專利名稱：一種太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造公開了百葉窗遮陽裝置，具體涉及一種太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽裝
置，屬于建筑技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域。玻璃幕墻與太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽一體化構(gòu)造。該百葉 窗遮陽裝置可與玻璃幕墻一體安裝，并且根據(jù)太陽的轉(zhuǎn)動調(diào)整百葉板偏轉(zhuǎn)的角度，最大限 度利用太陽能，屬于建筑科學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
建筑外窗與遮陽一體化生產(chǎn)與安裝可以節(jié)省成本，提高現(xiàn)場施工效率，保證安裝 質(zhì)量等優(yōu)勢。中國發(fā)明專利申請200910106751. 0公開了建筑通用外門窗遮陽一體化系統(tǒng)， 固定在建筑門窗洞口內(nèi)的門窗框，及依次安裝在所述門窗框內(nèi)的門窗扇、紗窗層、巻閘層 等，其特點為占用面積小、有效面積大，美觀可靠，同時滿足對隔音、隔熱、防火、遮陽節(jié)能、 節(jié)水、安全、防盜、環(huán)保、防蚊蟲、氣密、水密、巻閘自動清潔等各種功能要求，可由室內(nèi)的控 制系統(tǒng)進(jìn)行智能控制，操作簡便。然而針對目前應(yīng)用越來越廣泛的單元式玻璃幕墻系統(tǒng)，仍 然缺少幕墻與遮陽構(gòu)造一體化生產(chǎn)與安裝的案例，普遍在現(xiàn)場安裝單元式幕墻后，再安裝 遮陽構(gòu)件，造成施工效率低下，無法保證安裝質(zhì)量等問題。 建筑遮陽是生態(tài)的建筑節(jié)能技術(shù)，特別是大面積玻璃幕墻安裝遮陽構(gòu)件后，節(jié)能 效果更加顯著。中國實用新型專利200420082981. 0公開了一種采光遮陽系統(tǒng)，主要通過設(shè) 置反光板使室外的散射輻射進(jìn)入室內(nèi)，同時遮擋室外的直射輻射，有利于采光和節(jié)能。中國 發(fā)明專利申請200710010821. 3公開了一種具有保溫、隔聲和遮陽功能的外窗遮陽簾，但仍 然是遮陽簾與外窗分開安裝，遮陽簾無法自動調(diào)節(jié)，沒有利用太陽能。但是上述技術(shù)均是被 動進(jìn)行遮陽和采光，不具有主動式和智能化的裝置來利用太陽輻射，無法滿足現(xiàn)代建筑設(shè) 計和節(jié)能的要求。 在現(xiàn)代建筑設(shè)計中，建筑層數(shù)越來越高，大面積的玻璃幕墻應(yīng)用越來越廣泛，這種 需求使得幕墻和遮陽有機(jī)的結(jié)合越來越迫切。 一方面可以有效遮陽，另一方面也應(yīng)滿足室 內(nèi)基本的采光要求。中國發(fā)明專利200610061349. 1公開了一種外置的太陽能遮陽板系統(tǒng)， 在水平遮陽板上放置太陽能電池板，產(chǎn)生的電量用于調(diào)整太陽能電池板的受光面。但該發(fā) 明并為涉及玻璃幕墻與百葉構(gòu)件的一體化設(shè)計，也未涉及遮陽板轉(zhuǎn)動的智能化控制裝置。
