專利名稱：水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種幕墻系統(tǒng)及其使用方法。
背景技術(shù)：
幕墻是建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，隨著綠色建筑概念的不斷深入,對幕墻的節(jié)能、環(huán)保的要求越來越高。目前，通常采用太陽能幕墻一體化技術(shù)、雙層通風(fēng)幕墻技術(shù)、蓄水槽蒸發(fā)冷卻技術(shù)來降低能耗，實現(xiàn)綠色環(huán)保。太陽能幕墻一體化技術(shù)是將太陽能光伏板與幕墻融為一體，太陽能光伏板既可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能為建筑物提供電能，又可以實現(xiàn)減少太陽光向室內(nèi)的照射從而在夏季降低溫度。 雙層通風(fēng)式幕墻技術(shù)是在幕墻上下設(shè)置通風(fēng)口，通過機(jī)械方式或自然方式實現(xiàn)空氣在雙層幕墻之間的流通帶走熱量，從而實現(xiàn)降溫和通風(fēng)的效果。蓄水槽蒸發(fā)冷卻技術(shù)，這種技術(shù)原理同雙層通風(fēng)技術(shù)相似，最大的區(qū)別在于幕墻底部加設(shè)了一個水槽，通過空氣的循環(huán)和水的蒸發(fā)帶走熱量，實現(xiàn)幕墻的保溫節(jié)能。上述技術(shù)其缺點是(1)夏季降溫效果不十分明顯，太陽光向室內(nèi)輻射較大；(2)較多的考慮夏季降溫，而對冬季保溫、增溫考慮較少，效果不明顯；(3)采用蓄水槽蒸發(fā)技術(shù)，水蒸氣在幕墻內(nèi)容易形成水滴影響幕墻視覺效果。因此，如何提供一種可以充分利用太陽光且具有有效隔熱效果的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)及其使用方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)及其使用方法，可以充分利用太陽光并具有有效隔熱效果，從而降低了能源的消耗。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，包括固定于圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)的玻璃水幕墻、若干以矩形陣列設(shè)置于所述玻璃水幕墻外側(cè)的金屬框架、若干開啟操作部件，每個金屬框架上設(shè)有太陽能呼吸式幕墻單元，每組縱向排列的金屬框架設(shè)有一組用于向所述玻璃水幕墻提供循環(huán)水的水幕循環(huán)系統(tǒng)，每個太陽能呼吸式幕墻單元包括由上方的太陽能電池板和下方的下側(cè)玻璃組成的窗戶以及設(shè)置于窗戶兩側(cè)的側(cè)面玻璃，所述開啟操作部件控制對應(yīng)的窗戶的啟閉，當(dāng)每個太陽能呼吸式幕墻單元中的窗戶處于關(guān)閉狀態(tài)時，所有的太陽能呼吸式幕墻單元與所述玻璃水幕墻之間能夠形成一空氣隔熱空間。進(jìn)一步的，所述水幕循環(huán)系統(tǒng)包括地下室均衡水箱、循環(huán)水泵、頂層高位配水箱、高位配水箱控制開關(guān)、低位集水池以及過濾潔凈裝置，所述地下室均衡水箱與所述頂層高位配水箱之間的管路上設(shè)有循環(huán)水泵，通過水幕循環(huán)水泵將地下室均衡水箱的水壓到頂層高位配水箱內(nèi)，頂層高位配水箱中的水在高位配水箱控制開關(guān)控制下放出水流經(jīng)所述玻璃水幕墻形成水膜并流入所述低位集水池后經(jīng)過過濾潔凈裝置重新回到地下室均衡水箱。
進(jìn)一步的，每個開啟操作部件包括驅(qū)動電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、推桿器以及開啟裝置，所述驅(qū)動電機(jī)經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)帶動所述推桿器的一端移動，所述推桿器的一端與所述開啟裝置的中部連接，所述開啟裝置上下對稱設(shè)置，所述太陽能玻璃安裝于所述開啟裝置的上部，所述下側(cè)玻璃安裝于所述開啟裝置的下部，所述開啟裝置的上部的頂端與對應(yīng)的金屬框架的上端活動連接，所述開啟裝置的上部的底端與對應(yīng)的金屬框架的下端活動連接，所述開啟裝置把太陽能電池板和下側(cè)玻璃組成一個聯(lián)動體，推桿器通過開啟裝置打開或關(guān)閉對應(yīng)的太陽能電池板和下側(cè)玻璃。