專利名稱：呼吸式太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能光伏玻璃用于帶熱交換腔體的玻璃幕墻中以促進(jìn)空 氣流動(dòng)。
背景技術(shù)：
目前絕大多數(shù)的傳統(tǒng)玻璃幕墻技術(shù)都存在著大量能源消耗、室內(nèi)空氣質(zhì)量 嚴(yán)重下降等問題。為解決這些問題， 一種新型的玻璃幕墻,智能玻璃幕墻技術(shù)得
到發(fā)展，如中國(guó)專利號(hào)02228283.1公布的《呼吸式動(dòng)態(tài)雙層幕墻》及申請(qǐng)?zhí)枮?200320110108.3的《內(nèi)循環(huán)呼吸式玻璃幕墻》均闡述了這種促進(jìn)空氣流動(dòng)的玻 璃幕墻。同時(shí)，申請(qǐng)?zhí)枮?00420051960.2的《門窗幕墻及其空氣調(diào)節(jié)裝置》公 布了一種門窗幕墻及一種空氣調(diào)節(jié)裝置，其通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。這種功能性玻璃 幕墻的技術(shù)核心是一種有別于傳統(tǒng)幕墻的特殊幕墻，所謂雙層氣體流動(dòng)的呼吸 式幕墻，實(shí)際為雙層幕墻，在兩個(gè)幕墻中間有一個(gè)寬約半米的氣流通道區(qū)，在 氣流通道區(qū)的上下兩端有進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)設(shè)施，外層玻璃為固定式，內(nèi)層玻璃可以 開啟，在內(nèi)部幕墻窗開啟的狀態(tài)下，室外空氣首先經(jīng)過外層幕墻底部的百葉， 過濾設(shè)施進(jìn)入中間層，這時(shí)的空氣是干凈無(wú)塵的，在室內(nèi)循環(huán)之后，通過外層 幕墻頂部的百葉窗溢出，在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的氣流帶走通道內(nèi)的熱量，這樣可以降 低內(nèi)側(cè)幕墻的外表面溫度，減少空調(diào)負(fù)荷，節(jié)省能源。而且無(wú)論外界風(fēng)、雨、 塵及噪音等干擾如何嚴(yán)重，室內(nèi)均可以自由開窗更新新鮮空氣，同時(shí)保證陽(yáng)光 的雙層過濾，避免直射及炫光困擾。由于外層幕墻不需開啟，雙層玻璃及中間 空氣層可有效阻隔室外噪音，臨街建筑室內(nèi)依然安靜。
但是目前這種呼吸式智能玻璃幕墻也存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占用空間大、成本
高的缺點(diǎn)。因?yàn)檫@種呼吸式幕墻的換氣采用的是熱煙囪效應(yīng)，因此熱通道就需 要很寬，這樣對(duì)建筑資源緊缺的地方就是一種很大的浪費(fèi)，另外由于這種結(jié)構(gòu) 的幕墻換氣必須是整個(gè)幕墻整體考慮才能實(shí)現(xiàn)，因此結(jié)構(gòu)必定會(huì)變得復(fù)雜，造 成成本過高，推廣起來(lái)也很難。

發(fā)明內(nèi)容
所要解決的技術(shù)問題是，使呼吸式幕墻的每一塊幕墻玻璃單元分隔均為一 個(gè)單獨(dú)的可自動(dòng)換氣的雙層呼吸式玻璃。目的之一是通過主動(dòng)換氣，減小兩層 玻璃幕墻中間的空間，減少建筑占地面積，節(jié)約空間。
另一目的是讓可以再生的太陽(yáng)能在幕墻上發(fā)揮生成電能，既美化玻璃幕墻， 又能發(fā)電給自動(dòng)換氣裝置供電。
按照本發(fā)明的技術(shù)解決方案是框架承載的由若干個(gè)單元構(gòu)成的光伏玻璃 幕墻，至少有兩層，其中有一層是發(fā)電、透光的太陽(yáng)能光伏玻璃，至少有一個(gè)能 自動(dòng)換氣的腔體和一個(gè)帶電極引出線接負(fù)載的發(fā)電單元，腔體及供電裝置構(gòu)成 通風(fēng)換氣系統(tǒng)。