中國實用新型專利02240589. 5公開了一套百葉窗實用新型構(gòu)造，它由多個單元 聯(lián)片連接而成，單元聯(lián)片上設(shè)置有太陽能能量轉(zhuǎn)換裝置和能量導(dǎo)出裝置。由于在百葉窗的 單元聯(lián)片上設(shè)置有太陽能能量轉(zhuǎn)換裝置和能量導(dǎo)出裝置，因此可將照射于百葉窗上的光能 竟能量轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換后導(dǎo)出，以用于空調(diào)、熱水器等，從而解決了現(xiàn)有百葉窗在遮光時光能 得不到充分利用的技術(shù)問題。但該百葉窗為固定式構(gòu)造，只能接受某個朝向的太陽輻射能 量，對太陽能的利用有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種現(xiàn)場作業(yè)少、施工成本低、可根據(jù)太陽的轉(zhuǎn)動調(diào)整百葉板偏轉(zhuǎn)的角度的一種太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽裝置。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的。 —種太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽裝置，包括支撐架、管狀電機(jī)、太陽能光電薄膜、 垂直百葉板、太陽輻射探頭、溫度探頭、控制器、蓄電池和計算器；所述垂直百葉板通過固定 在幕墻上部和下部的支撐架放置在幕墻室外側(cè)，垂直百葉板表面貼附太陽能光電薄膜，太 陽能光電薄膜通過控制器與蓄電池連接，對蓄電池充電；安裝在垂直百葉板轉(zhuǎn)動軸內(nèi)的管 狀電機(jī)通過導(dǎo)線與蓄電池電連接；管狀電機(jī)還與計算器信號連接；太陽輻射探頭和溫度探 頭分別安裝在垂直遮陽板的頂端，太陽輻射探頭和溫度探頭分別與計算器信號連接，將分 別感應(yīng)的室外實時太陽輻射和空氣溫度數(shù)據(jù)傳送至計算器，計算器執(zhí)行如下功能計算器 通過分析太陽輻射和空氣溫度數(shù)據(jù)，與用戶設(shè)定的室外太陽輻射和室外空氣溫度上限值進(jìn) 行比較，如果大于用戶設(shè)定的數(shù)值，則判斷為需要遮陽，反之，則不需要遮陽；如果需要遮 陽，則通過計算器計算當(dāng)前時刻的太陽方位角，并控制垂直百葉板中的管狀電機(jī)以該方位 角轉(zhuǎn)動，進(jìn)而控制垂直百葉板轉(zhuǎn)動，使垂直百葉板貼附光電薄膜的表面始終朝向太陽入射 方向，實現(xiàn)遮陽的同時收集太陽能量。 為進(jìn)一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，所述垂直百葉板包括M形狀的垂直百葉板骨架、倒V形 狀的扣板、轉(zhuǎn)軸、弧形連接件和弧形鋁板；垂直百葉板骨架通過連接件相連，轉(zhuǎn)軸從上到下 貫通連接件，扣板從兩邊扣到骨架上，弧形鋁板固定在遮陽板骨架上。 所述支撐架包括相互垂直第一連接板和第二連接板；第一連接板設(shè)有多個螺栓
孔，通過螺栓將支撐架固定在幕墻；第二連接板設(shè)有通孔，通過螺栓連接垂直百葉板。 所述控制器優(yōu)選為Phocos CXN太陽能充放電控制器。 所述管狀電機(jī)優(yōu)選為BM系列管狀電機(jī)。 所述計算器優(yōu)選為可編程單片機(jī)。 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果 (1)單元式幕墻與百葉遮陽系統(tǒng)一體化拼裝 在廠房中將單元式幕墻與遮陽系統(tǒng)組裝好，運(yùn)至施工工地，將帶有遮陽系統(tǒng)的單 元式幕墻一次性安裝，節(jié)省施工時間，降低施工成本，減少現(xiàn)場作業(yè)，提高建筑裝飾加工質(zhì) 量水平。
(2)用于調(diào)節(jié)垂直百葉轉(zhuǎn)動的智能控制系統(tǒng) 垂直百葉裝置帶有智能控制系統(tǒng)，該智能控制系統(tǒng)由感應(yīng)器、計算器和轉(zhuǎn)動電機(jī) 組成。感應(yīng)器感受室外太陽輻射和溫度變化范圍，以判斷遮陽措施應(yīng)該遮擋太陽輻射還是 透過太陽輻射；計算器計算逐時太陽方位角和高度角等太陽位置數(shù)據(jù)，根據(jù)太陽位置數(shù)據(jù) 及外遮陽系數(shù)限值，計算得到垂直百葉板應(yīng)偏轉(zhuǎn)的角度；轉(zhuǎn)動裝置根據(jù)計算器計算的最佳 角度控制垂直百葉轉(zhuǎn)動，以達(dá)到最佳的遮陽和采光的效果。
