本發(fā)明涉及太陽(yáng)能熱利用和建筑節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱對(duì)流窗的太陽(yáng)能集熱裝置及其光熱轉(zhuǎn)化自動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

人們的能源消耗量與日俱增，我國(guó)也正面臨著能源緊缺的危險(xiǎn)。在能源消耗中，建筑的建造和使用過(guò)程產(chǎn)生的能源消耗占全球能源總消耗的53.6%，其中窗戶的熱損失占到了建筑能耗損失的40-50%。建筑的窗戶與外界的熱交換會(huì)導(dǎo)致建筑能耗的增加。

雙層玻璃的使用可以降低窗戶與外界熱交換產(chǎn)生的建筑能耗，并且隔音效果好，可以提升居住舒適性。目前，寫字樓等公共建筑多采用落地式大窗戶，建筑的公共區(qū)域一般不采用窗簾遮光，由于窗戶的面積大、無(wú)窗簾導(dǎo)致建筑能耗更高。高層寫字樓普遍存在光污染現(xiàn)象，即高層寫字樓等建筑幕墻會(huì)將太陽(yáng)光反射到其他地方，導(dǎo)致光污染。在室外無(wú)風(fēng)時(shí)，打開窗戶也難以形成空氣的對(duì)流，這時(shí)大型建筑的空氣流通依靠風(fēng)機(jī)，會(huì)增加了建筑能耗。

太陽(yáng)能集熱具有節(jié)能、清潔、可持續(xù)利用、分布廣泛等優(yōu)點(diǎn)，但傳統(tǒng)太陽(yáng)能集熱具有光熱轉(zhuǎn)化效率不可控、收集裝置的安裝角固定，無(wú)法滿足最優(yōu)工況；當(dāng)光照過(guò)強(qiáng)時(shí)，熱水易在集熱裝置中沸騰，產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)；太陽(yáng)能集熱器普遍位于建筑頂層，降雪后會(huì)使集熱板接收不到太陽(yáng)光導(dǎo)致系統(tǒng)停止集熱；與此同時(shí)，太陽(yáng)能熱水器也需要額外安裝，占用額外空間，不易清潔，集熱效率呈逐年下降趨勢(shì)。

因此，若能針對(duì)以上問題研究出一套裝置，就可以減少建筑的能源消耗、減輕建筑光污染并能夠提升建筑的舒適度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

此背景下，為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出了一種多功能百葉窗式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，將太陽(yáng)能集熱器與節(jié)能降耗窗耦合形成一個(gè)新產(chǎn)品，降低建筑中窗戶的能耗。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。

一種百葉窗式板式太陽(yáng)能多功能集熱窗，如圖1-3所示，包括進(jìn)水口1、出水口2、窗框3、電動(dòng)推桿4、太陽(yáng)能電池板5、隔熱窗架6、雨傳感器7、放水口8、高透光單層玻璃9、隔熱雙層玻璃10、電機(jī)11、鏈條12、鏈輪13、集熱片14、蛇形銅管15、旋轉(zhuǎn)接口16；

進(jìn)水口1、出水口2并排安裝于窗框3的外側(cè)，所述窗框3的底部制有可伸縮的放水口8，平時(shí)所述放水口8嵌入所述窗框3內(nèi)部，便于開關(guān)窗戶，冬季需要放水時(shí)通過(guò)拉拔打開所述放水口8，所述窗框3朝向室外一側(cè)安裝有太陽(yáng)能電池板5、雨傳感器7；

隔熱窗架6通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸與窗框3固定配合使用，電動(dòng)推桿4一端安裝于隔熱窗架6朝向室內(nèi)一側(cè)的窗架上，另一端安裝于所述窗框3的內(nèi)側(cè)，用于控制窗戶的開關(guān)，所述隔熱窗架6朝向室內(nèi)一側(cè)安裝隔熱雙層玻璃10，朝向室外一側(cè)安裝高透光單層玻璃9；

