多參數(shù)控制智能熱通道光伏幕墻的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多參數(shù)控制智能熱通道光伏幕墻，其特征是在幕墻熱通道中設(shè)置有開(kāi)合式出風(fēng)口百葉（1）、開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉（7）、電動(dòng)遮陽(yáng)百葉（9）、溫度傳感器（3）、由多種傳感器組成的太陽(yáng)能輻射照度采集裝置（4）、強(qiáng)風(fēng)保護(hù)傳感器（5）、氣壓風(fēng)速采集裝置（6）和風(fēng)機(jī)（8），并分別與可編程智能控制系統(tǒng)（14）電連接。可編程智能控制系統(tǒng)（14）負(fù)責(zé)采集處理設(shè)在雙層幕墻內(nèi)、外側(cè)適當(dāng)部位設(shè)置多種傳感器或裝置傳來(lái)的實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，經(jīng)分析按預(yù)先設(shè)置的程序或?qū)嶋H需要實(shí)現(xiàn)各類(lèi)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的智能控制，達(dá)到最佳節(jié)能效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多參數(shù)控制智能熱通道光伏幕墻
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種多參數(shù)控制的智能型熱通道光伏幕墻。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電與建筑相結(jié)合是目前世界上大規(guī)模利用光伏技術(shù)發(fā)電的研究熱點(diǎn)之一。不論是從建筑技術(shù)或經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，太陽(yáng)能光伏與建筑一體化(BIPV)都有很多優(yōu)點(diǎn)，它可以有效地利用屋頂及外圍護(hù)結(jié)構(gòu)等建筑外表面，無(wú)需額外用地；還可以緩解電力需求，降低室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷，改善室內(nèi)熱環(huán)境等等。
[0003]光伏發(fā)電也逐漸應(yīng)用于建筑幕墻，但目前多僅限于把光伏組件作為幕墻面板或遮陽(yáng)板組裝到幕墻上，利用光伏組件進(jìn)行發(fā)電，作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)遮陽(yáng)、室內(nèi)照明等用途，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)光伏幕墻的智能化控制，未能達(dá)到光伏幕墻的最佳工作狀態(tài)和節(jié)能效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種多參數(shù)控制的智能型熱通道光伏幕墻，通過(guò)對(duì)幕墻通道內(nèi)部照度、溫度及風(fēng)速的智能控制，達(dá)到光伏幕墻的最佳工作狀態(tài)和節(jié)能效果。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):本實(shí)用新型在熱通道幕墻外層夾膠玻璃(2)、內(nèi)層中空玻璃(11)之間形成熱氣流通道(10)，開(kāi)合式出風(fēng)口百葉(I)在熱氣流通道(10)的最上方，開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉(7)在熱氣流通道(10)的最下方；在熱氣流通道(10 )內(nèi)、熱通道幕墻外層夾膠玻璃(2 )的上方有電動(dòng)遮陽(yáng)百葉(9 )，在貼近熱通道幕墻外層夾膠玻璃(2)上有溫度傳感器(3)和由多種傳感器組成的太陽(yáng)能輻射照度采集裝置
(4);強(qiáng)風(fēng)保護(hù)傳感器(5)在開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉(7)的外側(cè)，氣壓風(fēng)速采集裝置(6)和風(fēng)機(jī)
(8)在開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉(7)的內(nèi)側(cè)；自動(dòng)控制電動(dòng)推桿(13)與下端鉸接可變角度開(kāi)合式太陽(yáng)能電池板(12)連在一起，并和可編程智能控制系統(tǒng)(14)在熱氣流通道(10)下端；可編程智能控制系統(tǒng)(14)分別與開(kāi)合式出風(fēng)口百葉(I)、開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉(7)、電動(dòng)遮陽(yáng)百葉
