一种聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统的制作方法

本发明涉及节能环保技术领域，特别涉及一种聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统。

背景技术：

太阳能取之不尽、用之不竭，属于绿色洁净能源，合理有效地开发太阳能资源成为现阶段我国解决能源危机、缓解气候变化的重要途径。我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，年辐射量在5000MJ/m²以上。据统计，我国建筑的能耗约占全社会总能耗的40％，其中最主要的是采暖和空调。近些年，我国建筑能耗在总能耗中的占比依然偏高，且呈上升趋势。因此，把太阳能光电光热的利用通过建筑物集成起来，即通过聚焦太阳能装置来满足用户对制冷、供暖及生活热水的需求，具有巨大的发展空间。

但是，传统的聚焦太阳能装置通常是安装在空旷的郊外，需要占用较大的安装面积，同时传统的聚焦太阳能装置产生的热能也难以传输给建筑物。所以，传统的聚焦太阳能装置主要用于工业化生产，难以用于满足建筑物对制冷、供暖及生活热水的需求，即难以实现聚焦太阳能装置与建筑物的一体化。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统，旨在实现聚焦太阳能装置与建筑物的一体化。

为实现上述目的，本发明提出的聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统，包括建筑幕墙及聚焦太阳能装置，所述建筑幕墙包括多个立柱、安装于所述立柱上的面板及穿插在所述立柱上的多个横梁；所述聚焦太阳能装置安装于所述建筑幕墙上，所述聚焦太阳能装置包括聚光反射件和集热组件，所述聚光反射件位于所述建筑幕墙的外侧，所述聚光反射件包括安装于所述立柱或所述横梁上的反射镜，所述反射镜可将照射到该反射镜上的光反射到所述集热组件上；所述集热组件包括集热管，所述集热管设置于所述反射镜远离所述建筑幕墙的一侧，用以接收所述反射镜的反射光。

优选的，所述聚焦太阳能装置还包括第一密封板与第二密封板，所述第一密封板的一端与所述立柱或所述横梁连接，另一端与所述反射镜的上端连接；所述第二密封板的一端与所述立柱或所述横梁连接，另一端与所述反射镜的下端连接。

优选的，所述第一密封板的一端沿垂直且远离所述面板的方向延伸形成第一挡光部，所述第二密封板的一端向上延伸形成第二挡光部。

优选的，所述第二挡光部的上端向下且靠近所述面板的方向倾斜延伸形成抵接部，所述抵接部与所述反射镜抵接。

优选的，所述固定支架的一端与所述反射镜靠近所述建筑幕墙的一侧连接，所述固定支架的另一端与所述立柱或横梁连接。

优选的，所述聚光反射件还包括加强筋，所述加强筋设置于所述反射镜上且位于靠近所述建筑幕墙的一侧，用以防止所述反射镜发生变形。

优选的，所述反射镜为弧形反射镜或者菲涅尔反射镜。

优选的，所述集热组件还包括保护管，所述保护管套设于所述集热管外。

优选的，所述集热组件还包括连接支架，所述连接支架的一端设置有环形套，所述环形套套设于所述保护管外侧，所述连接支架远离所述保护管的一端设置于所述反射镜上。

优选的，所述聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统还包括多个所述聚焦太阳能装置形成的聚焦太阳能装置组及热交换装置，所述聚焦太阳能装置组具有第一入口与第一出口，所述热交换装置具有第二入口与第二出口；所述第一出口与所述第二入口之间通过第一管道连通，所述第一管道上设置有高温储液装置；所述第一入口与所述第二出口之间通过第二管道连通，所述第二管道上设置有低温储液装置及工质泵。

本发明技术方案通过利用建筑幕墙的立体空间，将所述聚光反射件安装于所述建筑幕墙的横梁或立柱上，再将所述集热管设置于所述反射镜远离所述建筑幕墙的一侧，用以接收所述反射镜的反射光；所述集热管利用吸收的反射光将流体工质加热成高温的流体工质，再利用该高温流体工质的热量来满足用户对制冷、供暖及生活热水的需求，实现了聚焦太阳能装置与建筑物的一体化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统的结构图；

图2为图1所示的聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统的主视图；

图3为图1所示的聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统的侧视图；

图4为图3中部分结构的示意图；

图5为本发明一种聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统的示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出了一种聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统，将聚焦太阳能装置安装于建筑幕墙上，用于实现太阳能利用与建筑物的结合。

建筑幕墙是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体，它是以板材形式悬挂于建筑物主体结构上的外墙。通常，建筑幕墙是由面板及用于固定面板的支撑结构(立柱和横梁)组成。其中，所述面板可以为玻璃、金属板、石板或者陶瓷板等。

