凸窗折叠外遮阳与太阳能热水收集一体化装置

摘要

本发明公开了一种凸窗折叠外遮阳与太阳能热水收集一体化装置，导轨安装在凸窗左右两侧，太阳能集热板为两两一组的偶数块，每组中的两太阳能集热板通过铰链可转动连接。每组中上面太阳能集热板的上表面、下面太阳能集热板的下表面分别通过导轨滑块安装在两导轨内，每个导轨滑块通过两挂环与太阳能集热板对应面连接。手摇器通过拉绳与所有太阳能集热板中最下面一块对应的导轨滑块连接。最上面一块太阳能集热板的两出水口接保温水箱上循环管，最下面一块太阳能集热板的两进水口接保温水箱下循环管。本发明集太阳能热水收集、遮阳、储能功能于一体，角度可调，经济性好，易于推广，可用于已有建筑节能改造。

权利要求

1.凸窗折叠外遮阳与太阳能热水收集一体化装置，其特征在于：包括太阳能集热板、保温水箱、导轨、导轨滑块、手摇器，所述导轨为平行的两根，两导轨安装在凸窗左右两侧，导轨上端安装在凸窗平台上；所述太阳能集热板为上下排列的偶数块，从上至下两两为一组，每组中的两太阳能集热板通过铰链可转动连接，构成铰链的一块铰链板连接上面的太阳能集热板下表面，另一块铰链板连接下面的太阳能集热板上表面；

每组中上面太阳能集热板的上表面、下面太阳能集热板的下表面分别通过导轨滑块安装在两导轨内，导轨滑块可在导轨内上下滑动；每个导轨滑块通过两挂环与太阳能集热板对应面连接；手摇器通过拉绳与所有太阳能集热板中最下面一块对应的导轨滑块连接；

每块太阳能集热板包括两进水口和两出水口，两进水口和两出水口分别位于太阳能集热板两端部且进水口位置低于出水口；上一块太阳能集热板的两进水口与下一块太阳能集热板对应端的出水口通过软管连通；保温水箱安放在凸窗平台上，最上面一块太阳能集热板的两出水口接保温水箱上循环管，最下面一块太阳能集热板的两进水口接保温水箱下循环管；

所述导轨上端通过铰链安装在凸窗平台上以使导轨可相对凸窗平台转动，以使太阳能集热板处于更利于接受阳光照射的角度。

2.根据权利要求1所述的凸窗折叠外遮阳与太阳能热水收集一体化装置，其特征在于：

在铰链上还设有U型限位杆，U型限位杆的一端固定在构成铰链的下部铰链板上，另一端为自由端，抵在铰链上部铰链板上，以使铰链只能朝背向U型限位杆方向转动。

说明书

凸窗折叠外遮阳与太阳能热水收集一体化装置

技术领域

[0001] 本发明涉及太阳能利用技术，具体指一种凸窗折叠外遮阳与太阳能热水收集一体化装置，本发明将太阳能自然循环热水系统与活动式外遮阳系统一体化应用于建筑中，属于建筑太阳能应用领域。

背景技术

[0002] 在全球气候变暖，生态环境日趋恶化，常规能源日趋紧张的大形势下，节能减排受到各国政府的重视和支持。太阳能作为一种最普遍、可再生的清洁能源，被广泛应用于我们的生产和生活。建筑外遮阳作为一种高效的遮阳形式，逐步成为建筑节能的重点方式。将太阳能光热利用与建筑外遮阳相结合，可以取得很好的节能效果。目前的太阳能利用和建筑外遮阳一体化装置以光伏遮阳发电为主。现有的光伏遮阳发电系统虽然可以取得一定的节能效果，但成本高，且主要应用于新建建筑，对于目前大量已有的高能耗建筑无法使用，难于推广。

发明内容

[0003] 针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提出一种凸窗折叠式外遮阳与太阳能热水收集一体化装置，本一体化装置集太阳能热水收集、遮阳、储能功能于一体，角度可调，经济性好，易于推广，可用于已有建筑节能改造。

[0004] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0005] 凸窗折叠外遮阳与太阳能热水收集一体化装置，其特征在于：包括太阳能集热板、保温水箱、导轨、导轨滑块、手摇器，所述导轨为平行的两根，两导轨安装在凸窗左右两侧，导轨上端安装在凸窗平台上；所述太阳能集热板为上下排列的偶数块，从上至下两两为一组，每组中的两太阳能集热板通过铰链可转动连接，构成铰链的一块铰链板连接上面的太阳能集热板下表面，另一块铰链板连接下面的太阳能集热板上表面；

