一種集成智能換熱系統(tǒng)的bipv光伏屋頂?shù)闹谱鞣椒?br>【專利摘要】一種集成智能換熱系統(tǒng)的BIPV光伏屋頂，包括太陽能光伏組件、主水槽、次水槽、防水蓋、組件壓塊、減震壓塊、接地刺片、減震墊、換熱室和通風(fēng)窗，所述的主水槽縱向通過組件壓塊和減震壓塊固定在太陽能光伏組件兩側(cè)進行固定，主水槽兩側(cè)的支撐座通過自攻螺絲固定在屋頂?shù)臋_條上，次水槽與主水槽方向垂直搭接在主水槽上，次水槽上設(shè)有咬合結(jié)構(gòu)，次水槽通過咬合結(jié)構(gòu)與太陽能光伏組件固定，防水蓋扣在組件壓塊上，主水槽和次水槽上填充有結(jié)構(gòu)膠，阻止太陽能光伏組件下方熱量，通過太陽能光伏組件之間的間隙散發(fā)，太陽能組件下方為換熱室，換熱室上設(shè)有通風(fēng)窗。
【專利說明】
一種集成智能換熱系統(tǒng)的BI PV光伏屋頂
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及光伏建筑一體化屋頂。
【背景技術(shù)】
[0002]BIPV即Building Integrated PV是光伏建筑一體化。PV即PhotovoltaicaBIPV技術(shù)是將太陽能發(fā)電(光伏)產(chǎn)品集成到建筑上的技術(shù)。光伏建筑一體化(BIPV)不同于光伏系統(tǒng)附著在建筑上(BAPV:Building Attached PV)的形式?，F(xiàn)代化社會中，人們對舒適的建筑環(huán)境的追求越來越高，導(dǎo)致建筑采暖和空調(diào)的能耗日益增長。在發(fā)達國家，建筑用能已占全國總能耗的30%—40%，對經(jīng)濟發(fā)展形成了一定的制約作用，光伏建筑一體化的出現(xiàn)，有效地利用可再生能源進行發(fā)電供用戶使用，同時BIPV材質(zhì)的屋頂比傳統(tǒng)的屋頂壽命長30年以上，是替代傳統(tǒng)屋頂?shù)淖罴逊桨浮?br>[0003]按照光伏方陣與建筑結(jié)合的不同方式，建筑光伏的應(yīng)用分為兩大類:
[0004]—、光伏方陣與建筑的結(jié)合:
[0005]將封裝好的光伏組件平板或者曲面板以支架和平鋪的方式安裝在建筑的屋頂，光伏發(fā)電系統(tǒng)作為附加構(gòu)件依附在建筑上，建筑物作為光伏方陣載體，起支撐作用。這類型的結(jié)合對光伏組件開發(fā)程度不足，光伏組件和建筑的融合度不高。
[0006]二、光伏方陣與建筑的集成:
[0007]將光伏組件以一種建筑材料或建筑構(gòu)件的形式出現(xiàn)，光伏構(gòu)件成為建筑物不可分割的一部分，用于替代傳統(tǒng)的屋頂結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)發(fā)電、節(jié)能、防水、使用壽命長等功能。
[0008]上述的兩種方式中，光伏方陣與建筑的集成是光電建筑的一種高級形式。它要求太陽能光伏組件不僅要具備光伏發(fā)電的功能，還要兼顧建筑的遮風(fēng)、擋雨、保溫隔熱、防水防火、裝飾、防護等功能，并與建筑物有機結(jié)合、融為一體。但目前我國現(xiàn)有的光伏建筑項目中光伏方陣大多是通過簡單的支撐結(jié)構(gòu)或以平鋪的方式將光伏組件附著在建筑屋面，不屬于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所要求優(yōu)先采用的建材型光伏構(gòu)件范疇。
[0009]以下是檢索到有關(guān)光伏屋頂?shù)奈墨I:
[0010]中國專利1，名稱:一種太陽能光伏屋頂；申請?zhí)?201420476010.8申請日:2014-08-22;
