排气格栅，108散热格栅，109第一垂直隔板，110第一固定龙骨；201第四水平隔板，202第五水平隔板，203第二垂直隔板，204第二光伏板，205第二进气格栅，206第二排气格栅，207第二固定龙骨，208加强龙骨。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
如附图1-4所示，本实施例提供了一种空气型光伏光热墙面系统，包括窗口处光伏光热罩单元及贯通式墙面处光伏光热罩单元；其中，所述窗口处光伏光热罩单元，安装在建筑墙体的窗口位置处；所述贯通式墙面处光伏光热罩单元，安装在建筑墙体的贯通式墙面位置处；通过对建筑墙体的窗口处及贯通式墙面处的光伏光热罩统一设计，有利用保证建筑外立面设计的统一性，满足对符合光伏发电所需日照条件的所有建筑墙体外立面改造。
本实施例中，所述窗口处光伏光热罩单元，包括窗口隔板组件及窗口光伏光热罩组件；所述窗口光伏光热罩组件间隔设置在建筑墙体的外侧，所述窗口隔板组件合围设置在所述窗口光伏光热罩组件的四周，并与建筑墙体连接；所述窗口隔板组件，包括第一水平隔板101、第二水平隔板102、第三水平隔板103及两个第一垂直隔板109；所述窗口光伏光热罩组件，包括第一光伏板104、窗体105、第一排气格栅106、第一进气格栅107及散热格栅108。
所述第一水平隔板101水平设置在建筑墙体的窗口上沿外侧，所述第二水平隔板102水平设置在建筑墙体的窗口下沿外侧，所述第三水平隔板103水平设置在下一层建筑墙体的窗口上沿外侧或建筑墙体的底端外侧；两个第一垂直隔板109竖向平行设置，其中一个第一垂直隔板109的上端与所述第一水平隔板101的一端连接，其中一个第一垂直隔板109的下端与所述第三水平隔板103的一端连接；另一个第一垂直隔板109的上端与所述第一水平隔板101的另一端连接，另一个第一垂直隔板109的下端与所述第三水平隔板103的另一端连接；所述第二水平隔板102的一端与其中一个第一垂直隔板109的中部连接，另一端与另一个第一垂直隔板109的中部连接。
所述窗体105正对建筑墙体的窗口设置；所述第一水平隔板101的一端与建筑墙体的窗口上沿外侧固定连接，所述第一水平隔板101的另一端与所述窗体105的上端固定连接；所述第二水平隔板102的一端与建筑墙体的窗口下沿外侧固定连接，所述第二水平隔板102的另一端与所述窗体105的下端固定连接；优选的，所述窗体105采用推拉窗；所述推拉窗包括窗框和安装在所述窗框的玻璃窗体；其中，所述窗框采用断桥铝或塑钢材料制作而成；所述玻璃窗体采用中空玻璃制作而成。
所述第一光伏板104竖向设置在竖向设置在所述窗体105的下方，并间隔设置在建筑墙体的外侧；所述第一排气格栅106竖向设置在所述第一光伏板104与所述窗体105之间；所述第一排气格栅106的上端与所述第二水平隔板102的外伸端固定连接，所述第一排气格栅106的下端与所述第一光伏板104的上端固定连接；所述第一进气格栅107设置在所述第一光伏板104的下端；所述第三水平隔板103的一端与下一层建筑墙体的窗口上沿外侧或建筑墙体的底端外侧固定连接，所述第三水平隔板103的另一端与第一进气格栅107的下端固定连接，所述第一进气格栅107的上端与所述第一光伏板104的下端固定连接；所述窗体105的两侧、所述第一排气格栅106的两侧以及所述第一排气格栅107的两侧分别与两个第一垂直隔板固定连接；所述散热格栅108水平设置在所述第一光伏板104与所述窗体105之间，并位于所述第一排气格栅106的上方；其中，所述第二水平隔板102上开设有格栅安装口，所述散热格栅108水平安装在所述格栅安装口中；所述第一排气格栅106设置所述第二水平隔板102的下方；本实施例中，所述第一水平隔板101、第二水平隔板102、第三水平隔板103、第一光伏板104、第一排气格栅106、第一进气格栅107及第一垂直隔板109均通过第一固定龙骨110与建筑墙体固定连接。
