CN207348736U - 一种多功能太阳能百叶窗系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种多功能太阳能百叶窗系统，百叶窗由矩形框架和安装在框架内相互隔开的一组组百叶片构成；每一组百叶片包括一条固定百叶片和一条可旋转百叶片。固定百叶片上吸热发电薄膜与蓄电池电连接；蓄电池输出端与设置在百叶窗内的电机电连接。在百叶窗中安装有集热管，集热管为一根蛇形盘管，盘绕在百叶窗中，再与外设水箱的水换热。在百叶窗内设有一套连杆，用于转动可旋转百叶片，改变可旋转百叶片的反光面反射到固定百叶片上的太阳光线方向，把太阳能的能量充分导入到固定百叶片上做功，达到在同等的太阳能照射的面积的情况下使太阳能得到最大利用。本实用新型除了具备太阳能发电及发热功能，还具备自动百叶调光、遮阳功能。

Description

一种多功能太阳能百叶窗系统
技术领域
本实用新型属于建筑材料领域，涉及一种百叶窗设施，具体是一种多功能太阳能百叶窗系统。
背景技术
太阳能在国内已经发展30多年，但随着国内的城镇化建设，太阳能在高层建筑的应用出现了很多问题，导致现有太阳能热水器也存在诸多问题。现有的太阳能热水器更适合原来的农村市场，如果安装到高层建筑上影响建筑外观的同时存在各种不安全隐患，增加了屋顶的承重，不规范安装破坏了建筑结构和功能，对防水和承重等问题留下隐患，屋顶所有权存在争议，后期物业管理，维护也很不方便，自行安装的不规范，造成防风与避雷等安全隐患很多。由于上述原因，大面积推广受到严重阻碍，有些城市甚至由政府出面禁止在建筑物上安装，使太阳能利用长期处于较低水平，制约了发展。
目前，许多人考虑到了在百叶窗上安装太阳能设施，不必破坏建筑物的整体设计和外在形象，百叶窗在阻挡阳光对屋内直晒的同时利用太阳能发电或供热。但从众多的设计看到，它们大多是只能发电或只能供热，功能比较单一，太阳能的利用率比较低。并且，有的设备过于简单，效率较低；有的过于笨重复杂，难于制造和维修，成本过高。而且，现有的太阳能百叶片是不能旋转的，百叶片与百叶片之间的有一定的间距，由于太阳能光线的入射角度会在一天内或不同季节都在变化，导致不能的把太阳能照射的面积内的太阳能充分利用，而且太阳能光线能透过太阳能百叶片之间的间距进入到室内，这样在夏季室内温度就会升高。做不到完全调节的作用。
发明内容
为解决目前百叶窗上太阳能设备存在的不足，本实用新型提出一种既能发电、供热，又能最大限度利用太阳能的多功能太阳能百叶窗系统。
本实用新型采用的技术方案为：
一种多功能太阳能百叶窗系统，包括百叶窗、水管、蓄电池、水箱、电机、集热管和连杆；所述的系统包括百叶窗的结构，供电系统，供热系统和连动机构；
一、百叶窗的结构
所述百叶窗由矩形框架和安装在框架内相互隔开的一组组百叶片构成；每一组百叶片包括一条固定百叶片和一条可旋转百叶片；所有的可旋转百叶片之间均相互平行，可旋转百叶片两端安装有旋转轴承，使可旋转百叶片面朝固定百叶片作张合式的上下转动；固定百叶片的上表面附着有一层吸热发电薄膜，可旋转百叶片面朝固定百叶片的一面为反光面；
二、供电系统
所述的固定百叶片上吸热发电薄膜与外设的蓄电池之间电连接；蓄电池输出端与设置在百叶窗内的电机电连接，控制电机的转动；
三、供热系统
在百叶窗中安装有集热管，集热管为一根蛇形盘管，从上至下来回盘绕在百叶窗中；集热管的上下管口均与通向外部的水管连接，构成一个封闭的循环回路；水管在远端部位弯曲成盘管，该盘管浸没在水箱的水中换热；
四、连动机构
在百叶窗的框架内设有一套连杆，连杆包括数量与百叶片相同的横连杆及与所有横连杆转动连接的一根竖直连杆；每一所述的横连杆均与各可旋转百叶片的旋转轴承相契合连接，所述的竖直连杆与所述的电机的转轴连接。