進(jìn)一步的，所述傳動機(jī)構(gòu)包括齒輪減速傳動組件以及渦輪蝸桿組件，所述驅(qū)動電機(jī)依次經(jīng)所述齒輪減速傳動組件和渦輪蝸桿組件帶動所述推桿器移動。進(jìn)一步的，所述蝸桿采用梯形齒形。進(jìn)一步的，所述驅(qū)動電機(jī)采用直流永磁電機(jī)。進(jìn)一步的，所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)還包括用于控制驅(qū)動電機(jī)啟閉的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括可編程控制器、若干中間繼電器和若干開關(guān)按鈕，所述若干開關(guān)按鈕分別與所述可編程控制器連接，所述可編程控制器通過控制相應(yīng)的中間繼電器控制相應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)開啟和關(guān)閉。進(jìn)一步的，每個按鈕控制一排窗戶，每排窗戶的控制線路中設(shè)有保護(hù)裝置。進(jìn)一步的，每扇窗戶具有單獨的子控制電源。還包括若干用于檢測窗戶達(dá)到關(guān)閉狀態(tài)的光電信號開關(guān)，所述光電信號開關(guān)分別與所述可編程控制器連接。進(jìn)一步的，還包括暖氣收集器和空氣閥門，所述暖氣收集器的進(jìn)氣口經(jīng)所述空氣閥門與所述空氣隔熱空間連通，所述暖氣收集器的出氣口與新風(fēng)管連通。 進(jìn)一步的，所述太陽能電池板采用雙玻透光無框太陽能電池組件。進(jìn)一步的，所述雙玻透光無框太陽能電池組件由于上、下兩塊玻璃組成，所述上、下兩塊玻璃的周邊通過橡膠條密封，上方的玻璃采用太陽能電池玻璃。所述雙玻透光無框太陽能電池組件中的上、下兩塊玻璃塊的厚度均為6mm，上方的玻璃的透光率為25%時功率選用400W，上方的玻璃的透光率為20%時功率選用500W。本發(fā)明還公開了一種水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)的使用方法，采用如上任意一項所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，具有兩種工作模式冬季模式時首先，關(guān)閉窗戶；接著，太陽能電池板將太陽光轉(zhuǎn)化成電力提供給系統(tǒng)的用電設(shè)備，同時空氣隔熱空間內(nèi)的空氣受熱形成空氣保溫層；最后，將空氣隔熱空間內(nèi)的受熱的空氣傳送到新風(fēng)管中供室內(nèi)取暖；夏季模式時首先，根據(jù)太陽的高度控制窗戶的開啟角度，使得太陽光照射到太陽能電池板上；接著，太陽能電池板將太陽光轉(zhuǎn)化成電力提供給系統(tǒng)的用電設(shè)備；最后，打開水幕循環(huán)系統(tǒng)，通過水流帶走空氣隔熱空間內(nèi)的熱空氣，使室內(nèi)降溫。本發(fā)明提供一種水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)及使用方法，在冬季時，可以關(guān)閉窗戶，一方面，太陽能電池板可以將吸熱的太陽光轉(zhuǎn)化成電能供本系統(tǒng)的用電設(shè)備或外部用電設(shè)備使用，另一方面，空氣隔熱空間內(nèi)的空氣在太陽的作用下受熱形成對室內(nèi)具有保溫作用的空氣保溫層。在夏季時，可以打卡窗戶，使得太陽光射入太陽能電池板，太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，另通過開啟通過開啟水幕循環(huán)系統(tǒng)，可以在玻璃水幕墻上形成水、幕即水膜，水幕的水流能夠帶走熱空氣，進(jìn)一步降低室內(nèi)降溫。因此，采用上述結(jié)構(gòu)的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，較好的增強(qiáng)了幕墻的保溫隔熱效果，在夏季最大限度的減少了太陽熱量的輻射，在冬季最大限度的增加了太陽熱量的輻射，實現(xiàn)了冬暖夏涼，實現(xiàn)了建筑物的智能溫控，降低了能源的消化，降低了業(yè)主的使用成本。