[0006] 每组中上面太阳能集热板的上表面、下面太阳能集热板的下表面分别通过导轨滑块安装在两导轨内，导轨滑块可在导轨内上下滑动；每个导轨滑块通过两挂环与太阳能集热板对应面连接；手摇器通过拉绳与所有太阳能集热板中最下面一块对应的导轨滑块连接；

[0007] 每块太阳能集热板包括两进水口和两出水口，两进水口和两出水口分别位于太阳能集热板两端部且进水口位置低于出水口；上一块太阳能集热板的两进水口与下一块太阳能集热板对应端的出水口通过软管连通；保温水箱安放在凸窗平台上，最上面一块太阳能集热板的两出水口接保温水箱上循环管，最下面一块太阳能集热板的两进水口接保温水箱下循环管。

[0008] 在铰链上还设有U型限位杆，U型限位杆的一端固定在构成铰链的下部铰链板上，另一端为自由端，抵在铰链上部铰链板上，以使铰链只能朝背向U型限位杆方向转动。

[0009] 所述导轨上端通过铰链安装在凸窗平台上以使导轨可相对凸窗平台转动，以使太阳能集热板处于更利于接受阳光照射的角度。

[0010] 相比现有技术，本发明具体优点如下：

[0011] 本发明的凸窗折叠式外遮阳和自然循环太阳能热水收集一体化装置可以充分发挥遮阳板遮阳隔热的功效，有效降低夏季室内空调冷负荷，减少空调能耗，同时还可以将太阳辐射的能量储存起来，为用户提供生活热水，节能效果好。本发明采用可收放的机械形式，需遮阳时可放，不需遮阳时可收，不会影响建筑物的自然采光。针对凸窗结构的设计，充分利用了建筑物各层凸窗之间的剩余空间，既减少了室外空间的浪费，也不会影响建筑美观，经济性好，安装简单，可用于已有建筑的节能改造，易于推广。

附图说明

[0012] 图1-本发明立体结构示意图。

[0013] 图2-本发明侧部平面示意图。

[0014] 图3-本发明背部示意图。

[0015] 图4-太阳能集热板内部结构示意图。

[0016] 图5、图6-太阳能集热板与导轨滑块连接方式示意图。

[0017] 图7-太阳能集热板间连接示意图。

[0018] 图8-本发明安装位置示意图。

[0019] 图9-本发明系统框图。

[0020] 其中，1-太阳能集热板；2-保温水箱；3-软管；4-导轨；5-导轨滑块；6-手摇器；7-拉绳；8-挂环；9-铰链；10-U型限位杆；11-下循环管；12-上循环管；13-涂层；14-透明隔板；15-透明盖板；16-隔热层；17-外壳。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0022] 参见图1、图2、图3、图8和图9，本发明本发明凸窗折叠外遮阳与太阳能热水收集一体化装置，包括太阳能集热板1、保温水箱2、导轨4、导轨滑块5、手摇器6。所述导轨4为平行的两根，两导轨4安装在凸窗左右两侧，导轨4从凸窗两边沿弯曲向上延伸至凸窗平台。所述太阳能集热板1为上下排列的偶数块，从上至下两两为一组，每组中的两太阳能集热板1通过铰链9可转动连接，构成铰链的一块铰链板连接上面的太阳能集热板下表面，另一块铰链板连接下面的太阳能集热板上表面。板垂直于地面时，铰链处于死点位置。

[0023] 每组中上面太阳能集热板1的上表面、下面太阳能集热板1的下表面分别通过导轨滑块5安装在两导轨4内，导轨滑块5可在导轨4内上下滑动。手摇器6通过（钢丝）拉绳7与所有太阳能集热板中最下面一块对应的导轨滑块5连接。拉绳7一端连接手摇器6输出转轴，另一端连接最下面一个导轨滑块5。手摇器具有输出转矩和固定两个功能，通过钢丝绳带动导轨滑块上下往复运动，以此实现装置的自由收放。

[0024] 参见图5、图6，每个导轨滑块5通过两挂环8与太阳能集热板1对应面连接。所述挂环用螺丝分别固定在滑块和太阳能集热板上，两环相扣连接。这样做的目的是，太阳能集热板在堆叠上升的过程中相对滑块有转动，这个转动可通过该连接件实现。

