一种集成太阳能设备的建筑屋顶系统

文档序号:1886660 发布日期:2021-11-26 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 一种集成太阳能设备的建筑屋顶系统 (Building roof system integrated with solar equipment ) 是由 李永广 于 2021-07-23 设计创作,主要内容包括:本发明涉及装配式建筑领域,具体公开了一种集成太阳能设备的建筑屋顶系统,屋顶上设置有太阳能单元和储热单元,所述太阳能单元包括光伏板,所述储热单元包括集热板、集热腔室和用热装置,所述集热板固定设置在光伏板的上方,所述集热板的侧壁上设置有第一气孔,第一气孔上柔性连通设置有第一集热管,所述集热腔室设置在屋顶内,所述集热腔室的顶部连通设置有第二集热管,第二集热管与第一集热管柔性连通,第二集热管的底部设置有第一换热管,集热腔室内储存有储热介质;所述屋顶中设置有通风腔室和用热装置,用热装置包括风机和第二换热管,所述第二换热管的两端均与通风腔室连通。本发明的目的在于解决能够大范围收集太阳能的技术问题。(The invention relates to the field of assembled buildings, and particularly discloses a building roof system integrating solar equipment, wherein a solar unit and a heat storage unit are arranged on a roof, the solar unit comprises a photovoltaic panel, the heat storage unit comprises a heat collection panel, a heat collection chamber and a heat utilization device, the heat collection panel is fixedly arranged above the photovoltaic panel, a first air hole is formed in the side wall of the heat collection panel, a first heat collection tube is flexibly and communicated with the first air hole, the heat collection chamber is arranged in the roof, a second heat collection tube is communicated with the top of the heat collection chamber, the second heat collection tube is communicated with the first flexible heat collection tube, a first heat exchange tube is arranged at the bottom of the second heat collection tube, and a heat storage medium is stored in the heat collection chamber; the roof is provided with a ventilation chamber and a heat utilization device, the heat utilization device comprises a fan and a second heat exchange tube, and two ends of the second heat exchange tube are communicated with the ventilation chamber. The invention aims to solve the technical problem of large-scale solar energy collection.)

一种集成太阳能设备的建筑屋顶系统

技术领域

本发明涉及节能绿色建筑领域,具体公开了一种集成太阳能设备的建筑屋顶系统。

背景技术

现目前的节能绿色建筑一般都是在原有的建筑上安装新的节能设备,例如太阳能设备等等,太阳能设备能够有效地将太阳能转化为电能储存,并为建筑内部提供电能,降低电力能源消耗。同时,现有的建筑还会在墙体上增加隔热层、保温层等结构以增加整个建筑的隔热保温效果。这类在原建筑上进行改造的绿色建筑成本较高、建筑主体结构定型、改造难度大、且节能效果也相对较差。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种集成太阳能设备的建筑屋顶系统,以解决能够大范围收集太阳能的技术问题。

为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种集成太阳能设备的建筑屋顶系统,包括屋顶,所述屋顶上设置有太阳能单元和储热单元,所述太阳能单元包括若干光伏板,若干所述光伏板之间依次转动连接,所述储热单元包括若干集热板、集热腔室和用热装置,所述集热板为中空玻璃板,所述集热板固定设置在光伏板的上方,所述集热板的侧壁上设置有第一气孔,第一气孔上柔性连通设置有第一集热管,所述集热腔室设置在屋顶内,所述集热腔室的顶部连通设置有第二集热管,第二集热管与第一集热管柔性连通,第二集热管的底部设置有第一换热管,所述集热腔室内壁上设置有隔热层,集热腔室内储存有储热介质,所述第一换热管位于储热介质内;所述屋顶中还设置有通风腔室,所述用热装置设置在通风腔室内,所述用热装置包括风机和第二换热管,所述第二换热管的两端均与通风腔室连通,所述第二换热管位于储热介质内;所述第一集热管上设置有第一温控阀。本方案中设置有储热单元,储热单元包括集热板,集热板位于光伏板上方,所以两者之间留有一定的间隙,当阳光照射在集热板上时,集热板能够吸收阳光热量,避免光伏板升温过快、过高,导致光电转换效率降低。现有技术中也包括有相关的吸收热量的装置,一般都贴合设在光伏板上,导致吸热效率低。集热板的温度升高后能够加热集热板内部空气温度,热空气又能够将热量通过第一集热管和第二集热管传递到第一换热管内,热空气通过第一换热管将热量传递到储热介质中,由储热介质进行热量储存。第一集热管上还设置有第一温控阀,第一温控阀能够在低温时关闭,避免冷空气进入第一换热管从而导致储热介质释放热量。本方案中还设置有用热装置,用热装置中设置有第二换热管,第二换热管能够将储热介质中的热量吸收并形成热空气,热空气再通过通风腔室输送到建筑室内。