(3)用于驅(qū)動垂直百葉轉(zhuǎn)動的太陽能動力系統(tǒng) 在垂直百葉板正反兩面安裝太陽能電池，太陽能電池產(chǎn)生的電量首先通過控制 器，然后與蓄電池相接，用導(dǎo)線將蓄電池與百葉轉(zhuǎn)動馬達(dá)相連，驅(qū)動垂直百葉轉(zhuǎn)動。產(chǎn)生的 多余電量可以供室內(nèi)其他電器使用。


圖1為玻璃幕墻與太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽一體化構(gòu)造示意圖； 圖2為垂直百葉板結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為智能控制系統(tǒng)流程圖； 圖4支撐架結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5a為"M"形狀的垂直百葉板骨架構(gòu)造示意圖； 圖5b為倒"V"形狀的垂直百葉板扣板構(gòu)造示意圖； 圖5c為弧形的垂直百葉板連接件構(gòu)造示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限性于 實施例表示的范圍。 如圖1所示，一種太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽裝置，包括支撐架1、管狀電機(jī)2、太 陽能光電薄膜3、垂直百葉板4、太陽輻射探頭5、溫度探頭6、控制器7、蓄電池8和計算器 9。垂直百葉板4通過固定在幕墻10上部和下部的支撐架1放置在幕墻10室外側(cè)，垂直百 葉板4表面貼附太陽能光電薄膜3，太陽能光電薄膜3通過控制器7與蓄電池8連接；太陽 能光電薄膜3產(chǎn)生的電流通過導(dǎo)線輸入到控制器7，經(jīng)控制器變壓后，輸出到蓄電池8，對蓄 電池8充電；安裝在垂直百葉板轉(zhuǎn)動軸內(nèi)的管狀電機(jī)2通過導(dǎo)線與蓄電池8電連接；管狀電 機(jī)2還與計算器9信號連接；當(dāng)垂直百葉板4需要轉(zhuǎn)動時，則由蓄電池8供給管狀電機(jī)2電 量，以驅(qū)動垂直百葉板4轉(zhuǎn)動。太陽輻射探頭5和溫度探頭6分別安裝在垂直遮陽板4的 頂端，太陽輻射探頭5和溫度探頭6分別與計算器9信號連接，將分別感應(yīng)的室外實時太陽 輻射和空氣溫度數(shù)據(jù)傳送至計算器9，計算器9通過分析太陽輻射和空氣溫度數(shù)據(jù)，然后與 用戶設(shè)定的室外太陽輻射和室外空氣溫度上限值進(jìn)行比較，如果大于用戶設(shè)定的數(shù)值，則 判斷為需要遮陽，反之，則不需要遮陽。用戶設(shè)定室外太陽輻射和室外溫度上限是根據(jù)室內(nèi) 溫度進(jìn)行設(shè)定，例如，如果室內(nèi)空調(diào)溫度為26t:，則當(dāng)室外空氣溫度超過26t:時，則應(yīng)判斷 為需要遮陽。如果需要遮陽，則通過計算器9計算當(dāng)前時刻的太陽方位角，并通過數(shù)據(jù)線控 制垂直百葉板4中的管狀電機(jī)2以該方位角轉(zhuǎn)動，進(jìn)而控制垂直百葉板4轉(zhuǎn)動，使垂直百葉 板4貼附光電薄膜3的表面始終朝向太陽入射方向，可以實現(xiàn)遮陽，同時收集太陽能量。計 算器每隔10 60分鐘重復(fù)上述檢測、判斷和控制的過程一次，以保證遮陽板始終處于最佳 遮陽角度，同時將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，供系統(tǒng)自身和其他用電設(shè)備使用。