【申請人】:徐慶宏；地址:225316江蘇省泰州市醫(yī)藥高新區(qū)藥城大道I號商務(wù)I號樓1402室;摘要:一種模塊化的同步設(shè)計施工的太陽能光伏屋頂。該屋頂?shù)闹髁汉痛瘟捍怪苯诲e排列，形成天井式井字梁排列，在井字梁上方澆筑垂直的混凝土薄板，剖面成口字形模版上方的四周設(shè)有窗框，窗框上設(shè)有螺孔，光伏組件通過螺孔固定在天井上，主梁和次梁的背部設(shè)有若干過濾凈化槽。本實用新型的模塊化太陽能光伏屋頂在建造屋頂時一次成型，節(jié)約建造成本;采用南向采光和排水，滿足光伏安裝斜度和防火防水等要求;過濾凈化槽可以收集雨水和凈化室內(nèi)空氣;該屋頂?shù)墓夥M件組裝簡單，使用壽命長，光電轉(zhuǎn)化率高。
[0011]中國專利2，名稱:太陽能光伏光熱屋頂系統(tǒng)；申請?zhí)?201310022338.2申請日:
2013-01-22;
【申請人】:于勤勇；地址:310004浙江省杭州市下城區(qū)環(huán)城西路38號3單元401室;摘要:太陽能光伏光熱屋頂系統(tǒng)，其包括若干個太陽能光伏光熱板、輸水管和支撐結(jié)構(gòu)，所述太陽能光伏光熱板通過連接件固定在支撐結(jié)構(gòu)上，所述太陽能光伏光熱板縱向之間相互搭接，所述太陽能光伏光熱板中設(shè)有換熱管，所述輸水管通過管道連接到換熱管的進水口和出水口。本發(fā)明通過連接件將太陽能光伏光熱固定在所述建筑物的頂部的支撐結(jié)構(gòu)上，太陽能光伏光熱板縱向之間相互搭接，能夠在屋頂大面積鋪設(shè)，提高光電、光熱利用效率，能完全取代或部分取代現(xiàn)代傳統(tǒng)屋頂，可減少整體安裝和使用成本，而且提供了太陽能屋頂?shù)姆浪阅堋?br>[0012]中國專利3，名稱:一種隔熱型光伏瓦屋頂結(jié)構(gòu)；申請?zhí)?201420738502.X申請日:
2014-12-02;
【申請人】:吳小松浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院;地址:310053浙江省杭州市濱江區(qū)濱文路470號浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院；摘要:一種隔熱型光伏瓦屋頂結(jié)構(gòu)，包括屋頂面板和設(shè)在屋頂面板上的掛瓦條，掛瓦條上鋪設(shè)有光伏瓦，屋脊處設(shè)有脊瓦，每塊光伏瓦上都設(shè)有連接孔，光伏瓦通過螺釘與掛瓦條連接，屋頂面板上還設(shè)有防水板，防水板為波紋板，防水板與屋頂面板之間圍成若干沿屋脊到屋檐分布的風(fēng)道，屋頂面板上設(shè)有若干連接座，掛瓦條通過螺栓與連接座連接。因此，本實用新型能極大的削弱光伏瓦與屋頂面板之間的熱傳遞，散熱效果好，有效的降低屋頂溫度，保持屋內(nèi)涼爽環(huán)境。
[0013]中國專利4，名稱:可防水導(dǎo)流的太陽能光伏屋頂；申請?zhí)?201420730220.5申請日:2014-11-26;
【申請人】:揭陽中誠集團有限公司；地址:522021廣東省揭陽市經(jīng)濟開發(fā)試驗區(qū)中心路西側(cè)、西四橫路北側(cè)C棟;摘要:一種可防水導(dǎo)流的太陽能光伏屋頂，該光伏屋頂在網(wǎng)狀桁架的頂部通過連接法蘭固設(shè)有若干排呈縱向設(shè)置的支撐軌，每相鄰兩支撐軌之間依次固定鋪設(shè)有若干塊呈板狀結(jié)構(gòu)的光伏單元，每排所述支撐軌的頂面上對應(yīng)固設(shè)有一呈縱向排布的主導(dǎo)水槽，該主導(dǎo)水槽嵌設(shè)于每相鄰兩光伏單元的縱向縫隙間，且每相鄰兩光伏單元的橫向縫隙間密封固設(shè)有一蓋板，由于光伏單元和與其接觸的各部件之間均采用橡膠防水條密封，因此能有效的防止雨水滲透至光伏單元方陣下方，同時屋頂?shù)姆e水可順著主導(dǎo)水槽導(dǎo)流至前、后置導(dǎo)水槽中，能被快速排出，特別適用于雨量大的地區(qū)使用。
