CN208009776U - 建筑节能屋面 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及建筑节能领域，具体涉及了一种建筑节能屋面，其包括若干铺设于屋面上的光伏板，屋面上开设有若干排水口，排水口通过排水管连接有集水箱，光伏板的背面铺设有若干根与光伏板抵接的冷却水管，光伏板上设置有若干喷头，若干冷却水管的一端通过进水管与集水箱连接，另一端通过出水管与喷头连接，输水管与集水箱之间连通有水泵，解决了现有屋面上光伏板散热较差而导致光伏发电系统的转化率较低的问题，通过冷却水与光伏板直接接触，利用水蒸发打走大量的热量的特性以及冷却水管与光伏板进行热交换两方面对光伏板进行冷却操作，使得光伏板得到更好的散热，从而提高光伏发电系统的转化率。

Description

建筑节能屋面
技术领域
本实用新型涉及建筑节能，特别涉及建筑节能屋面。
背景技术
建筑节能是贯彻可持续发展战略的重要组成部分，是世界建筑发展的大趋势，是改善人们居住环境提高居住舒适度的重要举措。
随着光伏组件(其为多个太阳能电池片组成的太阳能电池板，也称太阳能电池方阵或光伏方阵)制造工艺的不断提高，光伏组件的价格持续下降，目前光伏组件该类清洁可再生能源也更多地运用在建筑上。光伏组件的运用多是利用铺设于屋面的光伏组件与房屋建筑之间形成的光伏发电系统以满足建筑的采暖、供冷以及通风等运作的用电需求，节省能耗。
光伏方阵在标准条件(AM1.5太阳光谱的辐照强度1000W/m2，电池温度25℃)下光电转化率为8％～17％，还有超过80％的太阳能未被利用。光伏方阵在太阳光长时间的直射下，其自身温度的升高会导致光伏发电系统的光电转化率下降。
然而现有技术中屋面上光伏板的散热较差，而导致光伏发电系统的光电转化率较低，即对太阳能的利用率较低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种建筑节能屋面，加快了光伏板的散热速度，提高了光伏板对太阳能的利用率。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种建筑节能屋面，包括若干铺设于屋面上的光伏板，所述屋面上开设有若干排水口，所述排水口通过排水管连接有集水箱，所述光伏板的背面铺设有若干根与光伏板抵接的冷却水管，所述光伏板上设置有若干喷头，若干所述冷却水管的一端通过进水管与集水箱连接，另一端通过出水管与喷头连接，所述输水管与集水箱之间连通有水泵。
采用上述结构，启动水泵，水泵将集水箱中的冷却水经由进水管抽到冷却水管内，冷却水在冷却水管内流动，与光伏板背面抵接的冷却水管与光伏板的背面进行热交换，使得光伏板的背面快速散热；冷却水从冷却水管流出并经由出水管流至喷头处，再由喷头处喷出并喷洒在光伏板的上表面，与光伏板的上表面进行热交换，并且太阳光照射在光伏板上，使得光伏板上的水蒸发，进一步带走光伏板上表面的热量，使得光伏板的上表面快速散热；从光伏板上滑落的水从屋面的排水口经由排水管回流至集水箱中，冷却水再经由水泵对光伏板继续进行冷却；对光伏板的正反面均进行冷却操作，加快了光伏板的散热速度，提高了光伏板的光电转化率，分担了电网为建筑采暖、供冷以及通风等操作供电的压力，该建筑节能屋面具有节能环保的优点。
本实用新型进一步设置为所述排水口处竖直滑动设置有用于疏通排水口的插杆，所述光伏板上设置有若干水槽，所述水槽的出水口靠近排水口，所述水槽出水口处转动设置有转轴，所述转轴上绕其周向设置有若干翻板，所述转轴与插杆之间设置有联动插杆在排水口处竖向滑动的联动机构。
采用上述结构，喷洒在光伏板上表面加热后的冷却水汇聚至水槽中，并从水槽的出水口滑落，冷却水冲击转轴上的翻板，并带动转轴转动，再通过转轴和插杆之间的联动机构联动插杆在进水口处做往复的竖向移动，
本实用新型进一步设置为所述联动机构包括连接于转轴和插杆之间的连杆，所述连杆的一端铰接于转轴的端面除了该端面圆心以外的任一位置上，另一端铰接于插杆上。
采用上述结构，转轴转动的过程中，带动连杆移动，从而带动插杆在排水口处进行竖向的往复移动，插杆不断地在其伸入排水口内和伸出排水口外两个状态循环进行，减少排水口出现杂质堵塞的情况发生，使得冷却液能够得以循环利用，节省能耗。
本实用新型进一步设置为所述插杆伸入排水口内时其与排水口之间存在间隙。
采用上述结构，插杆与排水口之间存在间隙，当插杆在排水口处进行竖向的往复移动时，不会影响到屋面的正常排水，操作方便。
本实用新型进一步设置为部分所述喷头朝向光伏板的背面设置。
采用上述结构，当冷却水流经冷却水管并与光伏板的背面进行热交换后，冷却水管表面温度上升，喷头将冷却水喷洒在冷却水管的表面，滞留在冷却水管表面上的冷却水蒸发带走冷却水管的热量，使得冷却水管与光伏板进行热交换后，冷却水管表面的温度能够快速冷却下来；提高了冷却水管对光伏板的冷却效果。
本实用新型进一步设置为所述水槽呈波浪形设置。
采用上述结构，经由水槽从光伏板滑落的冷却水在水槽内流动的过程中进行散热，呈波浪形设置的水槽，增大了水槽的面积，加快了冷却水自身的散热。
本实用新型进一步设置为所述光伏板朝向排水口倾斜设置。
采用上述结构，便于光伏板上的冷却水从光伏板上滑落至排水口处。
本实用新型进一步设置为所述集水箱放置于地面的土壤层内。
