一种赋能建筑智控太阳能保温光栅的制作方法

1.本发明涉及建筑建材领域，特别是一种赋能建筑智控太阳能保温光栅。


背景技术：

2.现代光热绿色节能建筑因高效利用自然光热资源，具有节能、减排、环保、生态等特点而得到越来越多的应用。特别在文体场馆、展馆、绿色工厂厂房、阳光房、植物馆、日光温室等领域应用比较广泛。随着光热资源利用技术的不断提高。现代光热绿色节能建筑模式不断北移，这种依靠透光玻璃屋面和窗体采集光热四季运行的节能建筑，可以减少大量的化石能源消耗。对促进建筑的生态化、绿色化意义重大。但是，目前国内外光热能源节能建筑模式都存在一个技术短板，就是建筑光热采集后的蓄热保温问题。建筑保温材料大都是较厚隔热材料制成具有保暖和不透光的特性，对于玻璃采光建筑来说安装固定的保温材料将无法实现采光和光热能源的控制利用，因为没有良好的保温技术和保温设施，所以冬季北方节能建筑仍然需要通过大量耗能采暖才能维持运行。夏天多采用强制通风或制冷空调来降温防暑。
3.目前比较有效的保温设施技术是保温被保暖，这项保暖技术主要用在农业领域，应用在阳光温室、日光温室的保暖，保温被模式虽然能够解决设施的夜间保暖问题但因工艺简陋粗糙，使用寿命短，自身不具备赋能功能等问题使保温被模式只能局限于设施农业使用。因此，现代光热节能建筑要得到创新发展必须解决好配套保温技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种赋能建筑智控太阳能保温光栅，能够科学的化解现代光热节能建筑配套保温技术难题，保温光栅板智控开启采集光热，在保温同时板面装贴的光伏板还肩负着建筑电力赋能功能，有效解决了现在光热建筑存在的短板和难题。
5.为达到以上目的，提供以下技术方案：
6.一种赋能建筑智控太阳能保温光栅，由若干个保温光栅单元组成，所述保温光栅单元两端结构对称，以其中一端结构为例，包括若干个光栅板、光伏硅晶片、led条形灯、传动机构、智能光追踪装置，所述光栅板是横截面为平行四边形的通长板体，且其一侧斜面表面静电喷涂有去光阻反光涂层，所述光伏硅晶片粘贴在光栅板的向阳面，所述led条形灯嵌入并固定于光栅板的背阳面，所述传动机构包括变频驱动电机、传动轴、光栅翻转轴、光栅侧边固定板、拉杆驱动牙轮、齿牙传动皮带、联动拉杆、光栅板翻转拉杆、钢丝绳，所述光栅侧边固定板的两端各旋转连接有一个传动轴，所述每个传动轴一端固定连接有一个拉杆驱动牙轮，所述变频驱动电机固定连接于光栅侧边固定板的一端，且其输出端与传动轴固定连接，每个所述拉杆驱动牙轮各啮合有一个齿牙传动皮带，所述两个齿牙传动皮带的上部两端头通过联动拉杆相连，其下部两端头通过钢丝绳相连，所述联动拉杆上铰接有若干根光栅板翻转拉杆，每根所述光栅板翻转拉杆的另一端固定连接于相对应的光栅板的侧面，每个所述光栅板的侧面均通过光栅翻转轴与光栅侧边固定板铰接，所述智能光追踪装置包
括智控系统、光敏传感器、信号采集模块、电脑手机联控设备，所述光敏传感器感应太阳光投射方向和强度，并将信号传输给信号采集模块，所述信号采集模块输出信号至智控系统，所述智控系统控制变频驱动电机的转动智能控制保温光栅开启角度，所述电脑手机联控设备能够对智控系统参数进行设定。
7.优选地，所述光栅板由金属壳体和铝合金扣角组成，所述铝合金扣角内部填充有保温发泡材料，所述铝合金扣角与金属壳体通过螺钉固定连接并形成空腔，所述空腔内部填充保温发泡材料。
8.优选地，所述铝合金扣角的斜面上还设有两个圆形凹槽，所述凹槽内镶嵌有密封压条。
9.优选地，所述金属壳体内还固定连接有矩形中空的铝合金筋梁，用来支撑金属壳体的上下平面。
10.优选地，所述拉杆驱动牙轮旋转带动联动拉杆转动，进而使光栅板翻转，当所有光栅板翻转至同一平面时，相邻的光栅板侧边恰好重叠，并对密封压条压紧。
11.优选地，所述金属壳体与铝合金筋梁、铝合金扣角的接触面之间均设有隔热保温石棉垫。