所述的固定百叶片两端固定连接在所述的框架两边的直立边框上，固定百叶片的外侧部位带有一C形槽口。
集热管的横管分别卡入在各个固定百叶片上的C形槽口中。
优选的，集热管由铜管制成。
优选的，所述的可旋转百叶片的反光面的反光材料为镍铬合金镀膜或氮化铝。
百叶窗的内外两面的框架上均安有玻璃。
优选的，电机为步进电机。
在水管上安有水泵，水泵由蓄电池供电工作。
所述的蓄电池输出端通过一自动追光系统再与设置在百叶窗内的电机电连接；所述的自动追光系统由PSD传感器、单片机、电机驱动器依次连接；PSD传感器安在可旋转百叶片的反光面上，电机驱动器与电机电连接。
优选的，单片机型号为AT89C51系列、S3C44BOX或ARM920T；电机驱动器型号为DN2422M、AS01-4W或SM200。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的太阳能百叶在原有的太阳能百叶基础上，增加了可旋转并能改变太阳能光线的功能。通过把可旋转百叶片旋转到特定的角度，经过反光面反射，改变太阳能光线的方向，把太阳能的能量充分导入到固定百叶片上做功，达到在同等的太阳能照射的面积的情况下使太阳能得到最大利用，使太阳能的发电及集热效率提高，同时也能解决百叶的调光节能功效，太阳能除了具备太阳能发电及发热功能，还具备自动百叶调光、遮阳功能，可以调整进入室内的太阳能的能量，并融入到建筑门窗，幕墙及玻璃采光屋顶内，成为建筑的一个构件，做到建筑节能，比传统的百叶遮阳降温效果更好，从而达到建筑节能的效果。
附图说明
图1是本实用新型多功能太阳能百叶窗系统的结构示意图，
图2是百叶窗中铜管走向示意图，
图3是百叶窗的侧面结构示意图，
图4是一个固定百叶片和可旋转百叶片组成的百叶片组的示意图，
图5是百叶窗中旋转轴布局示意图，
图6是百叶窗的侧面结构中旋转轴转动时可旋转百叶片的不同位置示意图，
图7.1和图7.2是太阳在不同角度照射时可旋转百叶片张合示意图，图7.1显示的是太阳在较高时的状态，图7.2显示的是太阳在较低时的状态，
图8是带有自动追光系统的本实用新型的结构示意图，
图9是自动追光系统的电路方框图。
图中标记：1百叶窗，2水管，3蓄电池，4水箱，5电机，6水泵，7自动追光系统，8框架，9百叶片，9.1固定百叶片，9.2.可旋转百叶片，10.反光面，11.旋转轴承，12.玻璃，13.集热管，14.C形槽口，15.吸热发电薄膜，16.连杆，17.PSD传感器，18.单片机，19.电机驱动器。
具体实施方式
参见图1-图4，本实用新型多功能太阳能百叶窗系统包括百叶窗1、水管2、蓄电池3、水箱4、电机5、集热管13和连杆16。本实用新型的创新包括四个方面：一、百叶窗1的结构，二、供电系统，三、供热系统，四、连动机构。现分别对本实用新型加以说明。
一、百叶窗1的结构
所述百叶窗1由矩形框架8和安装在框架8内相互隔开的一组组百叶片9构成。每一组百叶片9包括一条固定百叶片9.1和一条可旋转百叶片9.2。百叶窗1中所有的固定百叶片9.1均水平设置，而所有的可旋转百叶片9.2之间均相互平行。所述的固定百叶片9.1两端固定连接在所述的框架8两边的直立边框上，固定百叶片9.1的外侧部位(所述外侧即朝向室外的一侧，另一侧为内侧)带有一C形槽口14。所述的可旋转百叶片9.2两端安装有旋转轴承11，旋转轴承11紧靠固定百叶片9.1的内侧部位，使可旋转百叶片9.2以旋转轴承11为转轴，可面朝固定百叶片9.1作张合式的上下转动。固定百叶片9.1的上表面附着有一层吸热发电薄膜15，可旋转百叶片9.2面朝固定百叶片9.1的一面为反光面10，反光面10的反光材料可为镍铬合金镀膜或氮化铝等。百叶窗1的内外两面的框架8上均安有玻璃12，框架8外侧安装透光率高的玻璃，内侧安装保温好的玻璃。