[0025] 参见图4，每块太阳能集热板1包括两进水口和两出水口，两进水口和两出水口分别位于太阳能集热板两端部且进水口位置低于出水口。上一块太阳能集热板的两进水口与下一块太阳能集热板对应端的出水口通过（保温）软管3连通。保温水箱2安放在凸窗平台上，最上面一块太阳能集热板的两出水口接保温水箱上循环管12，最下面一块太阳能集热板的两进水口接保温水箱下循环管11。可根据凸窗的承载能力选择是否需要安装辅助支架以承载保温水箱。软管连接是因为太阳能集热板之间需要实现弯曲折叠。

[0026] 为避免运动不确定现象，参见图7，在铰链9上还设有U型限位杆10，U型限位杆10的一端固定在构成铰链的下部铰链板上，另一端为自由端，抵在铰链上部铰链板上，以使铰链只能朝背向U型限位杆方向转动。

[0027] 所述导轨4上端通过铰链安装在凸窗平台上以使导轨可相对凸窗平台转动，以使太阳能集热板处于更利于接受阳光照射的角度。这种连接方式的好处是，可根据不同时刻的太阳高度角适当调整集热板的倾斜角度，以此提高集热板的集热效率。

[0028] 参见图8和图9，本发明分为室内和室外两个部分，除手摇器6安装在室内，其余部件安装在室外。

[0029] 本发明的太阳能集热板1同时作为遮阳面板。所述太阳能集热板基本结构包括涂层13、透明隔板14、透明盖板15、隔热层16和外壳17。太阳能集热板内部结构参见图4，所述涂层13覆盖于底部隔热层16上表面，涂层材料具有高太阳短波辐射吸收率，低长波热辐射发射率，能吸收尽可能多的太阳能热。涂层13表面再覆盖一层极薄的热阻极小的透明隔板14，目的是将涂层与待加热的水分隔开，避免涂层材料污染水质，起到防水的作用。待加热的水通入集热板在透明隔板14和透明盖板15之间的空间夹层中加热。所述透明盖板15采用双层中空平板玻璃，其功能有三，一是透过太阳辐射，使其投射在吸热板上；二是隔离水和外界空气，具有保温功能；三是形成温室效应，阻止涂层在温度升高后通过长波辐射向周围环境散热。太阳能集热板底部加装隔热层16，目的是抑制涂层和水体通过传导向周围环境散热。所述外壳17（由前后左右四块板围成矩形腔，无底板和盖板）是集热板中保护及固定透明盖板15和隔热层16的部件，透明盖板15构成矩形腔的盖板，涂层13、透明隔板14和隔热层16共同构成矩形腔的底板。每块集热板1包括两进水口和两出水口。最下面一块板的进水口连接水箱的下循环管11，最上面一块板的出水口连接水箱的上循环管12，其余太阳能集热板用保温软管3依次串联连接。太阳能集热板规格各有不同，可以根据设计需求制作相应规格的集热板。

[0030] 本发明的太阳能热水收集系统采用重力循环液体管网串联环路。保温水箱2中的冷水从下循环管11流出，受到密度差和高差的共同作用，从下至上顺序流经各个太阳能集热板1，逐个加热后通过上循环管12返回保温水箱2。如此循环往复，不断加热保温水箱中的水。保温水箱上设有供热水管，加热的水通过供热水管流出用于各种需要热水的场合。保温水箱同时通过补水管与补水箱连接，当保温水箱中的水因使用而减少后，可通过补水箱进行补充。

[0031] 需采光时转动手摇器6，输出转轴带动钢丝拉绳7拉着最下面一个滑块5向上运动。最下面一组太阳能集热板间的铰链9受力朝规定方向转动，从而使最下面一组两太阳能集热板开始收折。当下面一组对应的滑块碰到其上面一组的滑块时，下面滑块推动上面滑块往上滑动，第二组按同样原理开始收折，由此使各太阳能集热板1从下至上依次堆叠上升，直至被导轨4引到凸窗上部后固定位置。需遮阳时，反方向转动手摇器6，钢丝拉绳7放松，太阳能集热板1依靠重力作用从最上面开始依次沿导轨4下降，恢复垂直状态，形成遮阳面，同时吸收太阳能对水进行加热。由于太阳能集热板1之间通过软管连接，因此不会断开。如果担心连接力不够，可以在太阳能集热板1之间增加软线连接。

[0032] 最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。