本实施例中，所述贯通式墙面处光伏光热罩单元，包括贯通式墙面隔板组件及贯通式墙面光伏光热罩组件；所述贯通式墙面光伏光热罩组件间隔设置在建筑墙体的外侧；所述贯通式墙面隔板组件合围设置在所述贯通式墙面光伏光热罩组件的四周，并与建筑墙体连接；所述贯通式墙面隔板组件，包括第四水平隔板201、第五水平隔板202及两个第二垂直隔板203；所述贯通式墙面光伏光热罩组件，包括第二光伏板204、第二进气格栅205及第二排气格栅206。
所述第二光伏板204竖向间隔设置在建筑墙体的贯通式墙面外侧，所述第二光伏板204的四周与所述贯通式墙面隔板组件连接；所述第二进气格栅205竖向设置在所述第二光伏板204的下端，所述第二排气格栅206竖向设置在所述第二光伏板204的上端；所述第四水平隔板201水平设置在所述第二排气格栅206的上端，所述第四水平隔板201的一侧与建筑墙体的贯通式墙面外侧固定连接，另一侧与所述第二排气格栅206的上端固定连接；所述第二排气格栅206的下端与所述第二光伏板204的上端固定连接；所述第五水平隔板202水平设置在所述第二进气格栅205的下端，所述第五水平隔板202的一侧与建筑墙体的贯通式墙面外侧固定连接，另一侧与所述第二进气格栅205的下端固定连接；所述第二进气格栅205的上端与所述第二光伏板204的下端固定连接。
两个第二垂直隔板203竖向平行设置，其中一个第二垂直隔板203的上端与所述第四水平隔板201的一端连接，其中一个第二垂直隔板203的下端与所述第五水平隔板202的一端连接；另一个第二垂直隔板203的上端与所述第四水平隔板201的另一端连接，另一个第二垂直隔板203的下端与所述第五水平隔板202的另一端连接；其中，所述第二光伏板204的两侧、第二进气格栅205的两侧以及第二排气格栅206的两侧，分别与两个第二垂直隔板203固定连接；本实施例中，所述第四水平隔板201、第五水平隔板202、第二垂直隔板203、第二光伏板204、第一进气格栅205及第二排气格栅206均通过第二固定龙骨207与建筑墙体固定连接；所述第二光伏板204的中部还设置有加强龙骨208，所述加强龙骨208的一端与建筑墙体的贯通式墙面外侧固定连接，另一端与所述第二光伏板204固定连接，通过设置所述加强龙骨208提高了第二光伏板204的安装稳定性，有效提高了系统结构的安全性。
本实施例中，所述第一进气格栅107设置在建筑墙体的下一层窗口上沿或建筑墙体的底端近地面位置处；同层设置的窗口处光伏光热罩单元和贯通式墙面处光伏光热罩单元中，所述第一进气格栅107与所述第二进气格栅205位于同一水平线上；所述第一排气格栅106、所述第一进气格栅107、所述散热格栅108、所述第二进气格栅205及所述第二排气格栅206均采用可开闭通风格栅；其中，所述可开闭通风格栅，包括格栅框架及安装在格栅框架内的百叶格栅叶片。