本發(fā)明的太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻的外層，由太陽(yáng)能電池組件與透光玻璃構(gòu)成 具有一定透光間隙的光伏膜板與內(nèi)層玻璃平行、間隔形成腔體。承載玻璃幕墻 的框架，包括立柱和橫梁，在框架的橫梁或立柱上安裝有內(nèi)凹的排風(fēng)裝置。立 柱安裝在每個(gè)單元的兩側(cè)，安裝在每個(gè)單元的腔體內(nèi)有四個(gè)立柱與橫梁連接處 開有通氣空孔。立柱內(nèi)有進(jìn)氣通道和排氣通道及濾網(wǎng)，腔體上下貫通。每根立 柱均含進(jìn)氣通道和排氣通道及濾網(wǎng)。每個(gè)單元的電極引出線與框架的橫梁或立 柱上安裝的內(nèi)凹電風(fēng)扇連接。
按照本發(fā)明的技術(shù)解決方案，發(fā)電幕墻的外層玻璃可以用非晶硅太陽(yáng)能電池光伏夾層玻璃。也可以是多晶硅太陽(yáng)能電池光伏夾層玻璃和單晶硅太陽(yáng)能電 池制成的光伏夾層玻璃。發(fā)電幕墻的外層可以是非晶硅或多晶硅或單晶硅太陽(yáng) 能制成的太陽(yáng)能電池中空玻璃。
本發(fā)明的用途是采用本發(fā)明發(fā)電幕墻至少兩層幕墻玻璃，至少具有一層發(fā) 電、透光性好的太陽(yáng)能光伏玻璃，由框架裝置所承載分割的具有能自動(dòng)換氣的 腔體和接負(fù)載的太陽(yáng)能發(fā)電單元，是一個(gè)可以拆卸的獨(dú)立發(fā)電發(fā)供電單元。
太陽(yáng)能發(fā)電單元可以通過串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)形成獨(dú)立供電系統(tǒng)給通風(fēng)換 氣系統(tǒng)供電。
發(fā)電幕墻的太陽(yáng)能發(fā)電單元用矩陣連接形成電源并網(wǎng)給通風(fēng)換氣系統(tǒng)供電。
本發(fā)明有效的利用可再生清潔能源太陽(yáng)電池與玻璃幕墻建筑光伏一體化， 精簡(jiǎn)占地面積，空氣流通、清潔。薄膜太陽(yáng)能電池阻擋太陽(yáng)的熱量，標(biāo)準(zhǔn)化、 模塊化，適合規(guī)?；a(chǎn)。
進(jìn)一步講本發(fā)明外層幕墻可以是透明式或半透明式玻璃幕墻，也可以是隱 框玻璃幕墻、明框玻璃幕墻、半隱框玻璃幕墻等。本發(fā)明主要由外層太陽(yáng)能光 伏玻璃組件、內(nèi)層玻璃、電動(dòng)風(fēng)扇、幕墻框架、通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成。由太陽(yáng)能電池 直接供電的換氣風(fēng)扇是直流的恒流風(fēng)扇，左右送風(fēng)，可以將風(fēng)從右邊的進(jìn)氣通 道吸入又從左邊的排氣通道排出。幕墻框架的立柱具有兩個(gè)相互分隔開的通道， 一個(gè)是進(jìn)氣通道， 一個(gè)是排氣通道。進(jìn)氣通道的開口設(shè)置在框架的下端，排氣 通道的開口設(shè)置在框架的上端，與室內(nèi)、室外相通的進(jìn)氣開口及與室內(nèi)。室外 相通的排氣開口分別設(shè)置在不同的立柱上，這樣既可將室外的新鮮空氣送入室 內(nèi)，又可將室內(nèi)的空氣排出室外。在進(jìn)、排氣端口及進(jìn)、出雙層幕墻中間夾層
內(nèi)都裝有濾網(wǎng)對(duì)空氣進(jìn)行過濾，保證空氣的潔凈。立柱進(jìn)氣通道的下端，通過 短管道或直接與室內(nèi)進(jìn)氣口相連接，立柱進(jìn)氣通道的上端封閉；在立柱出氣通 道的上端，通過短管道或直接與室外出氣口相連接，立柱出氣通道的下端封閉。 太陽(yáng)能電池接二級(jí)管、濾波電容、穩(wěn)壓電路到電扇。并網(wǎng)要接逆變器到電 網(wǎng)，給負(fù)載供電。
立柱包括扣條、副框、壓塊、螺釘、泡沫填充棒、接縫密封膠、副框粘接 膠及雙面膠墊條；壓塊與立柱為螺釘連接；壓塊與立柱之間有副框之副框側(cè)邊， 副框側(cè)邊附于立柱之外側(cè)面；副框與太陽(yáng)能光伏玻璃組件之間粘連有副框粘接 膠及雙面膠墊條；相鄰太陽(yáng)能光伏玻璃組件之間填充泡沫填充棒及接縫密封膠。 立柱勾槽、立柱擋片及立柱插槽，立柱擋片與扣條之間有內(nèi)層玻璃。如立柱進(jìn) 氣通道開口位于框架的下端，開口與室內(nèi)連通，立柱進(jìn)氣通道上端封閉；立柱 排氣通道開口位于框架的上端，與室外連通，立柱排氣通道下端封閉。
如果采用太陽(yáng)能光伏中空玻璃與立柱的外側(cè)面之間粘連有雙面膠墊條，鋁 合金壓板與立柱為螺釘連接；鋁合金壓板與太陽(yáng)能光伏中空玻璃外表面用結(jié)構(gòu) 膠密封粘所有接縫。內(nèi)層玻璃可以是各種現(xiàn)有玻璃，可以自由拆裝，以便對(duì)腔 體內(nèi)部的風(fēng)扇進(jìn)行維護(hù)。