二、供电系统
所述的固定百叶片9.1上吸热发电薄膜15与外设的蓄电池3之间电连接，将太阳光产生的电能输送至蓄电池3储存。蓄电池3作为供电电源，其输出端与设置在百叶窗1内的电机5电连接，控制电机5的转动。作为优选，电机5可选为步进电机。蓄电池3还可以为室内的其他电器提供用电。
三、供热系统
在百叶窗1中安装有集热管13，所述的集热管13为一根蛇形盘管，从上至下来回盘绕在百叶窗1中。集热管13由铜管制成。蛇形盘管的横管分别卡入在各个固定百叶片9.1的C形槽口14中。集热管13的上下管口均与通向外部的水管2连接，水管2和集热管13构成一个封闭的循环回路。水管2在远端部位弯曲成盘管，该盘管浸没在水箱4的水中换热。水箱4上设有自来水的入水口和供热水的出水口。集热管13是将太阳光能转化为热能的装置，热能通过固定百叶片9.1与集热管13换热，集热管13与其内部的液体换热，导热液体通过循环，把热量带走，集热管13中的水从低温加热到高温，利用热水上浮冷水下沉的原理，水产生微循环，使水箱4中的水加热，产生所需的热水，以满足人们在生活、生产中热水的使用。为加快集热管13中水的流通，在水管2上安有水泵6，水泵6也由蓄电池3供电工作。
四、连动机构
结合图5、图6，在百叶窗1的框架8内设有一套连杆16，连杆16包括数量与百叶片9相同的横连杆及与所有横连杆以涡轮蜗杆式转动连接的一根竖直连杆，竖直连杆紧靠一个所述的直立边框设置。每一所述的横连杆均与各可旋转百叶片9.2的旋转轴承11相契合连接，所述的竖直连杆与所述的电机5的转轴连接，这样，当电机5转动时，通过连杆16的竖连杆带动每一横连杆作相同的转动，从而使可旋转百叶片9.2相对于固定百叶片9.1作相同的张合运动。在不同的时间、太阳光以不同角度照射的情况下，通过控制电机5的转动，把可旋转百叶片9.2旋转到特定的角度，改变可旋转百叶片9.2上反光面10反射到固定百叶片上的太阳光线方向，使导入到固定百叶片9.1上的太阳能量的吸热及发电功能得到最大程度的利用，提高了太阳能的发电及集热效率，同时也能解决百叶的调光节能功能。图7.1和图7.2显示的是太阳在不同角度照射时可旋转百叶片9.2的张合状态，图7.1显示的是太阳在较高时的状态，可旋转百叶片9.2张开角度较大；图7.2显示的是太阳在较低时的状态，可旋转百叶片9.2张开角度较小。从图中可看到，可旋转百叶片9.2的张合角度使导入到固定百叶片9.1上的太阳能量的吸热及发电功能得到最大程度的利用。固定百叶片9.1同时吸收透过玻璃3和旋转可旋转百叶片9.2反射到的太阳能能量。
本实用新型把太阳能转换为电能与热能，电能通过电线输送到蓄电池中，供系统本身设备，如电机、水泵等工作，还可供给家用电器工作；热能通过集热管、水管循环供热作用，加热水箱中的水，供人们的生活用热水。
作为进一步的设计，本实用新型多功能太阳能百叶窗系统的连动机构增加了自动控制系统。参见图4、图8和图9，蓄电池3输出端通过一自动追光系统7再与设置在百叶窗1内的电机5电连接。所述的自动追光系统7由PSD传感器(位置灵敏传感器)17、单片机18、电机驱动器19依次连接。PSD传感器17安在可旋转百叶片9.2的反光面10上，电机驱动器19与电机5电连接。作为实施方式，单片机18型号可选用AT89C51系列、S3C44BOX或ARM920T等。电机驱动器19型号可选用DN2422M、AS01-4W或SM200等。当增加自动追光系统7之后，电机5不用手动操作，PSD传感器17感受到太阳位置和照射角度，信号传输到单片机18进行处理，控制电机驱动器19操纵电机5转动，从而通过连杆16将可旋转百叶片9.2旋转到特定的角度，使太阳能量的吸热及发电功能得到最大程度的利用。