参照图1至图4，本发明提出的一种聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统。所述聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统包括建筑幕墙10及聚光太阳能装置30，所述建筑幕墙10包括多个立柱11、安装于所述立柱11上的面板13及穿插在所述立柱11上的多个横梁12；所述聚焦太阳能装置30安装于所述建筑幕墙10上，所述聚焦太阳能装置30包括聚光反射件31和集热组件50，所述聚光反射件31位于所述建筑幕墙10的外侧，所述聚光反射件31包括安装于所述立柱11或所述横梁12上的反射镜32，所述反射镜32可将照射到该反射镜32上的光反射到所述集热组件50上；所述集热组件50包括集热管51，所述集热管51设置于所述反射镜32远离所述建筑幕墙10的一侧，用以接收所述反射镜32的反射光。

参照图1，多个所述立柱11间隔设置，所述面板13粘贴在相邻两个所述立柱11上。所述立柱11上开设有穿孔，所述横梁12穿插安装在多个所述立柱11的穿孔内。所述横梁12与所述立柱11垂直设置，所述横梁12与所述立柱11可以通过焊接的方式连接，也可以通过铆接方式连接。

所述立柱11与所述横梁13均呈方体状结构，一方面方体状结构的型材容易制作成型，另一方面方体状结构的型材具有多个便于安装的侧面。

可以理解的是，所述立柱11与所述横梁12均为承重结构，可用于固定安装所述聚光反射件31。在本实施例中，所述反射镜32固定于所述横梁13上，所述反射镜32对应位于相邻两个所述横梁13之间。为了便于将所述反射镜32固定到所述横梁12上，所述面板13上设置有供安装所述反射镜32的空隙。

太阳辐射被所述聚光反射件31聚焦到所述集热管51上，光能转化为热能。所述集热管51位于所述聚光反射件31的焦点线上，这样经所述聚光反射件31反射的光都能够被所述集热管51吸收，从而可以大大提高所述集热管51对反射光的吸收率。

所述集热管51将吸收的热量传递给该集热管51内循环的流体工质，该流体工质吸收热量后变成高温的流体工质，高温的流体工质可作为热源，以满足用户对制冷、供暖及生活热水的需求。

本发明技术方案通过利用建筑幕墙10的立体空间，将所述聚光反射件31安装于所述建筑幕墙10的横梁12或立柱11上，再将所述集热管51设置于所述反射镜32远离所述建筑幕墙10的一侧，用以接收所述反射镜32的反射光；所述集热管51利用吸收的反射光将流体工质加热成高温的流体工质，再利用该高温流体工质的热量来满足用户对制冷、供暖及生活热水的需求，实现了聚焦太阳能装置与建筑物的一体化。

在本实施例中，所述聚焦太阳能装置还包括第一密封板40与第二密封板42，所述第一密封板40的一端与所述立柱11或所述横梁12连接，另一端与所述反射镜32的上端连接；所述第二密封板42的一端与所述立柱11或所述横梁12连接，另一端与所述反射镜32的下端连接。

所述第一密封板40及所述第二密封板42均与所述面板13粘接在一起，可以防止雨水或者其它杂质从所述面板13的空隙流入建筑物室内，同时，所述第一密封板40与所述第二密封板42的设置还可以提高建筑物的整体美观性。

参照图4，所述第一密封板40的一端沿垂直且远离所述面板13的方向延伸形成第一挡光部41，所述第二密封板42的一端向上延伸形成第二挡光部43。

需要说明的是，所述第一挡光部41与所述第二挡光部43的作用是可以防止所述反射镜32反射的光从所述反射镜32的上下端照射到其它地方而减少了照射到所述集热管51的光。同时，还可以防止所述反射镜32反射的光照射到相邻建筑物的窗户上而造成光污染。

继续参照图4，所述第二挡光部43的上端向下且靠近所述面板13的方向倾斜延伸形成抵接部44，所述抵接部44与所述反射镜32抵接。

由于所述聚光反射件31设置在所述建筑幕墙10的外侧，所以在下雨或者刮风时，所述聚光反射件31会受到外界较大的干扰，所述聚光反射件31必须十分稳固才能确保不被毁坏。在本实施例中，所述抵接部44与所述反射镜32抵接，可以增加所述聚光反射件31与所述第二挡光部43之间的连接稳固性。