所述第一进气格栅107及所述第二进气格栅205中，百叶格栅叶片的最大开启角度为45°，百叶格栅叶片的开启方向倾斜向下设置，且百叶格栅叶片的上端靠近建筑墙体一侧设置；所述第一排气格栅106及所述第二排气格栅206中，百叶格栅叶片的最大开启角度为45°，百叶格栅叶片的开启方向倾斜向下设置，且百叶格栅叶片的上端远离建筑墙体一侧设置；所述散热格栅108中，百叶格栅叶片的最大开启角度与建筑墙体的外侧面平行设置；将进气格栅的百叶格栅叶片的上端靠近建筑墙体一侧设置，排气格栅的百叶格栅叶片的上端远离建筑墙体一侧设置，且将散热格栅中百叶格栅叶片的最大开启角度与建筑墙体的外侧面平行设置，确保了进气格栅、排气格栅及散热格栅在开启状态时，有足够大的通风流道。
工作原理及使用方法：
本实施例所述的空气型光伏光热墙面系统，在建筑存在冷负荷或建筑物室内夏季温度高于26℃时，关闭散热格栅108，并开启第一排气格栅106、第一进气格栅107、第二进气格栅205和第二排气格栅206，并保持窗体105打开；在在建筑存在冷负荷或建筑物室内冬季温度低于22℃时，开启散热格栅108，并关闭第一排气格栅106和第一进气格栅107、第二进气格栅205和第二排气格栅206；并保持窗体105关闭。
具体如下：
针对所述窗口处光伏光热罩单元，在建筑存在冷负荷或室内夏季温度高于26℃时；关闭所述散热格栅108，并开启第一排气格栅106与第一进气格栅107，利用第一排气格栅106和第一进气格栅107处的温差加速排出所述第一光伏板104发电所产生的热量；并通过第一光伏板104，有效减少建筑墙体受到的短波辐射；在建筑存在热负荷或室内冬季温度低于22℃时；开启所述散热格栅108，并关闭第一排气格栅106与第一进气格栅107，利用所述第一光伏板104发电产生的额外热量，通过所述散热格栅108对建筑的窗槛墙及窗口处的空气进行加热；所述窗体105，可根据需求配合上述两种运行模式开闭，以促进建筑通风或保温；在建筑存在冷负荷或室内夏季温度高于26℃时应保持窗体打开；在建筑存在热负荷或室内冬季温度低于22℃时应保持窗体关闭，其余情况下可根据室内通风需求确定窗体开、闭状态；由此，实现利用所述窗口处光伏光热罩单元对不同建筑冷、热负荷情况进行针对性调控。
针对贯通式墙面处光伏光热罩单元，在建筑存在冷负荷或室内夏季温度高于26℃时；开启第二进气格栅205及第二排气格栅206，利用第二进气格栅205及第二排气格栅206的温差加速排出第二光伏板204发电所产生的额外热量；并通过第二光伏板204，减少建筑墙体受到的短波辐射；在建筑存在热负荷或室内冬季温度低于22℃时，关闭第二进气格栅205及第二排气格栅206，利用第二光伏板204发电产生的额外热量提高建筑墙体与第二光伏板204之间的空气温度；由此，实现所述贯通式墙面处光伏光热罩单元对不同建筑冷、热负荷情况进行针对性调控。
本实施例所述的空气型光伏光热墙面系统，包括窗口处光伏光热罩单元及贯通式墙面处光伏光热罩单元；其中，所述窗口处光伏光热罩单元，设置范围包括建筑墙体的窗口及其下方的窗槛墙处；通过第一固定龙骨110，将所述第一水平隔板101、第二水平隔板102、第三水平隔板103、第一光伏板104、第一排气格栅106、第一进气格栅107及第一垂直隔板109与建筑墙体进行固定；通过在建筑墙体的窗口下沿设置散热格栅，将所述窗口处光伏光热罩单元划分为上下两个空气区域空间；并通过窗口隔板组件合围设置；其中，所述第一进气格栅107设置在建筑墙体的下一层窗口上沿或建筑墙体的底端近地面位置处；所述第一排气格栅106低于所设置楼层窗口的下沿及所述散热格栅108的下方；所述贯通式墙面处光伏光热罩单元中，通过第二固定龙骨207将所述第四水平隔板201、第五水平隔板202、第二垂直隔板203、第二光伏板204、第一进气格栅205及第二排气格栅206与建筑墙体进行固定；并根据第二光伏板204的实际受力情况，在第二光伏板204与建筑墙体之间增设加强龙骨208；并通过所述贯通式墙面隔板组件进行合围；其中，同层设置的窗口处光伏光热罩单元和贯通式墙面处光伏光热罩单元中，所述第一进气格栅107与所述第二进气格栅205位于同一水平线上；所述第二排气格栅设置在所述贯通式墙面处光伏光热罩单元垂直方向的最高处。