本实用新型的安装方案是：先把吸热发电薄膜15通过物理或化学的方式附着在固定百叶片9.1上，把固定百叶片9.1和可旋转百叶片9.2一组组安装在框架8里，可旋转百叶片9.2与旋转轴承11安装在一起。再把铜管加工成蛇形盘管作为集热管13，盘管的横管分别卡装在各固定百叶片9.1的C形槽口14内。集热管13安装完成后，然后把电机5与连杆16安装在框架里，连杆16与可旋转百叶片9.2的旋转轴承11组装在一起，电机5和吸热发电薄膜15与外部的蓄电池3用导线电连接。再把玻璃12安装在框架8前后两面。最后把集热管13两端管口连接到水管2上形成闭合回路。水管2在远端部位弯曲成盘管，把盘管浸没在水箱4的水中。

Claims (10)

1.一种多功能太阳能百叶窗系统，包括百叶窗、水管、蓄电池、水箱、电机、集热管和连杆；其特征在于：所述的系统包括百叶窗的结构，供电系统，供热系统和连动机构；
一、百叶窗的结构
所述百叶窗由矩形框架和安装在框架内相互隔开的一组组百叶片构成；每一组百叶片包括一条固定百叶片和一条可旋转百叶片；所有的可旋转百叶片之间均相互平行，可旋转百叶片两端安装有旋转轴承，使可旋转百叶片面朝固定百叶片作张合式的上下转动；固定百叶片的上表面附着有一层吸热发电薄膜，可旋转百叶片面朝固定百叶片的一面为反光面；
二、供电系统
所述的固定百叶片上吸热发电薄膜与外设的蓄电池之间电连接；蓄电池输出端与设置在百叶窗内的电机电连接，控制电机的转动；
三、供热系统
在百叶窗中安装有集热管，集热管为一根蛇形盘管，从上至下来回盘绕在百叶窗中；集热管的上下管口均与通向外部的水管连接，构成一个封闭的循环回路；水管在远端部位弯曲成盘管，该盘管浸没在水箱的水中换热；
四、连动机构
在百叶窗的框架内设有一套连杆，连杆包括数量与百叶片相同的横连杆及与所有横连杆转动连接的一根竖直连杆；每一所述的横连杆均与各可旋转百叶片的旋转轴承相契合连接，所述的竖直连杆与所述的电机的转轴连接。
2.根据权利要求1所述的多功能太阳能百叶窗系统，其特征在于：所述的固定百叶片两端固定连接在所述的框架两边的直立边框上，固定百叶片的外侧部位带有一C形槽口。
3.根据权利要求2所述的多功能太阳能百叶窗系统，其特征在于：集热管的横管分别卡入在各个固定百叶片上的C形槽口中。
4.根据权利要求1或3所述的多功能太阳能百叶窗系统，其特征在于：集热管由铜管制成。
5.根据权利要求1所述的多功能太阳能百叶窗系统，其特征在于：所述的可旋转百叶片的反光面的反光材料为镍铬合金镀膜或氮化铝。
6.根据权利要求1所述的多功能太阳能百叶窗系统，其特征在于：百叶窗的内外两面的框架上均安有玻璃。
7.根据权利要求1所述的多功能太阳能百叶窗系统，其特征在于：电机为步进电机。
8.根据权利要求1所述的多功能太阳能百叶窗系统，其特征在于：在水管上安有水泵，水泵由蓄电池供电工作。
9.根据权利要求1所述的多功能太阳能百叶窗系统，其特征在于：所述的蓄电池输出端通过一自动追光系统再与设置在百叶窗内的电机电连接；所述的自动追光系统由PSD传感器、单片机、电机驱动器依次连接；PSD传感器安在可旋转百叶片的反光面上，电机驱动器与电机电连接。
10.根据权利要求1所述的多功能太阳能百叶窗系统，其特征在于：单片机型号为AT89C51系列、S3C44BOX或ARM920T；电机驱动器型号为DN2422M、AS01-4W或SM200。
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