12.本发明的有益效果为：
13.1.本发明给阳光打开通道让阳光进来，使建筑内获得光热光电能量，光栅板采用智控光追踪设备，让光栅板处于面对太阳光源动态靶向追踪，保持上下光栅板的与太阳射线平行，以此主动为阳光开辟最大通道，提高进光效率。
14.2.本发明的光栅板为横截面为平行四边形，能够减少光栅板自身体积遮光影响，将光栅板对着阳光的面设计为斜面，斜面角度根据光反射线能通过光栅通道不被旁侧的光栅板阻挡为准，在斜面上涂装反光涂层，实验证明斜面涂层的光反射率》80％,这样大大减少了光栅板自身的光阻，对于5公分厚的光栅板，经过斜面反光涂层设计，光栅自身遮光率《5％。
15.3.本发明的保温光栅由金属外壳和保温发泡材料组成，建筑内的热量基本上是通过传导、对流和辐射这三种方式散失的。其中红外线热辐射形式传播损失的热量最多。金属外壳可有效的阻挡反射红外线，减少热辐射造成的热损失。金属壳体填充保温发泡材料，聚氨酯发泡材料的热传导系数很小，可以有效地减少热量的向外传导。光栅板铝合金筋梁与金属壳体的接触面叠加隔热保温石棉垫，能够阻断和减少铝合金筋梁对内外金属壳体形成的冷桥现象带来的热量损失。
16.4.本发明中光栅板上配置光伏硅晶片，智能光追踪装置在防寒保温和防暑降温模式下，将拒收的太阳光收储在光伏硅晶片上变成电能或发电并网或为建筑内人们生产生活提供电力。光追踪夏季模式控制状态下，光栅板主要是遮光降温。由于向阳面光伏板接受太阳辐射角度大，所以光伏发电效率高于固定式光伏发电的模式时的发电效率，光照峰值时每平方米发电量可达120瓦。在光热辐射三类地区光栅板光伏辅助发电量每年一平方米就可发电220
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360度电。光栅板帮助采光集热、保暖、兼职发电，实现了建筑节能建筑赋能、建筑储能。
17.5.本发明的智控太阳能保温光栅在夏季模式下，通过调整光栅板的闭合，利用光栅板阻止过量阳光辐射，光栅板可以只遮挡光路不遮挡风道，建筑内空气可以通过光栅板
重叠之间的斜上风道实现建筑内的空气对流运动并与玻璃天窗形成空气内外大循环体系，光栅板上的光伏硅晶片可以满负荷发电，光栅板遮挡的光路、限制了光热进入，建筑内丢失的自然光照可用光伏硅晶片发出的电能点亮光栅板内侧设置的led冷光源灯，这种光—电—光的转换屏蔽了太阳光热，却不拒绝太阳能量，转换的光电补充了照明。获得的大量电能辅助生产和防暑降温、通风。夏季模式的智控光栅实现了一个自我赋能的建筑空调系统和能源站功能。
附图说明
18.图1为本发明的结构示意图；
19.图2为本发明中光栅板的结构示意图；
20.图3为本发明中金属壳体的结构示意图；
21.图4为本发明中扣角的结构示意图；
22.图5为本发明中智能光追踪装置的运行框图；
23.图6为本发明的实施例示意图；
24.图中所示附图标记为：1-光栅板、2-光伏硅晶片、3-led条形灯、4-去光阻反光涂层、5-变频驱动电机、6-传动轴、7-光栅翻转轴、8-光栅侧边固定板、9-拉杆驱动牙轮、10-齿牙传动皮带、11-联动拉杆、12-光栅板翻转拉杆、13-钢丝绳、14-金属壳体、15-铝合金扣角、16-空腔、17-保温发泡材料、18-凹槽、19-密封压条20-铝合金筋梁、21-隔热保温石棉垫、22-屋面采光玻璃、23-c型钢梁、24-h钢房架梁。
具体实施方式
25.以下结合附图对本设计方案进行详细说明。