[0014]從上述的文獻中可以看出，光伏屋頂?shù)姆浪畣栴}是目前該領(lǐng)域人員專攻的技術(shù)難點之一，光伏組件通常通過拼接固定在屋頂上，采用光伏組件代替屋頂時，光伏組件拼接導(dǎo)致的漏水、長期浸水腐蝕組件等問題尤為突出。一般情況下，光伏組件兩側(cè)會通過水槽導(dǎo)流屋頂上的積水，但是一般的單層防水結(jié)構(gòu)并不能滿足防水要求，且多數(shù)光伏屋頂通過自攻螺絲在組件邊框上鉆孔固定，經(jīng)過長時間風(fēng)雨侵蝕、晃動和摩擦，螺絲會松動，形成漏水點，導(dǎo)致光伏屋頂整體防水效果較差;在南方日照強度較高地區(qū)使用光伏屋頂時，雖能很好利用日照發(fā)電，但組件本身發(fā)電產(chǎn)生的熱量和長時間強日照的高溫會導(dǎo)致建筑室內(nèi)溫度偏高，一般的建筑商會采用通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計將熱量排出，但這些熱量其實是可再生能源，應(yīng)該加以利用，減少建筑整體排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是提供一種能夠存儲、轉(zhuǎn)移日照和太陽能組件發(fā)電產(chǎn)生的熱量，給用戶供暖使用的一種集成智能換熱系統(tǒng)的BIPV屋頂。
[0016]為解決上述問題，采用的技術(shù)方案是:
[0017]集成智能換熱系統(tǒng)的BIPV光伏屋頂，包括太陽能光伏組件、主水槽、次水槽、防水蓋、減震壓塊、減震墊、組件壓塊、換熱室、電動通風(fēng)窗、溫控傳感器和換熱器，所述的主水槽縱向通過組件壓塊和減震壓塊在太陽能光伏組件兩側(cè)進行固定，防水蓋與組件壓塊咬合連接，主水槽底部設(shè)有減震墊，主水槽兩側(cè)的支撐座通過自攻螺絲固定在屋頂?shù)臋_條上，次水槽與主水槽方向垂直搭接在主水槽上，次水槽上設(shè)有咬合結(jié)構(gòu)，次水槽通過咬合結(jié)構(gòu)與太陽能組件固定，太陽能光伏組件下方為換熱室，換熱室內(nèi)設(shè)有溫控傳感器，換熱室墻面上安裝有電動通風(fēng)窗，換熱室頂部裝有換熱器。
[0018]所述的主水槽用于組件間縱向間隙防水，且本發(fā)明的主水槽設(shè)有兩邊的支撐座，并在兩邊進行固定，大大降低漏水機率，同時使水槽更加穩(wěn)定，支撐座起到支撐太陽能光伏組件和固定主水槽的作用；
[0019]所述的次水槽用于組件橫向間隙防水，本發(fā)明的次水槽設(shè)有咬合結(jié)構(gòu)，咬合結(jié)構(gòu)用于連接上下兩塊太陽能光伏組件；
[0020]所述組件壓塊用于將太陽能光伏組件固定在主水槽上，底部套有接地刺片，在固定組件的同時導(dǎo)通兩塊組件邊框，組件壓塊下方設(shè)有減震壓塊，主水槽底部設(shè)有減震墊，用于減少水槽與金屬檁條的摩擦，避免水槽抗氧化層磨損；
[0021]所述換熱室用于吸收日照和太陽能光伏組件發(fā)電產(chǎn)生的熱量，供室內(nèi)的換熱器采集熱量用于室內(nèi)供暖，電動通風(fēng)窗由溫控傳感器控制，起到排出多余熱空氣的作用；
[0022]所述的主水槽、次水槽與太陽能光伏組件的間隙填充有結(jié)構(gòu)膠，起到密封的作用，防止熱空氣從間隙漏出。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:
[0024](I)本發(fā)明僅有組件壓塊、減震壓塊和主水槽支撐座固定采用自攻螺絲固定，其余均采用搭接、扣接的方式連接各組件，有效防止螺絲鉆孔由于風(fēng)化、磨損而形成漏水點，同時避免太陽能組件進水延長使用壽命。
