CN220648676U - 一种新型三效太阳能集热器式窗 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型三效太阳能集热器式窗，涉及太阳能集热技术领域，具体为一种新型三效太阳能集热器式窗，包括两个横窗框、两个纵窗框、蓄水箱、以及驱动部件，横窗框和纵窗框共同围成一个矩形结构；该申请用于解决当前技术下百叶窗无法同时实现太阳能热水供应、集热、遮阳的多效问题；可以通过调整翻转百叶角度，提高遮阳效果，减少室内空调冷负荷；太阳能集热管通过进水口与出水口与蓄水箱连接，保证太阳能热水供应。本装置具有太阳能利用效率高，可实现四季太阳能热水供应、采光与遮阳及集热效率可调、实用性强、结构简单、外形美观、模数化生产安装及维护成本较低、进一步促进太阳能利用装置与建筑一体化发展的优点。

Description

一种新型三效太阳能集热器式窗

技术领域

本实用新型涉及太阳能集热技术领域，具体为一种新型三效太阳能集热器式窗。

背景技术

太阳能资源丰富，是一种清洁、对环境无任何污染的可再生能源。对于太阳能的利用趋于多元化，太阳能热水，太阳能采暖是最为普遍的两种应用形式。传统太阳能热水在屋顶安装，对于高层建筑来说具有局限性。应用而生安装在阳台上的阳台式太阳能集热管解决了安装位置问题，其美观性和安全性大打折扣。实现太阳能建筑一体化的进程中，出现了一些新式的太阳能集热管与建筑围护结构结合的产品。如：专利CN201420487496中提到的太阳能双效集热管可以在夏季提供太阳能热水，冬季加热室内空气，但是不能满足采光需要。而在专利CN201721314309中所提到的百叶窗功能简单，即便百叶两侧销接吸光、反光涂层的装置，但有一定的气候适应性，并且无法满足太阳能热水的需求。在专利CN201510628234中提到的上悬窗式太阳能集热管满足了太阳能热水于与调节太阳光线的功能，但是无法实现冬季加热室内空气，并且上悬窗的传统尺寸存在限制，集热面积小而效果不明显。

所以为了解决上述现有技术中存在不能满足采光需要、不能满足太阳能能热水需求、不能实现室内空气升温的技术问题，特提出本申请予以解决。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型三效太阳能集热器式窗，解决了上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种新型三效太阳能集热器式窗，包括两个横窗框、两个纵窗框、蓄水箱、以及驱动部件，所述横窗框和所述纵窗框共同围成一个矩形结构，所述纵窗框上设置有排列的多个窗扇组件，所述窗扇组件用于遮阳、集热，每个所述窗扇组件均包括太阳能集热管、窗扇，所述太阳能集热管位于窗扇的中部且贯穿窗扇的两端，所述窗扇的两端分别与纵窗框转动连接；各个所述窗扇组件中的太阳能集热管通过连接管依次串联安装且内部管道连通，依次互相串联的所述太阳能集热管的末端出水口通过水管与蓄水箱连通，依次互相串联的所述太阳能集热管的首端进水口处连接有给水管；所述驱动部件与各个窗扇组件中的窗扇传动连接，所述驱动部件用于驱动窗扇旋转。

可选的，所述纵窗框包括并列安装在一起的内纵窗框和外纵窗框，所述窗扇的两端与内纵窗框转动连接，所述窗扇包括百叶板、两个转轴，两个所述转轴固定安装在百叶板的两端，所述转轴上开设有卡滞传动绳的凹槽，所述百叶板的一侧面设置有吸热涂层，所述百叶板的另一侧面设置有反光涂层。

可选的，所述驱动部件分别包括伺服电机、传动绳，所述伺服电机设置在横窗框的端部，所述伺服电机的输出轴端固定安装有主动轮，所述传动绳套设在主动轮及各个窗扇的转轴上，所述伺服电机通过传动绳与各个转轴传动连接。

可选的，所述太阳能集热管的两端依次贯穿内纵窗框、外纵窗框，所述太阳能集热管的端部外侧壁与外纵窗框固定连接，各个所述太阳能集热管的端头且位于外纵窗框的一侧壁处通过多个连接管依次连通。

可选的，出水口通过水管与蓄水箱连通，所述出水口处的水管上安装有电磁阀。

可选的，两个所述纵窗框上且位于窗扇组件的两侧分别固定安装有第一玻璃板、第二玻璃板，两个所述纵窗框与第一玻璃板、第二玻璃板共同围成中部可流动空气的窗内空腔。

可选的，两个所述横窗框上均开设有气流槽，所述气流槽与窗内空腔连通。

可选的，还包括控制板，所述控制板分别与伺服电机、电磁阀电连接，所述控制板可以为单片机、可编辑逻辑控制器中的一种。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种新型三效太阳能集热器式窗，具备以下有益效果：

