一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构

专利名称：一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410733731.0

专利申请（专利权）人：辽宁舒哲建筑工程有限公司
权利人地址：辽宁省锦州市凌海市板石沟乡板石沟村603号

专利发明（设计）人：王伟红,梁艳鹏,张晓燕,赵强,吴蘖,柴淑新,李铁生,李叶纯,陈洁,尢海洋,李青箐

专利摘要：本发明中公开了一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，涉及光伏墙体技术领域；具体包括墙体支架，所述墙体支架的内侧设置有保温墙板，且墙体支架的内部设置有保温腔，墙体支架的内侧与保温腔之间设置有多个电动控制的上通气阀和下通气阀，所述墙体支架的外侧面设置有多个安装槽。本发明中当保温腔内部温度高于室内温度时，打开上通气阀和下通气阀，空气中的温度差在保温腔内部形成烟囱效应，使得保温腔内部空气与室内空气形成循环，进而在冬季不依靠其他热源时，维持室内的温度满足供暖需求，降低建筑的采暖能耗，而在夜间时，太阳能电池板收回将光伏支撑架的开口封堵，在墙体外侧形成多层空腔式隔离结构，增强墙体的隔温效果。

主权利要求：
1.一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，包括墙体支架（1），所述墙体支架（1）的内侧设置有保温墙板（3），且墙体支架（1）的内部设置有保温腔（4），墙体支架（1）的内侧与保温腔（4）之间设置有多个电动控制的上通气阀（12）和下通气阀（2），其特征在于，所述墙体支架（1）的外侧面设置有多个安装槽（5），且安装槽的内部安装有多个光伏支撑架（13），所述光伏支撑架（13）的内部转动安装有活动座（15），且活动座（15）的内部安装有调节电机（14），所述调节电机（14）的输出轴底端安装有角度调节杆（9），所述角度调节杆（9）的外侧转动安装有活动撑环（17），所述活动撑环（17）与光伏支撑架（13）之间铰接有用于调节角度的主电动推杆（10），所述角度调节杆（9）的一侧安装有安装架（18），且安装架（18）的外侧表面安装有太阳能电池板（16），太阳能电池板（16）为铜铟镓硒薄膜太阳能电池，所述光伏支撑架（13）的外侧边缘处设置有隔离圈（25）。
2.根据权利要求1所述的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，其特征在于，所述墙体支架（1）的底部设置有至少两个由隔温材料制成的水箱（20），水箱（20）填埋在地面下方，且光伏支撑架（13）的内部设置有太阳能水加热组件，太阳能水加热组件与水箱（20）之间通过管道连接。
3.根据权利要求2所述的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，其特征在于，所述太阳能水加热组件包括设置于光伏支撑架（13）内部的储水腔（8），和设置于安装架（18）中部的真空太阳能集热管（19），所述储水腔（8）与真空太阳能集热管（19）两端之间安装有隔热软管（21），所述储水腔（8）的周围还设置有补水管（22）和排水电磁阀（23），排水电磁阀（23）通过三通阀分别与多个水箱（20）连通。
4.根据权利要求3所述的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，其特征在于，所述安装架（18）的外表面设置有内壁为反光镜面的U型腔，且真空太阳能集热管（19）安装于U型腔的内部，所述U型腔的外侧安装有隔离玻璃（26）。
5.根据权利要求3所述的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，其特征在于，所述保温腔（4）的内部安装有竖直设置的导热隔板（6），且导热隔板（6）的一侧安装有多个连接杆（7），连接杆（7）贯穿保温腔（4）、安装槽（5）之间的墙面。