(9)、溫度傳感器(3)、由多種傳感器組成的太陽(yáng)能輻射照度采集裝置(4)、強(qiáng)風(fēng)保護(hù)傳感器
(5)、氣壓風(fēng)速采集裝置(6)和風(fēng)機(jī)(8)電連接，負(fù)責(zé)采集處理設(shè)在雙層幕墻內(nèi)、外側(cè)適當(dāng)部位設(shè)置多種傳感器或裝置傳來(lái)的實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，經(jīng)分析按預(yù)先設(shè)置的程序或?qū)嶋H需要實(shí)現(xiàn)各類(lèi)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的智能控制，而整個(gè)控制系統(tǒng)及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)電力運(yùn)行由太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電及蓄電系統(tǒng)提供。在雙層幕墻內(nèi)側(cè)安裝多種傳感器組成的太陽(yáng)能輻射照度采集裝置(4)，自動(dòng)控制電動(dòng)推桿(13)驅(qū)動(dòng)下端鉸接可變角度開(kāi)合式太陽(yáng)能電池板(12)自動(dòng)跟蹤陽(yáng)光，同時(shí)，可根據(jù)預(yù)先設(shè)置的照度條件或?qū)嶋H需要等控制安裝在熱氣流通道(10)上方合適位置的電動(dòng)遮陽(yáng)百葉(9)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)采光的自動(dòng)調(diào)節(jié)。相近位置還安裝溫度傳感器(3)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熱氣流通道(10)的溫度變化，在溫度較高，達(dá)到一定溫度時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟進(jìn)風(fēng)口內(nèi)側(cè)由太陽(yáng)能發(fā)電電池驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)(8)強(qiáng)迫送風(fēng)，使熱通道氣流成倍增加，強(qiáng)化煙?效應(yīng)，同時(shí)使單晶硅太陽(yáng)能電池板(12 )表面溫度下降。在雙層幕墻外側(cè)下方適當(dāng)部位設(shè)置強(qiáng)風(fēng)保護(hù)傳感器(5 )和氣壓風(fēng)速采集裝置(6 )，可控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)可變角度開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉(7)和出風(fēng)口百葉(I)實(shí)現(xiàn)不同季節(jié)和天氣環(huán)境條件下，進(jìn)、出風(fēng)口開(kāi)合程度及風(fēng)量大小的智能控制，遭遇臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣時(shí)可完全關(guān)閉進(jìn)、出風(fēng)口保護(hù)熱通道幕墻內(nèi)部相關(guān)設(shè)備。
[0006]在熱通道光伏幕墻內(nèi)、外側(cè)安裝照度、溫度、風(fēng)速傳感器及強(qiáng)風(fēng)保護(hù)裝置，對(duì)熱通道幕墻工作環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化調(diào)節(jié)。當(dāng)太陽(yáng)光輻射過(guò)高時(shí)，由溫度傳感器發(fā)出信號(hào)控制風(fēng)機(jī)強(qiáng)化通風(fēng)；通道接受陽(yáng)光照度較高時(shí)，照度傳感器發(fā)出信號(hào)開(kāi)啟遮陽(yáng)百葉。當(dāng)溫度較低時(shí)(例如設(shè)置為26°C)由溫度傳感器發(fā)出信號(hào)控制風(fēng)機(jī)關(guān)閉，停止強(qiáng)化通風(fēng)。當(dāng)強(qiáng)風(fēng)達(dá)到某一級(jí)別時(shí)，風(fēng)速傳感器及強(qiáng)風(fēng)保護(hù)裝置分別關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口百葉、停止太陽(yáng)能電池板發(fā)電系統(tǒng)及陽(yáng)光跟蹤器工作。對(duì)雙層幕墻人居環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。