本發(fā)明的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)及使用方法由以下的實施例及附圖給出。圖I為本發(fā)明一實施例的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的一實施例的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)的頂部放大示意圖。圖3為本發(fā)明一實施例中的水幕循環(huán)系統(tǒng)的原理示意圖。
圖4為本發(fā)明一實施例中的推桿器、開啟裝置和窗戶的關(guān)閉狀態(tài)示意圖。圖5為本發(fā)明一實施例中的推桿器、開啟裝置和窗戶的打開狀態(tài)示意圖。圖中，I-玻璃水幕墻、2-金屬框架、3-太陽能呼吸式幕墻單元、31-太陽能電池板、32-下側(cè)玻璃、33-側(cè)面玻璃、4-推桿器、5-開啟裝置、61-地下室均衡水箱、62-供應(yīng)水泵、63-頂層高位配水箱、64-回收水泵、65-低位集水池、66-過濾潔凈裝置、7-暖氣收集器、8-空氣閥門、9-圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式以下將對本發(fā)明的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)及其使用方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。下面將參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明而仍然實現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制。為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步的說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。請參閱圖I和圖2，這種水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，包括固定于圍護(hù)結(jié)構(gòu)9外側(cè)的玻璃水幕墻I、若干以矩形陣列設(shè)置于所述玻璃水幕墻I外側(cè)的金屬框架2、若干開啟操作部件，每個金屬框架2上設(shè)有太陽能呼吸式幕墻單元3，每組縱向排列的金屬框架2設(shè)有一組用于向所述玻璃水幕墻提供循環(huán)水的水幕循環(huán)系統(tǒng)，每個太陽能呼吸式幕墻單元3包括由位于上方的太陽能電池板31和位于下方的下側(cè)玻璃32組成的窗戶以及設(shè)置于窗戶兩側(cè)的側(cè)面玻璃33，所述開啟操作部件控制對應(yīng)的窗戶的啟閉，當(dāng)每個太陽能呼吸式幕墻單元3中的窗戶處于關(guān)閉狀態(tài)時，所有的太陽能呼吸式幕墻單元3與所述玻璃水幕墻I之間能夠形成一空氣隔熱空間類似于一個相對密封的密封艙。本實施例中，所述金屬框架2排列成三層，每層有五扇窗戶，每扇窗戶由上面一塊太陽能電池板31和下面一塊下側(cè)玻璃32組成，每扇窗戶都有自己獨立的開啟操作部件。在冬季時，可以關(guān)閉窗戶，一方面，太陽能電池板31可以將吸熱的太陽光轉(zhuǎn)化成電能供本系統(tǒng)的用電設(shè)備或外部用電設(shè)備使用，另一方面，空氣隔熱空間內(nèi)的空氣在太陽的作用下受熱形成對室內(nèi)具有保溫作用的空氣保溫層。在夏季時，可以打卡窗戶，使得太陽光射入太陽能電池板31，太陽能電池板31將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，另通過開啟通過開啟水幕循環(huán)系統(tǒng)，可以在玻璃水幕墻I上形成水幕即水膜，水幕的水流能夠帶走熱空氣，進(jìn)一步降低室內(nèi)降溫。因此，采用上述結(jié)構(gòu)的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，較好的增強(qiáng)了幕墻的保溫隔熱效果，在夏季最大限度的減少了太陽熱量的輻射，在冬季最大限度的增加了太陽熱量的輻射，實現(xiàn)了冬暖夏涼，實現(xiàn)了建筑物的智能溫控，降低了能源的消化，降低了業(yè)主的使用成本。