26.如图1～5所示，一种赋能建筑智控太阳能保温光栅，由若干个保温光栅单元组成，其中保温光栅单元两端结构对称，以其中一端结构为例，包括若干个光栅板1、光伏硅晶片2、led条形灯3、传动机构、智能光追踪装置，光栅板1是横截面为平行四边形的通长板体，且其一侧斜面表面静电喷涂有去光阻反光涂层4，光伏硅晶片2粘贴在光栅板1的向阳面，各单元光伏硅晶片2之间有导线互联，led条形灯3嵌入并固定于光栅板1的背阳面，传动机构包括变频驱动电机5、传动轴6、光栅翻转轴7、光栅侧边固定板8、拉杆驱动牙轮9、齿牙传动皮带10、联动拉杆11、光栅板翻转拉杆12、钢丝绳13，光栅侧边固定板8的两端各旋转连接有一个传动轴6，每个传动轴6一端固定连接有一个拉杆驱动牙轮9，变频驱动电机5固定连接于光栅侧边固定板8的一端，且其输出端与传动轴6固定连接，每个拉杆驱动牙轮9各啮合有一个齿牙传动皮带10，两个齿牙传动皮带10的上部两端头通过联动拉杆11相连，其下部两端头通过钢丝绳13相连，联动拉杆11上铰接有若干根光栅板翻转拉杆12，每根光栅板翻转拉杆12的另一端固定连接于相对应的光栅板1的侧面，每个光栅板1的侧面均通过光栅翻转轴7与光栅侧边固定板8铰接，智能光追踪装置为控制装置，其包括智控系统、光敏传感器、信号采集模块、电脑手机联控设备，光敏传感器感应太阳光投射方向和强度，并将信号传输给信号采集模块，信号采集模块输出信号至智控系统，智控系统控制变频驱动电机5的转动并调整光栅开启角度，电脑手机联控设备能够对智控系统参数进行设定。
27.其中，光栅板1由金属壳体14和铝合金扣角15组成，铝合金扣角15内部填充有保温
发泡材料17，铝合金扣角15与金属壳体14通过螺钉固定连接并形成空16腔，空腔16内部填充保温发泡材料17。
28.其中，铝合金扣角15的斜面上还设有两个圆形凹槽18，凹槽18内镶嵌有密封压条19。
29.其中，金属壳体14内还固定连接有矩形中空的铝合金筋梁20，用来支撑金属壳体14的上下平面。
30.其中，拉杆驱动牙轮9旋转带动联动拉杆11转动，进而使光栅板1翻转，当所有光栅板1翻转至同一平面时，相邻的光栅板1侧边恰好重叠，并对密封压条19压紧，形成密闭平面，当光栅板1翻转开启时，相邻光栅板1之间形成光栅通道，此时去光阻反光涂层4的斜面正对阳光，斜面角度根据光反射线能通过光栅通道不被旁侧的光栅板1阻挡为准。
31.其中，金属壳体14与铝合金筋梁20、铝合金扣角15的接触面之间均设有隔热保温石棉垫21，减少了铝合金筋梁20对内外金属壳体14形成的冷桥现象带来的热量损失。
32.实施例
33.如图6所示，本实施例应用时，将其安装在采光透光的建筑内，即通过c型钢梁23与h钢房架梁24组成屋面梁架结构，将保温光栅单元固定于屋面梁架结构之间，外表面覆盖屋面采光玻璃22，太阳光透过屋面采光玻璃22照在保温光栅上，通过可以翻转活动的光栅板1，在智能光追踪装置的配合下，转动光栅板1打开进光通道，或重合关闭进光通道从而控制光进入建筑内的流量，进而控制进入建筑内的光热能量。冬季工作模式：光栅板1白天在智能光追踪装置引导下对准太阳光源开启，随着太阳升落保持相邻光栅板1动态平行，使阳光通道最大化，最大限度采集太阳光进入建筑室内，让室内获取太阳光热。日落后通过控制传动机构，光栅板1自动闭合形成建筑保暖隔热层，为建筑保温蓄热，保护白天进入建筑内的光热能量，减少热量流失。由于光栅板1上外贴光伏硅晶片2，内侧面设置有led条形灯3，具有以下主要功能，当需要采集电力电能时装贴在光栅板1面的光伏硅晶片2会在日照下采光发电为建筑输送电能。夏季采光建筑防暑降温需要时，智能光追踪装置会根据室内温度和光环境需要智能调整光栅板1的开启闭合度，调整进光量或关闭光通道，阻挡太阳光热于建筑之外，光栅板1外表的光伏硅晶片2将拒收的太阳光热接收转化为电能，接收的电能为建筑内电器设备提供电力，同时以冷光源的形式点亮光栅背面led条形灯3，实现了光—电—光的外空间向内空间的转换。此时保温光栅就是一个可以自我赋能的电站和空调设备和能源站。
34.保温光栅通过智控系统、电脑手机联控设备智能控制光栅板1的开合，能够有效地对采光建筑的光热能源进行科学管理和使用，智控太阳能保温光栅装置配合现代节能建筑实现“建筑节能”“建筑赋能”“建筑储能”的新技术模式。