如圖2、圖5a、5b、5c所示，垂直百葉板4包括"M"形狀的垂直百葉板骨架11、倒 "V"形狀的扣板12、轉(zhuǎn)軸13、弧形連接件14和弧形鋁板15 ;垂直百葉板骨架11通過連接件 14相連，轉(zhuǎn)軸13從上到下貫通連接件14，扣板12從兩邊扣到骨架11上，起到裝飾百葉板 的效果，用螺釘將弧形鋁板15固定在遮陽板骨架11上，并在弧形鋁板外側(cè)貼附太陽光電薄 膜3，形成太陽能電池與遮陽百葉的一體化構(gòu)造。 如圖4所示，支撐架包括相互垂直第一連接板4-1和第二連接板4-3 ;第一連接板 4-1設(shè)有多個螺栓孔4-2，通過螺栓將支撐架1固定在幕墻10 ;第二連接板4-3設(shè)有通孔 4-4，通過螺栓連接垂直百葉板4。幕墻10在生產(chǎn)時需要預(yù)留用于固定第一連接板4-1的 插槽，在安裝幕墻10的同時將支撐架1的第一連接板4-l部位插入預(yù)留的插槽中，并用螺栓固定，第二連接板4-3用于安裝垂直百葉板4，采用螺栓將垂直百葉板4固定在支撐架1 上。 如圖3所示，太陽輻射探頭5和空氣溫度探頭6每隔10分鐘(也可以是60分鐘， 或者是10-60分鐘的任意時間)收集室外太陽輻射和空氣溫度數(shù)據(jù)，并傳送至計算器9，計 算器9根據(jù)接收到的太陽輻射和空氣溫度數(shù)據(jù)與用戶設(shè)定的室外太陽輻射和室外空氣溫 度上限值進(jìn)行比較，如果大于用戶設(shè)定的數(shù)值，則判斷為需要遮陽，反之，則不需要遮陽。如 果不需要遮陽，返回上一步繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；如果需要遮陽，則根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度和年月日 時刻計算百葉應(yīng)轉(zhuǎn)動的角度，計算原理為計算當(dāng)前時刻的太陽方位角，并以此角度控制垂 直百葉板4轉(zhuǎn)動，使垂直百葉板4貼附光電薄膜3的表面始終朝向太陽入射方向，可以實 現(xiàn)遮陽，同時收集太陽能量，轉(zhuǎn)動電機(jī)為管狀電機(jī)，可以實現(xiàn)360。轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)最佳遮陽性 能，并提高光電轉(zhuǎn)化效率。 太陽能光電薄膜6可選用UNI-SOLAR公司的PVL64T型產(chǎn)品，該產(chǎn)品為柔性薄膜非 晶硅太陽能電池，可彎曲，背面帶有乙烯丙烯共聚物膠粘劑與微生物抗化劑，可黏貼在金屬 百葉板上?？刂破?0可選用伏科公司的Phocos CXN太陽能充放電控制器，管狀電機(jī)3可選 用深圳市格蘭德精密電機(jī)有限公司生產(chǎn)的BM系列管狀電機(jī)，太陽輻射探頭8可選用LI200X 硅輻射儀，溫度探頭可選用銅-康銅熱電偶，計算器可選用可編程單片機(jī)，用來采集太陽輻 射和溫度數(shù)據(jù)，并判斷是否需要遮陽，以及控制管狀電機(jī)轉(zhuǎn)動角度。 目前常用的建筑外遮陽產(chǎn)品多為固定式遮陽構(gòu)造，該構(gòu)造可以實現(xiàn)夏季遮陽的效 果，但同時對室內(nèi)采光質(zhì)量有所影響，此外，固定式遮陽也會影響冬季用戶對太陽光的需 要，降低了室內(nèi)人員的舒適性?；顒邮秸陉枠?gòu)造是解決該問題的有效途徑，但目前活動式遮 陽需要消耗額外的電力，并且不具備智能化控制能力，降低了遮陽的節(jié)能率。本發(fā)明太陽能 驅(qū)動垂直百葉遮陽裝置可以根據(jù)室外氣象參數(shù)智能調(diào)節(jié)遮陽百葉的偏轉(zhuǎn)角度，在炎熱夏季 遮擋太陽輻射，降低空調(diào)耗電量，而在寒冷冬季則可以透過太陽光，改善人員在室內(nèi)的舒適 性，此外本發(fā)明不需要消耗額外電力，百葉轉(zhuǎn)動的電量均來自遮陽板表面所貼的光電薄膜， 可以進(jìn)一步提升遮陽構(gòu)造的節(jié)能潛力，節(jié)能率可達(dá)18%左右，而普通外遮陽構(gòu)造節(jié)能率為 6%左右。