6.根据权利要求5所述的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，其特征在于，所述保温腔（4）内部顶端设置有多层环绕的流动水盘管（11），且导热隔板（6）的顶部设置于流动水盘管（11）的内部。
7.根据权利要求5所述的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，其特征在于，所述导热隔板（6）包括位于保温腔（4）顶部、底部的固定隔板（601），和位于保温腔（4）中部的活动隔板（602），所述活动隔板（602）的四角与墙体支架（1）之间均安装有副电动推杆（606），所述保温腔（4）、安装槽（5）之间还设置有多个单向阀（605），单向阀（605）的流通方向为安装槽（5）流向保温腔（4）。
8.根据权利要求7所述的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，其特征在于，所述活动隔板（602）靠近安装槽（5）的一侧设置有第二储水腔（603），且第二储水腔（603）的一侧安装有多个第二隔温软管（604），储水腔（8）的外侧与第二隔温软管（604）之间设置有补液电磁阀（24）。 说明书 : 一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构技术领域[0001] 本发明涉及光伏墙体技术领域，尤其涉及一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构。背景技术[0002] 轻型钢结构组合房屋具有重量轻、组装简便快速、设计标准定型、可拆装、可搬迁、抗震性能强等优点，被广泛应用于临时性建筑。随着对轻型钢结构组合房屋研发的不断深入，如今，轻型钢结构组合房屋不只是临时房屋的代名词，而是已经发展成为使用寿命长久的新型住宅，并广泛应用于新农村建设和城市多层、小高层建筑以及别墅区。[0003] 太阳能作为新能源在建筑方面的应用越来越得到广泛关注，品类诸多的太阳能产品应用于建筑设计中，以实现能源自我供给，达到建筑节能的目的，目前，虽然许多的装配式建筑结合太阳能、光伏概念，但是，两者结合还是以在屋顶等屋面铺设太阳能电池板为主，而缺乏光伏组件在建筑墙体中的应用，尤其是在严寒地区，装配式建筑内部还是依靠采暖设备保持室内环境，而位于屋顶的光伏组件发电时长降低，利用率下降。[0004] 有鉴于此，本发明提供一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，以解决上述现有技术中存在的技术问题。发明内容[0005] 基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构。[0006] 本发明提出的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，包括墙体支架，所述墙体支架的内侧设置有保温墙板，且墙体支架的内部设置有保温腔，墙体支架的内侧与保温腔之间设置有多个电动控制的上通气阀和下通气阀，所述墙体支架的外侧面设置有多个安装槽，且安装槽的内部安装有多个光伏支撑架，所述光伏支撑架的内部转动安装有活动座，且活动座的内部安装有调节电机，所述调节电机的输出轴底端安装有角度调节杆，所述角度调节杆的外侧转动安装有活动撑环，所述活动撑环与光伏支撑架之间铰接有用于调节角度的主电动推杆，所述角度调节杆的一侧安装有安装架，且安装架的外侧表面安装有太阳能电池板，太阳能电池板优选为铜铟镓硒薄膜太阳能电池，所述光伏支撑架的外侧边缘处设置有隔离圈。[0007] 本发明中优选地，所述墙体支架的底部设置有至少两个由隔温材料制成的水箱，水箱填埋在地面下方，且光伏支撑架的内部设置有太阳能水加热组件，太阳能水加热组件与水箱之间通过管道连接。[0008] 本发明中优选地，所述太阳能水加热组件包括设置于光伏支撑架内部的储水腔，和设置于安装架中部的真空太阳能集热管，所述储水腔与真空太阳能集热管两端之间安装有隔热软管，所述储水腔的周围还设置有补水管和排水电磁阀，排水电磁阀通过三通阀分别与多个水箱连通。[0009] 本发明中优选地，所述安装架的外表面设置有内壁为反光镜面的U型腔，且真空太阳能集热管安装于U型腔的内部，所述U型腔的外侧安装有隔离玻璃。