請參閱圖3，并請結(jié)合圖I和圖2，本實施中，所述水幕循環(huán)系統(tǒng)包括地下室均衡水箱61、循環(huán)水泵、頂層高位配水箱63、高位配水箱控制開關(guān)、低位集水池65以及過濾潔凈裝置66，所述地下室均衡水箱61與所述頂層高位配水箱63之間的管路上設(shè)有循環(huán)水泵，通過水幕循環(huán)水泵將地下室均衡水箱61的水壓到頂層高位配水箱63內(nèi)，頂層高位配水箱63中的水在高位配水箱控制開關(guān)控制下放出水流經(jīng)所述玻璃水幕墻I形成水膜并流入所述低位集水池65后經(jīng)過過濾潔凈裝置66重新回到地下室均衡水箱61?？梢愿鶕?jù)玻璃水幕墻I高度和傾斜度選用不同水膜厚度。在夏季時，通過開啟水幕循環(huán)系統(tǒng)，可以在玻璃水幕墻I上形成水幕即水膜，水幕的水流能夠帶走熱空氣，使室內(nèi)降溫。
本實施中，每個開啟操作部件包括驅(qū)動電機(jī)(未圖示)、傳動機(jī)構(gòu)(未圖示)、推桿器4以及開啟裝置5，所述驅(qū)動電機(jī)經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)帶動所述推桿器4的一端移動，所述推桿器4的一端與所述開啟裝置5的中部連接，所述開啟裝置上下對稱設(shè)置，所述太陽能玻璃31安裝于所述開啟裝置5的上部，所述下側(cè)玻璃32安裝于所述開啟裝置5的下部，所述開啟裝置5的上部的頂端與對應(yīng)的金屬框架2的上端活動連接，所述開啟裝置5的下部的底端與對應(yīng)的金屬框架2的下端活動連接，所述開啟裝置5把太陽能電池板31和下側(cè)玻璃32組成一個聯(lián)動體，推桿器4通過開啟裝置5打開或關(guān)閉對應(yīng)的太陽能電池板31和下側(cè)玻璃32。該結(jié)構(gòu)的開啟操作部件，具有結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動可靠的優(yōu)點。該驅(qū)動電機(jī)采用24V的直流永磁電機(jī)，確保使用安全性。優(yōu)選的，所述傳動機(jī)構(gòu)包括齒輪減速傳動組件(未圖示)和渦輪蝸桿組件(未圖示)，所述驅(qū)動電機(jī)依次經(jīng)所述齒輪減速傳動組件和渦輪蝸桿組件帶動所述推桿器移動。通過設(shè)置齒輪減速傳動組件，可以降低轉(zhuǎn)速以增加扭矩。所述渦輪采用錫青銅材料，可以降低由渦輪和蝸桿所組成的渦輪蝸桿副傳動的摩擦系統(tǒng)，以提高傳動效率。蝸桿的材質(zhì)為45#鋼調(diào)質(zhì)處理，蝸桿采用梯形齒型，螺距可以選用5mm，保證螺紋升角為自鎖角。優(yōu)選的，所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，還包括可編程控制器(未圖示)、若干中間繼電器(未圖示)和若干開關(guān)按鈕(未圖示)，所述若干開關(guān)按鈕分別與所述可編程控制器連接，所述可編程控制器通過控制相應(yīng)的中間繼電器控制相應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)開啟和關(guān)閉。優(yōu)選的，本實施例還包括若干用于檢測窗戶達(dá)到關(guān)閉狀態(tài)的光電信號開關(guān)(未圖示)，所述光電信號開關(guān)分別與所述可編程控制器連接。本實施例中，共有六個開關(guān)按鈕控制三排窗戶，當(dāng)一個開關(guān)被按下時，則給編程控制器(以下簡稱PLC)—個信號，此時，PLC將按照編寫好的邏輯程序輸出信號，通斷對應(yīng)的中間繼電器，進(jìn)而通斷相應(yīng)驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動電源。驅(qū)動電源接通時，驅(qū)動電機(jī)會經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)帶動推桿器4推動或拉動窗戶，執(zhí)行窗戶的開或者關(guān)。程序?qū)崿F(xiàn)人為編好，編好后寫入PLC的內(nèi)部R0M(只讀內(nèi)存，Read-Only Memory的簡稱)。其中，窗戶開的行程是由PLC控制中間繼電器的通斷時間來固定窗戶開的行程，當(dāng)程序里人為設(shè)定的時間到達(dá)時，驅(qū)動電機(jī)關(guān)閉，窗戶開到預(yù)定的位置。