可發電調光隔熱通風遮陽的裝置的制作方法

本發明涉及建筑節能領域，特別是涉及建筑遮陽和光伏發電領域的一種可發電調光隔熱通風遮陽的裝置。

背景技術：

隨著建筑技術與光伏技術的不斷結合，綠色建筑得到了長足的發展，特別是光伏產品與建筑外墻、外窗和幕墻的結合，也具有很大的應用空間。但是現有產品中在遮陽、發電、采光、通風等方面的結合存在著不足，使得光伏產品在建筑外墻與窗體上的應用產生了短板。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種可發電調光隔熱通風遮陽的裝置，應用于建筑外窗或幕墻上，可以調節建筑的采光、通風等微環境，而且還兼有發電的功能，在充分利用窗體發電的同時還可以對室內微氣候進行調節。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種可發電調光隔熱通風遮陽的裝置，該裝置與設在外部通過微處理器實現自動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、偶數組光伏電池傾角調節電機、奇數組光伏電池傾角調節電機、光照度探頭、輻射照度探頭、通風框。

所述在裝置外框頂部和兩側面分別插接頂保護蓋、側保護蓋，頂部內側邊緣設有傾角為60度的傾斜面，裝置外框兩側邊框開有凹槽，凹槽內部均勻排布有多個圓孔，每個圓孔內鑲嵌有軸承，裝置外框背部釘接有通風框，通風框兩側各開有一列平行四邊形通風孔。

所述總線包括電機控制線、光伏電池電源線和光伏電池電源總線，總線穿過外框兩側邊框的凹槽側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，光伏電池連接件設有兩個插槽和光伏電池連接軸，光伏電池連接件通過兩個插槽分別插接并膠粘在反光涂層板和光伏電池的兩側，所述光伏電池未插接的另兩側為圓角結構，多組光伏電池組件分為奇數組光伏電池組件和偶數組光伏電池組件，光伏電池連接件軸為中空結構，偶數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邊框凹槽內部，光伏電池連接件軸左端中空結構用于光伏電池電源線從中穿過；奇數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邊框凹槽內部，光伏電池連接件軸右端中空結構用于光伏電池電源線從中穿過；其中一側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部側面布線。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，齒條同時位于外框凹槽內部，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各固定有偶數組光伏電池傾角調節電機、奇數組光伏電池傾角調節電機，其中通過步進電機齒輪套接在偶數組光伏電池傾角調節電機、奇數組光伏電池傾角調節電機的輸出軸上套接步進電機齒輪，其中步進電機齒輪與一組光伏電池齒輪位于一條直線上，步進電機齒輪與齒條的嚙合，分別調節偶數組與奇數組光伏電池傾角角度；外框凹槽內部結構除光伏電池齒輪外，外框另一側凹槽內部的總線、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稱；偶數組光伏電池傾角調節電機帶動步進電機齒輪正轉或者反轉，從而一側齒條向上或者向下運動，一側齒條則帶動偶數組光伏電池組件的光伏電池齒輪同步正轉或者反轉，從而同步改變偶數組光伏電池組件的傾角；奇數組光伏電池傾角調節電機帶動步進電機齒輪正轉或者反轉，從而另一側齒條向上或者向下運動，另一側齒條則帶動奇數組光伏電池組件的光伏電池齒輪同步正轉或者反轉，從而同步改變偶數組光伏電池組件的傾角。

本發明的效果是該裝置結構簡單、安裝方便，可以很方便的對建筑外微氣候進行優化，進而調節室內光環境和熱環境，尤其適用于高檔住宅、辦公樓和既有建筑改造。本結構集采光調節、通風調節、發電于一身，既能根據室外氣象條件自動調節采光、得熱、通風，又能充分利用太陽能發電。靈活多用，有多重模式可供選擇使用，對建筑節能有著很積極的意義。