所述隔熱窗架6內(nèi)側(cè)的所述高透光單層玻璃9與隔熱雙層玻璃10之間嵌入安裝百葉窗式排列的若干集熱片14及其對(duì)應(yīng)的蛇形銅管15，所述蛇形銅管15內(nèi)置流動(dòng)的傳熱介質(zhì)，所述集熱片14與對(duì)應(yīng)的蛇形銅管15焊接為一體，所述蛇形銅管15一端通過(guò)與其對(duì)應(yīng)的鏈輪13、旋轉(zhuǎn)接口16安裝于所述隔熱窗架6內(nèi)壁一側(cè)，另一端安裝于所述隔熱窗架6內(nèi)壁的對(duì)側(cè)；

電機(jī)11安裝于所述隔熱窗架6內(nèi)側(cè)上端，所述電機(jī)11的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝有鏈輪13，所述電機(jī)11通過(guò)驅(qū)動(dòng)安裝在其轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的鏈輪13帶動(dòng)鏈條12驅(qū)動(dòng)下一位的鏈輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，其余鏈輪13依次通過(guò)鏈條12帶動(dòng)其下一位的鏈輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)所有集熱片14百葉窗式的開合。

使用時(shí)，外接水箱的水在水泵的作用下從進(jìn)水口1流入，經(jīng)過(guò)蛇形銅管15后從出水口2流出，然后再次流入外接水箱進(jìn)行循環(huán)。當(dāng)需要放水時(shí)，打開放水口8放水。

優(yōu)選，所述集熱片14為磁濺鋁基藍(lán)鈦鍍膜集熱片，從而進(jìn)一步提高集熱效果。

優(yōu)選，所述蛇形銅管15內(nèi)置傳熱介質(zhì)為載冷劑。

優(yōu)選，所述雨傳感器7傳輸信號(hào)給電動(dòng)推桿4控制開關(guān)窗，實(shí)現(xiàn)根據(jù)天氣狀況自動(dòng)控制電動(dòng)推桿4控制關(guān)窗。

優(yōu)選，所述太陽(yáng)能電池板5外接電池組儲(chǔ)存電能，為該系統(tǒng)脫電后提供電能獨(dú)立運(yùn)行。

優(yōu)選，所述系統(tǒng)與建筑墻面的夾角可變，通過(guò)PLC程序控制百葉窗型的太陽(yáng)能集熱一體板角度，傳熱效率更高。

本發(fā)明的原理為：在兩塊玻璃之間嵌入百葉窗式的磁濺鋁基藍(lán)鈦鍍膜集熱片、窗架外部周邊安裝有太陽(yáng)能電池板，集熱片與對(duì)應(yīng)的蛇形銅管焊接為一體，增強(qiáng)了傳熱效果，提高換熱效率，并且蛇形銅管內(nèi)有流動(dòng)的傳熱介質(zhì)，進(jìn)一步提高換熱效率；同時(shí)，該裝置以蛇形銅管為軸，通過(guò)旋轉(zhuǎn)接口、鏈條、鏈輪、電機(jī)實(shí)現(xiàn)和控制集熱片百葉窗式開合，具體為電機(jī)帶動(dòng)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)蛇形銅管轉(zhuǎn)動(dòng)，集熱板定軸旋轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)百葉窗式開合，以達(dá)到控制透光量和產(chǎn)熱量的目的。當(dāng)太陽(yáng)光入射時(shí)，百葉窗式安裝的集熱片將光能轉(zhuǎn)化為熱能，另一部分轉(zhuǎn)化為電能，流動(dòng)于蛇形銅管中的水將百葉窗式集熱片收集到的熱量帶走產(chǎn)生熱水作為太陽(yáng)能熱水器的熱源，同時(shí)太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能給該系統(tǒng)提供電能。

此外，現(xiàn)有條件根據(jù)自然的風(fēng)向風(fēng)量決定開窗通風(fēng)的效果，過(guò)于依賴自然條件?？紤]到減少室內(nèi)與外界的熱交換，本發(fā)明的窗內(nèi)側(cè)采用了雙層隔熱玻璃，外側(cè)是單層高透光玻璃，本發(fā)明的窗兩側(cè)存在較大的溫度差，從而窗戶兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，產(chǎn)生熱對(duì)流，提升了通風(fēng)效果。本發(fā)明的窗打開后在無(wú)風(fēng)條件下也可實(shí)現(xiàn)通風(fēng)降溫，本發(fā)明的此項(xiàng)設(shè)計(jì)在當(dāng)前窗戶應(yīng)用中具有獨(dú)創(chuàng)性。

