整合太阳能窗墙系统的制作方法

本发明涉及一种具有整合太阳能单元的外面板化窗墙系统。

背景技术：

外窗墙系统是将面板依序接合来形成，并利用连续水平滑轨构件固定于楼层厚板(换句话说为窗台或是底滑轨)之上的表面来加以支撑，且水平滑轨构件也固定于上楼板(换句话说为天花板)的楼层厚板下；外窗墙系统的主要的功能在于避免渗水、避免内部水气凝结、吸收风压以及吸收地震压力。现有的窗墙系统由于无可避免的结构上的裕度，使其针对上述功能仍有许多技术上的问题，从而需要外部的密封套。

目前并没有针对外挂式或是整合于窗墙系统的太阳能系统，针对具有外挂式或是整合于窗墙的具有太阳能单元的太阳能电池，电线穿过/外部密封套存在技术困难；此外，整合太阳能单元于窗墙的主要问题在于无法替换或是替换的费用支出，因此，仍需要研究整合太阳能窗墙的解决方案。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种整合太阳能窗墙系统，其包含：

一第一空气回路窗墙面板，包含有一固定于一第一周缘框架的第一太阳能单元；

一第二空气回路窗墙面板，包含有一固定于一第二周缘框架的第二太阳能单元；

一天花板定位轨道，接合于该第一周缘框架以及该第二周缘框架，于该第一周缘框架与该天花板定位轨道之间形成一第一外空气回路空间，于该第二周缘框架与该天花板定位轨道之间形成一第二外空气回路空间；及

一板内电线，位于该第一外空气回路空间以及该第二外空气回路空间，该第一太阳能单元与该第二太阳能单元通过该板内电线电性连接。

在本发明的一实施例中，能够从一建筑物内部将该第一太阳能单元从该第一周缘框架移除。

在本发明的一实施例中，该第一太阳能单元为一隔热玻璃太阳能单元。

在本发明的一实施例中，该第一太阳能单元为一单一玻璃太阳能单元。

为了解决上述问题，本发明还提供了另一种整合太阳能窗墙系统，其包含：

一第一空气回路窗墙面板，包含有一固定于一第一周缘框架的第一太阳能单元；

一基定位轨道，接合于该第一周缘框架；

一基固定轨道，连接于该基定位轨道并固定于一楼层厚板上；

一天花板固定轨道，固定于该楼层厚板下；

一天花板定位轨道，连接于该天花板固定轨道；

一第二空气回路窗墙面板，包含有一固定于一第二周缘框架的第二太阳能单元，其中该第二周缘框架接合于该天花板定位轨道；及

一板内电线，该第一太阳能单元与该第二太阳能单元通过该板内电线电性连接，其中该板内电线跨越该楼层厚板的外侧。

在本发明的一实施例中，能够从一建筑物内部将该第一太阳能单元从该第一周缘框架移除。

在本发明的一实施例中，该第一太阳能单元为一隔热玻璃太阳能单元。

在本发明的一实施例中，该第一太阳能单元为一单一玻璃太阳能单元。

在本发明的一实施例中，该板内电线设置于形成于该第一周缘框架与该垂直连接构件之间的一垂直穿线通道内。

本发明所提出的较佳实施例的整合太阳能窗墙系统具有一个或是一个以上以下特征：(1)可以整合任何市面上的太阳能单元进入面板化窗墙系统，而不会影响其他性能表现，譬如美观特征、防水以及结构安全；(2)允许从建筑物内部简单地替换损坏的太阳能单元；(3)能够于楼层间电性连接而无需于楼层厚板钻孔。

于本发明的较佳实施例中，整合于空气回路窗墙面板的太阳能单元使用太阳能单元作为面板墙面组件，请参考美国专利公告第8001738号，其描述压力平衡回路理论应用于窗墙系统。

于较佳实施例中，多个具整合太阳能单元的窗墙面板可以使用于窗墙上，太阳能单元使用板内电线来相互电性连接，板内电线可以穿过窗墙面板的头框架构件的穿孔以及/或穿过位于面板框架以及板连接的空气空间，楼层间电性连接则可通过跨越楼层厚板外部边缘的走线来实现。

附图说明

图1为典型空气回路太阳能窗墙系统的较佳实施例的部分密封套示意图；

图2为本发明较佳实施例工厂组装且预备竖立的具有隔热玻璃太阳能单元的空气回路太阳能窗墙面板的立体背视图；

图3为本发明较佳实施例工厂组装且预备竖立的具有单一玻璃太阳能单元的空气回路太阳能窗墙面板的立体背视图；

图4为沿着图1中剖面线4-4的剖面示意图，显示具有整合太阳能单元的上面板、具有隔热太阳能单元的下面板、以及位于其间的水泥楼层厚板，以及太阳能单元之间于楼层间的电性连接的较佳化走线路径；

