CN203654538U - 多参数控制智能热通道光伏幕墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多参数控制智能热通道光伏幕墙，其特征是在幕墙热通道中设置有开合式出风口百叶（1）、开合式进风口百叶（7）、电动遮阳百叶（9）、温度传感器（3）、由多种传感器组成的太阳能辐射照度采集装置（4）、强风保护传感器（5）、气压风速采集装置（6）和风机（8），并分别与可编程智能控制***（14）电连接。可编程智能控制***（14）负责采集处理设在双层幕墙内、外侧适当部位设置多种传感器或装置传来的实时环境数据，经分析按预先设置的程序或实际需要实现各类运动机构的智能控制，达到最佳节能效果。

Description

多参数控制智能热通道光伏幕墙

技术领域

      本实用新型涉及一种多参数控制的智能型热通道光伏幕墙。

背景技术

光伏发电与建筑相结合是目前世界上大规模利用光伏技术发电的研究热点之一。不论是从建筑技术或经济角度出发，太阳能光伏与建筑一体化（BIPV）都有很多优点，它可以有效地利用屋顶及***护结构等建筑外表面，无需额外用地；还可以缓解电力需求，降低室内空调负荷，改善室内热环境等等。

光伏发电也逐渐应用于建筑幕墙，但目前多仅限于把光伏组件作为幕墙面板或遮阳板组装到幕墙上，利用光伏组件进行发电，作为驱动电动遮阳、室内照明等用途，没有实现光伏幕墙的智能化控制，未能达到光伏幕墙的最佳工作状态和节能效果。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种多参数控制的智能型热通道光伏幕墙，通过对幕墙通道内部照度、温度及风速的智能控制，达到光伏幕墙的最佳工作状态和节能效果。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：本实用新型在热通道幕墙外层夹胶玻璃（2）、内层中空玻璃（11）之间形成热气流通道（10），开合式出风口百叶（1）在热气流通道（10）的最上方，开合式进风口百叶（7）在热气流通道（10）的最下方；在热气流通道（10）内、热通道幕墙外层夹胶玻璃（2）的上方有电动遮阳百叶（9），在贴近热通道幕墙外层夹胶玻璃（2）上有温度传感器（3）和由多种传感器组成的太阳能辐射照度采集装置（4）；强风保护传感器（5）在开合式进风口百叶（7）的外侧，气压风速采集装置（6）和风机（8）在开合式进风口百叶（7）的内侧；自动控制电动推杆（13）与下端铰接可变角度开合式太阳能电池板（12）连在一起，并和可编程智能控制***（14）在热气流通道（10）下端；可编程智能控制***（14）分别与开合式出风口百叶（1）、开合式进风口百叶（7）、电动遮阳百叶（9）、温度传感器（3）、由多种传感

器组成的太阳能辐射照度采集装置（4）、强风保护传感器（5）、气压风速采集装置（6）和风机（8）电连接，负责采集处理设在双层幕墙内、外侧适当部位设置多种传感器或装置传来的实时环境数据，经分析按预先设置的程序或实际需要实现各类运动机构的智能控制，而整个控制***及运动机构电力运行由太阳能光伏电池发电及蓄电***提供。在双层幕墙内侧安装多种传感器组成的太阳能辐射照度采集装置（4），自动控制电动推杆（13）驱动下端铰接可变角度开合式太阳能电池板（12）自动跟踪阳光，同时，可根据预先设置的照度条件或实际需要等控制安装在热气流通道（10）上方合适位置的电动遮阳百叶（9），实现室内采光的自动调节。相近位置还安装温度传感器（3）实时监测热气流通道（10）的温度变化，在温度较高，达到一定温度时自动开启进风口内侧由太阳能发电电池驱动的风机（8）强迫送风，使热通道气流成倍增加，强化烟囱效应，同时使单晶硅太阳能电池板（12）表面温度下降。在双层幕墙外侧下方适当部位设置强风保护传感器（5）和气压风速采集装置（6），可控制电机驱动可变角度开合式进风口百叶（7）和出风口百叶（1）实现不同季节和天气环境条件下，进、出风口开合程度及风量大小的智能控制，遭遇台风等恶劣天气时可完全关闭进、出风口保护热通道幕墙内部相关设备。