窗戶關(guān)的行程由一個光電信號開關(guān)來控制，當(dāng)驅(qū)動電機(jī)不斷的拉動推桿器4使窗戶關(guān)閉時，在窗戶關(guān)到位后，光電信號開關(guān)給PLC —個信號，PLC通過程序的邏輯運(yùn)算斷開驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動電源，則窗戶關(guān)閉。本實施例中，一個開關(guān)按鈕控制一排窗戶，即一個開關(guān)按鈕同時控制五扇窗戶。每排窗戶線路有單獨的控制電源和保護(hù)裝置，以防止驅(qū)動電源異常造成電路損壞。每扇窗戶具有單獨的控制子電源，確保一扇窗戶出現(xiàn)問題時，不至于影響其他窗戶的開關(guān)。本實實施例的控制系統(tǒng)相對傳統(tǒng)的開關(guān)電路有較大的優(yōu)勢第一系統(tǒng)穩(wěn)定，不會受外界信號干擾，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的異常。第二，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，各個窗戶線路獨立，最大限度保證系統(tǒng)正常工作，同時便于維護(hù)和維修。第三，因為系統(tǒng)采用的是PLC控制器，所以具有一定的開放性，可以對接外部信號，控制窗戶的開或關(guān)。第四，系統(tǒng)安全性高，驅(qū)動電機(jī)為直流電機(jī)，無安全隱患。請繼續(xù)參閱圖I和圖2，優(yōu)選的，本實施例還包括暖氣收集器7和空氣閥門8，所述 暖氣收集器7的進(jìn)氣口經(jīng)所述空氣閥門8與所述空氣隔熱空間連通，所述暖氣收集器7的出氣口與新風(fēng)管連通。在冬季時，有一部分太陽光被太陽能電池板31轉(zhuǎn)換成電能，還有一部分太陽光穿過太陽能電池板31，加熱密空氣隔熱空間內(nèi)的空氣，通過設(shè)置暖氣收集器7(例如是氣泵)可以將空氣隔熱空間內(nèi)的受熱的空氣傳送到新風(fēng)管中供室內(nèi)取暖。所述太陽能電池板31通過并網(wǎng)逆變器和一些電力保護(hù)裝置連接到局域電網(wǎng)的配電盤上，其電力與電網(wǎng)電力混合在一起向負(fù)載供電，多余或不足的電力通過局域電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)舍棄了蓄電池作為儲能裝置，可以根據(jù)用電負(fù)荷靈活配置光伏系統(tǒng)，可以從幾千瓦到幾百千瓦不等。由于與市電實現(xiàn)了無縫銜接，所以在不良?xì)夂蚧蛞归g可以在極短的時間內(nèi)切換到市電模式，確保用戶電力正常供應(yīng)。供電體制一般為單相220V或者三相380V。逆變器輸出端與公共電網(wǎng)在低壓端并接時，自控裝置對公共電網(wǎng)的電壓、相位、頻率等參數(shù)進(jìn)行采樣，并以采樣值實時調(diào)整逆變器的輸出，保證并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)的同步運(yùn)行。在研發(fā)過程中，最初考慮太陽能電池板31采用常規(guī)單玻太陽能電池，但是經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)存在以下兩個問題(I)由于其背板TPT抗老化膜為非透明形態(tài)并且幕墻系統(tǒng)的兩側(cè)為封閉的植被幕墻，將嚴(yán)重影響案例的室內(nèi)采光；(2)經(jīng)過計算，單玻太陽能電池的結(jié)構(gòu)從強(qiáng)度方面無法滿足密閉艙開關(guān)和承受風(fēng)壓的強(qiáng)度要求。因此，優(yōu)選的，所述太陽能電池板31采用雙玻透光無框太陽能電池組件，采用雙面玻璃結(jié)構(gòu)形式，用點式方法進(jìn)行安裝。本實施例中，所述雙玻透光無框太陽能電池組件由于上、下兩塊玻璃組成，所述上、下兩塊玻璃的周邊通過橡膠條密封，上方的玻璃采用太陽能電池玻璃，下方的玻璃可以采用一般的鋼化玻璃。采用雙玻透光無框太陽能電池組件可以很好地與建筑物外墻、天棚等結(jié)合，在滿足太陽能發(fā)電功能的同時，還能滿足建筑物內(nèi)部采光、遮陰和裝飾美觀的效果。本實施例中的太陽能電池板31通過并網(wǎng)逆變器組成交流并網(wǎng)系統(tǒng)為水幕循環(huán)系統(tǒng)的動力設(shè)備-循環(huán)水泵提供能源。