CN207296754U - 一种太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构，包括窗体、太阳能集热板组和遮阳单元；窗体为双层玻璃窗，双层玻璃窗的外层窗倾斜，太阳能集热板组设于双层玻璃窗的中间夹层中，太阳能集热板组的倾斜角度可调；遮阳单元设于外层窗上；窗体上设有传感器。本实用新型将太阳能集热板组设于双层玻璃窗之间的夹层中，并将外层窗设置为倾斜，倾斜角度根据当地的地理纬度来设定；在不影响建筑外立面设计及安全要求的前提下，既保证了太阳能集热面积和窗体面积最优化，又提高了太阳能与建筑一体化程度。

Description

一种太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构
技术领域
本实用新型属于太阳能与建筑一体化设计领域，具体涉及一种太阳能集热板与窗户一体化的智能窗体结构。
背景技术
随着国际能源形势越来越严峻，全球范围内都在研究和开发太阳能建筑，太阳能建筑也成为未来建筑技术发展的一个重大趋势。目前我国的太阳能建筑从安装方式上来说大都采用固定方式安装太阳能集热板；从安装位置来说为了保证太阳能集热面积以壁挂式为主。但是前者无法根据全天太阳高度角的变化调整太阳能板的角度，导致获取太阳能效率低；后者一方面影响了建筑外立面设计，另一方面由于直接外挂于墙体表面，存在一定的安全隐患，因此有进一步改进的必要。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供及一种太阳能集热板与窗户一体化的智能窗体结构，解决现有技术中的太阳能集热效率低及安全问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构，包括窗体、太阳能集热板组和遮阳单元；
所述的窗体为双层玻璃窗，所述的双层玻璃窗的外层窗倾斜，所述的双层玻璃窗可开启；
所述的太阳能集热板组设于双层玻璃窗的中间夹层中，所述的太阳能集热板组的倾斜角度可调；
所述的遮阳单元设于外层窗上；
所述的窗体上设有辐射热流传感器、光传感器和温度传感器。
本实用新型还具有如下区别技术特征：
所述的双层玻璃窗设有可开启扇，所述的可开启扇的一端可绕窗体转动，可开启扇的另一端通过伸缩杆与窗体底部连接。
双层玻璃窗的内层窗的下半部分也设有可开启扇。
所述的双层玻璃窗的外层窗倾斜角度根据当地的地理纬度来设定，以最大化获得太阳能。
所述的太阳能集热板组包括太阳能集热板、固定架和转轴，所述的转轴安装在墙体的预埋件上；所述的固定架为镀锌钢架，与转轴刚性连接；所述的太阳能集热板安装在固定架上。
所述的遮阳单元包括电机、转动系统、百叶和拉绳，所述的电机与转动系统连接，所述的拉绳与转动系统连接，所述的百叶通过拉绳串接；电机带动转动系统转动，进而控制拉绳改变百叶的旋转角度。
所述的辐射热流传感器、光传感器和温度传感器设于底板上，所述的底板安装在外层窗上。
所述的辐射热流传感器、光传感器和温度传感器分别连接在控制单元上，所述的控制单元还与窗体、太阳能集热板组和遮阳单元连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型将太阳能集热板组设于双层玻璃窗之间的夹层中，并将外层窗设置为倾斜，倾斜角度根据当地的地理纬度来设定；在不影响建筑外立面设计及安全要求的前提下，既保证了太阳能集热面积和窗体面积最优化，又提高了太阳能与建筑一体化程度。
(2)本实用新型利用控制单元对窗户外层中遮阳百叶系统、中空玻璃窗可开启扇和太阳能板组机构进行集中控制，实现了窗户的智能开启及太阳能板组机构的智能旋转。不但提高了太阳能板的集热效率，而且改善了因太阳能集热管路中工质温度过高所引起的室内热舒适性差的问题。