[0007]熱通道光伏幕墻多參數(shù)控制系統(tǒng)以可編程控制系統(tǒng)為中心，通過(guò)環(huán)境采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)感知雙層幕墻熱通道內(nèi)照度、氣流溫度和風(fēng)速等環(huán)境變化，以蓄電系統(tǒng)剩余電量和幕墻環(huán)境狀況為輸入，實(shí)時(shí)控制強(qiáng)化熱氣流系統(tǒng)和電動(dòng)遮陽(yáng)系統(tǒng)，在不增加建筑額外能耗的基礎(chǔ)上，解決幕墻建筑美觀、舒適性與建筑能耗之間的矛盾。
[0008]熱通道光伏幕墻將雙層玻璃幕墻與光伏發(fā)電結(jié)合起來(lái)，將太陽(yáng)能電池安裝在雙層玻璃之間的熱通道內(nèi)，既最大限度利用建筑外墻，不占面積；還有利于牢固安全，便于安裝；更能利用熱氣流通風(fēng)有效降低太陽(yáng)能電池的工作溫度，維持太陽(yáng)能電池較高的光電轉(zhuǎn)換效率?？删幊炭刂葡到y(tǒng)根據(jù)通道內(nèi)環(huán)境參數(shù)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)強(qiáng)化熱氣流系統(tǒng)的直流風(fēng)扇
[0009]轉(zhuǎn)動(dòng)，確定通道內(nèi)最優(yōu)空氣流速，改善熱通道幕墻的熱工性能。當(dāng)太陽(yáng)輻射照度強(qiáng)烈時(shí)，智能控制系統(tǒng)依據(jù)室內(nèi)房間合理的光照度需要，控制電動(dòng)遮陽(yáng)百葉收起或降下以及葉片的角度，以便改變室內(nèi)實(shí)際接收太陽(yáng)輻射的合理量，優(yōu)化房間光環(huán)境；當(dāng)探測(cè)到室內(nèi)光照度下降到相應(yīng)的下限值時(shí)反向操作，調(diào)整遮陽(yáng)葉片的夾角。
[0010]由于光伏熱通道幕墻綜合了雙層玻璃幕墻和光伏發(fā)電兩方面，因此其多參數(shù)控制指標(biāo)需要從多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)化，其具體參數(shù)設(shè)定，需要大量實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求確定，并使編制程序?qū)懭肟刂破餍酒瑑?nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集和控制。實(shí)際參數(shù)設(shè)定主要考慮雙層玻璃幕墻通道內(nèi)熱工環(huán)境需要及室內(nèi)采光照明標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)規(guī)范。
[0011]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是多參數(shù)控制智能熱通道光伏幕墻的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是多參數(shù)控制智能熱通道光伏幕墻的控制系統(tǒng)圖。
[0014]具體實(shí)施方案
[0015]圖1中，本實(shí)用新型技術(shù)方案是:在熱通道幕墻外層夾膠玻璃2、內(nèi)層中空玻璃11之間形成熱氣流通道10，開(kāi)合式出風(fēng)口百葉I在熱氣流通道10的最上方，開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉7在熱氣流通道10的最下方；在熱氣流通道10內(nèi)、熱通道幕墻外層夾膠玻璃2的上方有電動(dòng)遮陽(yáng)百葉9，在貼近熱通道幕墻外層夾膠玻璃2上有溫度傳感器3和由多種傳感器組成的太陽(yáng)能輻射照度采集裝置4 ;強(qiáng)風(fēng)保護(hù)傳感器5在開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉7的外側(cè)，氣壓風(fēng)速采集裝置6和風(fēng)機(jī)8在開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉7的內(nèi)側(cè)；自動(dòng)控制電動(dòng)推桿13與下端鉸接可變角度開(kāi)合式太陽(yáng)能電池板12連在一起，并和可編程智能控制系統(tǒng)14在熱氣流通道10下端；可編程智能控制系統(tǒng)14分別與開(kāi)合式出風(fēng)口百葉1、開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉7、電動(dòng)遮陽(yáng)百葉9、溫度傳感器3、由多種傳感器組成的太陽(yáng)能輻射照度采集裝置4、強(qiáng)風(fēng)保護(hù)傳感器5、氣壓風(fēng)速采集裝置6和風(fēng)機(jī)8電連接，負(fù)責(zé)采集處理設(shè)在雙層幕墻內(nèi)、外側(cè)適當(dāng)部位設