權(quán)利要求
一種太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽裝置，其特征在于包括支撐架、管狀電機(jī)、太陽能光電薄膜、垂直百葉板、太陽輻射探頭、溫度探頭、控制器、蓄電池和計算器；所述垂直百葉板通過固定在幕墻上部和下部的支撐架放置在幕墻室外側(cè)，垂直百葉板表面貼附太陽能光電薄膜，太陽能光電薄膜通過控制器與蓄電池連接，對蓄電池充電；安裝在垂直百葉板轉(zhuǎn)動軸內(nèi)的管狀電機(jī)通過導(dǎo)線與蓄電池電連接；管狀電機(jī)還與計算器信號連接；太陽輻射探頭和溫度探頭分別安裝在垂直遮陽板的頂端，太陽輻射探頭和溫度探頭分別與計算器信號連接，將分別感應(yīng)的室外實時太陽輻射和空氣溫度數(shù)據(jù)傳送至計算器，計算器執(zhí)行如下功能計算器通過分析太陽輻射和空氣溫度數(shù)據(jù)，與用產(chǎn)設(shè)定的室外太陽輻射和室外空氣溫度上限值進(jìn)行比較，如果大于用戶設(shè)定的數(shù)值，則判斷為需要遮陽，反之，則不需要遮陽；如果需要遮陽，則通過計算器計算當(dāng)前時刻的太陽方位角，并控制垂直百葉板中的管狀電機(jī)以該方位角轉(zhuǎn)動，進(jìn)而控制垂直百葉板轉(zhuǎn)動，使垂直百葉板貼附光電薄膜的表面始終朝向太陽入射方向，實現(xiàn)遮陽的同時收集太陽能量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽裝置，其特征在于所述垂直百 葉板4包括M形狀的垂直百葉板骨架、倒V形狀的扣板、轉(zhuǎn)軸、弧形連接件和弧形鋁板；垂直 百葉板骨架通過連接件相連，轉(zhuǎn)軸從上到下貫通連接件，扣板從兩邊扣到骨架上，弧形鋁板 固定在遮陽板骨架上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽裝置，其特征在于所述支撐架 包括相互垂直第一連接板和第二連接板；第一連接板設(shè)有多個螺栓孔，通過螺栓將支撐架 固定在幕墻；第二連接板設(shè)有通孔，通過螺栓連接垂直百葉板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽裝置，其特征在于所述控制器 為PhocosCXN太陽能充放電控制器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽裝置，其特征在于所述管狀電 機(jī)BM系列管狀電機(jī)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽裝置，其特征在于所述計算器 為可編程單片機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能驅(qū)動的垂直百葉遮陽裝置，包括支撐架、管狀電機(jī)、太陽能光電薄膜、垂直百葉板、太陽輻射探頭、溫度探頭、控制器、蓄電池和計算器；垂直百葉板表面貼附太陽能光電薄膜，太陽能光電薄膜通過控制器與蓄電池連接，對蓄電池充電；安裝在垂直百葉板轉(zhuǎn)動軸內(nèi)的管狀電機(jī)通過導(dǎo)線與蓄電池電連接；管狀電機(jī)還與計算器信號連接；太陽輻射探頭和溫度探頭分別安裝在垂直遮陽板的頂端，太陽輻射探頭和溫度探頭分別與計算器信號連接，本發(fā)明根據(jù)太陽位置數(shù)據(jù)及外遮陽系數(shù)限值，計算得到垂直百葉板應(yīng)偏轉(zhuǎn)的角度；轉(zhuǎn)動裝置根據(jù)計算器計算的最佳角度控制垂直百葉轉(zhuǎn)動，以達(dá)到最佳的遮陽和采光的效果。
文檔編號H02J7/00GK101787849SQ20101010888
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者孟慶林, 張磊 申請人:華南理工大學(xué)