1、该一种新型三效太阳能集热器式窗，通过多个窗扇6、驱动部件的配合设置，使该一种新型三效太阳能集热器式窗具备了实现采光的效果，在窗框上设置多个排列的窗扇，利用伺服电机通过传动绳驱动各个窗扇调节角度，通过调节窗扇的角度，实现室内光照角度的调节，达到了满足室内采光需要的目的。

2、该一种新型三效太阳能集热器式窗，通过在窗框上设置多个排列的太阳能集热管，并将各个太阳能集热管通过连接管连通，对串联的太阳能集热管进行供水，太阳能集热管吸收太阳能后升温并对位于其内部的水进行加热，升温后的热水流入蓄水箱，实现利用太阳能加热热水的效果，达到了满足住户对太阳能热水的需求，同时，也降低了其他能源损耗。

3、该一种新型三效太阳能集热器式窗，通过在窗扇的百叶板上设置吸热涂层和反光涂层，使该一种新型三效太阳能集热器式窗具备了强化集热、遮阳的效果，在百叶板的一侧面设置吸热涂层，提高百叶板的吸热效率，百叶板升温后对位于其内侧的太阳能集热管进行热传递，加快太阳能集热管升温；通过在百叶板的另一侧面设置反光涂层，阳光无法穿透百叶板，提高百叶板的遮光效果，达到了强化遮阳、吸热效率的目的。

4、该一种新型三效太阳能集热器式窗，通过纵窗框与两个玻璃板的配合设置构成窗内空腔，也即玻璃夹层处于空腔状态，室内空气通过横窗框(指下部的横窗框)的气流槽进入到玻璃夹层中，室内空气在玻璃夹层中受百叶板吸热涂层、反光涂层的配合作用下升温，太阳能集热管上的热量也会传导到窗内空腔的空气中，空气被加热升温后，通过横窗框(指上部的横窗框)的气流槽回流入室内，从而达到了室内空气升温的目的。

附图说明

图1为本实用新型一种新型三效太阳能集热器式窗的立体结构示意图；

图2为本实用新型一种新型三效太阳能集热器式窗的立体(不包含第一玻璃)结构示意图；

图3为本实用新型一种新型三效太阳能集热器式窗的正视结构示意图；

图4为图3中F-F处剖视结构示意图；

图5为图3中E-E处剖视结构示意图；

图6为本实用新型一种新型三效太阳能集热器式窗的立体(背部方向，不包含第二玻璃)结构示意图；

图7为本实用新型一种新型三效太阳能集热器式窗的立体结构示意图；

图8为本实用新型一种新型三效太阳能集热器式窗伺服电机的立体结构示意图；

图9为本实用新型一种新型三效太阳能集热器式窗窗扇的立体结构示意图。

图中：1、横窗框；2、进水口；3、内纵窗框；4、外纵窗框；5、连接管；6、窗扇；601、转轴；602、百叶板；7、太阳能集热管；8、出水口；9、第一玻璃板；10、伺服电机；11、第二玻璃板；12、传动绳；13、气流槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1至图8，本实用新型提供技术方案：一种新型三效太阳能集热器式窗，包括两个横窗框1、两个纵窗框、蓄水箱、以及驱动部件，横窗框1和纵窗框共同围成一个矩形结构。纵窗框上设置有排列的多个窗扇组件，窗扇组件用于遮阳、集热，每个窗扇组件均包括太阳能集热管7、窗扇6，太阳能集热管7位于窗扇6的中部且贯穿窗扇6的两端，窗扇6的两端分别与纵窗框转动连接。各个窗扇组件中的太阳能集热管7通过连接管5依次串联安装且内部管道连通，依次互相串联的太阳能集热管7的末端出水口8通过水管与蓄水箱连通，依次互相串联的太阳能集热管7的首端进水口2处连接有给水管。驱动部件与各个窗扇组件中的窗扇6传动连接，驱动部件用于驱动窗扇6旋转。

其中，本申请所示新型三效太阳能集热器式窗安装在建筑南墙上。各个串联的太阳能集热管7用于通过太阳能对水实现升温。蓄水箱用于盛放升温后的热水，以待住户使用。驱动部件用于驱动各个窗扇6，实现各个窗扇6的角度调整。