本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果是：

（1）相比傳統(tǒng)太陽(yáng)能，該系統(tǒng)清潔方便，冬季不會(huì)產(chǎn)生“死機(jī)”（降雪后產(chǎn)生積雪，使得太陽(yáng)能系統(tǒng)無(wú)法吸收太陽(yáng)光）；光熱轉(zhuǎn)化效率可控，不會(huì)出現(xiàn)沸騰引起的爆炸，提升了使用的安全性。

（2）由于窗系統(tǒng)內(nèi)外側(cè)溫度差可以產(chǎn)生熱對(duì)流，故該系統(tǒng)提升窗戶通風(fēng)的效果，節(jié)約了使用風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流的能源。

（3）該系統(tǒng)可以吸收太陽(yáng)光，同時(shí)系統(tǒng)帶有紫外線能量感應(yīng)裝置，可以根據(jù)感應(yīng)數(shù)據(jù)提示使用者室外的紫外線強(qiáng)度，以防止紫外線灼傷。

（4）該系統(tǒng)的雙層隔熱玻璃和可調(diào)百葉窗型集熱板可以控制室內(nèi)與室外的導(dǎo)熱、輻射傳熱熱量，可以小幅度地控制室內(nèi)的溫度，并減少建筑能耗。

（5）本系統(tǒng)通過(guò)PLC自動(dòng)控制，也可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或WiFi遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)了集熱、采光、通風(fēng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)控制四個(gè)功能。

附圖說(shuō)明

圖1為一種多功能百葉窗式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)主視圖。

圖2為一種多功能百葉窗式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)局部圖。

圖3為一種多功能百葉窗式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)局部圖。

其中，1.進(jìn)水口，2.出水口，3.窗框，4.電動(dòng)推桿， 5.太陽(yáng)能電池板，6.隔熱窗架，7.雨傳感器，8.放水口，9.單層高透光玻璃，10.雙層隔熱玻璃，11.電動(dòng)機(jī)，12.鏈條，13.鏈輪，14.集熱片，15.蛇形銅管，16旋轉(zhuǎn)接口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理做進(jìn)一步的說(shuō)明。但是本實(shí)施例是敘述性的，而非限制性的，并不局限于本發(fā)明所要保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

一種百葉窗式板式太陽(yáng)能多功能集熱窗，如圖1-3所示，包括進(jìn)水口1、出水口2、窗框3、電動(dòng)推桿4、太陽(yáng)能電池板5、隔熱窗架6、雨傳感器7、放水口8、高透光單層玻璃9、隔熱雙層玻璃10、電機(jī)11、鏈條12、鏈輪13、磁濺鋁基藍(lán)鈦集熱片14、蛇形銅管15、旋轉(zhuǎn)接口16。

其中，進(jìn)水口1、出水口2并列安裝于窗框3的外側(cè)，所述窗框3的底部制有可伸縮的放水口8，平時(shí)所述放水口8嵌入所述窗框3內(nèi)部，便于開關(guān)窗戶，冬季需要放水時(shí)通過(guò)拉拔所述放水口8打開，所述窗框3朝向室外一側(cè)安裝有太陽(yáng)能電池板5、雨傳感器7；

隔熱窗架6通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸與窗框3固定配合使用，電動(dòng)推桿4用于控制窗戶的開關(guān)，其一端安裝于隔熱窗架6朝向室內(nèi)一側(cè)的窗架上，另一端安裝于所述窗框3的內(nèi)側(cè)，所述隔熱窗架6朝向室內(nèi)一側(cè)安裝隔熱雙層玻璃10，朝向室外一側(cè)安裝高透光單層玻璃9；

集熱片14與對(duì)應(yīng)的蛇形銅管15焊接為一體，所述隔熱窗架6內(nèi)側(cè)兩塊玻璃即高透光單層玻璃9和隔熱雙層玻璃10之間百葉窗式的嵌入若干集熱片14及其對(duì)應(yīng)的蛇形銅管15，所述蛇形銅管15一端通過(guò)與其對(duì)應(yīng)的鏈輪13、旋轉(zhuǎn)接口16安裝于所述隔熱窗架6內(nèi)壁一側(cè)，另一端安裝于所述隔熱窗架6內(nèi)壁的對(duì)側(cè)；

