本發(fā)明涉及建筑節(jié)能領(lǐng)域，特別是涉及建筑遮陽和光伏發(fā)電領(lǐng)域的一種可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置。

背景技術(shù)：

隨著建筑技術(shù)與光伏技術(shù)的不斷結(jié)合，綠色建筑得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，特別是光伏產(chǎn)品與建筑外墻、外窗和幕墻的結(jié)合，也具有很大的應(yīng)用空間。但是現(xiàn)有產(chǎn)品中在遮陽、發(fā)電、采光、通風(fēng)等方面的結(jié)合存在著不足，使得光伏產(chǎn)品在建筑外墻與窗體上的應(yīng)用產(chǎn)生了短板。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置，應(yīng)用于建筑外窗或幕墻上，可以調(diào)節(jié)建筑的采光、通風(fēng)等微環(huán)境，而且還兼有發(fā)電的功能，在充分利用窗體發(fā)電的同時(shí)還可以對(duì)室內(nèi)微氣候進(jìn)行調(diào)節(jié)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置，該裝置與設(shè)在外部通過微處理器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的逆變裝置相連接，其中：該裝置包括固定于窗框外墻的裝置外框、總線、多組光伏電池組件、齒條、光伏電池齒輪、齒條壓輪、軸承、偶數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)、奇數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)、光照度探頭、輻射照度探頭、通風(fēng)框。

所述在裝置外框頂部和兩側(cè)面分別插接頂保護(hù)蓋、側(cè)保護(hù)蓋，頂部?jī)?nèi)側(cè)邊緣設(shè)有傾角為60度的傾斜面，裝置外框兩側(cè)邊框開有凹槽，凹槽內(nèi)部均勻排布有多個(gè)圓孔，每個(gè)圓孔內(nèi)鑲嵌有軸承，裝置外框背部釘接有通風(fēng)框，通風(fēng)框兩側(cè)各開有一列平行四邊形通風(fēng)孔。

所述總線包括電機(jī)控制線、光伏電池電源線和光伏電池電源總線，總線穿過外框兩側(cè)邊框的凹槽側(cè)面上部開有的穿線孔與外部逆變裝置相連接。

所述多組光伏電池組件包括有光伏電池連接件、光伏電池電源線、光伏電池和反光涂層板，光伏電池連接件設(shè)有兩個(gè)插槽和光伏電池連接軸，光伏電池連接件通過兩個(gè)插槽分別插接并膠粘在反光涂層板和光伏電池的兩側(cè)，所述光伏電池未插接的另兩側(cè)為圓角結(jié)構(gòu)，多組光伏電池組件分為奇數(shù)組光伏電池組件和偶數(shù)組光伏電池組件，光伏電池連接件軸為中空結(jié)構(gòu)，偶數(shù)組光伏電池連接件的光伏電池連接件軸兩端插接于軸承中，光伏電池連接件軸右端插接有光伏電池齒輪，光伏電池齒輪位于外框兩側(cè)邊框凹槽內(nèi)部，光伏電池連接件軸左端中空結(jié)構(gòu)用于光伏電池電源線從中穿過；奇數(shù)組光伏電池連接件的光伏電池連接件軸兩端插接于軸承中，光伏電池連接件軸左端插接有光伏電池齒輪，光伏電池齒輪位于外框兩側(cè)邊框凹槽內(nèi)部，光伏電池連接件軸右端中空結(jié)構(gòu)用于光伏電池電源線從中穿過；其中一側(cè)所有光伏電池電源總線接于光伏電池電源總線，光伏電池電源線沿著外框凹槽內(nèi)部側(cè)面布線。多組光伏電池組件的第一組光伏電池組件的反光涂層板的一側(cè)連接件上鑲嵌有光照度探頭，多組光伏電池組件的第一組光伏電池組件的光伏電池的一側(cè)連接件上鑲嵌有輻射照度探頭，齒條壓輪插接于外框凹槽側(cè)部，齒條壓輪與光伏電池齒輪處于同一水平面上，齒條位于齒條壓輪與光伏電池齒輪中間，齒條同時(shí)位于外框凹槽內(nèi)部，齒條與一組光伏電池齒輪嚙合；在裝置外框頂部表面邊緣外框凹槽兩側(cè)各固定有偶數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)、奇數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)，其中通過步進(jìn)電機(jī)齒輪套接在偶數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)、奇數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出軸上套接步進(jìn)電機(jī)齒輪，其中步進(jìn)電機(jī)齒輪與一組光伏電池齒輪位于一條直線上，步進(jìn)電機(jī)齒輪與齒條的嚙合，分別調(diào)節(jié)偶數(shù)組與奇數(shù)組光伏電池傾角角度；外框凹槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)除光伏電池齒輪外，外框另一側(cè)凹槽內(nèi)部的總線、光伏電池電源總線、穿線孔、齒條、齒條壓輪軸承、光伏電池連接件軸均與之對(duì)稱；偶數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)齒輪正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，從而一側(cè)齒條向上或者向下運(yùn)動(dòng)，一側(cè)齒條則帶動(dòng)偶數(shù)組光伏電池組件的光伏電池齒輪同步正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，從而同步改變偶數(shù)組光伏電池組件的傾角；奇數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)齒輪正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，從而另一側(cè)齒條向上或者向下運(yùn)動(dòng)，另一側(cè)齒條則帶動(dòng)奇數(shù)組光伏電池組件的光伏電池齒輪同步正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，從而同步改變偶數(shù)組光伏電池組件的傾角。

