一种楼宇照明系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能照明领域，特别是一种新型楼宇照明系统。
【背景技术】
[0002]太阳光作为大自然馈赠于人类的宝贵财富，是一种取之不竭，用之不尽的绿色能源，同时也是人类长期进化过程中最为适应的光源，但在很长的一段时间内曾被人忽视。伴随着近年来能源危机、环境恶化等问题的不断出现，太阳光能源才日益引起了世人的关注。随着我国经济的飞速发展，用电紧张问题日益受到社会各界的关注，而照明用电在电能消耗中占有相当比重，根据统计表明我国照明用电约占全国总用电量的12%，2004年北京市照明用电为49亿千瓦小时，也占到全市用电总量的11%。因此照明节能具有十分重要的实际的经济、社会以及环境效益。开发节能产品、充分利用天然光资源无疑是解决能源紧张的重要途径。
[0003]为了节约照明用电和改善地下或无窗建筑的室内光环境，国外很早就开展了天然导光技术方面的研究。早在1977年，美国的D.Micheal发表了题为“有太阳跟踪器的阳光照明，，(Lighting with sunlight using sun tracking concentrators) 一文，一些学者认为这篇文章标志着地下与无窗建筑天然采光方法的形成。美国、前苏联、日本、英国等国的学者在天然导光技术方面做了大量的研究工作。国际照明委员会CIE TC3-38，加拿大国家研究会，英国利物浦大学等都对这种导光管系统进行了深入的研究，并提出了较为完整的设计和计算方法，与天然采光中的采光系数相对应在导光系统管理论中提出了 DaylightPenetrat1n Factor(昼光穿透系数DPF)以表征导光管系统的采光效果。中国建筑科学研究院肖辉乾教授等人在1991年开展了导光管系统技术的研究，利用主动式集光器(定日镜技术)收集阳光，通过导光筒、漫射器将光线引入至无窗空间，并已经应用于河南平顶山电厂机房照明取得了良好的实际效果。中国建筑科学研究院设有采光实验室、照明实验室、光度实验室，拥有光度积分球、分光光度计、分光测色仪等先进的实验设备，从而可以保证我们完成对于建筑材料光学性能以及采光照明器具的照明参数的测试分析工作。同时近年来我们采用计算机模拟技术，对导光管与光气候、日照等因素条件的结合作了进一步的分析和探讨。从全球的范围来看，天然光导光管系统在实际工程上得到了广泛的应用，各国研究机构也对相关的采光及导光基础理论研究开展了积极的研究，在设计方法和理论计算上已比较成熟。目前，各国将更多的研究重点放在了并致力于提高导光管系统效率和采用主动导光技术等方面，以进一步推动导光管技术的发展。节约能源、保护环境，提高照明品质是绿色照明的宗旨，在能源日益紧张的今天，充分利用天然光，把太阳光通过导光管系统方式直接传输到室内需要照明的地方，特别是一些地下或无窗建筑，必然是未来太阳能综合利用很好的一种方式，更有利于实现可持续发展战略。
[0004]中国专利200610031300.1公开的一种利用储存太阳光的光导传导作为照明的方法及装置，该专利具体为:采集太阳光，通过光导介质内部全反射，至光源分束支光器中，再分配至储光器中，储光器由若干个由铝酸盐体系、硅酸盐体系、硫化物体系蓄光型材料制成。该发明虽然解决了太阳能储能的部分问题，但是，仍存在许多问题，比如:该发明太阳能的存储时间只有720分钟，且存储质量不高，收集效率低，且光能在存储过程中容易流失，以致造成不必要的损失。不仅如此，国内的该类产品在导光装置的设计、光能的储存和释放以及人机工程结合方面，均有值得改进或有待改进的地方。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的是提供一种新型楼宇照明系统，收集太阳光并能长久储存太阳光，同时配合辅助灯作为照明源，解决照明问题，提高太阳光使用率，节约能源。
[0006]为实现上述发明的目的，本发明采用的技术方案如下:
[0007]—种新型楼宇照明系统，包括一光能收集装置、一光能传输装置、一光能存储装置和一光能使用装置，光能存储装置与光能收集装置、光能传输装置、光能使用装置分别相连。光能收集装置包括一集光器、两LED辅助电源和一导光筒，集光器设置在导光筒顶部，两LED辅助电源分别安装在导光筒的两侧；光能传输装置包括一光传输开关阀门、一传输管和一传输通道，光传输开关阀门设置在导光筒和传输管之间，传输管与传输通道连通；光能存储装置包括一光子晶体和一存储管，存储管的一端部连接在光子晶体底部，存储管的另一端部与传输通道连通；光能使用装置包括一使用管、一光使用开关阀门和一照明设备，使用管、光使用开关阀门和照明设备依次连接，使用管与传输通道连通。