電機(jī)11安裝于所述隔熱窗架6內(nèi)側(cè)上端，所述電機(jī)11的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝有鏈輪13，所述電機(jī)11通過(guò)驅(qū)動(dòng)安裝在其轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的鏈輪13帶動(dòng)鏈條12驅(qū)動(dòng)下一位的鏈輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，其余鏈輪13依次通過(guò)鏈條12帶動(dòng)其下一位的鏈輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)所有集熱片14百葉窗式的開合。

該例中，所述集熱片14為磁濺鋁基藍(lán)鈦鍍膜集熱片，從而進(jìn)一步提高集熱效果；所述蛇形銅管15內(nèi)置傳熱介質(zhì)為載冷劑；所述雨傳感器7傳輸信號(hào)給電動(dòng)推桿4控制開關(guān)窗，實(shí)現(xiàn)根據(jù)天氣狀況自動(dòng)控制電動(dòng)推桿4控制關(guān)窗；所述太陽(yáng)能電池板5外接電池組儲(chǔ)存電能，為該系統(tǒng)脫電后提供電能獨(dú)立運(yùn)行。

使用時(shí)，水箱的水通過(guò)水泵加壓從進(jìn)水口1通入熱媒水，流經(jīng)串聯(lián)連接的蛇形銅管15、旋轉(zhuǎn)接口16，最后從出水口2出水進(jìn)入水箱，蛇形銅管15和磁濺鋁基藍(lán)鈦集熱板14之間焊接為一體，構(gòu)成了熱收集系統(tǒng)；隔熱窗架6外側(cè)置有太陽(yáng)能電池板5、電動(dòng)推桿4、雨傳感器7，隔熱窗架6內(nèi)側(cè)安裝有電動(dòng)機(jī)11、鏈輪13、鏈條12，共同構(gòu)成了裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行工作面積的調(diào)節(jié)、窗戶的開合角度控制并為系統(tǒng)提供電能；隔熱窗架6、單層高透光玻璃9、雙層隔熱玻璃10將系統(tǒng)進(jìn)行封閉，提供高溫的工作環(huán)境，窗系統(tǒng)內(nèi)外側(cè)溫差能夠更好的進(jìn)行空氣的熱對(duì)流，實(shí)現(xiàn)更好的通風(fēng)效果。

在窗戶關(guān)閉狀態(tài)下，集熱工況下時(shí)，電機(jī)11帶動(dòng)磁濺鋁基藍(lán)鈦集熱板14調(diào)節(jié)角度，使其與單層高透光玻璃9平行（夾角為0°），進(jìn)行集熱和水循環(huán)；

在透光工況下時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)磁濺鋁基藍(lán)鈦集熱板14，使其與單層高透光玻璃9垂直（夾角為90°），此時(shí)太陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi)。

在防止沸騰工況時(shí)，外部水箱內(nèi)設(shè)置的溫度傳感器檢測(cè)到水箱溫度達(dá)到預(yù)設(shè)最高溫度時(shí)，自動(dòng)將窗戶轉(zhuǎn)換至透光工況，防止產(chǎn)生沸騰爆炸的危險(xiǎn)。

在窗戶打開通風(fēng)工況下時(shí)，電動(dòng)推桿4將系統(tǒng)開至合適的角度進(jìn)行通風(fēng)，此時(shí)窗系統(tǒng)兩側(cè)有較大溫差，也會(huì)產(chǎn)生壓差，從而達(dá)到空氣熱對(duì)流的效果，此時(shí)也可同時(shí)進(jìn)行集熱，只需要根據(jù)具體天氣條件適當(dāng)通過(guò)電機(jī)11帶動(dòng)磁濺鋁基藍(lán)鈦集熱板14調(diào)節(jié)角度，從而進(jìn)行集熱；當(dāng)室外降雨時(shí)，電動(dòng)推桿4將系統(tǒng)關(guān)閉。

本發(fā)明的窗戶也根據(jù)使用者需要進(jìn)行可以手動(dòng)控制。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的的優(yōu)選實(shí)施方式，但是并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。