在热通道光伏幕墙内、外侧安装照度、温度、风速传感器及强风保护装置，对热通道幕墙工作环境实时监测和优化调节。当太阳光辐射过高时，由温度传感器发出信号控制风机强化通风；通道接受阳光照度较高时，照度传感器发出信号开启遮阳百叶。当温度较低时（例如设置为26℃）由温度传感器发出信号控制风机关闭，停止强化通风。当强风达到某一级别时，风速传感器及强风保护装置分别关闭进风口和出风口百叶、停止太阳能电池板发电***及阳光***工作。对双层幕墙人居环境进行优化调节，达到最佳的节能效果。

热通道光伏幕墙多参数控制***以可编程控制***为中心，通过环境采集***，实时感知双层幕墙热通道内照度、气流温度和风速等环境变化，以蓄电***剩余电量和幕墙环境状况为输入，实时控制强化热气流***和电动遮阳***，在不增加建筑额外能耗的基础上，解决幕墙建筑美观、舒适性与建筑能耗之间的矛盾。

热通道光伏幕墙将双层玻璃幕墙与光伏发电结合起来，将太阳能电池安装在双层玻璃之间的热通道内，既最大限度利用建筑外墙，不占面积；还有利于牢固安全，便于安装；更能利用热气流通风有效降低太阳能电池的工作温度，维持太阳能电池较高的光电转换效率。可编程控制***根据通道内环境参数，实时调节强化热气流***的直流风扇

转动，确定通道内最优空气流速，改善热通道幕墙的热工性能。当太阳辐射照度强烈时，智能控制***依据室内房间合理的光照度需要，控制电动遮阳百叶收起或降下以及叶片的角度，以便改变室内实际接收太阳辐射的合理量，优化房间光环境；当探测到室内光照度下降到相应的下限值时反向操作，调整遮阳叶片的夹角。

由于光伏热通道幕墙综合了双层玻璃幕墙和光伏发电两方面，因此其多参数控制指标需要从多个方面进行评价和优化，其具体参数设定，需要大量实验测量结合规范标准的要求确定，并使编制程序写入控制器芯片内实现自动采集和控制。实际参数设定主要考虑双层玻璃幕墙通道内热工环境需要及室内采光照明标准等相关规范。

   以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是多参数控制智能热通道光伏幕墙的结构示意图。

图2是多参数控制智能热通道光伏幕墙的控制***图。

具体实施方案. 

图1中，本实用新型技术方案是：在热通道幕墙外层夹胶玻璃2、内层中空玻璃11之间形成热气流通道10，开合式出风口百叶1在热气流通道10的最上方，开合式进风口百叶7在热气流通道10的最下方；在热气流通道10内、热通道幕墙外层夹胶玻璃2的上方有电动遮阳百叶9，在贴近热通道幕墙外层夹胶玻璃2上有温度传感器3和由多种传感器组成的太阳能辐射照度采集装置4；强风保护传感器5在开合式进风口百叶7的外侧，气压风速采集装置6和风机8在开合式进风口百叶7的内侧；自动控制电动推杆13与下端铰接可变角度开合式太阳能电池板12连在一起，并和可编程智能控制***14在热气流通道10下端；可编程智能控制***14分别与开合式出风口百叶1、开合式进风口百叶7、电动遮阳百叶9、温度传感器3、由多种传感器组成的太阳能辐射照度采集装置4、强风保护传感器5、气压风速采集装置6和风机8电连接，负责采集处理设在双层幕墙内、外侧适当部位设置多种传感器或装置传来的实时环境数据，经分析按预先设置的程序或实际需要实现各类运动机构的智能控制，而整个控制***及运动机构电力运行由太阳能光伏电池发电及蓄电***提供。在双层幕墙内侧安装多种传感器组成的太阳能辐射照度采集装置4，自动控制电动推杆13，驱动下端铰接可变角度开合式太阳能电池板12自动跟踪阳光，同时，可根据预先设置的照度条件或实际需要等控制安装热气

