專利名稱：一種利用光伏發(fā)電的窄通道雙層通風(fēng)外墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽能發(fā)電建筑一體化(簡稱BIPV)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用強(qiáng)制通風(fēng)降低太陽能光伏組件背板溫度的雙層通風(fēng)式外墻。
技術(shù)背景:太陽能資源豐富，太陽能利用是緩解能源緊張的一種有效途徑，其中太陽能發(fā)電建筑一體化(簡稱BIPV)是當(dāng)前太陽能利用的主流趨勢。太陽能電池板和建筑有效結(jié)合成一體，不需要額外的空間，產(chǎn)生的能源就地利用，減少了輸送能耗。BIPV的結(jié)合方式有多種，光電屋面、光電外墻、光電幕墻、光電遮陽構(gòu)件等。然而，太陽能電池板發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱效應(yīng)，不僅降了自身的發(fā)電效率，并且使建筑物本身受到強(qiáng)烈的熱輻射，不得不采用空調(diào)降溫，增加了建筑的運(yùn)行能耗。已有相關(guān)研究降低BIPV太陽能熱效應(yīng)的方法，多數(shù)為太陽能電池板自身結(jié)構(gòu)增加冷卻部件，或者太陽能發(fā)電系統(tǒng)回收熱量，控制太陽能電池板的溫度。這些研究沒有針對太陽能電池與建筑相結(jié)合的特點(diǎn)，沒有充分利用建筑物作為載體輔助降溫。一些幕墻廠家針對光電幕墻做了特殊通風(fēng)降溫設(shè)計，并申報獲取了相應(yīng)專利。這些專利的原理大致相同，將密閉的光電幕墻改成開敞式幕墻。光電幕墻通常情況下設(shè)計成雙層結(jié)構(gòu)，外層為太陽能電池板組合而成的光電幕墻，內(nèi)層(靠近建筑物室內(nèi))為透光的玻璃或者其他材料，雙層中間預(yù)留了空腔，上下增加通風(fēng)口，利用“煙囪效應(yīng)”或者強(qiáng)制通風(fēng)，帶走外層光電幕墻的多余熱量，減少光電幕墻對內(nèi)層玻璃的熱輻射影響。倘若采用強(qiáng)制通風(fēng)，可利用部分光電幕墻發(fā)電量，給通風(fēng)扇提供電力供應(yīng)。上述專利充分利用了 BIPV的特點(diǎn)，改善電池板和建筑結(jié)合部件和結(jié)構(gòu)組成，值得借鑒。不足之處，為了產(chǎn)生“煙園效應(yīng)”，光電幕墻空腔的寬度和高度都必須有嚴(yán)格要求，才能順利的將熱量排走。而強(qiáng)制通風(fēng)方式，風(fēng)速的控制也有要求，這些專利均沒有涉及。這些專利僅實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)的功能，但無法保障通風(fēng)的效果。很多BIPV工程更傾向采用太陽能電池板與實(shí)體外墻相結(jié)合的方式，將太陽能電池板安裝在建筑的南立面或者東西立面窗間墻的位置。這種BIPV方式，避免了光電幕墻和室內(nèi)采光之間的矛盾，更容易被建筑師或業(yè)主接受。太陽能電池板在夏季日光強(qiáng)烈的情況下溫度上升至70°C 10(TC，對內(nèi)側(cè)為實(shí)體外墻也有顯著地?zé)彷椛湫Ч?。為了解決此問題，本實(shí)用新型提供一種利用光伏發(fā)電的窄通道雙層通風(fēng)外墻結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型設(shè)計了一種利用強(qiáng)制通風(fēng)方式冷卻太陽能電池板的雙層通風(fēng)外墻，技術(shù)方案是:建筑朝陽面(多為東立面、南立面和西立面)窗間墻位置安裝太陽能光伏電池板，形成雙層結(jié)構(gòu)，外層為單塊或者多塊拼接的太陽能電池板，內(nèi)層為建筑窗間墻。一種利用光伏發(fā)電的窄通道雙層通風(fēng)外墻，包括實(shí)體墻6與通過化學(xué)錨栓3連接固定在實(shí)體墻6外側(cè)的太陽能電池板1，所述的實(shí)體墻6與太陽能電池板I中間預(yù)留了空腔5 ;空腔5上方設(shè)置了出風(fēng)口，出風(fēng)口處安裝有出風(fēng)閥7，空腔5下方設(shè)置了進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處安裝有進(jìn)風(fēng)閥8。空腔內(nèi)5安裝了溫度傳感器4，溫度傳感器4的控制端連接到控制器9將監(jiān)測的溫度發(fā)送給控制器9?？刂破?的輸出端連接控制出風(fēng)閥7和進(jìn)風(fēng)閥8并控制出風(fēng)閥7和進(jìn)風(fēng)閥8的開啟和關(guān)閉?？涨?的出風(fēng)口內(nèi)處安裝了直流風(fēng)機(jī)10，控制器9的控制端連接直流風(fēng)機(jī)10控制直流風(fēng)機(jī)10的啟停。