一种低能耗建筑用节能装置的制作方法

本发明属于节能降耗，具体是指一种低能耗建筑用节能装置。

背景技术：

1、低能耗建筑是指在围护结构、能源和设备系统、照明、智能控制、可再生能源利用等方面综合选用各项节能技术，能耗水平远低于常规建筑的建筑物，是一种不用或者尽量少用一次能源，而使用可再生能源的建筑物；

2、为了节能降耗，低能耗建筑常常会采用光伏发电的方式作为建筑用电的补充能源来进行节能，太阳的方向会在一天中不断改变，而常规的光伏发电装置通常是固定不动，无法跟随太阳的方向调节角度，改变朝向，这样就导致了传统的光伏发电装置为了获得同样的电量需要使用更大面积的光伏板，发电效率低下，目前国内外针对光伏板的实时追踪装置多采用光敏传感器控制电机完成跟踪，而这种装置结构复杂，使用寿命较短，且成本高昂，不利于低能耗建筑的维护。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种低能耗建筑用节能装置，有效解决了目前低能耗建筑用光伏发电装置发电效率低下、成本高昂的缺点。

2、本发明采取的技术方案如下：本发明提供的一种低能耗建筑用节能装置，包括基台、下层环、上层环、角度调节机构、中轴、配重机构、遮光机构和主光伏板，所述下层环设于基台顶部，所述中轴转动设于基台顶部，所述上层环设于下层环上方，所述上层环滑动设于中轴侧壁，所述角度调节机构设于上层环与下层环之间，所述配重机构设于上层环上方，所述遮光机构环绕设于上层环外侧，所述主光伏板设于中轴顶部，作为优选的，所述下层环、上层环、中轴和遮光机构同轴设置。

3、进一步地，所述下层环内壁开设有过水槽，所述过水槽环绕下层环内壁一周，所述角度调节机构环绕下层环顶壁圆周阵列设置，所述角度调节机构包括气缸、伸缩缸、活塞杆和次级光伏板，所述气缸设于下层环顶部，所述气缸内设有压缩气体，所述伸缩缸设于气缸顶部，所述气缸与伸缩缸之间设有气孔，所述活塞杆滑动设于伸缩缸内侧，所述次级光伏板转动设于气缸顶部，所述次级光伏板设于伸缩缸远离中轴的一侧，所述次级光伏板上设有遮光沿，降低次级光伏板接收太阳照射的角度，所述次级光伏板底部设有伸缩杆，所述气缸顶部设有固定槽，可将所述伸缩杆插入两侧的固定槽调整次级光伏板的朝向，适应南北半球的太阳方向，所述气缸内壁设有加热模块，所述加热模块与次级光伏板电连接，所述气缸底部设有水冷管路，所述水冷管路开设于下层环内，所述过水槽穿过水冷管路的进水管，通过外置水循环设备连接水冷管路，可利用水冷为气缸内的压缩气体降温，所述水循环设备为现有设备，在此不做赘述。

4、当阳光照射所述次级光伏板后，所述加热模块工作，加热所述气缸内的压缩气体，压缩气体膨胀将所述活塞杆沿伸缩缸向上顶出，由于所述次级光伏板驱动加热模块对压缩气体加热使其膨胀需要时间，因此在北半球，太阳始终处于南侧方向，将所述次级光伏板沿逆时针转动，并将所述伸缩杆插入对应的固定槽内固定，使所述次级光伏板先于主光伏板接收到直射的阳光，同理，在南半球，太阳始终处于北侧方向，将所述次级光伏板沿顺时针转动，并将所述伸缩杆插入对应的固定槽内固定。

5、进一步地，所述中轴包括支撑杆、调整环、密封环、流量调节板和连接杆二，所述支撑杆转动设于基台顶部，所述调整环设于支撑杆外侧，所述连接杆二设于调整环与支撑杆之间，所述密封环设于调整环外侧，所述密封环滑动设于过水槽内，所述密封环对过水槽进行密封，所述流量调节板设于密封环外侧，所述流量调节板设于过水槽内，所述流量调节板贴合过水槽的内壁，所述流量调节板中段开设有一级调节孔，所述一级调节孔两侧设有二级调节孔，所述二级调节孔的孔径大于一级调节孔的孔径，当所述流量调节板滑动至水冷管路处时，所述一级调节孔或二级调节孔对水冷管路进行限流，所述支撑杆的侧壁开设有位移槽。