采用上述结构，在排水管内流动且在流动过程中散热后的冷却水回流至集水箱中，利用土壤能够保持温度恒定的特性，回流至集水箱中的冷却水能够保持在其散热后的温度，有利于冷却水对光伏板的冷却。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：启动水泵，水泵将集水箱中的冷却水经由进水管抽到冷却水管内，冷却水在冷却水管内流动，与光伏板背面抵接的冷却水管与光伏板的背面进行热交换，使得光伏板的背面快速散热；冷却水从冷却水管流出并经由出水管流至喷头处，再由喷头处喷出并喷洒在光伏板的上表面，与光伏板的上表面进行热交换，并且太阳光照射在光伏板上，使得光伏板上的水蒸发，进一步带走光伏板上表面的热量，使得光伏板的上表面快速散热；从光伏板上滑落的水从屋面的排水口经由排水管回流至集水箱中，冷却水再经由水泵对光伏板继续进行冷却；对光伏板的正反面均进行散热操作，加快了光伏板的散热速度，提高了光伏板的光电转化率，分担了电网为建筑采暖、供冷以及通风等操作供电的压力，该建筑节能屋面具有节能环保的优点。
附图说明
图1是本实施例的整体结构图；
图2是本实施例中光伏板背面的结构示意图。
附图标记：1、屋面；2、光伏板；3、冷却水管；4、进水管；5、水泵；6、出水管；7、喷头；8、排水口；9、排水管；10、集水箱；11、插杆；12、水槽；13、转轴；14、翻板；15、连杆。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型的以下具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
一种建筑节能屋面，如图1和图2所示，包括若干铺设于屋面1上的光伏板2，屋面1上开设有若干排水口8，排水口8处通过排水管9连接有埋于地面下土壤层内的集水箱10，集水箱10内存放冷却水。光伏板2的背面固定连接有若干首尾连接的冷却水管3，冷却水管3与光伏板2的背面相抵接，冷却水管3的入水口处通过进水管4与集水箱10连接，冷却水管3的出水口处连接有出水管6，出水管6上设置有若干用于喷淋光伏板2的喷头7，且进水管4与集水箱10之间连接有水泵5，水泵5的一端与进水管4固定连接，另一端与集水箱10固定连接。
通过水泵5，将集水箱10内的冷却水抽取至冷却水管3中，冷却水管3内流动的冷却水与光伏板2的背面进行热交换，使得光伏板2得到散热，且从冷却水管3出水口流出的冷却水从喷头7处喷出，并对光伏板2进行喷淋操作，落在光伏板2上的冷却水在太阳光的照射下蒸发带走大量的热量，进一步对光伏板2进行散热的操作，从光伏板2上滑落的冷却水经由排水口8和排水管9回流至集水箱10内，再由水泵5抽取冷却水继续对屋面1上的光伏板2进行散热操作。对光伏板2的正反面均进行散热操作，加快了光伏板2的散热速度，提高了光伏板2的光电转化率，分担了电网为建筑采暖、供冷以及通风等操作供电的压力，节省能耗。
集水箱10埋于土壤层内，利用土壤能够保持温度恒定的特性，回流至集水箱10中的冷却水能够保持在其散热后的温度，有利于冷却水对光伏板2的冷却。
并且部分的喷头7对准光伏板2的上表面，另一部分的喷头7对准光伏板2的下表面；对准光伏板2下表面的喷头7喷出的冷却水喷淋在光伏板2的下表面和冷却水管3的外表面上，冷却水与光伏板2的下表面和冷却水管3外表面进行热交换，并且在高温的情况下，残留在光伏板2的下表面和冷却水管3外表面上的冷却水蒸发并带走大量的热量，使得光伏板2和冷却水管3快速散热，增加冷却水管3与光伏板2之间的温度差，进一步提高冷却水管3对光伏板2的冷却散热效果。
光伏板2上开设有若干呈波浪形设置的水槽12，水槽12的出水口靠近排水口8，且光伏板2朝向排水口8倾斜设置，水槽12与排水口8的数量一致。排水口8处竖向滑动连接有用于疏通排水口8的插杆11，屋面1上正对水槽12的出水口处转动连接有转轴13，转轴13沿其周向固定连接有若干翻板14，转轴13与插杆11之间设置有联动插杆11在排水口8处竖向滑动的联动机构。
呈波浪形设置的水槽12，增大了水槽12的面积，加快了冷却水在水槽12中流动过程中自身的散热。
该联动机构包括连接于转轴13端面与插杆11端部之间的连杆15，连杆15的一端铰接于转轴13端面除该端面圆心以外的任一位置上，另一端铰接于插杆11的端部。
插杆11的直径小于排水口8的直径，插杆11插入排水口8内时，其与排水口8之间存在间隙；当插杆11在排水口8处进行竖向的往复移动时，不会影响到屋面1的正常排水。
具体工作过程：启动水泵5，水泵5将集水箱10内的冷却水经由进水管4抽取至冷却水管3内，冷却水管3内的冷却水与光伏板2进行热交换，冷却水从冷却水管3的出水口进入到出水管6内，并从喷头7喷出，喷淋在光伏板2和冷却水管3的外表面，利用水蒸发带走热量的远离，使得光伏板2和进行热交换后的冷却水管3得到快速散热。
从光伏板2上滑落的冷却水从排水口8处流入到排水管9内，再回流至集水箱10中，水泵5继续抽取集水箱10内的冷却水对光伏板2进行散热。
该建筑节能屋面1利用光伏板2吸收太阳能的特性，通过光伏发电系统将太阳能转化为电能，为该建筑的采暖、供冷和通风的操作进行供电，利用太阳能，不仅减少了电网的压力，而且节省了能耗，有利于建筑的节能建设。