下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的原理及實(shí)施例。
圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明立柱節(jié)點(diǎn)剖面圖。
圖3為本發(fā)明的立柱的截面圖。
圖4為圖1中F處局部放大圖。
圖5節(jié)圖7為本發(fā)明恒流風(fēng)扇安裝示意圖。
圖8為導(dǎo)線步線示意圖。
圖9為采用本發(fā)明的立柱節(jié)點(diǎn)剖面圖。
圖10為本發(fā)明的直接供電式電路圖。
圖ll為本發(fā)明的并網(wǎng)供電式電路圖。
見圖l-ll中，外層太陽(yáng)能光伏玻璃組件l、內(nèi)層玻璃2、立柱3、立柱進(jìn)氣 通道3-1、立柱排氣通道3-2、立柱插槽3-3、立柱擋片3-4、立柱勾槽3-5、立 柱隔瓣3-6、橫梁4、通孔4-1、電動(dòng)風(fēng)扇5、方型風(fēng)扇5-1、接縫密封膠6、接 線盒7、導(dǎo)線7-l、濾網(wǎng)8、 9.副框副框側(cè)邊9-1、壓塊IO、螺釘10-1、泡沫填 充棒ll、扣條12、副框粘接膠13、雙面膠墊條14、太陽(yáng)能光伏中空玻璃15、 明框裝飾條16、鋁合金壓板17。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:本具體實(shí)施例外層幕墻為一隱框式玻璃幕墻，所謂隱框式玻璃幕 墻，即邊框不可見的玻璃幕墻。在本例中，即是將太陽(yáng)能光伏玻璃組件1直接
粘貼在副框9上。請(qǐng)參見圖1及圖2，太陽(yáng)能光伏玻璃組件1為百葉式非晶硅太 陽(yáng)能光伏夾層玻璃，太陽(yáng)能光伏玻璃組件1與副框9通過副框粘接膠13固定在 一起，再通過壓塊10與立柱3固定在一起。相鄰太陽(yáng)能光伏玻璃組件l之間的 接縫涂有接縫密封膠6，以連接密封相鄰太陽(yáng)能光伏玻璃組件l。幕墻內(nèi)層玻璃 2為普通玻璃，兩層幕墻間距為lOOmm左右，幕墻框架的立柱3及橫梁4均為鋁 合金矩形型材，立柱3分成左右兩個(gè)通道，左通道為立柱進(jìn)氣通道3-1，右通道 為立柱排氣通道3-2，進(jìn)氣通道的開口設(shè)置在框架的下端，進(jìn)氣通道的上端封閉， 下端開口接向室內(nèi)；排氣通道的開口設(shè)置在框架的上端，排氣通道的下端封閉，
上端開口接向室外。左、右兩通道中部的側(cè)面有插槽3-3，插槽中插有空氣濾網(wǎng) 8。
請(qǐng)參見圖3，在立柱排氣通道3-2左右兩邊設(shè)有限位內(nèi)層玻璃2的擋片3-4 和可以扣入目前幕墻通用的扣條12的勾槽3-5，扣條12可以較容易地拆卸，橫 梁4在與立柱3相應(yīng)的位置也設(shè)有同樣結(jié)構(gòu)的限位內(nèi)層玻璃2的擋片和可以扣 入扣條12的勾槽，請(qǐng)參見圖4。電動(dòng)風(fēng)扇5可以為恒流風(fēng)扇，通過螺釘安裝在 上橫梁4的上側(cè)面，如圖5所示。在此，電動(dòng)風(fēng)扇5也可以安裝在橫梁4的下 側(cè)面，如圖6所示；或安裝在立柱3上，如圖7所示。在本實(shí)施例中風(fēng)扇安裝 在橫梁4上側(cè)面，如此可保證最高的空氣流通效率。電動(dòng)風(fēng)扇5上的電機(jī)正負(fù) 極、穩(wěn)壓電路及太陽(yáng)能光伏玻璃組件1上的接線盒7正負(fù)極依次電連接。太陽(yáng) 能電池引出的導(dǎo)線7-1依次沿立柱3及橫梁4側(cè)面走線，導(dǎo)線可通過膠紙固定 在立柱3及橫梁4相應(yīng)側(cè)面，以不影響外觀。對(duì)于導(dǎo)線步線方式，請(qǐng)參見圖8， 各太陽(yáng)能電池之間串聯(lián)起來(lái)時(shí)，需要在橫梁4靠近立柱3部分開有通孔4-l，以 穿過導(dǎo)線。白天有光照時(shí)，太陽(yáng)能光伏玻璃組件1產(chǎn)生電帶動(dòng)電動(dòng)風(fēng)扇5旋轉(zhuǎn)， 電動(dòng)風(fēng)扇5旋轉(zhuǎn)又使風(fēng)從進(jìn)氣通道3-1透過濾網(wǎng)8進(jìn)入夾層，然后循環(huán)后再通 過濾網(wǎng)8進(jìn)入排氣通道3-2，將室外的空氣帶入室內(nèi)同時(shí)將室內(nèi)的空氣帶到室外，