6、进一步地，所述上层环包括外环、中环与内环，所述中环设于外环内侧，所述内环设于中环内侧，所述内环的内壁与位移槽相贴合，所述外环与中环之间设有连接杆一，所述内环与中环之间设有弹簧。

7、进一步地，所述配重机构包括铰接杆与配重块，所述配重块设于上层环上方，所述铰接杆铰接设于配重块与支撑杆之间，作为优选的，所述配重块底部设有滚轮，配重块的位置与主光伏板的朝向相反。

8、进一步地，所述遮光机构包括遮光板和连接杆三，所述遮光板设于上层环外侧，所述遮光板向下延伸至次级光伏板底部，所述连接杆三设于支撑杆与遮光板之间，所述遮光板侧壁开设有透光口，所述透光口、主光伏板与流量调节板的朝向相同，所述透光口使若干相邻的角度调节机构的次级光伏板能够接收阳光照射，所述透光口的分布角度与流量调节板相同（本发明以透光口使三个相邻的角度调节机构的次级光伏板能够受到阳光照射为例）。

9、采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案提供的一种低能耗建筑用节能装置，次级光伏板在接收到阳光后，为加热模块提供电力，使其工作，气缸内的压缩气体受热膨胀后向上顶出活塞杆，将上层环顶起，使上层环倾斜，受阳光直射的次级光伏板发电功率最高，其驱动的加热模块发出的热量也最高，加热模块所在气缸内的气压也最高，因此，受阳光直射的次级光伏板所在的角度调节机构的活塞杆顶起上层环的距离最长，此活塞杆所在的方向为上层环的最高点，此活塞杆的对向则为上层环的最低点，配重块受重力作用向上层环的最低点移动，控制主光伏板、流量调节板与透光口朝上层环最高点的方向转动，正对太阳，同时外置的水循环装置通过水冷管路为气缸内的压缩气体降温，在流量调节板的作用下，一级调节孔与二级调节孔分别调整不同角度调节机构下方水冷管路的流量，设于流量调节板中段的一级调节孔使受太阳直射的角度调节机构的水冷管路的流量最小，对上方气缸的冷却效果最差，保证受太阳直射的角度调节机构的气缸内压力最大，使受阳光直射的角度调节机构的活塞杆对上层环进行主要支撑，设于一级调节孔两侧的二级调节孔的孔径大于一级调节孔的孔径，使受太阳直射的角度调节机构两侧的角度调节机构的气缸内压力小于受太阳直射的角度调节机构的气缸内压力，对上层环进行辅助支撑，当太阳移动后，新受到太阳直射的角度调节机构（以下简称新角度调节机构）的次级光伏板发电功率变大，原先受太阳直射的角度调节机构（以下简称原角度调节机构）的次级光伏板发电功率变小，配合水冷降温，新角度调节机构的气缸内压力逐渐超过原角度调节机构，新角度调节机构的活塞杆顶起上层环的距离最长，上层环的最高点变为新角度调节机构所在的方向，同时配合流量调节板对冷却效率的调整，新角度调节机构的活塞杆对上层环进行主要支撑，随着太阳的移动，上层环的最高点始终跟随太阳的朝向改变，主光伏板始终朝向太阳，大大提升发电效率，同时，物理的追光调节方式，相较于传感器与电机控制，结构简单，更加稳定，造价更低，不易损坏，有效降低了后期维护成本，并且在为建筑提供电力补充的同时，水冷管路内用于循环冷却的冷却水可以作为建筑内的热水储备，用于洗手洗碗等日常使用，进一步降低建筑的能源消耗。