整個系統(tǒng)為“低壓并網(wǎng)”模式，并不通過高壓等手段向外界公共電網(wǎng)反饋電力，系統(tǒng)要求在天氣輻照條件良好的情況下，系統(tǒng)能部分滿足循環(huán)水泵電力供應(yīng)；在天氣條件較差情況下能部分提供電力，不足部分由市電自動補(bǔ)充供應(yīng)；在夜間條件下系統(tǒng)自動切換到市電模式。為展現(xiàn)節(jié)能環(huán)保技術(shù)，體現(xiàn)公共參與意識，系統(tǒng)也將通過數(shù)據(jù)采集和顯示設(shè)備顯示系統(tǒng)工作狀況，包括發(fā)電量等直觀數(shù)據(jù)。太陽能電池板31的玻璃厚度的選擇，對于玻璃厚度的選擇，如選擇過大，則整個體系自重太大，在外荷載作用下的撓度不滿足要求，如選擇過小，整個結(jié)構(gòu)剛度不夠，在開啟關(guān)閉時難以滿足應(yīng)力要求。經(jīng)過多輪計算和分析，最終決定采用6mm+6mm形式400w(透光率25%為400W，透光率20%為500W)雙玻透光無框組件。即所述雙玻透光無框太陽能電池組件中的上、下兩塊玻璃塊的厚度均為6mm，上方的玻璃的透光率為25%時功率選用400W，上方的玻璃的透光率為20%時功率選用500W。該組件尺寸符合工裝要求。光伏并網(wǎng)逆變器采用國外進(jìn)口的6KW的光伏太陽能并網(wǎng)逆變器。交流并網(wǎng)配電柜安裝有交流數(shù)字電表和浪涌保護(hù)器。發(fā)電系統(tǒng)帶有數(shù)據(jù)采集和通訊顯示設(shè)備，包括工業(yè)控制機(jī)和LCD顯示屏，以及光 伏并網(wǎng)逆變器廠家提供的數(shù)據(jù)采集顯示軟件，接口采用RS485 / RS232接口。并網(wǎng)配電系統(tǒng)采用單相220V體制，利用地下機(jī)房A2柜內(nèi)預(yù)留線路，采取反向送電到母排方式，實現(xiàn)與市電并網(wǎng)連接。由該太陽能能電池板、并網(wǎng)逆變器和一些電力保護(hù)裝置所組成的發(fā)電系統(tǒng)的主用功能如下( I)在日照良好條件情況下，系統(tǒng)滿足水幕循環(huán)系統(tǒng)的動力設(shè)備-循環(huán)水泵的部分電力需求；(2)在日照條件很差或夜間情況下，系統(tǒng)能自動切換到普通市電模式以保證公共照明的電力需求(自動切換時間小于20MS)；(3)系統(tǒng)采用最大功率點跟蹤技術(shù)(MPPT)，實現(xiàn)最大程度上利用太陽能發(fā)電；(4)系統(tǒng)具有電網(wǎng)電壓和頻率自動檢測診斷、故障顯示和告警功能，具有工作電壓和頻率人工設(shè)定功能；(5)系統(tǒng)具有防孤島效應(yīng)功能，在市電端有異常情況下能自動斷開與市電的連接，確保安全；(6)系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集和通訊顯示功能，能顯示當(dāng)前系統(tǒng)電壓、工作電流、系統(tǒng)當(dāng)前功率、系統(tǒng)當(dāng)前發(fā)電量和累計發(fā)電量等參數(shù)，便于直觀觀察系統(tǒng)運(yùn)行；(7)系統(tǒng)除交流并網(wǎng)柜和顯示設(shè)備外，其余設(shè)備屬防水戶外型，外場安裝和可維護(hù)性好；(8)系統(tǒng)壽命長，太陽能電池壽命25年以上，其余電器設(shè)備使用壽命在15-20年以上。請參閱圖I和圖2，本實施例提供的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)的使用方法，采用如上的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，具有兩種工作模式冬季模式和夏季模式。冬季模式時首先，關(guān)閉窗戶。接著，太陽能電池板31將太陽光轉(zhuǎn)化成電力提供給系統(tǒng)的用電設(shè)備，同時，空氣隔熱空間內(nèi)的空氣受熱形成空氣保溫層。部分太陽光會穿過太陽能電池板31，加熱密空氣隔熱空間內(nèi)的空氣，形成空氣保溫層。
最后，將空氣隔熱空間內(nèi)的受熱的空氣傳送到新風(fēng)管中供室內(nèi)取暖。即通過滯留在玻璃水幕墻I的太陽光輻射，太陽能電池板31后面發(fā)射的熱量以及玻璃水幕墻I的消耗，留在太陽能電池板31和玻璃水幕墻I間密閉艙的空氣被預(yù)熱，被預(yù)熱的空氣通過管道加入到新風(fēng)中給室內(nèi)供暖。夏季模式時首先，根據(jù)太陽的高度控制窗戶的開啟角度，使得太陽光照射到太陽能電池板31上；太陽越高，太陽能電池板31開啟角度越大。