本实施例中，所述窗口处光伏光热罩单元及贯通式墙面处光伏光热罩单元的垂直高度，由建筑墙体第N层最高窗口上檐至第N+1层最高窗口上檐之间的距离确定；所述第一排气格栅与第一水平隔板紧挨设置，所述第二排气格栅与所述第四水平隔板紧挨设置；所述第一水平隔板、第二水平隔板、第三水平隔板、第四水平隔板、第五水平隔板、第一垂直隔板及第二垂直隔板，均采用导热系数较低的耐火材料；其中，所述导热系数较低的耐火材料的燃烧性能为A级。
所述可开闭通风格栅均为百叶式，其中，进气格栅打开时百叶格栅叶片应达到45°且靠近建筑墙体侧更高；排气格栅打开时百叶格栅叶片应达到45°且远离建筑墙体侧更高；散热格栅的百叶格栅叶片方向应垂直于建筑墙面，以保证开启时有足够大的通风流道；所述第一光伏板及第二光伏板包括光伏板组件、外框及其固定构件，所述光伏板组件采用薄膜光伏板组件。
本实施例中，所有光伏光热罩单元的相互连接处，以及光伏光热罩单元与建筑墙体之间，均设置密封胶条；玻璃窗体及窗框根据设计要求，选择预设保温性能的材料制作而成；相邻的光伏光热罩单元之间，可设置一层水平隔板或垂直隔板；所有用于安装的连接组件，均不应暴露于隔板之外，即不暴露在空气中；若因安装条件限制必须暴露在空气中，应勾填建筑密封膏，进行密封以隔绝空气。
本发明所述的空气型光伏光热墙面系统，在满足建筑节能要求，并提供电能的基础上保持建筑立面设计风格的统一；针对贯通式墙面处：于光伏组件垂直方向上下分别设置垂直可开闭通风格栅，通过隔板将其四周进行围合，并采用连接组件将其组合安装，构成贯通式墙面处空气型光伏光热罩单元；针对窗口处：于光伏组件垂直方向上下分别设置垂直可开闭通风格栅，在光伏组件上部格栅处设置一水平可开闭通风格栅，通过隔板将其四周进行围合；所述窗口处光伏光热罩单元的尺寸与窗口下方窗槛墙尺寸相等，且略宽于窗口；在此基础上于上方水平隔板处设置与窗口等大推拉窗，并再次使用隔板将推拉窗处进行围合；通过设置窗口处光伏光热罩单元与贯通式墙面处光伏光热罩单元，并通过安装组件与建筑墙面进行连接，构成完整的空气型光伏光热墙面系统。
本发明所述的墙面系统，针对既有居住建筑立面同时存在大量窗口与贯通式墙面的实际情况，结合窗口处与贯通式墙面处的两种建筑立面特征，分别提出相应的光伏组件、通风口设置方式，采用统一的设计结构保证建筑外立面的一致性，并通过通风口的开闭改变系统在不同季节的运行模式，达到在满足建筑节能规范中对围护结构热工要求的基础上，降低居住建筑能源消耗并优化能源结构；利用光伏光热罩设置在建筑立面外侧，在提供清洁电能的基础上，通过在冬、夏季调节通风格栅的开、闭方式，实现对光伏板发热的快速排放与储存，便于根据户外热环境及室内采暖、制冷需求进行分别控制；通过调节系统内不同可开闭通风格栅的开闭状态，实现将光伏板发电产热进行排出及收集，从而达到对建筑围护结构热环境的优化；并根据不同季节气候背景下的建筑实际冷、热负荷情况调整系统运行模式，做到对建筑立面热环境的针对性调控，降低建筑采暖、制冷能耗。