具体地，纵窗框包括并列安装在一起的内纵窗框3和外纵窗框4，窗扇6的两端与内纵窗框3转动连接，窗扇6包括百叶板602、两个转轴601，两个转轴601固定安装在百叶板602的两端，转轴601上开设有卡滞传动绳12的凹槽，百叶板602的一侧面设置有吸热涂层，百叶板602的另一侧面设置有反光涂层。

其中，在百叶板602的一侧面设置吸热涂层，提高百叶板602的吸热效率，百叶板602升温后对位于其内侧的太阳能集热管7进行热传递，加快太阳能集热管7升温；通过在百叶板602的另一侧面设置反光涂层，阳光无法穿透百叶板602，提高百叶板602的遮光效果，达到了强化遮阳、吸热效率的目的，夏季有效减少室内空调冷负荷。

进一步具体地，驱动部件分别包括伺服电机10、传动绳12，伺服电机10设置在横窗框1的端部，伺服电机10的输出轴端固定安装有主动轮，传动绳12套设在主动轮及各个窗扇6的转轴601上，伺服电机10通过传动绳12与各个转轴601传动连接。

其中，传动绳12类似于皮带，也可以是皮带。伺服电机10启动后通过传动绳12驱动窗扇6的转轴601，窗扇6整体转动(窗扇6的两端与内纵窗框3转动连接)，从而实现窗扇6的角度调整。

进一步具体地，太阳能集热管7的两端依次贯穿内纵窗框3、外纵窗框4，太阳能集热管7的端部外侧壁与外纵窗框4固定连接，各个太阳能集热管7的端头且位于外纵窗框4的一侧壁处通过多个连接管5依次连通。出水口8通过水管与蓄水箱连通，出水口8处的水管上安装有电磁阀。

其中，太阳能集热管7用于通过太阳能对其内部的水进行升温加热。各个串联的太阳能集热管7构成一个互相连通的水流管路，水由进水口2流入到串联的太阳能集热管7中并被加热，加热后的水通过出水口8及水管流入到蓄水箱中。同时，电磁阀用于打开或关闭水管。电磁阀关闭时，各个串联的太阳能集热管7中的水无法流入到蓄水箱中。本申请所示一种新型三效太阳能集热器式窗，太阳能利用效率高，可实现一年四季热水供应。说明：当窗扇6转动时，太阳能集热管7仍处于静止状态，太阳能集热管7的端部与外纵窗框固定连接；而窗扇6套在太阳能集热管7上，并且窗扇6的两端与内纵窗框3转动连接。窗扇6在转动时如法阻挡太阳光对太阳能集热管7的照射，所以不影响太阳能集热管7的集热功能。太阳能集热管7与百叶板602之间留有3-5mm缝隙，在空气集热条件下，热流可以均匀上升，可以有效解决窗框内部温度分布不均匀的情况，并且留出的缝隙增加了太阳能集热管的光照面积，提升太阳能热水管的集热效率。

具体地，两个纵窗框上且位于窗扇组件的两侧分别固定安装有第一玻璃板9、第二玻璃板11，两个纵窗框与第一玻璃板9、第二玻璃板11共同围成中部可流动空气的窗内空腔。两个横窗框1上均开设有气流槽13，气流槽13与窗内空腔连通。室内空气通过气流槽13与窗内空腔连通。

其中，通过纵窗框与两个玻璃板(第一玻璃板9和第二玻璃板11)的配合设置构成窗内空腔，也即两个玻璃夹层中处于空腔状态，而各个窗扇组件均位于该空腔内。室内空气通过横窗框1(指两个横窗框1中下部的横窗框)的气流槽13进入到玻璃夹层中，室内空气在玻璃夹层中受百叶板602上吸热涂层、反光涂层的配合作用下升温，太阳能集热管7上的热量也会传导到窗内空腔的空气中，空气被加热升温后，通过横窗框1(指上部的横窗框)的气流槽回流入室内，从而达到了室内空气升温的目的。

本申请所示一种新型三效太阳能集热器式窗还包括控制板，控制板分别与伺服电机10、电磁阀电连接(包括但不限于通讯连接)，控制板可以为单片机、可编辑逻辑控制器中的一种，控制板也可以为电脑端处理器。控制板内搭载有逻辑控制程序、时序控制程序(软件部分)，控制板用于控制伺服电机10、电磁阀的启停。控制板通过编码器与伺服电机10电连接，控制板可通过编码器控制伺服电机10实现一定角度(或圈数)的转动，当伺服电机10输出轴旋转一定角度A(或圈数A)后，传动绳12也带动转轴601旋转一定角度B(或圈数B)，从而实现窗扇6的角度可控制调节。