形成不停的循環(huán)風(fēng)，達(dá)到降低溫度和換氣的目的。
請(qǐng)參見附圖5 7，由圖可知，立柱進(jìn)氣通道3-1及立柱排氣通道3-2均是 上下貫通的，橫粱4則通過角碼與立柱4連接，再用鉚釘鉚接。采用角碼加鉚 釘鉚接的連接方式，是鋁質(zhì)等型材在建筑上常用的一種連接方式。
實(shí)施例2:本發(fā)明是第二種實(shí)施方式為主動(dòng)呼吸式太陽(yáng)能光伏中空玻璃發(fā)電 幕墻，參見圖9，太陽(yáng)能光伏中空玻璃15與立柱3之間有雙面膠墊條14，利用
雙面膠墊條14的粘力可以將太陽(yáng)能光伏中空玻璃15牢牢粘在立柱3上。由于 太陽(yáng)能光伏中空玻璃15為中空結(jié)構(gòu)，因此其之間的接縫并不能采用如圖2所示 的接縫密封膠6密封?；氐綀D9，太陽(yáng)能光伏中空玻璃15之間有鋁合金壓板17， 鋁合金壓板17之腔體內(nèi)容納有一壓塊10，壓塊10與立柱3之間有鋁合金壓板 17，所述壓塊10與立柱3之間采用螺釘固定。在鋁合金壓板17與太陽(yáng)能光伏 中空玻璃15之間有接縫密封膠6密封。明框裝飾條16與鋁合金壓板17連接。 在功能上，所述明框裝飾條16可以對(duì)鋁合金壓板17的腔體之內(nèi)壓塊10及螺釘 進(jìn)行密封，以防止其生銹等不良發(fā)生的可能。
實(shí)施例3:參見圖10，所示直接供電式電路，包括太陽(yáng)能電池、二極管、 濾波電容、穩(wěn)壓電路、電動(dòng)風(fēng)扇及輸出端口。太陽(yáng)能電池與濾波電容并聯(lián)，二 極管正極與太陽(yáng)能正極連接，二極管與穩(wěn)壓電路串聯(lián)。穩(wěn)壓電路與電動(dòng)風(fēng)扇正 極連接，在穩(wěn)壓電路與電動(dòng)風(fēng)扇之間引出輸出接口，用于將多余的電能輸出。 二極管可以防止電動(dòng)風(fēng)扇的密匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流對(duì)太陽(yáng)能電池的損壞；所 述穩(wěn)壓電路是已有技術(shù)，其應(yīng)用廣泛。通過穩(wěn)壓電路得到的恒流電流可以直接 供直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇工作。
實(shí)施例4:參見圖ll，所示并網(wǎng)供電式電路包括太陽(yáng)能電池、并網(wǎng)逆變器、
電網(wǎng)、電動(dòng)風(fēng)扇及負(fù)載。太陽(yáng)能電池與并網(wǎng)逆變器連接，并網(wǎng)逆變器與電網(wǎng)連 接，將太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的直流電流逆變?yōu)榻涣麟娏?。電?dòng)風(fēng)扇與負(fù)載并聯(lián)，其
電能由電網(wǎng)提供。目前中國(guó)大陸民用電網(wǎng)參數(shù)為交流電壓220V,頻率50Hz。
權(quán)利要求
1、呼吸式太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻及其用途，其特征在于框架承載的由若干個(gè)單元構(gòu)成的光伏玻璃幕墻，至少有兩層，其中有一層是發(fā)電、透光的太陽(yáng)能光伏玻璃，至少有一個(gè)能自動(dòng)換氣的腔體和一個(gè)帶電極引出線接負(fù)載的發(fā)電單元，腔體及供電裝置構(gòu)成通風(fēng)換氣系統(tǒng)。
2、 如權(quán)利要求l呼吸式太陽(yáng)能發(fā)電幕墻，其特征在于所述的太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻的外層，由太陽(yáng)能電池組件與透光玻璃形成一定的透光間隙光伏膜板與 內(nèi)層玻璃平行、間隔形成腔體。
3、 如權(quán)利要求l呼吸式太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻，其特征在于所述的承載玻璃 幕墻的框架，包括立柱和橫梁，在框架的橫梁或立柱上安裝有內(nèi)凹的排風(fēng)裝置。