Claims (8)

1.一种建筑节能屋面，包括若干铺设于屋面(1)上的光伏板(2)，其特征是：所述屋面(1)上开设有若干排水口(8)，所述排水口(8)通过排水管(9)连接有集水箱(10)，所述光伏板(2)的背面铺设有若干根与光伏板(2)抵接的冷却水管(3)，所述光伏板(2)上设置有若干喷头(7)，若干所述冷却水管(3)的一端通过进水管(4)与集水箱(10)连接，另一端通过出水管(6)与喷头(7)连接，所述进水管（4）与集水箱(10)之间连通有水泵(5)。
2.根据权利要求1所述的一种建筑节能屋面，其特征是：所述排水口(8)处竖直滑动设置有用于疏通排水口(8)的插杆(11)，所述光伏板(2)上设置有若干水槽(12)，所述水槽(12)的出水口靠近排水口(8)，所述水槽(12)出水口处转动设置有转轴(13)，所述转轴(13)上绕其周向设置有若干翻板(14)，所述转轴(13)与插杆(11)之间设置有联动插杆(11)在排水口(8)处竖向滑动的联动机构。
3.根据权利要求2所述的一种建筑节能屋面，其特征是：所述联动机构包括连接于转轴(13)和插杆(11)之间的连杆(15)，所述连杆(15)的一端铰接于转轴(13)的端面除了该端面圆心以外的任一位置上，另一端铰接于插杆(11)上。
4.根据权利要求2所述的一种建筑节能屋面，其特征是：所述插杆(11)伸入排水口(8)内时其与排水口(8)之间存在间隙。
5.根据权利要求1所述的一种建筑节能屋面，其特征是：部分所述喷头(7)朝向光伏板(2)的背面设置。
6.根据权利要求2所述的一种建筑节能屋面，其特征是：所述水槽(12)呈波浪形设置。
7.根据权利要求1所述的一种建筑节能屋面，其特征是：所述光伏板(2)朝向排水口(8)倾斜设置。
8.根据权利要求1所述的一种建筑节能屋面，其特征是：所述集水箱(10)放置于地面的土壤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109945372A (zh) * 2019-04-12 2019-06-28 浙江工业大学 一种高效太阳能异戊烷空调系统
CN111962777A (zh) * 2020-08-10 2020-11-20 深圳大学 屋面结构

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