[0010] 本发明中优选地，所述保温腔的内部安装有竖直设置的导热隔板，且导热隔板的一侧安装有多个连接杆，连接杆贯穿保温腔、安装槽之间的墙面。[0011] 本发明中优选地，所述保温腔内部顶端设置有多层环绕的流动水盘管，且导热隔板的顶部设置于流动水盘管的内部。[0012] 本发明中优选地，所述导热隔板包括位于保温腔顶部、底部的固定隔板，和位于保温腔中部的活动隔板，所述活动隔板的四角与墙体支架之间均安装有副电动推杆，所述保温腔、安装槽之间还设置有多个单向阀，单向阀的流通方向为安装槽流向保温腔。[0013] 本发明中优选地，所述活动隔板靠近安装槽的一侧设置有第二储水腔，且第二储水腔的一侧安装有多个第二隔温软管，储水腔的外侧与第二隔温软管之间设置有补液电磁阀。[0014] 与现有技术相比，本发明提供了一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，具备以下有益效果：[0015] 本发明中，在装配建筑的向阳面墙体单元中设置有保温腔、安装槽，保温腔、安装槽之间设置有导热的薄墙体，在安装槽的内部安装有太阳能电池板，在建筑的向阳面依靠太阳能电池板形成复合光伏墙面，主电动推杆将太阳能电池板推出，且调节电机带动太阳能电池板旋转追随太阳的方向延长光照时间和增加光照覆盖面积，利用太阳能电池板在受太阳辐射作用进行光热转化后温度显著升高，而后将部分热量传递给光伏支撑架，进而在安装槽的区域形成温热区域，热量通过薄墙体传递至保温腔中，保温腔内部空气由于被加热形成上升流，当保温腔内部温度高于室内温度时，打开上通气阀和下通气阀，空气中的温度差在保温腔内部形成烟囱效应，使得保温腔内部空气与室内空气形成循环，进而在冬季不依靠其他热源时，维持室内的温度满足供暖需求，降低建筑的采暖能耗，而在夜间时，太阳能电池板收回将光伏支撑架的开口封堵，在墙体外侧形成多层空腔式隔离结构，增强墙体的隔温效果；[0016] 其次，当墙面处于太阳辐射环境下时，副电动推杆带动活动隔板在保温腔内部往复运动，活动隔板向室内方向运动时，单向阀处于流通状态，室外空气经过安装槽与光伏支撑架之间的间隙吸入，此时，光伏支撑架及其表面的光伏组件处于太阳辐射状态下，将吸入的空气进行加热，活动隔板反向运动时，将吸入的热空气从上通气阀和下通气阀中压入室内，通过室内外空气的强制流动，进而对室内进行加热，且降低太阳能电池板周围温度。附图说明[0017] 图1为本发明提出的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构的剖视示意图；[0018] 图2为本发明提出的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构的侧视示意图；[0019] 图3为本发明提出的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构的光伏支撑架剖视示意图；[0020] 图4为本发明提出的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构的真空太阳能集热管分布示意图；[0021] 图5为本发明提出的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构的太阳能电池板展开示意图；[0022] 图6为本发明提出的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构的光伏组件展开示意图；[0023] 图7为本发明提出的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构的导热隔板分布示意图；[0024] 图8为本发明提出的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构的光伏支撑架示意图；[0025] 图9为本发明实施例2提出的一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构的导热隔板示意图。