(shè)置多種傳感器或裝置傳來(lái)的實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，經(jīng)分析按預(yù)先設(shè)置的程序或?qū)嶋H需要實(shí)現(xiàn)各類(lèi)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的智能控制，而整個(gè)控制系統(tǒng)及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)電力運(yùn)行由太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電及蓄電系統(tǒng)提供。在雙層幕墻內(nèi)側(cè)安裝多種傳感器組成的太陽(yáng)能輻射照度采集裝置4，自動(dòng)控制電動(dòng)推桿13，驅(qū)動(dòng)下端鉸接可變角度開(kāi)合式太陽(yáng)能電池板12自動(dòng)跟蹤陽(yáng)光，同時(shí)，可根據(jù)預(yù)先設(shè)置的照度條件或?qū)嶋H需要等控制安裝熱氣
[0016]流通道10上方合適位置的電動(dòng)遮陽(yáng)百葉9，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)采光的自動(dòng)調(diào)節(jié)。相近位置還安裝溫度傳感器3實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熱氣流通道10的溫度變化，在溫度較高達(dá)到一定溫度時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟進(jìn)風(fēng)口內(nèi)側(cè)由太陽(yáng)能發(fā)電電池驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)8強(qiáng)迫送風(fēng)，使熱通道氣流成倍增加，強(qiáng)化煙囪效應(yīng)，同時(shí)使單晶硅太陽(yáng)能電池板12表面溫度下降。在雙層幕墻外側(cè)下方適當(dāng)部位設(shè)置強(qiáng)風(fēng)保護(hù)傳感器5和氣壓風(fēng)速采集裝置6，可控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)可變角度開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉7和出風(fēng)口百葉I實(shí)現(xiàn)不同季節(jié)和天氣環(huán)境條件下，進(jìn)、出風(fēng)口開(kāi)合程度及風(fēng)量大小的智能控制，遭遇臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣時(shí)可完全關(guān)閉進(jìn)、出風(fēng)口保護(hù)熱通道幕墻內(nèi)部相關(guān)設(shè)備。
[0017]圖2中，可編程智能控制系統(tǒng)14分別與開(kāi)合式出風(fēng)口百葉1、開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉
7、電動(dòng)遮陽(yáng)百葉9、溫度傳感器3、由多種傳感器組成的太陽(yáng)能輻射照度采集裝置4、強(qiáng)風(fēng)保護(hù)傳感器5、氣壓風(fēng)速采集裝置6、風(fēng)機(jī)8和蓄電系統(tǒng)15電連接?？删幊炭刂葡到y(tǒng)需要實(shí)現(xiàn):風(fēng)速傳感器感知室外進(jìn)入通道的風(fēng)速大于某個(gè)強(qiáng)風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別時(shí)可以提醒關(guān)閉進(jìn)、出風(fēng)口百葉；照度傳感器感知室內(nèi)通道百葉外側(cè)照度達(dá)到一定值時(shí)，可以自動(dòng)啟動(dòng)遮陽(yáng)卷簾及調(diào)整其百葉開(kāi)度；溫度傳感器感知熱通道內(nèi)氣流溫度或太陽(yáng)能電池板表面溫度超過(guò)規(guī)定值時(shí)開(kāi)啟蓄電池驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇強(qiáng)化熱氣流流動(dòng)、增強(qiáng)對(duì)流散熱、改善發(fā)電效率。同時(shí)，設(shè)置充電控制器將太陽(yáng)能電池所發(fā)電量直接對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電，需要時(shí)再由該蓄電系統(tǒng)15以直流的方式為數(shù)據(jù)采集、編程控制及強(qiáng)化熱氣流、電動(dòng)遮陽(yáng)百葉等系統(tǒng)運(yùn)行提供電能。
[0018]本發(fā)明具有如下積極效果:
[0019]一、本發(fā)明在熱通道光伏幕墻內(nèi)外側(cè)設(shè)置太陽(yáng)光輻射照度、氣流風(fēng)速及表面溫度傳感器自動(dòng)采集多項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，使用微型智能控制系統(tǒng)自動(dòng)控制通道內(nèi)太陽(yáng)能電池板的角度變化和上部遮光百葉的開(kāi)啟狀態(tài)，可組合構(gòu)成智能幕墻系統(tǒng)。通過(guò)多參數(shù)控制實(shí)現(xiàn)最佳工況，達(dá)到智能控制的效果，并可進(jìn)行能耗分析。而光伏電池陣列正好提供了整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力保障，不再需要城市電網(wǎng)支持。
[0020]二、本發(fā)明的智能控制系統(tǒng)能采集步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，實(shí)時(shí)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，調(diào)整光伏電池板仰角，使光伏電池板自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)，達(dá)到最大限度利用太陽(yáng)能的目的。同時(shí)建立光伏太陽(yáng)能電池組件發(fā)電的獨(dú)立采集及存儲(chǔ)系統(tǒng)，可在陽(yáng)光跟蹤自動(dòng)控制條件下，使太陽(yáng)能電池總是以最優(yōu)角度朝向太陽(yáng)，直接接受到更高密度的太陽(yáng)輻射，能最大限度的利用建筑外墻面積增加發(fā)電量。而太陽(yáng)電池板發(fā)出的電能可由蓄電池儲(chǔ)存起
[0021]來(lái)供智能控制系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)進(jìn)、出風(fēng)口的抽風(fēng)機(jī)和遮陽(yáng)百葉等使用。
[0022]三、本發(fā)明將光伏電池陣列與雙層玻璃幕墻(熱通道幕墻)結(jié)合起來(lái)，將太陽(yáng)能電池板安裝在雙層玻璃之間的熱通道內(nèi)，既最大限度利用建筑外墻，不占面積；還有利于系統(tǒng)牢固安全，便于安裝。由抽風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫送風(fēng)和利用雙層幕墻熱氣流在溫差作用下的自然流動(dòng)，降低熱通道溫度；同時(shí)使單晶硅太陽(yáng)電池板穩(wěn)定在一定溫度正常工作，發(fā)揮最佳效率。
【權(quán)利要求】
1.一種多參數(shù)控制智能熱通道光伏幕墻，其特征是在熱通道幕墻外層夾膠玻璃(2)、內(nèi)層中空玻璃(11)之間形成熱氣流通道(10)，開(kāi)合式出風(fēng)口百葉(I)在熱氣流通道(10)的最上方，開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉(7)在熱氣流通道(10)的最下方；在熱氣流通道(10)內(nèi)，熱通道幕墻外層夾膠玻璃(2 )的上方有電動(dòng)遮陽(yáng)百葉(9 )，在貼近熱通道幕墻外層夾膠玻璃(2 )上有溫度傳感器(3)和由多種傳感器組成的太陽(yáng)能輻射照度采集裝置(4);強(qiáng)風(fēng)保護(hù)傳感器(5 )在開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉(7 )的外側(cè)，氣壓風(fēng)速采集裝置(6 )和風(fēng)機(jī)(8 )在開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉(7)的內(nèi)側(cè)；自動(dòng)控制電動(dòng)推桿(13)與下端鉸接可變角度開(kāi)合式太陽(yáng)能電池板(12)連在一起，并和可編程智能控制系統(tǒng)(14)在熱氣流通道(10)下端；可編程智能控制系統(tǒng)(14)分別與開(kāi)合式出風(fēng)口百葉(I)、開(kāi)合式進(jìn)風(fēng)口百葉(7)、電動(dòng)遮陽(yáng)百葉(9)、溫度傳感器(3)、由多種傳感器組成的太陽(yáng)能輻射照度采集裝置(4)、強(qiáng)風(fēng)保護(hù)傳感器(5)、氣壓風(fēng)速采集裝置(6)和風(fēng)機(jī)(8)電連接。
【文檔編號(hào)】E04D13/18GK203654538SQ201320805983
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】毛伙南, 馮國(guó)敏, 崔傳芹, 潘冬, 林健榮, 陳春林, 郭金基, 陳海, 陳 峰, 唐珠創(chuàng), 谷顯樹(shù), 吳海峰, 莫耀伍, 李航飛 申請(qǐng)人:中山盛興股份有限公司