(3)本实用新型利用控制单元对窗户外层窗可开启扇和内层窗的可开启扇进行集中控制，实现了窗户的智能开启，提高了窗户在过渡季和夏季的通风效率及冬季的保温效果。
(4)本实用新型结合了测量部件、控制部件和执行部件，实现了测控和机电的一体化，使装置使用更方便且有很好的推广和实用价值，具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本实用新型的集热板组与窗体一体化的智能窗体结构示意图；(a)是窗体结构侧视图，(b)是窗体结构的正视图，(c)是太阳能集热板的结构示意图。
图2是本实用新型的太阳能集热的分层蓄水装置的结构示意图。
图3是本实用新型的系统的整体结构示意图。
图中各标号表示为：1-水箱，2-地暖盘管，3-窗体，4-太阳能集热板组，5-遮阳单元，6-传感器，7-控制单元，9-自动排气阀，10-水浴等生活用水管路，11-分集水器，12-回水管，13-连接管，14-第四温控阀，15-厨房等生活用水管路，16-球阀，17-电动阀，18-电加热装置，19-第五温控阀，20-自来水管道，21-混合泵；
(1-1)-第一层，(1-2)-第二层，(1-3)-第三层，(1-4)-隔板，(1-5)-壳体，(1-6)-保温层，进水管(1-7)，出水管(1-8)；
(3-1)-外层窗，(3-2)-内层窗，(3-3)-可开启扇，(3-4)-中间夹层，(3-5)-伸缩杆；
(4-1)-太阳能集热板，(4-2)-固定架，(4-3)-转轴；
(5-1)-电机，(5-2)-转动系统，(5-3)-百叶，(5-4)-拉绳；
(6-1)-辐射热流传感器，(6-2)-光传感器，(6-3)-温度传感器，(6-4)-底板；
(8-1)-第一温控阀，(8-2)-第二温控阀，(8-3)-第三温控阀。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
实施例1
如图1所示，本实施例给出一种太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构，包括窗体3、太阳能集热板组4和遮阳单元5；
窗体3为双层玻璃窗，双层玻璃窗的外层窗3-1倾斜，倾斜角度根据当地的地理纬度来设定，以最大化获得太阳能。双层玻璃窗的外层窗3-1和内层窗3-2的下半部分均设有可开启扇3-3，可开启扇3-3的一端可绕窗体3转动，可开启扇的另一端通过伸缩杆3-5与窗体底部连接。
太阳能集热板组4设于双层玻璃窗的中间夹层3-4中，太阳能集热板组4包括太阳能集热板4-1、固定架4-2和转轴4-3，转轴4-3安装在墙体的预埋件上；固定架4-2为镀锌钢架，与转轴4-3刚性连接；太阳能集热板4-1安装在固定架4-2上，太阳能集热板4-1可绕转轴4-3转动，使得集热板的的倾斜角度可调；太阳能集热板4-1的数量可根据常住人口数量及房间面积大小计算，并联数组。
遮阳单元5设于外层窗3-1上，遮阳单元5包括电机5-1、转动系统5-2、百叶5-3和拉绳5-4，电机5-1与转动系统5-2连接，拉绳5-4与转动系统5-2连接，百叶5-3通过拉绳5-4串接；电机带动转动系统转动，进而控制拉绳改变百叶的旋转角度。
辐射热流传感器6-1、光传感器6-2和温度传感器6-3设于底板6-4上，底板6-4安装在外层窗3-1上。辐射热流传感器6-1、光传感器6-2和温度传感器6-3分别连接在控制单元7上，控制单元7还与窗体3、太阳能集热板组4和遮阳单元5连接。
辐射热流传感器6-1、光传感器6-2和温度传感器6-3监测室外温度、太阳高度角变化及太阳辐射强度，将信号传递至控制单元7，进而控制双层玻璃窗可开启扇3-3的开合、百叶5-3的旋转角度、太阳能集热板4-1的旋转角度及百叶的关闭。
辐射热流传感器6-1设有所属城市太阳辐射强度阈值，大于此值时，百叶5-3将关闭，即与太阳光线垂直。温度传感器6-3设有所属城市的高温、中温、低温三种阈值，高温或低温时均关闭可开启扇3；中温且太阳辐射强度为正值时打开可开启扇3-3，已达到通风效果。