可选的,所述屋顶上还设置有驱动单元,所述驱动单元包括设置在光伏板底部的驱动车以及设置在屋顶的驱动槽,所述驱动槽的内侧壁两侧设置有齿条,所述驱动车的底部设置有支架,支架底部转动设置有两个驱动齿轮,驱动齿轮与齿条啮合,所述驱动车的上端设置有连接杆,连接杆与光伏板底部转动连接。本方案中,驱动单元能够控制光伏板、集热板展开或收拢,需要进行光电、光热能量收集时,展开光伏板和集热板即可。平时状态下,光伏板和集热板收拢不会占用屋顶空间,同时又能够保护光伏板和集热板,减少两者受到的空气、雨水侵蚀。

可选的,两侧的所述驱动车中设置有电机,所述电机的输出端与驱动齿轮连接。

可选的,所述驱动槽的内底壁呈V字形,驱动槽的两侧延伸到屋顶外。雨水进入到驱动槽后能够直接流入驱动槽底部,进而从两侧流出,而不会进入到驱动槽的齿条附近,避免大量杂物堆积在齿条附近导致齿条和齿轮无法正常啮合。

可选的,所述第二换热管的两端设置有电磁阀。第二热换管的两端设置电磁阀能够有效地控制储热单元的热量输出,无需使用储热单元热量时,关闭电磁阀即可。

可选的,所述储热介质为熔盐。熔盐是储热能力较好的储热介质。

可选的,所述集热腔室位于通风腔室的下方。集热腔室更加靠近建筑内部,且第二换热管换热时,第二换热管的热空气在无风机情况下也能够自行向上流动,进入到通风空腔内。

可选的,所述光伏板的四个角上设置有连接柱,所述连接柱的顶部滑动套接设置有滑动柱,滑动柱的底部设置有弹簧,弹簧的底部与连接柱连接,所述滑动柱与集热板连接。本方案中,集热板在受到外力时能够靠近光伏板,一方面能够保护光伏板,减少其受到的损伤,另一方面能够与光伏板贴合,减少空间占用。

可选的,所述集热板包括顶板部和底板部,所述底板部的上端四周设置有柔性的橡胶条,所述顶板部与橡胶条连接。本方案中的集热板能够进一步被挤压,集热板中的空腔在顶板部和底板部的贴合情况下消失,所以无法传递热量,也就无法从储热介质中吸收热量,提高储热效果。

本方案的工作原理及有益效果在于:

本方案中将光电、光热系统集成在屋顶系统中,能够将光能转换为电能和热能储存。同时,光热系统又能够减少光电系统中的能量转换损失,驱动系统在将光伏板和集热板收拢时又能够起到保护光伏板、隔绝集热板与储热介质之间换热的作用,保证储热效果。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

图1为实施例的结构示意图;

图2为光伏板和集热板的结构示意图;

图3为集热板的结构示意图;

图4为驱动槽和驱动车的结构示意图;

图5为连接杆的结构示意图;

图6为集热腔室长度方向的纵剖示意图;

图7为集热腔室和通风腔室宽度方向的纵剖示意图。

附图中标记如下:屋顶1、光伏板2、驱动车3、合页4、连接柱5、集热板6、第一集热管7、底板部8、橡胶条9、上板部10、滑动柱11、软管12、驱动槽13、齿条14、支架15、驱动齿轮16、连接杆17、转动座18、转动槽19、第二集热管20、波纹管21、第一换热管22、集热腔室23、通风腔室24、风机25、第二换热管26。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明:

实施例

一种集成太阳能设备的建筑屋顶1系统,如图1、图2所示,包括屋顶1,屋顶1上设置有太阳能单元、储热单元、驱动单元和通风腔室24。

太阳能单元包括若干光伏板2,若干光伏板2之间依次转动连接,转动连接的方式为:相邻两块光伏板2之间设置有合页4,合页4的两端分别与两个光伏板2固定连接。太阳能单元的电池等结构属于十分成熟的现有技术,故不再赘述。

结合图3,储热单元包括若干集热板6、集热腔室23和用热装置。集热板6为中空玻璃板,集热板6设置在光伏板2的上方,设置方式为:光伏板2的四个角上固定设置有连接柱5,连接柱5的顶部滑动套接设置有滑动柱11,滑动柱11的底部固定设置有弹簧,弹簧的底部与连接柱5顶部固定连接,滑动柱11与集热板6连接。集热板6包括顶板部和底板部8,底板部8的上端四周水平固定设置有柔性的橡胶条9,顶板部的四周与橡胶条9的内壁固定连接。连接柱5与底板部8连接。

结合图4-图7,集热板6的侧壁即底板部8的两侧上设置有第一气孔,第一气孔上柔性连通设置有第一集热管7,柔性连通设置的方式为:第一气孔上连通设置有软管12,软管12与第一集热管7的上端连通。集热腔室23设置在屋顶1内部,集热腔室23的顶部连通设置有第二集热管20,第二集热管20与第一集热管7柔性连通,柔性连通的方式为:两者采用能够伸长和水平变形的波纹管21连接。第二集热管20的底部设置有第一换热管22,与同一集热板6连通的两根第一换热管22在集热腔室23内连通。集热腔室23内壁上设置有隔热层,隔热层可以采用隔热涂料或者隔热陶瓷板。集热腔室23内储存有储热介质,储热介质为熔盐,第一换热管22位于储热介质内。屋顶1中还设置有通风腔室24,通风腔室24位于集热腔室23的上方,用热装置设置在通风腔室24内,用热装置包括风机25和第二换热管26,第二换热管26的两端均与通风腔室24连通,第二换热管26伸入到集热腔室23内并位于储热介质内。第一集热管7上设置有第一温控阀,第二换热管26的两端均设置有电磁阀。

屋顶1上还设置有驱动单元,驱动单元包括设置在光伏板2底部的驱动车3以及设置在屋顶1的驱动槽13,驱动槽13的内底壁呈V字形,驱动槽13的两侧延伸到屋顶1外。驱动槽13的内侧壁两侧设置有齿条14,驱动车3的底部设置有支架15,支架15底部转动设置有两个驱动齿轮16,驱动齿轮16与齿条14啮合,驱动车3的上端设置有连接杆17,连接杆17呈板状且宽度小于合页4的宽度,连接杆17与光伏板2底部转动连接,转动连接的方式为,连接杆17的上端设置有转动槽19体,转动槽19体内转动设置有转动座18,转动座18与光伏板2的底部固定连接。位于两侧的驱动车3中固定设置有电机,两侧的驱动车3中,驱动齿轮16与支架15固定连接,电机的输出端与支架15固定连接。

具体实施时:

未使用到屋顶1系统时,所有驱动车3均位于屋顶1中部聚拢,相邻集热板6挤压在一起,集热板6上的顶板部贴近底板部8,集热板6贴近光伏板2,此时集热板6内部空隙少无法进行热量传递、集热板6还能够保护光伏板2。

当天气好、阳光充足时,启动驱动车3,两侧的驱动车3带动其余驱动车3向两侧移动展开,驱动车3带动光伏板2完全展开,光伏板2展开时,相邻的集热板6不再挤压,所以集热板6上的顶板部和底板部8分开,集热板6中的空间露出。阳光穿过集热板6后照射在光伏板2上,光伏板2能够将光能转换为热能,同时集热板6能够吸收阳光的热量,集热板6内气体升温并通过第一集热管7、第二集热管20和第一换热管22将热量传递到储热介质中,储热介质吸收并储存热量。由于第一集热管7上设置有第一温控阀,第一温控阀感受到第一集热管7上部的温度过低时,第一温控阀关闭,避免热量流失。通风腔室24中设置有第二换热管26,第二换热管26能够将热量导出到通风腔室24内,为建筑内部提供热源,必要时还能够启动风机25快速输送热空气。第二换热管26上设置有电磁阀,需要为建筑内部提供热量时才打开电磁阀。

以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

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