流通道10上方合适位置的电动遮阳百叶9，实现室内采光的自动调节。相近位置还安装温度传感器3实时监测热气流通道10的温度变化，在温度较高达到一定温度时自动开启进风口内侧由太阳能发电电池驱动的风机8强迫送风，使热通道气流成倍增加，强化烟囱效应，同时使单晶硅太阳能电池板12表面温度下降。在双层幕墙外侧下方适当部位设置强风保护传感器5和气压风速采集装置6，可控制电机驱动可变角度开合式进风口百叶7和出风口百叶1实现不同季节和天气环境条件下，进、出风口开合程度及风量大小的智能控制，遭遇台风等恶劣天气时可完全关闭进、出风口保护热通道幕墙内部相关设备。

图2中，可编程智能控制***14分别与开合式出风口百叶1、开合式进风口百叶7、电动遮阳百叶9、温度传感器3、由多种传感器组成的太阳能辐射照度采集装置4、强风保护传感器5、气压风速采集装置6、风机8和蓄电***15电连接。可编程控制***需要实现：风速传感器感知室外进入通道的风速大于某个强风标准级别时可以提醒关闭进、出风口百叶；照度传感器感知室内通道百叶外侧照度达到一定值时，可以自动启动遮阳卷帘及调整其百叶开度；温度传感器感知热通道内气流温度或太阳能电池板表面温度超过规定值时开启蓄电池驱动的风扇强化热气流流动、增强对流散热、改善发电效率。同时，设置充电控制器将太阳能电池所发电量直接对蓄电池组进行充电，需要时再由该蓄电***15以直流的方式为数据采集、编程控制及强化热气流、电动遮阳百叶等***运行提供电能。

本发明具有如下积极效果：

一、本发明在热通道光伏幕墙内外侧设置太阳光辐射照度、气流风速及表面温度传感器自动采集多项环境参数，使用微型智能控制***自动控制通道内太阳能电池板的角度变化和上部遮光百叶的开启状态，可组合构成智能幕墙***。通过多参数控制实现最佳工况，达到智能控制的效果，并可进行能耗分析。而光伏电池阵列正好提供了整个***的动力保障，不再需要城市电网支持。

二、本发明的智能控制***能采集步进电机的转动角度，实时控制步进电机转动角度，调整光伏电池板仰角，使光伏电池板自动跟踪太阳，达到最大限度利用太阳能的目的。同时建立光伏太阳能电池组件发电的独立采集及存储***，可在阳光跟踪自动控制条件下，使太阳能电池总是以最优角度朝向太阳，直接接受到更高密度的太阳辐射，能最大限度的利用建筑外墙面积增加发电量。而太阳电池板发出的电能可由蓄电池储存起

来供智能控制***及驱动进、出风口的抽风机和遮阳百叶等使用。

    三、本发明将光伏电池阵列与双层玻璃幕墙（热通道幕墙）结合起来，将太阳能电池板安装在双层玻璃之间的热通道内，既最大限度利用建筑外墙，不占面积；还有利于***牢固安全，便于安装。由抽风机强迫送风和利用双层幕墙热气流在温差作用下的自然流动，降低热通道温度；同时使单晶硅太阳电池板稳定在一定温度正常工作，发挥最佳效率。

Claims (1)

1.一种多参数控制智能热通道光伏幕墙，其特征是在热通道幕墙外层夹胶玻璃（2）、内层中空玻璃（11）之间形成热气流通道（10），开合式出风口百叶（1）在热气流通道（10）的最上方，开合式进风口百叶（7）在热气流通道（10）的最下方；在热气流通道（10）内，热通道幕墙外层夹胶玻璃（2）的上方有电动遮阳百叶（9），在贴近热通道幕墙外层夹胶玻璃（2）上有温度传感器（3）和由多种传感器组成的太阳能辐射照度采集装置（4）；强风保护传感器（5）在开合式进风口百叶（7）的外侧，气压风速采集装置（6）和风机（8）在开合式进风口百叶（7）的内侧；自动控制电动推杆（13）与下端铰接可变角度开合式太阳能电池板（12）连在一起，并和可编程智能控制***（14）在热气流通道（10）下端；可编程智能控制***（14）分别与开合式出风口百叶（1）、开合式进风口百叶（7）、电动遮阳百叶（9）、温度传感器（3）、由多种传感器组成的太阳能辐射照度采集装置（4）、强风保护传感器（5）、气压风速采集装置（6）和风机（8）电连接。

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