本申请所示一种新型三效太阳能集热器式窗的太阳能集热管7中还可设置温度传感器，用于检测太阳能集热管7中水温。温度传感器与控制板电连接。

本申请所示一种新型三效太阳能集热器式窗还包括其他零部件、电气元件，用以满足窗体各项功能的正常运行，用于完善、强化各类功能。

本申请所示一种新型三效太阳能集热器式窗进一步促进太阳能利用装置与建筑一体化发展，节省空间，迎合现代高层住宅的发展，最大限度的利用太阳能，减小能源的消耗。

使用时，将本申请所示一种新型三效太阳能集热器式窗安装在建筑南墙(指阳光可照射到的各类墙体)上。将太阳能集热管7的首端进水口2处连接给水管，水由进水口2流入到串联的太阳能集热管7中并被加热，加热后的水通过出水口8、水管流入到蓄水箱中，蓄水箱存储的热水以待用户使用。

通过控制板控制窗扇6实现角度调节，从而实现室内采光的调节。

本申请所示一种新型三效太阳能集热器式窗与正常窗户无异，在不影响采光的情况下，采暖季进行集热，夏季进行遮阳，并且太阳能热水四季均可使用，可调节百叶板602的角度，综合调整集热以及遮阳效果。第二玻璃板11可根据需要采用双层玻璃，保温隔热、透光、隔声性能良好。该装置(该申请)与窗户一体化安装安全简便，实用性强、外形美观。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型三效太阳能集热器式窗，其特征在于：包括两个横窗框(1)、两个纵窗框、蓄水箱、以及驱动部件，所述横窗框(1)和所述纵窗框共同围成一个矩形结构，所述纵窗框上设置有排列的多个窗扇组件，所述窗扇组件用于遮阳、集热，每个所述窗扇组件均包括太阳能集热管(7)、窗扇(6)，所述太阳能集热管(7)位于窗扇(6)的中部且贯穿窗扇(6)的两端，所述窗扇(6)的两端分别与纵窗框转动连接；各个所述窗扇组件中的太阳能集热管(7)通过连接管(5)依次串联安装且内部管道连通，依次互相串联的所述太阳能集热管(7)的末端出水口(8)通过水管与蓄水箱连通，依次互相串联的所述太阳能集热管(7)的首端进水口(2)处连接有给水管；所述驱动部件与各个窗扇组件中的窗扇(6)传动连接，所述驱动部件用于驱动窗扇(6)旋转。

2.根据权利要求1所述的一种新型三效太阳能集热器式窗，其特征在于：所述纵窗框包括并列安装在一起的内纵窗框(3)和外纵窗框(4)，所述窗扇(6)的两端与内纵窗框(3)转动连接，所述窗扇(6)包括百叶板(602)、两个转轴(601)，两个所述转轴(601)固定安装在百叶板(602)的两端，所述转轴(601)上开设有卡滞传动绳(12)的凹槽，所述百叶板(602)的一侧面设置有吸热涂层，所述百叶板(602)的另一侧面设置有反光涂层。

3.根据权利要求2所述的一种新型三效太阳能集热器式窗，其特征在于：所述驱动部件分别包括伺服电机(10)、传动绳(12)，所述伺服电机(10)设置在横窗框(1)的端部，所述伺服电机(10)的输出轴端固定安装有主动轮，所述传动绳(12)套设在主动轮及各个窗扇(6)的转轴(601)上，所述伺服电机(10)通过传动绳(12)与各个转轴(601)传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种新型三效太阳能集热器式窗，其特征在于：所述太阳能集热管(7)的两端依次贯穿内纵窗框(3)、外纵窗框(4)，所述太阳能集热管(7)的端部外侧壁与外纵窗框(4)固定连接，各个所述太阳能集热管(7)的端头且位于外纵窗框(4)的一侧壁处通过多个连接管(5)依次连通。

5.根据权利要求1所述的一种新型三效太阳能集热器式窗，其特征在于：出水口(8)通过水管与蓄水箱连通，所述出水口(8)处的水管上安装有电磁阀。

6.根据权利要求1所述的一种新型三效太阳能集热器式窗，其特征在于：两个所述纵窗框上且位于窗扇组件的两侧分别固定安装有第一玻璃板(9)、第二玻璃板(11)，两个所述纵窗框与第一玻璃板(9)、第二玻璃板(11)共同围成中部可流动空气的窗内空腔。

7.根据权利要求6所述的一种新型三效太阳能集热器式窗，其特征在于：两个所述横窗框(1)上均开设有气流槽(13)，所述气流槽(13)与窗内空腔连通。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种新型三效太阳能集热器式窗，其特征在于：还包括控制板，所述控制板分别与伺服电机(10)、电磁阀电连接，所述控制板可以为单片机、可编辑逻辑控制器中的一种。