[0025](2)本發(fā)明的主水槽與傳統(tǒng)水槽的區(qū)別在于，本發(fā)明的主水槽兩側(cè)有用于固定的支撐座，傳統(tǒng)水槽僅通過組件壓塊貫通水槽中部固定組件及水槽，水槽兩側(cè)沒有固定，長時間擠壓容易使水槽兩側(cè)變型漏水，且高低位水槽間連接通常采用焊接、粘合或螺絲的方式，極易產(chǎn)生斷裂和漏水點，而本發(fā)明的水槽兩側(cè)用自攻螺絲固定在房屋的檁條上，通過組件壓塊和減震壓塊將太陽能光伏組件固定在主水槽上，而且高位的主水槽是直接搭接在低位主水槽上，不需要焊接或螺絲固定，減少漏水點，比傳統(tǒng)水槽使用壽命提高20-30年。
[0026](3)本發(fā)明采用的次水槽通過咬合結(jié)構(gòu)與太陽能光伏組件連接，不需要使用螺絲，施工工藝簡單，減少漏水點，安裝簡便，成本縮減30%以上。
[0027](4)本發(fā)明在組件壓塊下方套接有接地刺片，傳統(tǒng)的每個組件壓塊底部都需要一根接地線，本發(fā)明通過接地刺片連接太陽能光伏組件，使一串太陽能組件僅需要在頭尾連通接地，安裝更簡便、成本更低。
[0028](5)本發(fā)明的換熱室通過吸收日照和太陽能光伏組件產(chǎn)生的熱量，存儲在換熱室中，利用換熱室頂部的換熱器吸收空氣中的熱量，將熱量轉(zhuǎn)移供室內(nèi)供暖，換熱室墻上設(shè)有電動通風(fēng)窗，電動通風(fēng)窗之間有高低位差，當(dāng)電動通風(fēng)窗打開時，形成自然對流，冷風(fēng)從低位電動通風(fēng)窗進入，熱風(fēng)從高位電動通風(fēng)窗流出，不需要增設(shè)設(shè)備，成本較低，散熱效果顯著。
【附圖說明】
[0029]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明:
[0030]圖1為主水槽結(jié)構(gòu)示意圖，圖中各標(biāo)識含義如下:1_太陽能光伏組件;2-主水槽;4-防水蓋;5-組件壓塊;6-接地刺片;9-支撐座;14-減震壓塊;15-減震墊;16-結(jié)構(gòu)膠。
[0031 ]圖2為次水槽的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中各標(biāo)識含義如下:1-太陽能光伏組件;3-次水槽；10-咬合結(jié)構(gòu)；16-結(jié)構(gòu)膠。
[0032]圖3為換熱室結(jié)構(gòu)示意圖，圖中各標(biāo)識含義如下:7_換熱室;8-通風(fēng)窗；11-隔熱層；12-溫控傳感器;13-換熱器。
[0033]圖4為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)圖，圖中各標(biāo)識含義如下:1_太陽能光伏組件;2-主水槽;3-次水槽;5-組件壓塊。
[0034]圖5為主水槽立體示意圖。
[0035]圖6為次水槽立體示意圖。
【具體實施方式】
[0036]集成智能換熱系統(tǒng)的BIPV光伏屋頂，包括太陽能光伏組件1、主水槽2、次水槽3、防水蓋4、組件壓塊5、接地刺片6、減震壓塊14、減震墊15、換熱室7、電動通風(fēng)窗8、溫控傳感器12和換熱器13，所述的主水槽2縱向通過組件壓塊5和減震壓塊14在太陽能光伏組件I兩側(cè)進行固定，防水蓋4與組件壓塊5咬合連接，主水槽2底部設(shè)有減震墊15，主水槽2兩側(cè)的支撐座9通過自攻螺絲固定在屋頂?shù)臋_條上，次水槽3與主水槽2方向垂直搭接在主水槽2上，次水槽3上設(shè)有咬合結(jié)構(gòu)10，次水槽3通過咬合結(jié)構(gòu)10與太陽能光伏組件I固定，主水槽和次水槽互相構(gòu)成網(wǎng)狀支撐太陽能組件，太陽能光伏組件方陣中間的組件壓塊5底部套有接地刺片6，組件串兩端的太陽能光伏組件設(shè)有接地線，在太陽能光伏組件I下方為散熱室7，換熱室7內(nèi)設(shè)有通風(fēng)窗8，換熱室7底部鋪有隔熱層11，隔熱層11為隔熱棉和隔熱板，隔熱棉填充在隔熱板縫隙中。