部分太陽能電池板I為控制器9和直流風(fēng)機(jī)10供電。太陽能電池板I為多晶硅、單晶硅、薄膜非晶硅或者多元化合物型電池芯片串聯(lián)組成的太陽能電池板。所述的空腔5的寬度為50mnTl00mm。化學(xué)錨栓3設(shè)置于混凝土承重構(gòu)件中且避開鋼筋位置，化學(xué)錨栓有效錨固深度不小于8d，d為化學(xué)錨栓的直徑。倘若非采暖季測量溫度超過30 V，控制器開啟進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的風(fēng)閥，開啟直流風(fēng)機(jī)，在風(fēng)壓的驅(qū)動力下，冷空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入空腔，熱空氣從出風(fēng)口排出。采暖季節(jié)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口風(fēng)閥全部關(guān)閉，停止運(yùn)行直流風(fēng)機(jī)，空腔內(nèi)形成一個溫室，增強(qiáng)建筑物本身的保溫性能本實(shí)用新型針對太陽能電池板與實(shí)體外墻相結(jié)合的BIPV方式，在太陽能電池板和實(shí)體外墻間預(yù)留空腔，通過直流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)帶走太陽能電池板發(fā)電過程中的產(chǎn)熱量，減少對建筑物外墻的熱輻射效應(yīng)。本實(shí)用新型的有益效果(I)降低了太陽能電池板工作溫度，提高了發(fā)電效率；(2)減少了建筑物外墻的輻射得熱量，減少了建筑空調(diào)運(yùn)行能耗；(3)通過風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，通過控制風(fēng)速保證冷卻效果；(4)采用直流風(fēng)機(jī)，由太陽能電池板供電，減少了外部電源的輸入，結(jié)構(gòu)簡單；(5)降低了建筑物外墻的表面溫度，避免對室內(nèi)的熱舒適效果的負(fù)面影響，改善室內(nèi)的生活質(zhì)量和提高了工作效率。

圖1為窄通道雙層通風(fēng)外墻正視圖；圖2為窄通道雙層通風(fēng)外墻剖面圖；圖3為窄通道雙層通風(fēng)外墻a-a側(cè)視圖；圖4為窄通道雙層通風(fēng)外墻b_b側(cè)視圖； 圖5為窄通道雙層通風(fēng)外墻的通風(fēng)示意圖。圖中:1、太陽能電池板，2、角鋼，3、化學(xué)錨栓，4、溫度傳感器，5、空腔，6、實(shí)體墻，7、出風(fēng)閥，8、進(jìn)風(fēng)閥，9、控制器，10、直流風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對于本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖1，太陽能電池板I拼接成方陣，安裝在建筑朝陽立面，通常為南立面、西立面或東立面。如圖2，實(shí)體墻6由混凝土結(jié)構(gòu)6-1外側(cè)黏貼了 A級防火保溫材料6_2組成的。[0026]如圖3，太陽能電池板I通過角鋼2固定在混凝土結(jié)構(gòu)6-1內(nèi)。如圖4，太陽能電池板I與外墻混凝土結(jié)構(gòu)6-1通過化學(xué)錨栓3連接固定，化學(xué)錨栓3設(shè)置于混凝土承重構(gòu)件中且避開鋼筋位置，化學(xué)錨栓有效錨固深度不小于8d (八倍直徑)。如圖4，外墻6和太陽能電池板I之間留有空腔5，空腔5的尺寸控制在5(Tl00mm，從而減少空氣流量的阻力，保證足夠的空氣流量?？涨?下方設(shè)計了進(jìn)風(fēng)口和風(fēng)閥8，空腔上方設(shè)計了出風(fēng)口風(fēng)閥7?？涨簧戏皆O(shè)計了直流風(fēng)機(jī)10，部分太陽能電池板I為直流風(fēng)機(jī)10供電?？涨粌?nèi)安裝溫度傳感器4，通過弱電RVVP線與控制器9相連。其中控制器9為示意位置?？刂破?根據(jù)溫度傳感器4監(jiān)測的溫度，控制進(jìn)風(fēng)口風(fēng)閥8和出風(fēng)口風(fēng)閥7的開啟或關(guān)閉?？刂破?控制直流風(fēng)機(jī)10的開啟或關(guān)閉。建筑內(nèi)不需要供暖的情況下，根據(jù)傳感器4監(jiān)測的溫度值，倘若溫度超過30°C，控制器9打開進(jìn)風(fēng)口風(fēng)閥8和出風(fēng)口風(fēng)閥7，開啟直流風(fēng)機(jī)10，在電機(jī)風(fēng)壓的驅(qū)動下冷空氣進(jìn)入空腔5，在空腔5內(nèi)形成良好的強(qiáng)制通風(fēng)狀態(tài)，帶走熱量后，從出風(fēng)口流出。由于空腔5寬度不低于50mm，通風(fēng)量的方向和流量均能夠得到保障。