[0026] 图中：1墙体支架、2下通气阀、3保温墙板、4保温腔、5安装槽、6导热隔板、601固定隔板、602活动隔板、603第二储水腔、604第二隔温软管、605单向阀、606副电动推杆、7连接杆、8储水腔、9角度调节杆、10主电动推杆、11流动水盘管、12上通气阀、13光伏支撑架、14调节电机、15活动座、16太阳能电池板、17活动撑环、18安装架、19真空太阳能集热管、20水箱、21隔热软管、22补水管、23排水电磁阀、24补液电磁阀、25隔离圈、26隔离玻璃。具体实施方式[0027] 下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。[0028] 实施例1参照图1‑8，一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，包括墙体支架1，墙体支架1的内侧设置有保温墙板3，且墙体支架1的内部设置有保温腔4，墙体支架1的内侧与保温腔4之间设置有多个电动控制的上通气阀12和下通气阀2，墙体支架1的外侧面设置有多个安装槽5，且安装槽的内部安装有多个光伏支撑架13，光伏支撑架13的内部转动安装有活动座15，且活动座15的内部安装有调节电机14，调节电机14的输出轴底端安装有角度调节杆9，角度调节杆9的外侧转动安装有活动撑环17，活动撑环17与光伏支撑架13之间铰接有用于调节角度的主电动推杆10，角度调节杆9的一侧安装有安装架18，且安装架18的外侧表面安装有太阳能电池板16，太阳能电池板16优选为铜铟镓硒薄膜太阳能电池，光伏支撑架13的外侧边缘处设置有隔离圈25。[0029] 本发明中，在装配建筑的向阳面墙体单元中设置有保温腔4、安装槽5，保温腔4、安装槽5之间设置有导热的薄墙体，在安装槽5的内部安装有太阳能电池板16，在建筑的向阳面依靠太阳能电池板16形成复合光伏墙面，主电动推杆10将太阳能电池板16推出，且调节电机14带动太阳能电池板16旋转追随太阳的方向延长光照时间和增加光照覆盖面积，利用太阳能电池板16在受太阳辐射作用进行光热转化后温度显著升高，而后将部分热量传递给光伏支撑架13，进而在安装槽5的区域形成温热区域，热量通过薄墙体传递至保温腔4中，保温腔4内部空气由于被加热形成上升流，当保温腔4内部温度高于室内温度时，打开上通气阀12和下通气阀2，空气中的温度差在保温腔4内部形成烟囱效应，使得保温腔4内部空气与室内空气形成循环，进而在冬季不依靠其他热源时，维持室内的温度满足供暖需求，降低建筑的采暖能耗，而在夜间时，太阳能电池板16收回将光伏支撑架13的开口封堵，在墙体外侧形成多层空腔式隔离结构，增强墙体的隔温效果。[0030] 作为本发明中再进一步的方案，墙体支架1的底部设置有至少两个由隔温材料制成的水箱20，水箱20填埋在地面下方，且光伏支撑架13的内部设置有太阳能水加热组件，太阳能水加热组件与水箱20之间通过管道连接，本发明中，还设置有水箱20和太阳能水加热组件，墙体的向阳面在太阳辐射作用下，将水加热储存在水箱20和太阳能水加热组件中，在夏季，将水箱20中接入建筑中的生活用水，即可利用日常生活消耗热水，且利用冷水逐步置换太阳能水加热组件中的热水，而生活用水集中在夜间，此时，太阳能水加热组件中为冷水，即可对墙体表面进行降温，而在冬季时，水箱20和太阳能水加热组件中的水内循环，此时，水箱20和太阳能水加热组件中为温水，当夜间时太阳能电池板16收回在墙体形成封闭结构，太阳能水加热组件中的温水缓慢散热，对保温腔4内部持续保温，在水箱20和太阳能水加热组件构成的自循环中流动，冷水下降热水上升，进而在夜间依靠水温持续的维持室内温度，太阳能水加热组件中水温下降时，有效节约建筑在夜间的采暖能耗。[0031] 作为本发明中再进一步的方案，太阳能水加热组件包括设置于光伏支撑架13内部的储水腔8，和设置于安装架18中部的真空太阳能集热管19，储水腔8与真空太阳能集热管19两端之间安装有隔热软管21，储水腔8的周围还设置有补水管22和排水电磁阀23，排水电磁阀23通过三通阀分别与多个水箱20连通，在本发明中，多个储水腔8与水箱20之间构成内循环，真空太阳能集热管19接收太阳辐射，将储水腔8中水持续的加热，通过与水箱20之间的连通，将热水储存在水箱20中，在冬季时，内循环中储存的温水，为夜间建筑提供热源，而在夏季时，为建筑提供生活热水，进一步降低建筑中的能耗。