实施例2
如图1至图3所示，本实施例给出一种太阳能综合利用系统，包括太阳能集热单元、水箱1和地暖盘管2；
太阳能集热单元包括太阳能集热板组4、遮阳单元5、传感器6和控制单元7；太阳能集热板组4、遮阳单元5、传感器6和控制单元7设于窗体3上，窗体3为双层玻璃窗，双层玻璃窗的外层窗3-1倾斜，倾斜角度根据当地的地理纬度来设定，以最大化获得太阳能。双层玻璃窗的外层窗3-1和内层窗3-2的下半部分均设有可开启扇3-3，可开启扇3-3的一端可绕窗体3转动，可开启扇的另一端通过伸缩杆3-5与窗体底部连接。
太阳能集热板组4设于双层玻璃窗的中间夹层3-4中，太阳能集热板组4包括太阳能集热板4-1、固定架4-2和转轴4-3，转轴4-3安装在墙体的预埋件上；固定架4-2为镀锌钢架，与转轴4-3刚性连接；太阳能集热板4-1安装在固定架4-2上，太阳能集热板4-1可绕转轴4-3转动，使得集热板的的倾斜角度可调。太阳能集热板4-1为全玻璃真空集热管，集热管中工质为水。太阳能集热板4-1的数量可根据常住人口数量及房间面积大小计算，并联数组。
遮阳单元5设于外层窗3-1上，遮阳单元5包括电机5-1、转动系统5-2、百叶5-3和拉绳5-4，电机5-1与转动系统5-2连接，拉绳5-4与转动系统5-2连接，百叶5-3通过拉绳5-4串接；电机带动转动系统转动，进而控制拉绳改变百叶的旋转角度。
辐射热流传感器6-1、光传感器6-2和温度传感器6-3设于底板6-4上，底板6-4安装在外层窗3-1上。辐射热流传感器6-1、光传感器6-2和温度传感器6-3分别连接在控制单元7上，控制单元7还与窗体3、太阳能集热板组4和遮阳单元5连接。辐射热流传感器6-1、光传感器6-2和温度传感器6-3监测室外温度、太阳高度角变化及太阳辐射强度，将信号传递至控制单元7。辐射热流传感器6-1设有所属城市太阳辐射强度阈值，大于此值时，百叶5-3将关闭，即与太阳光线垂直；温度传感器6-3设有所属城市的高温、中温、低温三种阈值，高温或低温时均关闭可开启扇3；中温且太阳辐射强度为正值时打开可开启扇3-3，已达到通风效果。
水箱1通过隔板1-4分为第一层1-1、第二层1-2和第三层1-3，第一层为热水层，第二层为温水层，第三层为低温水层，每层均连接有一个进水管1-7和一个出水管1-8，每个进水管1-7上设有均一个温控阀。太阳能集热板4-1的集热管通过三个支路与水箱的三个层接通，其连接管路上设有自动排气阀9，以排水加热过程中产生的气体。
水箱第一层1-1进水管1-7上设有第一温控阀8-1，第一温控阀8-1的水温阈值不小于60℃；水箱第二层1-2的进水管1-7上设有第二温控阀8-2，第二温控阀8-2的水温阈值处于50℃和60℃之间；水箱第三层1-3的进水管1-7上设有第三温控阀8-3，第三温控阀8-3的水温阈值处于30℃和50℃之间。
第一层1-1和第二层1-2通过连接管13接通，连接管13上设有第四温控阀14，当温水层(第二层)水量不够或热水层(第一层)水量过多时，热水通过连接管13进入温水层。
水箱的第一层1-1的出水管1-8与水浴等卫生间用水管路10连接，供洗浴等生活热水；水箱的第三层1-3的出水管1-8与厨房等生活用水管路15连接，供洗菜等生活热水。
水箱的第二层1-2通过连接管13和分集水器11与地暖盘管2的进水口连接，供地辐热采暖，地暖盘管2根据南向同一功能房间不同辐照区划分盘管间距形式，按照近窗户密布区域、中间疏布区域和远窗户常规区域铺设盘管。地暖盘管2的出水口通过回水管12与太阳能集热板4-1的集热管连接，且回水管12与水箱的第三层1-3的接通。
水箱第二层1-2与分集水器11的连接管路上设有第五温控阀19，该管路还通过混合泵21和电动阀17与自来水管道20连接，当盘管所需水温较低时，将水箱第二层中的水和自来水管道混合后流入分集水器11中。