本发明中，通过设置与建筑墙体存在预设间距的光伏板作为主要结构，根据贯通式墙面处与窗口、窗槛墙处分别设置有针对性的可开闭格栅，实现可满足建筑立面各区域的空气型光伏光热墙面系统。通过开、闭通风格栅实现在夏、冬季节将光伏板背板产热进行快速排放与有效封闭利用；在夏季利用光伏板遮挡太阳辐射并快速排放光伏背板发热，减少建筑墙面受热；在冬季利用封闭的格栅储存光伏板的废热，对建筑墙面进行升温；由此实现在进行光伏发电的同时，充分利用光伏废热降低建筑采暖、制冷能耗。
上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (10)

1.一种空气型光伏光热墙面系统，其特征在于，包括窗口处光伏光热罩单元；所述窗口处光伏光热罩单元，安装在建筑墙体的窗口位置处；所述窗口处光伏光热罩单元，包括窗口隔板组件及窗口光伏光热罩组件；所述窗口光伏光热罩组件间隔设置在建筑墙体的外侧；所述窗口隔板组件合围设置在所述窗口光伏光热罩组件的四周，并与建筑墙体连接；
所述窗口光伏光热罩组件，包括第一光伏板(104)、窗体(105)、第一排气格栅(106)、第一进气格栅(107)及散热格栅(108)；所述窗体(105)正对建筑墙体的窗口设置；所述第一光伏板(104)设置在所述窗体(105)的下方；所述第一排气格栅(106)竖向设置在所述第一光伏板(104)与所述窗体(105)之间；所述第一进气格栅(107)设置在所述第一光伏板(104)的下端；所述散热格栅(108)水平设置在所述第一光伏板(104)与所述窗体(105)之间，并位于所述第一排气格栅(106)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种空气型光伏光热墙面系统，其特征在于，所述窗口隔板组件，包括第一水平隔板(101)、第二水平隔板(102)、第三水平隔板(103)及两个第一垂直隔板(109)；
所述第一水平隔板(101)水平设置在建筑墙体的窗口上沿外侧，所述第二水平隔板(102)水平设置在建筑墙体的窗口下沿外侧，所述第三水平隔板(103)水平设置在下一层建筑墙体的窗口上沿外侧或建筑墙体的底端外侧；
两个第一垂直隔板(109)竖向平行设置，其中一个第一垂直隔板(109)的上端与所述第一水平隔板(101)的一端连接，其中一个第一垂直隔板(109)的下端与所述第三水平隔板(103)的一端连接；另一个第一垂直隔板(109)的上端与所述第一水平隔板(101)的另一端连接，另一个第一垂直隔板(109)的下端与所述第三水平隔板(103)的另一端连接；所述第二水平隔板(102)的一端与其中一个第一垂直隔板(109)的中部连接，另一端与另一个第一垂直隔板(109)的中部连接；
所述第二水平隔板(102)上开设有格栅安装口，所述散热格栅(108)水平安装在所述格栅安装口中；所述第一排气格栅(106)设置所述第二水平隔板(102)的下方。
3.根据权利要求1所述的一种空气型光伏光热墙面系统，其特征在于，所述第一进气格栅(107)设置在建筑墙体的下一层窗口上沿或建筑墙体的底端近地面位置处。
4.根据权利要求1所述的一种空气型光伏光热墙面系统，其特征在于，所述空气型光伏光热墙面系统，还包括贯通式墙面处光伏光热罩单元；
所述贯通式墙面处光伏光热罩单元，安装在建筑墙体的贯通式墙面位置处；所述贯通式墙面处光伏光热罩单元，包括贯通式墙面隔板组件及贯通式墙面光伏光热罩组件；所述贯通式墙面光伏光热罩组件间隔设置在建筑墙体的外侧；所述贯通式墙面隔板组件合围设置在所述贯通式墙面光伏光热罩组件的四周，并与建筑墙体连接；