4、 如權(quán)利要求l呼吸式太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻，其特征在于所述的立柱安裝 在每個(gè)單元的兩側(cè)，立柱內(nèi)有進(jìn)氣通道和排氣通道及濾網(wǎng)，單元腔體上下貫通。
5、 如權(quán)利要求4呼吸式太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻，其特征在于所述安裝在每個(gè) 單元的腔體內(nèi)有四個(gè)立柱與橫梁連接處開有通氣空孔。
6、 如權(quán)利要求l呼吸式太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻，其特征在于所述每根立柱均 含進(jìn)氣通道和排氣通道及濾網(wǎng)。
7、 如權(quán)利要求1呼吸式太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻，其特征在于所述每個(gè)單元的 電極引出線與框架的橫梁或立柱上安裝的內(nèi)凹電的風(fēng)扇連接。
8、 如權(quán)利要求l呼吸式太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻，其特征在于所述的發(fā)電幕墻 是非晶硅/多晶硅/單晶硅太陽(yáng)能制成的太陽(yáng)能光伏夾層玻璃。
9、 如權(quán)利要求l呼吸式太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻，其特征在于所述的發(fā)電幕墻 外層是非晶硅/多晶硅/單晶硅太陽(yáng)能制成的太陽(yáng)能電池中空玻璃。
10、 一種呼吸式太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻的用途，其特征在于所述的發(fā)電幕墻 至少兩層幕墻玻璃，至少具有一層發(fā)電、透光性好的太陽(yáng)能光伏膜板，由框架 裝置所承載分割的具有能自動(dòng)換氣的腔體和接負(fù)載的太陽(yáng)能發(fā)電單元，是一個(gè) 可以拆卸的獨(dú)立發(fā)電發(fā)供電單元。
11、 如權(quán)利要求io呼吸式太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻的用途，其特征在于所述的發(fā)電幕墻的太陽(yáng)能發(fā)電單元可以通過串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)形成獨(dú)立供電系統(tǒng)給 通風(fēng)換氣系統(tǒng)供電。
12、 如權(quán)利要求10呼吸式太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻的用途，其特征在于所述的發(fā)電幕墻的太陽(yáng)能發(fā)電單元用矩陣連接形成電源并網(wǎng)給通風(fēng)換氣系統(tǒng)供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能光伏玻璃用于帶熱交換腔體的玻璃幕墻中以促進(jìn)空氣流動(dòng)。框架承載的由若干個(gè)單元構(gòu)成的光伏玻璃幕墻，至少有兩層，其中有一層是發(fā)電、透光的太陽(yáng)能光伏玻璃，至少有一個(gè)能自動(dòng)換氣的腔體和一個(gè)帶電極引出線接負(fù)載的發(fā)電單元，腔體及供電裝置構(gòu)成通風(fēng)換氣系統(tǒng)。太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻的外層，由太陽(yáng)能電池組件與透光玻璃形成一定的透光間隙的光伏膜板與內(nèi)層玻璃平行、間隔形成腔體。本發(fā)明有效的利用可再生清潔能源太陽(yáng)電池與玻璃幕墻建筑光伏一體化，精簡(jiǎn)占地面積，空氣流通、清潔。
文檔編號(hào)H02N6/00GK101100880SQ200710075269
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日
發(fā)明者毅 李, 李志堅(jiān) 申請(qǐng)人:毅 李