技术特征：

1.一种低能耗建筑用节能装置，其特征在于：包括基台（1）、下层环（2）、上层环（3）、角度调节机构（4）、中轴（5）、配重机构（6）、遮光机构（7）和主光伏板（8），所述下层环（2）设于基台（1）顶部，所述中轴（5）转动设于基台（1）顶部，所述上层环（3）设于下层环（2）上方，所述上层环（3）滑动设于中轴（5）侧壁，所述角度调节机构（4）设于上层环（3）与下层环（2）之间，所述配重机构（6）设于上层环（3）上方，所述遮光机构（7）环绕设于上层环（3）外侧，所述主光伏板（8）设于中轴（5）顶部，所述下层环（2）内壁开设有过水槽（201），所述角度调节机构（4）环绕下层环（2）顶壁圆周阵列设置，所述角度调节机构（4）包括气缸（401）、伸缩缸（402）、活塞杆（403）和次级光伏板（404），所述气缸（401）设于下层环（2）顶部，所述气缸（401）内设有压缩气体，所述伸缩缸（402）设于气缸（401）顶部，所述气缸（401）与伸缩缸（402）之间设有气孔，所述活塞杆（403）滑动设于伸缩缸（402）内侧，所述次级光伏板（404）转动设于气缸（401）顶部，所述次级光伏板（404）设于伸缩缸（402）远离中轴（5）的一侧，所述次级光伏板（404）上设有遮光沿（409）。

2.根据权利要求1所述的一种低能耗建筑用节能装置，其特征在于：所述次级光伏板（404）底部设有伸缩杆（405），所述气缸（401）顶部设有固定槽（406），所述气缸（401）内壁设有加热模块（407），所述加热模块（407）与次级光伏板（404）电连接，所述气缸（401）底部设有水冷管路（408），所述水冷管路（408）开设于下层环（2）内。

3.根据权利要求2所述的一种低能耗建筑用节能装置，其特征在于：所述中轴（5）包括支撑杆（501）、调整环（502）、密封环（503）、流量调节板（504）和连接杆二（508），所述支撑杆（501）转动设于基台（1）顶部，所述调整环（502）设于支撑杆（501）外侧，所述连接杆二（508）设于调整环（502）与支撑杆（501）之间，所述密封环（503）设于调整环（502）外侧，所述密封环（503）滑动设于过水槽（201）内，所述流量调节板（504）设于密封环（503）外侧，所述流量调节板（504）设于过水槽（201）内，所述流量调节板（504）贴合过水槽（201）的内壁。

4.根据权利要求3所述的一种低能耗建筑用节能装置，其特征在于：所述上层环（3）包括外环（301）、中环（302）与内环（304），所述中环（302）设于外环（301）内侧，所述内环（304）设于中环（302）内侧，所述内环（304）的内壁与位移槽（507）相贴合，所述外环（301）与中环（302）之间设有连接杆一（303），所述内环（304）与中环（302）之间设有弹簧（305）。

5.根据权利要求4所述的一种低能耗建筑用节能装置，其特征在于：所述配重机构（6）包括铰接杆（601）与配重块（602），所述配重块（602）设于上层环（3）上方，所述铰接杆（601）铰接设于配重块（602）与支撑杆（501）之间。

6.根据权利要求5所述的一种低能耗建筑用节能装置，其特征在于：所述遮光机构（7）包括遮光板（701）和连接杆三（703），所述遮光板（701）设于上层环（3）外侧，所述遮光板（701）向下延伸至次级光伏板（404）底部，所述连接杆三（703）设于支撑杆（501）与遮光板（701）之间，所述遮光板（701）侧壁开设有透光口（702），所述透光口（702）、主光伏板（8）与流量调节板（504）的朝向相同。

7.根据权利要求6所述的一种低能耗建筑用节能装置，其特征在于：所述流量调节板（504）中段开设有一级调节孔（505），所述一级调节孔（505）两侧设有二级调节孔（506），所述二级调节孔（506）的孔径大于一级调节孔（505）的孔径。

8.根据权利要求7所述的一种低能耗建筑用节能装置，其特征在于：所述次级光伏板（404）上设有遮光沿（409）。

技术总结本发明公开了一种低能耗建筑用节能装置，包括基台、下层环、上层环、角度调节机构、中轴、配重机构、遮光机构和主光伏板，所述下层环设于基台顶部，所述中轴转动设于基台顶部，所述上层环设于下层环上方，所述上层环滑动设于中轴侧壁，所述角度调节机构设于上层环与下层环之间，所述配重机构设于上层环上方，所述遮光机构环绕设于上层环外侧，所述主光伏板设于中轴顶部。本发明属于节能降耗领域，具体是指一种低能耗建筑用节能装置；本发明能够采用物理的方式使光伏板始终朝向太阳，提升发电效率，同时有效降低了后期维护成本，并且能够为建筑提供额外的能源补充。技术研发人员：郭乙朋,高旭,王岳珩,冀光,张杏芝,徐晓飞受保护的技术使用者：保定江尚建筑工程设计有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25