图5为沿着图1中剖面线5-5的剖面示意图，显示相邻窗墙面板之间的垂直连接、以及使用垂直空气回路空间作为垂直穿线通道；

图6为相邻窗墙面板的头框架构件向下观看的立体分解后视图，绘示面板间形成的较佳穿线路径。

附图标记说明：10-空气回路太阳能窗墙系统；11-面板；11a、11b、11c、11d、11e、11f-面板；12-楼板；13-楼板线；14a、14b、14c、14d-盖板；18a、18b、18c-可拆式窗户压条；20-窗台构件；21-头框架构件；22-太阳能单元；23-正极连接器；24-负极连接器；25a、25b-电线穿孔；26-末端；27-门窗边框构件；27a、27b-门窗边框构件；28-内面板线路；29-连接器；31-空间；32-天花板定位轨道；33-空间；34-基固定轨道；35-基定位轨道；36-厚板构件；37-内基盖；38-头窗户压条；39-天花板固定轨道；40-楼层厚板；41-空间；42-水气密封线；45-垂直连接构件；51-头框架构件；54-窗台框架构件；55-电线穿孔；58-电线；111-面板；121-头框架构件；122-太阳能单元；123-正极连接器；124-负极连接器；125a、125b-电线穿孔；126-末端；127-门窗边框构件；128-内面板线路；130-结构性面板；134-间隔块；138-线槽；211-面板；223-电连接器；228-电线；245-垂直连接构件；311-面板；324-电连接器；329-电连接器；4-4-剖面线；5-5-剖面线。

具体实施方式

为清楚揭露本发明所揭露的较佳实施例，以下将提出几个实施例以详细说明本发明的技术特征，更同时佐以图式俾使该些技术特征得以彰显；为了以下的描述清楚地呈现，电线于铝挤型的孔洞位置所需要的保护筒于图中并未绘示。

图1为典型空气回路太阳能窗墙系统10的较佳实施例的部分密封套示意图，其具有依序跨越于相邻楼板12、13之间的面板11c、11d、11e、11f，依序排列的面板11a、11b跨越于楼板12以及其上的楼板之间；楼层厚板边缘则通过盖板14a、14b、14c、14d来覆盖以达到美观效果。

图2为本发明较佳实施例工厂组装且预备竖立的具有隔热玻璃太阳能单元22的空气回路太阳能窗墙面板11的立体背视图(由头框架构件21的底部向上看)。

隔热玻璃太阳能单元22可以是任一种市面上的隔热玻璃太阳能单元，且具有内玻璃墙面与外玻璃墙面，线槽被夹设于玻璃墙面之间，且包含具有工厂组装正极连接器23的正极输出线以及具有工厂组装负极连接器24的负极输出线。

隔热玻璃太阳能单元22固定于空气回路板周缘框架，工厂组装空气回路板周缘框架包含有头框架构件21、两个门窗边框构件27a、27b以及窗台构件20；太阳能单元22利用可拆式窗户压条18a、18b、18c由三侧边(窗台以及两个门窗边框)来结构上固定于面板框架的内侧，头框架构件的窗户压条于面板竖立时来装设，其于下面配合图4、图6有详尽描述，两个电线穿孔25a、25b则由头框架构件21来提供。

另外，一项本领域的通常技术已描述于美国专利公告第8001738号专利，组合空气回路板具有空气空间来概略形成环绕且靠近面板墙面组件(譬如太阳能单元)、且于面板周围框架内的循环，空气回路连通于外界气体来提供压力平衡，防止水气渗入；额外的压力平衡空间则形成于相邻面板的连接处的间，如同图5所绘示。

于较佳实施例中，太阳能单元22的其中一个电连接器，如正极连接器23预先连接于内面板线路28，内面板线路28穿过电线穿孔25a而至头框架构件21的外侧。内面板线路28的末端26则悬挂于门窗边框构件27之外，以连接位于不同面板的太阳能单元(换句话说，为面板11相邻、上方或下方的面板)。位于头框架构件21另一侧的电线穿孔25b用于导引相邻面板的内面板线路，使其电连接于电连接器，如负极连接器24；内面板线路的长度则取决于所需要内面板连接的距离。

图3为本发明较佳实施例工厂组装且预备竖立的具有包含备用的结构性面板130的单一玻璃太阳能单元122的空气回路太阳能窗墙面板111的立体背视图，为了清楚显示，于图3中部分的结构性面板130予以剖开，来显示太阳能单元122的一部分。单一玻璃太阳能单元122可以是任一种市面上的单一玻璃太阳能单元，且具有线槽138、具有工厂组装正极连接器123的正极输出线以及具有工厂组装负极连接器124的负极输出线；电连接器包括正极连接器和负极连接器123、124，可以整合为部分线槽138来省去输出电线。