本發(fā)明的效果是該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，可以很方便的對(duì)建筑外微氣候進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而調(diào)節(jié)室內(nèi)光環(huán)境和熱環(huán)境，尤其適用于高檔住宅、辦公樓和既有建筑改造。本結(jié)構(gòu)集采光調(diào)節(jié)、通風(fēng)調(diào)節(jié)、發(fā)電于一身，既能根據(jù)室外氣象條件自動(dòng)調(diào)節(jié)采光、得熱、通風(fēng)，又能充分利用太陽能發(fā)電。靈活多用，有多重模式可供選擇使用，對(duì)建筑節(jié)能有著很積極的意義。

太陽輻射設(shè)置控制閾值(如300w/m²)，超過這個(gè)閾值啟用遮光模式，從而減少太陽輻射得熱。在建筑節(jié)能及可再生能源利用方面本發(fā)明有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)隔熱，有效減少太陽輻射得熱，節(jié)省夏季空調(diào)能耗10％～15％。

(2)調(diào)光，最大限度地利用自然光，在太陽輻射比較強(qiáng)烈時(shí)可以通過反射后形成較為均勻和柔和的頂棚散射光，節(jié)省照明能耗10％～20％。

(3)自然通風(fēng)，通過光伏電池組件形成的百葉進(jìn)行通風(fēng)，在過渡季節(jié)可以節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)輸配能耗，可節(jié)約過渡季節(jié)空調(diào)能耗30％～50％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置光伏電池組件結(jié)構(gòu)圖1；

圖3為本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置光伏電池組件結(jié)構(gòu)圖2；

圖4為本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置側(cè)面細(xì)節(jié)圖；

圖5為本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置頂部細(xì)節(jié)圖；

圖6為本發(fā)明的控制框圖；

圖7a為本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置實(shí)施方式1；

圖7b為本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置實(shí)施方式2；

圖7c為本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置實(shí)施方式3；

圖7d為本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置實(shí)施方式4；

圖7e為本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置實(shí)施方式5。

圖中：

1.裝置外框2.側(cè)保護(hù)蓋3.總線4.通風(fēng)孔5.頂保護(hù)蓋

6.傾斜面7.光伏電池連接件8.多組光伏電池組件9.反光涂層板

10.光伏電池電源總線11.步進(jìn)電機(jī)齒輪12.穿線孔13.齒條

14.光伏電池齒輪15.齒條壓輪16.光伏電池電源線

17.軸承18.光伏電池連接件軸19.光伏電池

20.偶數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)21.奇數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)

22.電機(jī)控制線23.光照度探頭24.輻射照度探頭25.通風(fēng)框

26.微控制器

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置為充分利用窗體發(fā)電的同時(shí)還可以對(duì)室內(nèi)微氣候進(jìn)行調(diào)節(jié)，特采用以下實(shí)施方式，本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置可以直接安裝于建筑開窗框架之上，根據(jù)探頭測(cè)量的輻射量與光照度選擇不同模式。

如圖1所示，本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置外框1固定于窗框外墻，所述窗框的窗戶為推拉窗或者是內(nèi)開窗，該裝置外框1背部釘接有通風(fēng)框25，通風(fēng)框25兩側(cè)各開有一列平行四邊形通風(fēng)孔4，該裝置外框1頂部?jī)?nèi)側(cè)邊緣為傾角為60度的傾斜面用于盡量多的采集太陽光。

如圖2所示，本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置的光伏電池連接件7設(shè)有兩個(gè)插槽，分別插接并膠粘有反光涂層板9和光伏電池的兩側(cè)，所述光伏電池19未插接的另兩側(cè)為圓角結(jié)構(gòu)，所述光伏電池19用于發(fā)電，反光涂層板9用于向室內(nèi)反射太陽光，反光涂層板9可見光反射率為70％～80％。