水箱的第一层1-1和第二层1-2中可设置电加热装置18，当蓄水箱热水层和温水层的出水温度达不到温控阀所设阈值时，电加热装置18开始加热，以分别满足淋浴热水和地辐热采暖需要。
为满足大量用水并减少水箱的占地面积，可将水箱1设置多个，可根据住户实际需要的用水量确定水箱的数量。相邻水箱的同一温度层之间通过连接管13接通，连接管13上设有球阀16；多个水箱的第二层1-2通过连接管13并联在分集水器11上，连接管13上设有电动阀17。

Claims (8)

1.一种太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构，其特征在于：包括窗体(3)、太阳能集热板组(4)和遮阳单元(5)；
所述的窗体(3)为双层玻璃窗，所述的双层玻璃窗的外层窗(3-1)倾斜，所述的双层玻璃窗可开启；
所述的太阳能集热板组(4)设于双层玻璃窗的中间夹层(3-4)中，所述的太阳能集热板组(4)的倾斜角度可调；
所述的遮阳单元(5)设于外层窗(3-1)上；
所述的窗体(3)上设有辐射热流传感器(6-1)、光传感器(6-2)和温度传感器(6-3)。
2.如权利要求1所述的太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构，其特征在于：所述的双层玻璃窗设有可开启扇(3-3)，所述的可开启扇(3-3)的一端可绕窗体(3)转动，可开启扇的另一端通过伸缩杆(3-5)与窗体底部连接。
3.如权利要求2所述的太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构，其特征在于：双层玻璃窗的内层窗(3-2)的下半部分也设有可开启扇(3-3)。
4.如权利要求1所述的太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构，其特征在于：所述的双层玻璃窗的外层窗(3-1)倾斜角度根据当地的地理纬度来设定，以最大化获得太阳能。
5.如权利要求1所述的太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构，其特征在于：所述的太阳能集热板组(4)包括太阳能集热板(4-1)、固定架(4-2)和转轴(4-3)，所述的转轴(4-3)安装在墙体的预埋件上；所述的固定架(4-2)为镀锌钢架，与转轴(4-3)刚性连接；所述的太阳能集热板(4-1)安装在固定架(4-2)上。
6.如权利要求1所述的太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构，其特征在于：所述的遮阳单元(5)包括电机(5-1)、转动系统(5-2)、百叶(5-3)和拉绳(5-4)，所述的电机(5-1)与转动系统(5-2)连接，所述的拉绳(5-4)与转动系统(5-2)连接，所述的百叶(5-3)通过拉绳(5-4)串接；电机带动转动系统转动，进而控制拉绳改变百叶的旋转角度。
7.如权利要求1所述的太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构，其特征在于：所述的辐射热流传感器(6-1)、光传感器(6-2)和温度传感器(6-3)设于底板(6-4)上，所述的底板(6-4)安装在外层窗(3-1)上。
8.如权利要求1所述的太阳能集热板与窗体一体化的智能窗体结构，其特征在于：所述的辐射热流传感器(6-1)、光传感器(6-2)和温度传感器(6-3)分别连接在控制单元(7)上，所述的控制单元(7)还与窗体(3)、太阳能集热板组(4)和遮阳单元(5)连接。
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