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

(1)隔熱，有效減少太陽輻射得熱，節省夏季空調能耗10％～15％。

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

(3)自然通風，通過光伏電池組件形成的百葉進行通風，在過渡季節可以節省空調系統的新風輸配能耗，可節約過渡季節空調能耗30％～50％。

附圖說明

圖1為本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置結構圖；

圖2為本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置光伏電池組件結構圖1；

圖3為本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置光伏電池組件結構圖2；

圖4為本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置側面細節圖；

圖5為本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置頂部細節圖；

圖6為本發明的控制框圖；

圖7a為本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置實施方式1；

圖7b為本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置實施方式2；

圖7c為本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置實施方式3；

圖7d為本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置實施方式4；

圖7e為本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置實施方式5。

圖中：

1.裝置外框2.側保護蓋3.總線4.通風孔5.頂保護蓋

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.步進電機齒輪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.偶數組光伏電池傾角調節電機21.奇數組光伏電池傾角調節電機

22.電機控制線23.光照度探頭24.輻射照度探頭25.通風框

26.微控制器

具體實施方式

本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置為充分利用窗體發電的同時還可以對室內微氣候進行調節，特采用以下實施方式，本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置可以直接安裝于建筑開窗框架之上，根據探頭測量的輻射量與光照度選擇不同模式。

如圖1所示，本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置外框1固定于窗框外墻，所述窗框的窗戶為推拉窗或者是內開窗，該裝置外框1背部釘接有通風框25，通風框25兩側各開有一列平行四邊形通風孔4，該裝置外框1頂部內側邊緣為傾角為60度的傾斜面用于盡量多的采集太陽光。

如圖2所示，本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置的光伏電池連接件7設有兩個插槽，分別插接并膠粘有反光涂層板9和光伏電池的兩側，所述光伏電池19未插接的另兩側為圓角結構，所述光伏電池19用于發電，反光涂層板9用于向室內反射太陽光，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節圖以及本發明的側面布線圖。所述總線3包括電機控制線22、光伏電池電源線16和光伏電池電源總線10，總線3穿過外框兩側邊框的凹槽側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，所述多個光伏電池組件8的奇數組光伏電池組件和偶數組光伏電池組件位于裝置頂部，多個光伏電池組件8的奇數組光伏電池組件和偶數組光伏電池組件分別由奇數組光伏電池傾角調節電機21、偶數組光伏電池傾角調節電機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的一側連接件上鑲嵌有光照度探頭23，探測室外太陽照度，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的一側連接件上鑲嵌有輻射照度探頭24，探測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的中空結構穿出，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軸的中空結構穿出，與總線3相連從而連接至微控制器26，通過微控制器26控制奇數組光伏電池傾角調節電機21、偶數組光伏電池傾角調節電機20從而控制奇數組和偶數組光伏電池組件角度組合，來完成發電、采光、遮陽、通風模式的切換。

如圖6所示，本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置的電能通過導線傳輸到通過微處理器實現自動控制的逆變裝置中，將電能傳輸至蓄電池中，電能供本裝置微控制器26、電機、探頭以及其他家用電器使用。本發明的可發電調光隔熱通風遮陽的裝置根據光照度探頭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控制奇數組光伏電池傾角調節電機21、偶數組光伏電池傾角調節電機20從而控制奇數組和偶數組光伏電池組件角度組合，來完成發電、采光、遮陽、通風模式的切換。

圖7a～圖7e為本發明的可發電調光隔熱通風遮陽裝置實施方式。

模式1：如圖7a奇數組光伏電池組件的反光涂層板9朝下，偶數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。此模式功能為奇數組光伏電池組件用于發電、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。此模式為全發電兼有隔熱通風采光的模式。適用于太陽輻射較強的天氣條件，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隔熱以兼有發電的功能。適用于大風天、雨天或者太陽輻射較強天氣條件。

模式4：如圖7d所有光伏電池組件平行于水平面，奇數組光伏電池組件的反光涂層板19朝下，偶數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。此模式為通風兼有發電補光的功能。適用于太陽輻射以及光照度適中，需要室內通風的條件下。

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，光照度不強的天氣條件。

以上為其中幾種典型實施方式，根據奇數組和偶數組光伏電池組件不同的旋轉角度，能實現更多的模式，此處不再逐個列舉。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變換，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。