屋頂積水順流而下從邊緣排出，部分從太陽能光伏組件I縫隙漏過的水進入主水槽2后排出，漏入次水槽3的水由次水槽3導(dǎo)流進入主水槽2后排出，換熱室7內(nèi)設(shè)有溫控傳感器12，換熱室7墻面上安裝有電動通風(fēng)窗8，換熱室7頂部裝有換熱器13。
[0037]太陽能光伏組件I和日照產(chǎn)生的熱量通過太陽能光伏組件進入屋頂下方的換熱室7，換熱室7內(nèi)設(shè)有溫控傳感器12，常態(tài)下，電動通風(fēng)窗8處于關(guān)閉狀態(tài)，換熱室7中的熱空氣上升，與換熱室7頂部的換熱器12接觸，換熱器12吸收空氣溫度，并通過介質(zhì)將熱量轉(zhuǎn)移，用于室內(nèi)供暖或者其它用途，當(dāng)換熱器13處于啟動狀態(tài)下時，溫控傳感器12檢測換熱室7內(nèi)溫度超出預(yù)設(shè)溫度時，溫控傳感器12發(fā)送信號給換熱室7內(nèi)的電動通風(fēng)窗8，電動通風(fēng)窗8電機啟動開啟窗戶，此時高溫氣體從高位電動通風(fēng)窗8排出，低溫氣體從低位電動通風(fēng)窗8灌入，形成對流，將多余的熱空氣排出，當(dāng)溫控傳感器12檢測到換熱室7內(nèi)溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，關(guān)閉電動通風(fēng)窗8。
【主權(quán)項】
1.一種集成智能換熱系統(tǒng)的BIPV光伏屋頂，其特征在于:包括太陽能光伏組件(1)、主水槽(2)、次水槽(3)、防水蓋(4)、組件壓塊(5)、換熱室(7)、電動通風(fēng)窗(8)、溫控傳感器(12)、換熱器(13)、減震壓塊(14)和減震墊(15)，所述主水槽(2)縱向通過組件壓塊(5)和減震壓塊(14)在太陽能光伏組件(I)兩側(cè)進行固定，防水蓋(4)與組件壓塊(5)咬合連接，主水槽(2)底部設(shè)有減震墊(15)，主水槽(2)兩側(cè)的支撐座(9)通過自攻螺絲固定在屋頂?shù)臋_條上，次水槽(3)與主水槽(2)方向垂直搭接在主水槽(2)上，次水槽(3)上設(shè)有咬合結(jié)構(gòu)(10)，次水槽(3)通過咬合結(jié)構(gòu)(10)與太陽能光伏組件(I)固定，在太陽能光伏組件(I)下方為換熱室(7)，換熱室(7)內(nèi)設(shè)有溫控傳感器(12)，換熱室(7)墻面上安裝有電動通風(fēng)窗(8)，換熱室(7)頂部裝有換熱器(13)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成智能換熱系統(tǒng)的BIPV光伏屋頂，其特征在于:所述組件壓塊(5)底部套有接地刺片(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成智能換熱系統(tǒng)的BIPV光伏屋頂，其特征在于:所述換熱室(7)底部鋪有隔熱層(11)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成智能換熱系統(tǒng)的BIPV光伏屋頂，其特征在于:所述主水槽(2)、次水槽(3)與太陽能光伏組件(I)的間隙填充結(jié)構(gòu)膠(16)。
【文檔編號】E04D13/17GK205577271SQ201620278345
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】謝光華
【申請人】謝光華