为了适用于本发明的单一玻璃太阳能单元122，具有与线槽138相同深度的结构性间隔块134于单一玻璃太阳能单元的玻璃墙面周围间隔排列，结构性间隔块134可以于工厂内胶黏于玻璃墙面，间隔块134的数量则取决于玻璃墙面的尺寸；为了清楚显示，只有两个间隔块134显示于图3。结构性面板130位于太阳能单元122后方且抵靠于间隔块134以及线槽138，太阳能单元122与结构性面板130利用可拆式窗户压条18a、18b、18c由三侧边(窗台以及两个门窗边框)来结构上固定于面板框架的内侧。

如图2绘示的实施例，太阳能单元122的其中一个电连接器，如正极连接器123预先连接于内面板线路128，其穿过电线穿孔125a而至头框架构件121的外侧。内面板线路128的末端126则悬挂于门窗边框构件127之外，以连接位于不同面板的太阳能单元(换句话说，为面板111相邻、上方或下方的面板)。位于头框架构件121另一侧的电线穿孔125b用于导引相邻面板的内面板线路，使其电连接于电连接器，如负极连接器124；内面板线路的长度则取决于所需要内面板连接的距离。

图4为沿着图1中剖面线4-4的剖面示意图，显示上面板11b、下面板11e、以及位于其间的水泥楼层厚板40；于此较佳实施例中，每一个上面板11b与下面板11e已经整合于隔热太阳能单元。上面板11b的窗台框架构件54耦接于基定位轨道35，其通过基固定轨道34来固定于水泥楼层厚板40上方；下面板11e的头框架构件51耦接于天花板定位轨道32，其通过天花板固定轨道39来固定于水泥楼层厚板40下方。

根据美国专利公告第8001738号专利公开的空气回路窗墙系统的技术，位于天花板定位轨道32以及头框架构件51之间的空间31为输出空气回路的上方脚部；空间31可供水平线路通到来使用，以连接于相邻面板的太阳能单元(详见图6)。位于基固定轨道34以及基定位轨道35之间的空间33则可供水平线路通过。

图4也显示出于面板11b、11e的太阳能单元之间的楼层间电连接的较佳走线，为了楼层间线路连接，以连接位于面板11b的太阳能单元至位于面板11e的太阳能单元的较佳穿线过程包含下面步骤：(1)于选择的位置导引楼层电线58穿过外空气回路的干燥垂直区段的空间41(见图5)，并且穿过基定位轨道35至内穿线通道的空间33；(2)导引电线58水平进入穿线通道的空间33至选择的位置，并且穿过基固定轨道34至楼层厚板边缘的外部；(3)导引电线58向下跨越楼层厚板边缘，并且穿过面板的天花板定位轨道32向下抵达穿线通道的空间31；(4)导引水平地位于穿线通道的空间31的电线58至选择位置，并且导引电线58穿过头框架构件51的电线穿孔55进入面板11e的内侧；(5)安装连接器29使其连接于位于面板11e的太阳能单元的连接器；(6)由建筑物外部，向下卷绕厚板构件36，并且安装厚板边缘盖板14a；(7)由建筑物内部固定内基盖37并且安装头窗户压条38。

上面穿线过程可以简单地于步骤(6)、(7)之前于开放空间完成，纵使于步骤(1)、(2)的穿线于压力平衡回路空间(41或31)与内空气空间33之间，其也位于外空气回路的干燥区段内，因此，穿线不会引起水气的渗入；于步骤(3)、(4)的穿线系于压力平衡空气回路空间之间，因此，也不会引起水气渗入。

图5为沿着图1中剖面线5-5的剖面示意图，显示相邻窗墙面板11d、11e之间的垂直连接，依序于窗墙面板11d、11e之间的垂直连接通过形成垂直连接构件45于其间、并接合于面板11d、11e来形成；于安装面板11d、11e所形成的垂直连接以及垂直连接构件45采用描述于美国专利公告第8001738号专利的方法。

总结较佳的安装步骤，于安装基/天花板定位/固定轨道(见第4图)，窗墙面板由建筑物内部竖立，并利用窗台框架构件耦接于基定位轨道、以及头框架构件耦接于天花板定位轨道；为了安装相邻窗墙面板，垂直连接构件耦接于已经竖立的窗墙面板的门窗框架构件。接着，准备由建筑物内部竖立的面板上方向内倾斜，并稍微由垂直连接构件远离，待竖立的面板接续置入基定位轨道的底部接合。由于载重力矩，面板上方会向外摆动而接触于天花板轨道，然后面板可以侧向滑动使门窗框架接合于垂直接合构件。接合于垂直连接构件的门窗框架面板会于门窗框架构件面板与垂直接合构件之间形成垂直空气回路空间(譬如图5中的垂直空气回路空间41)。