如圖3所示，圖中反映齒輪和軸承的安裝細(xì)節(jié)圖以及本發(fā)明的側(cè)面布線圖。所述總線3包括電機(jī)控制線22、光伏電池電源線16和光伏電池電源總線10，總線3穿過外框兩側(cè)邊框的凹槽側(cè)面上部開有的穿線孔12與外部逆變裝置相連接。

如圖4所示，所述多個(gè)光伏電池組件8的奇數(shù)組光伏電池組件和偶數(shù)組光伏電池組件位于裝置頂部，多個(gè)光伏電池組件8的奇數(shù)組光伏電池組件和偶數(shù)組光伏電池組件分別由奇數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)21、偶數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)20控制角度。多組光伏電池組件8的第一組光伏電池組件的反光涂層板9的一側(cè)連接件上鑲嵌有光照度探頭23，探測(cè)室外太陽照度，多組光伏電池組件8的第一組光伏電池組件的光伏電池19的一側(cè)連接件上鑲嵌有輻射照度探頭24，探測(cè)室外太陽輻射輻射度，其中光照度探頭23與輻射照度探頭24的控制線從光伏電池連接件軸18的中空結(jié)構(gòu)穿出，與總線3相連從而連接至微控制器26。

如圖5所示，多組光伏電池組件8的第一組光伏電池組件的反光涂層板9的一側(cè)連接件上鑲嵌有光照度探頭23，多組光伏電池組件8的第一組光伏電池組件的光伏電池19的一側(cè)連接件上鑲嵌有輻射照度探頭24，其中光照度探頭23與輻射照度探頭24的控制線從光伏電池連接件7軸的中空結(jié)構(gòu)穿出，與總線3相連從而連接至微控制器26，通過微控制器26控制奇數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)21、偶數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)20從而控制奇數(shù)組和偶數(shù)組光伏電池組件角度組合，來完成發(fā)電、采光、遮陽、通風(fēng)模式的切換。

如圖6所示，本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置的電能通過導(dǎo)線傳輸?shù)酵ㄟ^微處理器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的逆變裝置中，將電能傳輸至蓄電池中，電能供本裝置微控制器26、電機(jī)、探頭以及其他家用電器使用。本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽的裝置根據(jù)光照度探頭23與輻射照度探頭24探明的光照度與輻射量通過微控制器26控制奇數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)21、偶數(shù)組光伏電池傾角調(diào)節(jié)電機(jī)20從而控制奇數(shù)組和偶數(shù)組光伏電池組件角度組合，來完成發(fā)電、采光、遮陽、通風(fēng)模式的切換。

圖7a～圖7e為本發(fā)明的可發(fā)電調(diào)光隔熱通風(fēng)遮陽裝置實(shí)施方式。

模式1：如圖7a奇數(shù)組光伏電池組件的反光涂層板9朝下，偶數(shù)組光伏電池組件的反光涂層板9朝上，其中所有光伏電池組件為平行關(guān)系且所有光伏電池組件垂直于太陽光線的入射方向。此模式功能為奇數(shù)組光伏電池組件用于發(fā)電、反光涂層板9用于將太陽光反射后形成較為均勻柔和的頂棚散射光以及兼有通風(fēng)隔熱的功能。適用于太陽輻射適中、光照度適中的天氣條件，如多云天氣。

模式2：如圖7b所有光伏電池組件的光伏電池19朝上且所有與光伏電池組件垂直于太陽光線的入射方向。此模式為全發(fā)電兼有隔熱通風(fēng)采光的模式。適用于太陽輻射較強(qiáng)的天氣條件，如全晴天氣。

模式3：如圖7c所有光伏電池組件垂直于水平面，光伏電池19朝外，使得光伏電池組件完全覆蓋住裝置此模式為全遮光擋風(fēng)隔熱以兼有發(fā)電的功能。適用于大風(fēng)天、雨天或者太陽輻射較強(qiáng)天氣條件。

模式4：如圖7d所有光伏電池組件平行于水平面，奇數(shù)組光伏電池組件的反光涂層板19朝下，偶數(shù)組光伏電池組件的反光涂層板朝上，反光涂層板9用于將太陽光反射后形成較為均勻柔和的頂棚散射光。此模式為通風(fēng)兼有發(fā)電補(bǔ)光的功能。適用于太陽輻射以及光照度適中，需要室內(nèi)通風(fēng)的條件下。

模式5：如圖7e所有光伏電池組件平行于太陽光線，光伏電池19朝上，反光涂層板9朝下。此模式為全采光模式。適用于太陽輻射不強(qiáng)，光照度不強(qiáng)的天氣條件。

以上為其中幾種典型實(shí)施方式，根據(jù)奇數(shù)組和偶數(shù)組光伏電池組件不同的旋轉(zhuǎn)角度，能實(shí)現(xiàn)更多的模式，此處不再逐個(gè)列舉。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。