倘若室內(nèi)需要供暖，控制器9關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口風(fēng)閥8和出風(fēng)口風(fēng)閥7，直流風(fēng)機(jī)10停止運(yùn)行，空腔5內(nèi)形成溫室。在夏熱冬暖地區(qū)等常年不需要供暖的情況下，外墻6-2的材料為面磚、涂料或者其他裝飾材料。根據(jù)傳感器4監(jiān)測的溫度值，倘若溫度超過30°C，控制器9打開進(jìn)風(fēng)口風(fēng)閥8和出風(fēng)口風(fēng)閥7，開啟直流風(fēng)機(jī)10，在電機(jī)風(fēng)壓的驅(qū)動下冷空氣進(jìn)入空腔5，在空腔5內(nèi)形成良好的強(qiáng)制通風(fēng)狀態(tài)，帶走熱量后，從出風(fēng)口流出。由于空腔5寬度不低于50_，通風(fēng)量的方向和流量均能夠得到保障。
權(quán)利要求1.一種利用光伏發(fā)電的窄通道雙層通風(fēng)外墻，包括實(shí)體墻(6)與通過化學(xué)錨栓(3)連接固定在實(shí)體墻(6)外側(cè)的太陽能電池板(1)，其特征在于:所述的實(shí)體墻(6)與太陽能電池板(I)中間預(yù)留了空腔(5);空腔(5)上方設(shè)置了出風(fēng)口，出風(fēng)口處安裝有出風(fēng)閥(7)，空腔(5)下方設(shè)置了進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處安裝有進(jìn)風(fēng)閥(8);所述的空腔(5)的寬度為50mnTl00mmo
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用光伏發(fā)電的窄通道雙層通風(fēng)外墻，其特征在于:空腔內(nèi)(5)安裝了溫度傳感器(4)，溫度傳感器(4)的控制端連接到控制器(9)將監(jiān)測的溫度發(fā)送給控制器(9);控制器(9)的輸出端連接控制出風(fēng)閥(7)和進(jìn)風(fēng)閥(8)并控制出風(fēng)閥(7)和進(jìn)風(fēng)閥(8)的開啟和關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用光伏發(fā)電的窄通道雙層通風(fēng)外墻，其特征在于:空腔(5)的出風(fēng)口內(nèi)處安裝了直流風(fēng)機(jī)(10 )，控制器(9 )的控制端連接直流風(fēng)機(jī)(10 )控制直流風(fēng)機(jī)(10)的啟停。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用光伏發(fā)電的窄通道雙層通風(fēng)外墻，其特征在于:部分太陽能電池板(I)為控制器(9 )和直流風(fēng)機(jī)(10 )供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用光伏發(fā)電的窄通道雙層通風(fēng)外墻，其特征在于:太陽能電池板(I)為多晶硅、單晶硅、薄膜非晶硅或者多元化合物型電池芯片串聯(lián)組成的太陽能電池板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用光伏發(fā)電的窄通道雙層通風(fēng)外墻，其特征在于:化學(xué)錨栓(3)設(shè)置于混凝土承重構(gòu)件中且避開鋼筋位置，化學(xué)錨栓有效錨固深度不小于8d，d為化學(xué)錨栓的直徑。
專利摘要一種利用光伏發(fā)電的窄通道雙層通風(fēng)外墻，屬于太陽能發(fā)電建筑一體化技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括實(shí)體墻(6)與通過化學(xué)錨栓(3)連接固定在實(shí)體墻(6)外側(cè)的太陽能電池板(1)，所述的實(shí)體墻(6)與太陽能電池板(1)中間預(yù)留了空腔(5)；空腔(5)上方設(shè)置了出風(fēng)口，出風(fēng)口處安裝有出風(fēng)閥(7)，空腔(5)下方設(shè)置了進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處安裝有進(jìn)風(fēng)閥(8)。本實(shí)用新型針對太陽能電池板與實(shí)體外墻相結(jié)合的BIPV方式，在太陽能電池板和實(shí)體外墻間預(yù)留空腔，通過直流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)帶走太陽能電池板發(fā)電過程中的產(chǎn)熱量，減少對建筑物外墻的熱輻射效應(yīng)。
文檔編號E04B2/00GK203049828SQ20122073616
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者薛志峰, 張永寧 申請人:北京唯綠建筑節(jié)能科技有限公司