[0032] 作为本发明中再进一步的方案，安装架18的外表面设置有内壁为反光镜面的U型腔，且真空太阳能集热管19安装于U型腔的内部，U型腔的外侧安装有隔离玻璃26，通过隔离玻璃26与太阳能电池板16表面齐平配合保持墙体外墙面的平整，同时，增强墙体外表面的隔离效果，在夜间安装架18、太阳能电池板16将光伏支撑架13封闭时，避免热量流失。[0033] 作为本发明中再进一步的方案，保温腔4的内部安装有竖直设置的导热隔板6，且导热隔板6的一侧安装有多个连接杆7，连接杆7贯穿保温腔4、安装槽5之间的墙面，通过导热隔板6和连接杆7的设置，有效增强保温腔4、安装槽5之间的热量传递，加快室内空气与保温腔4内部空气之间的热对流，维持室内温度的稳定。[0034] 作为本发明中再进一步的方案，保温腔4内部顶端设置有多层环绕的流动水盘管11，且导热隔板6的顶部设置于流动水盘管11的内部，本发明中，在冬季的夜间时，流动水盘管11与水箱20连通，在夜间利用循环的温水，进一步增强对室内的供暖和保温效果，节约采暖能耗，在夏季时，将其中一个水箱20与太阳能水加热组件断开，将其与流动水盘管11连接形成，在流动水盘管11中通入循环冷水，进而在导热隔板6的上端形成冷空气团，冷空气团在保温腔4内部沉降，搅动保温腔4与室内空气之间的热对流，对室内进行降温处理。[0035] 实施例2参照图1‑9，一种应用于装配式建筑的单元式光伏墙体结构，导热隔板6包括位于保温腔4顶部、底部的固定隔板601，和位于保温腔4中部的活动隔板602，活动隔板602的四角与墙体支架1之间均安装有副电动推杆606，保温腔4、安装槽5之间还设置有多个单向阀605，单向阀605的流通方向为安装槽5流向保温腔4，本实施例中，当墙面处于太阳辐射环境下时，副电动推杆606带动活动隔板602在保温腔4内部往复运动，活动隔板602向室内方向运动时，单向阀605处于流通状态，室外空气经过安装槽5与光伏支撑架13之间的间隙吸入，此时，光伏支撑架13及其表面的光伏组件处于太阳辐射状态下，将吸入的空气进行加热，活动隔板602反向运动时，将吸入的热空气从上通气阀12和下通气阀2中压入室内，通过室内外空气的强制流动，进而对室内进行加热，且降低太阳能电池板16周围温度。[0036] 活动隔板602靠近安装槽5的一侧设置有第二储水腔603，且第二储水腔603的一侧安装有多个第二隔温软管604，储水腔8的外侧与第二隔温软管604之间设置有补液电磁阀24，通过第二隔温软管604和补液电磁阀24，将活动隔板602并入与储水腔8、水箱20之间构成的内循环中，冬季光照环境下，通过活动隔板602中的热水，形成大面积的热辐射体，提升保温腔4内部的温度，提升室内的温度，而夜间时，光伏支撑架13被封闭，造成安装槽5处于密闭环境，且活动隔板602处于静止状态，活动隔板602持续、稳定的散发热量，增加热交换面积，进一步降低建筑采暖能耗，实现冬季取暖的近零能耗。[0037] 在使用时，建筑的向阳面依靠太阳能电池板16形成复合光伏墙面，主电动推杆10将太阳能电池板16推出，且调节电机14带动太阳能电池板16旋转追随太阳的方向延长光照时间和增加光照覆盖面积，利用太阳能电池板16在受太阳辐射作用进行光热转化后温度显著升高，而后将部分热量传递给光伏支撑架13，进而在安装槽5的区域形成温热区域，热量通过薄墙体传递至保温腔4中，保温腔4内部空气由于被加热形成上升流，当保温腔4内部温度高于室内温度时，打开上通气阀12和下通气阀2，空气中的温度差在保温腔4内部形成烟囱效应，使得保温腔4内部空气与室内空气形成循环，进而在冬季不依靠其他热源时，维持室内的温度满足供暖需求，降低建筑的采暖能耗，而在夜间时，太阳能电池板16收回将光伏支撑架13的开口封堵，在墙体外侧形成多层空腔式隔离结构，增强墙体的隔温效果。[0038] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

专利地区：辽宁

专利申请日期：2024-06-07

专利公开日期：2024-09-17

专利公告号：2024-09-17