图5绘示利用垂直空气回路空间41作为楼层间电线58的垂直穿线通道，以供不同层的面板的太阳能单元之间的电性连接；当门窗框架构件于面板竖立过程中接合于垂直连接构件时，垂直空气回路空间形成于面板11d的门窗框架构件以及垂直连接构件45之间。穿线通道的空间41位于水气密封线42之后，因此，穿线位于外空气回路的干燥区段(见美国专利第8001738号)。于上述面板竖立过程，电线58的垂直段的穿线可通过下列其中一种方式来于开放通道执行：(1)竖立右面板11e、接合垂直连接构件45于竖立的面板11e、将电线58穿于空间41、接着接合左面板11d至垂直连接构件45；或是(2)竖立左面板11d、将电线58穿于空间41、接合垂直连接构件45于竖立的左面板11d、接着接合右面板11e至垂直连接构件45。

图6为相邻面板211、311的头框架构件向下观看的立体分解后视图，绘示面板竖立过程中相邻面板间形成穿线连接的较佳程序；为了清楚显示穿线路径以及连接过程，面板211、311以及垂直连接构件245系绘示于竖立连接前的分解视图。具有预先连接有电连接器223的面板间电线228(见图2或图3)的右面板211首先竖立，接续竖立具有未连接的电连接器324(见图2或图3)的左面板311，于建筑物内部竖立面板以及针对左面板311的板内穿线的较佳步骤说明如下：(1)将左面板311底部于远离竖立的右面板211来接合于基定位轨道(见图4)，并将面板311顶部稍微朝内倾斜而露出位于面板311的头框架构件的电线穿孔(见图2或图3)；(2)导引板内电线228的一端由右面板211穿过左面板311的头框架的电线穿孔，进入左面板311的内侧；(3)接合垂直连接构件245进入竖立的右面板211的门窗框架构件的位置；(4)横向滑动左面板朝向垂直连接构件245以及右面板211，并且以垂直连接构件245接合左面板311的门窗框架构件；(5)将板内电线228多余的部分切除，并且安装电连接器329；(6)将板内电线228的电连接器329连接于位于左面板311的太阳能单元的电连接器324，来完成右面板211的太阳能单元以及左面板311的太阳能单元的电性连接；(7)安装头窗户压条至面板211、311的头框架构件，来完成围绕面板周缘框架的气密，并且隐藏位于面板211、311的接线系统；头窗户压条较佳于电线、连接器的位置具有缺槽，以允许电线可以穿过以及/或提供连接器容纳空间。步骤5、6、7可以于竖立面板过程、或是于面板竖立后分开来执行，当面板211、311竖立时，内板电线228的水平路径穿过形成于天花板定位轨道以及面板211、311的每一个头框架构件之间的外空气回路空间(对应于图4的空气回路空间31)。

太阳能单元于损坏或是故障、或是升级新的太阳能技术、或是任何其他理由时都可以替换，本发明较佳实施例允许由建筑物内侧轻易地替换太阳能单元，如图2中的面板11，替换隔热玻璃太阳能单元22的步骤可以如下：(1)于太阳能单元22的四侧边去除窗户压条来松开面板11、(2)拔除太阳能单元22分别连接于竖框电线连接器的两个连接器，并将太阳能单元22由面板框架移除、(3)将新的太阳能单元置入于面板框架，并重新连接连接器(不需要重新接线连接竖框电连接器，因为其已经设置于其上)、(4)重新安装窗户压条于新的太阳能单元四侧边，以将新的太阳能单元固定于面板框架。

如图3所示较佳实施例面板111，替换单一玻璃太阳能单元122的较佳步骤与上述近似，除了步骤(2)、(3)涉及了移除以及替换结构性面板130(其可重复使用)。

尽管本发明绘示使用典型的空气回路窗墙单元，但其他现有系统所使用的特殊功能设计用来增进其特殊效能也能予以采用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。故即凡依本发明权利要求范围所述的特征及精神所为的均等变化或修饰，均应包括于本发明的保护范围内。

举例来说，不同的面板系统以及太阳能单元也可以使用本发明，使用不同的面板系统或是太阳能单元可能需要面板窗户压条的尺寸上的变化，相同的面板接合设计则可使用于不同的面板系统，因此，不同的面板系统可以轻易地以任何组合依序地竖立。