所述贯通式墙面光伏光热罩组件，包括第二光伏板(204)、第二进气格栅(205)及第二排气格栅(206)；所述第二光伏板(204)竖向间隔设置在建筑墙体的贯通式墙面外侧，所述第二光伏板(204)的四周与所述贯通式墙面隔板组件连接；所述第二进气格栅(205)竖向设置在所述第二光伏板(204)的下端，所述第二排气格栅(206)竖向设置在所述第二光伏板(204)的上端。
5.根据权利要求4所述的一种空气型光伏光热墙面系统，其特征在于，所述贯通式墙面隔板组件，包括第四水平隔板(201)、第五水平隔板(202)及两个第二垂直隔板(203)；
所述第四水平隔板(201)水平设置在所述第二排气格栅(206)的上端，所述第四水平隔板(201)的一侧与建筑墙体的贯通式墙面外侧固定连接，另一侧与所述第二排气格栅(206)的上端固定连接；所述第五水平隔板(202)水平设置在所述第二进气格栅(205)的下端，所述第五水平隔板(202)的一侧与建筑墙体的贯通式墙面外侧固定连接，另一侧与所述第二进气格栅(205)的下端固定连接；
两个第二垂直隔板(203)竖向平行设置，其中一个第二垂直隔板(203)的上端与所述第四水平隔板(201)的一端连接，其中一个第二垂直隔板(203)的下端与所述第五水平隔板(202)的一端连接；另一个第二垂直隔板(203)的上端与所述第四水平隔板(201)的另一端连接，另一个第二垂直隔板(203)的下端与所述第五水平隔板(202)的另一端连接。
6.根据权利要求4所述的一种空气型光伏光热墙面系统，其特征在于，同层设置的窗口处光伏光热罩单元和贯通式墙面处光伏光热罩单元中，所述第一进气格栅(107)与所述第二进气格栅(205)位于同一水平线上。
7.根据权利要求1所述的一种空气型光伏光热墙面系统，其特征在于，所述窗体(105)采用推拉窗；所述推拉窗包括窗框和玻璃窗体，所述窗框采用断桥铝或塑钢材料制作而成；所述玻璃窗体采用中空玻璃制作而成。
8.根据权利要求4所述的一种空气型光伏光热墙面系统，其特征在于，所述第一排气格栅(106)、所述第一进气格栅(107)、所述散热格栅(108)、所述第二进气格栅(205)及所述第二排气格栅(206)均采用可开闭通风格栅；
所述可开闭通风格栅，包括格栅框架及安装在格栅框架内的百叶格栅叶片；
所述第一进气格栅(107)及所述第二进气格栅(205)中，百叶格栅叶片的最大开启角度为45°，百叶格栅叶片的开启方向倾斜向下设置，且百叶格栅叶片的上端靠近建筑墙体一侧设置；
所述第一排气格栅(106)及所述第二排气格栅(206)中，百叶格栅叶片的最大开启角度为45°，百叶格栅叶片的开启方向倾斜向下设置，且百叶格栅叶片的上端远离建筑墙体一侧设置；
所述散热格栅(108)中，百叶格栅叶片的最大开启角度与建筑墙体的外侧面平行设置。
9.如权利要求4所述的一种空气型光伏光热墙面系统的使用方法，包括以下步骤：
在建筑存在冷负荷或建筑物室内夏季温度高于第一预设温度时，关闭散热格栅(108)，并开启第一排气格栅(106)和第一进气格栅(107)，并保持窗体(105)打开；
在建筑存在冷负荷或建筑物室内冬季温度低于第二预设温度时，开启散热格栅(108)，并关闭第一排气格栅(106)和第一进气格栅(107)，并保持窗体(105)关闭。
10.根据权利要求9所述的一种空气型光伏光热墙面系统的使用方法，其特征在于，还包括：
在建筑存在冷负荷或建筑物室内夏季温度高于第一预设温度时，开启第二进气格栅(205)和第二排气格栅(206)；
在建筑存在冷负荷或建筑物室内冬季温度低于第二预设温度时，关闭第二进气格栅(205)和第二排气格栅(206)。
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