接著，太陽能電池板31將太陽光轉(zhuǎn)化成電力提供給系統(tǒng)的用電設(shè)備(例如是驅(qū)動電機(jī)可編程控制器、室內(nèi)空調(diào)等);最后，打開水幕循環(huán)系統(tǒng)，通過水流帶走空氣隔熱空間內(nèi)的熱空氣，使室內(nèi)降溫。綜上所述，本發(fā)明提供一種水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)及使用方法，具有如下優(yōu)
占-
^ \\\ I、實現(xiàn)太陽能電能轉(zhuǎn)化；2、降低夏季太陽熱量輻射，起到隔熱效果；3、提高冬季太陽熱量輻射利用率，起到保溫增溫效果；4、提高水幕中水利用率，實現(xiàn)循環(huán)用水；5、提高幕墻視覺效果；6、降低能源消耗，減少費(fèi)用。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，包括固定于圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)的玻璃水幕墻、若干以矩形陣列設(shè)置于所述玻璃水幕墻外側(cè)的金屬框架、若干開啟操作部件，每個金屬框架上設(shè)有太陽能呼吸式幕墻單元，每組縱向排列的金屬框架設(shè)有一組用于向所述玻璃水幕墻提供循環(huán)水的水幕循環(huán)系統(tǒng)，每個太陽能呼吸式幕墻單元包括由上方的太陽能電池板和下方的下側(cè)玻璃組成的窗戶以及設(shè)置于窗戶兩側(cè)的側(cè)面玻璃，所述開啟操作部件控制對應(yīng)的窗戶的啟閉，當(dāng)每個太陽能呼吸式幕墻單元中的窗戶處于關(guān)閉狀態(tài)時，所有的太陽能呼吸式幕墻單元與所述玻璃水幕墻之間能夠形成一空氣隔熱空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，所述水幕循環(huán)系統(tǒng)包括地下室均衡水箱、循環(huán)水泵、頂層高位配水箱、高位配水箱控制開關(guān)、低位集水池以及過濾潔凈裝置，所述地下室均衡水箱與所述頂層高位配水箱之間的管路上設(shè)有循環(huán)水 泵，通過水幕循環(huán)水泵將地下室均衡水箱的水壓到頂層高位配水箱內(nèi)，頂層高位配水箱中的水在高位配水箱控制開關(guān)控制下放出水流經(jīng)所述玻璃水幕墻形成水膜并流入所述低位 集水池后經(jīng)過過濾潔凈裝置重新回到地下室均衡水箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，每個開啟操作部件包括驅(qū)動電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、推桿器以及開啟裝置，所述驅(qū)動電機(jī)經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)帶動所述推桿器的一端移動，所述推桿器的一端與所述開啟裝置的中部連接，所述開啟裝置上下對稱設(shè)置，所述太陽能玻璃安裝于所述開啟裝置的上部，所述下側(cè)玻璃安裝于所述開啟裝置的下部，所述開啟裝置的上部的頂端與對應(yīng)的金屬框架的上端活動連接，所述開啟裝置的上部的底端與對應(yīng)的金屬框架的下端活動連接，所述開啟裝置把太陽能電池板和下側(cè)玻璃組成一個聯(lián)動體，推桿器通過開啟裝置打開或關(guān)閉對應(yīng)的太陽能電池板和下側(cè)玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動機(jī)構(gòu)包括齒輪減速傳動組件以及渦輪蝸桿組件，所述驅(qū)動電機(jī)依次經(jīng)所述齒輪減速傳動組件和渦輪蝸桿組件帶動所述推桿器移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，所述蝸桿采用梯形齒形。