[0008]优选地，所述光传输开关阀门和光使用开关阀门均为谐振腔，通过谐振腔选择频率一定、方向一致的光作最优先的放大，而把其他频率和方向的光加以抑制。
[0009]更优选地，每一个谐振腔进一步包括内壁涂有高反射材料的导光管和间隔排列设置在导光管内部的多个半透半反棱镜，在半透半反棱镜的导光管的底部开有出光口，出光口处安装有漫射器，一部分光透过半透半反棱镜从导光管内穿出，并由漫反射器漫反射，另一部光在导光管内继续增殖光子。
[0010]更优选地，所述导光管为能够任意弯曲且反射率不小于90%的塑料导光管。
[0011]更优选地，多个所述半透半反棱镜均通过黏胶固定连接在导光管内壁上。
[0012]更优选地，所述漫射器为由塑料材料制成的表面凹凸不平的照明漫射器。
[0013]更优选地，所述半透半反棱镜和漫射器的数量为3?10个。
[0014]更优选地，所述导光管的直径为300mm?1200mm。
[0015]优选地，所述的集光器进一步包括多个复眼集光元件，复眼集光元件呈圆弧形分布，从而收集更宽角度的收集散射的自然光。
[0016]优选地，所述的LED辅助光源为人造辅助光源，两LED辅助光源分别呈对称安装在导光筒的两侧，当自然光不足时，两LED辅助光源补充存储光子的不足，继续提供照明。
[0017]优选地，所述的导光筒为一金属反射型导光筒。
[0018]更优选地，导光筒的内壁上镀有一层高反射率的金属涂层，通过多次反射将光传送到光传输开关阀门。
[0019]更优选地，所述导光筒的形状为圆柱体。
[0020]优选地，所述光能收集装置和光能传输装置通过导光筒和光传输开关阀门相连接。
[0021]优选地，所述的存储管、传输管和使用管都为类似弹簧的连续盘型弯管。
[0022]更优选地，所述的存储管、传输管和使用管的横截面都为圆形。
[0023]更优选地，所述的存储管、传输管和使用管都采用光纤材料制成，存储管、传输管和使用管用于保证光线进出存储管、传输管和使用管方向的有序和统一。
[0024]优选地，传输通道为环形通道，环形通道首尾相接，且横截面为圆形。
[0025]更优选地，所述传输通道为一有屏蔽功能的光纤回路，即光子在光纤回路内可以达到传播不受损，且光子能不断以折射的方式循环下去。
[0026]更优选地，所述的传输通道采用非真空管，降低了生产成本，节约了能耗。
[0027]优选地，所述的光能传输装置通过传输通道分别与光能存储装置和光能使用装置相连通，光能传输装置的传输管、光能存储装置的存储管和光能使用装置的使用管分别与传输通道连通。
[0028]更优选地，光能传输装置的传输管、光能存储装置的存储管和光能使用装置的使用管在传输通道上的分布角度为120度。
[0029]优选地，所述的光能存储装置的光子晶体设在在传输通道的一端通过存储管与传输通道相连。
[0030]更优选地，所述光子晶体是由光的折射率指数的周期性变化产生了光带隙结构，从而由光带隙结构控制着光在光子晶体中的运动；光子晶体用于压缩存储光子，将在传输通道中的光子控制直到传输通道中光子数量不够时开始输出光子。
[0031]本发明另一目的在于提供一种新型楼宇照明系统，该新型楼宇照明系统在照明的同时对室内空气净化，提供健康舒适的居住环境，因此该新型楼宇照明系统进一步包括一空气净化装置，空气置换装置经光能收集装置、光能传输装置和光能使用装置传输对室内空气净化，从而使室内空气净化，提供健康舒适的居住环境。
[0032]优选地，空气置换装置包括一室外置换元件和一室内置换元件，室外置换元件设置在集光器和导光筒之间，室内置换元件设置在光使用开关阀门和照明设备之间，室外置换元件收集室外空气，室内置换元件收集室内空气，经光能收集装置、光能传输装置和光能使用装置，室内空气更新为室外空气。
[0033]与现有技术相比，本发明采用的一种新型楼宇照明系统克服了传统太阳能照明系统的弊端，结合光线收集、储存、释放、照明和空气清新五项功能，一次性解决楼宇照明的问题，即使在光能不足的情况下，也能借用LED辅助光源的帮助，完成照明的目的，免去了再接线路及提供备用灯光设备的麻烦；同时，本发明采用了自动控制的集光器以及光线材料制成的传输通道，配合光子晶体技术，有效地提高了光能的收集过程中的效率，降低了光能运输过程中的损失，在光能盈余时储存光能，在光能匮乏时配合辅助光源保证照明的效果，对于保护环境，最大化的利用资源具有重大的意义，并在照明同时，对室内空气净化，提供健康舒适的环境，因此，应用前景十分广阔。
【附图说明】
[0034]图1为本发明提供的一种新型楼宇照明系统实施例的示意图；
[0035]图2为本发明提供的一种新型楼宇照明系统实施例的谐振腔的示意图；
[0036]1、光能收集装置；2、光能传输装置；3、光能存储装置；4、光能使用装置；5、空气置换装置；101、集光器；102、导光筒；10