在一较佳实施例中，所述抵接部44可设置为镜面，这样照到所述抵接部44上的光也可被进一步反射到所述集热管51上，以使所述集热管51内的流体工质获得更高的加热温度。

再请参照图3，所述聚光反射件31还包括固定支架33，所述固定支架33的一端与所述反射镜32靠近所述建筑幕墙10的一侧连接，所述固定支架33的另一端与所述立柱11或所述横梁12连接。

在本实施例中，所述固定支架33包括上下两个固定支架33，所述上下两个固定支架33的设置，能够使所述反射镜32与所述建筑幕墙10连接的更稳固。可以理解的是，在其它实施例中，所述固定支架33的数目也可以为一个或者三个。

再请参照图4，所述聚光反射件31还包括加强筋34，所述加强筋34设置于所述反射镜32上且位于靠近所述建筑幕墙10的一侧，用以防止所述反射镜32发生变形。在本实施例中，所述加强筋34大致呈V字形。

所述反射镜32为弧形反射镜或者菲涅尔反射镜。其中，所述弧形反射镜32可以为圆弧形，也可以为抛物线形，还可以为由多条线段围成的多边形。在此，所述反射镜32只要能够将光聚焦反射到所述集热管51上即可。

再请参照图2，所述集热组件50还包括保护管52，所述保护管52套设于所述集热管51外。所述集热管51的外表面通常涂有选择性吸收涂层，能够选择地吸收太阳光的部分光子，用以提高所述集热管51管壁的温度，将热量传递给管内的流体工质。

可以理解的是，所述保护管52为玻璃管，所述保护管52与所述集热管51之间可以为真空，也可以填充隔热材料。

若所述保护管52与所述集热管51之间为真空环境，一方面可以减少对流和传导热损失，另一方面还可以防止选择性吸收涂层老化失效。若所述保护管52与所述集热管51之间填充隔热材料，则可以减少所述集热管51的热量的散失。

所述集热组件50还包括连接支架53，所述连接支架53的一端设置有环形套54，所述环形套54套设于所述保护管52外侧，所述连接支架53远离所述保护管52的一端设置于所述反射镜32上。

需要说明的是，参照图1，多个所述反射镜32拼接在一起，相邻两个所述反射镜32之间设置有供所述连接支架53的一端插入固定的安装孔。所述环形套54的设置可以使所述集热组件与所述聚光反射件31连接较稳固。

参照图5，所述聚焦太阳能建筑幕墙一体化应用系统还包括多个所述聚焦太阳能装置形成的聚焦太阳能装置组及热交换装置60，所述聚焦太阳能装置组具有第一入口21与第一出口22，所述热交换装置60具有第二入口61与第二出口62；所述第一出口22与所述第二入口61之间通过第一管道70连通，所述第一管道70上设置有高温储液装置72；所述第一入口21与所述第二出口62之间通过第二管道71连通，所述第二管道71上设置有低温储液装置73及工质泵。

具体而言，所述工质泵74为流体工质在所述集热管、所述第一管道70及所述第二管道71内的流动提供驱动力。所述流体工质(例如导热油、熔融盐)经过所述集热管51加热为高温的流体工质，高温流体工质由所述第一出口22流至所述高温储热装置61中，所述高温储热装置61可以作为蓄热装置来使用。进一步，所述高温储液装置72中的高温流体工质流至所述第二入口61，为所述热交换装置60提供热量后变为低温的流体工质，低温的流体工质经所述第二出口62流至所述低温储热装置62中。最后，所述低温储液装置73中的低温流体工质经所述第一入口21流至所述集热管51中，再次被加热为高温流体工质，进入下一个循环。

在此，所述热交换装置60作为热源，可为住户提供暖气，也可为住户提供生活热水，同时还可为吸收式制冷机提供所需热量，以满足住户对制冷的要求。

在另一实施例中，所述聚焦太阳能装置30还可包括驱动电机及连接杆，所述驱动电机固定于所述立柱11或所述横梁12上，所述连接杆设置于所述反射镜32靠近所述建筑幕墙10的一侧上，且所述连接杆与所述驱动电机通过齿轮配合连接，所述驱动电机驱动所述连接杆转动而带动所述反射镜32转动。

由于每一时刻太阳的位置都会发生变化，为了使太阳光最大限度地辐射到所述聚光反射件31，需要时刻根据太阳的位置来调整所述聚光反射件31的位置，以此保证所述反射镜32能够时时获得最大的太阳光辐射。

需要说明的是，所述固定支架33的一端与所述横梁12或者所述立柱11固定连接，另一端与所述反射镜32活动连接，所述反射镜32可在所述驱动电机的驱动下绕所述连接杆的轴线转动。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。