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動電機(jī)采用直流永磁電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于控制驅(qū)動電機(jī)啟閉的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括可編程控制器、若干中間繼電器和若干開關(guān)按鈕，所述若干開關(guān)按鈕分別與所述可編程控制器連接，所述可編程控制器通過控制相應(yīng)的中間繼電器控制相應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)開啟和關(guān)閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，每個按鈕控制一排窗戶，每排窗戶的控制線路中設(shè)有保護(hù)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，每扇窗戶具有單獨的子控制電源。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，還包括若干用于檢測窗戶達(dá)到關(guān)閉狀態(tài)的光電信號開關(guān)，所述光電信號開關(guān)分別與所述可編程控制器連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，還包括暖氣收集器和空氣閥門，所述暖氣收集器的進(jìn)氣口經(jīng)所述空氣閥門與所述空氣隔熱空間連通，所述暖氣收集器的出氣口與新風(fēng)管連通。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能電池板采用雙玻透光無框太陽能電池組件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，所述雙玻透光無框太陽能電池組件由于上、下兩塊玻璃組成，所述上、下兩塊玻璃的周邊通過橡膠條密封，上方的玻璃采用太陽能電池玻璃。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，其特征在于，所述雙玻透光無框太陽能電池組件中的上、下兩塊玻璃塊的厚度均為6mm，上方的玻璃的透光率為25%時功率選用400W，上方的玻璃的透光率為20%時功率選用500W。
15.一種水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求f 14中任意一項所述的水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，具有兩種工作模式 冬季模式時首先，關(guān)閉窗戶；接著，太陽能電池板將太陽光轉(zhuǎn)化成電力提供給系統(tǒng)的用電設(shè)備，同時空氣隔熱空間內(nèi)的空氣受熱形成空氣保溫層；最后，將空氣隔熱空間內(nèi)的受熱的空氣傳送到新風(fēng)管中供室內(nèi)取暖； 夏季模式時首先，根據(jù)太陽的高度控制窗戶的開啟角度，使得太陽光照射到太陽能電池板上；接著，太陽能電池板將太陽光轉(zhuǎn)化成電力提供給系統(tǒng)的用電設(shè)備；最后，打開水幕循環(huán)系統(tǒng)，通過水流帶走空氣隔熱空間內(nèi)的熱空氣，使室內(nèi)降溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水幕太陽能呼吸式幕墻系統(tǒng)，包括固定于圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)的玻璃水幕墻、若干以矩形陣列設(shè)置于所述玻璃水幕墻外側(cè)的金屬框架、若干開啟操作部件，每個金屬框架上設(shè)有太陽能呼吸式幕墻單元，每組縱向排列的金屬框架設(shè)有一組用于向所述玻璃水幕墻提供循環(huán)水的水幕循環(huán)系統(tǒng)，每個太陽能呼吸式幕墻單元包括由上方的太陽能電池板和下方的下側(cè)玻璃組成的窗戶以及設(shè)置于窗戶兩側(cè)的側(cè)面玻璃，所述開啟操作部件控制對應(yīng)的窗戶的啟閉，當(dāng)每個太陽能呼吸式幕墻單元中的窗戶處于關(guān)閉狀態(tài)時，所有的太陽能呼吸式幕墻單元與所述玻璃水幕墻之間能夠形成一空氣隔熱空間。本發(fā)明可以充分利用太陽光且具有有效隔熱效果，可以實現(xiàn)對建筑物的智能溫控。
文檔編號F24F5/00GK102747798SQ20121013821
公開日2012年10月24日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者俞榮仁, 姜濤, 孔德志, 孫杰, 朱小軍, 李鑫奎, 洪芳鵬, 陳燚華 申請人:上海建工集團(tuán)股份有限公司