一种太阳能光热与辐射制冷一体化装置，主要包括一体化天窗、冷水控制箱、热水控制箱、叶片翻转机构、储热水器、调温床垫，其中的一体化天窗铺设在屋顶向阳面，一体化天窗的上端和热水控制箱相连，下端和冷水控制箱相连，储热水器分别与热水控制箱和调温床垫相连接，调温床垫与冷水控制箱相连接，叶片翻转机构连接并控制一体化天窗，本发明专利技术的有益效果在于一体化天窗结合太阳能光热与天空辐射制冷，有效缓解建筑空间紧张的形势，高效回收和利用可再生能源。通过冷水控制箱、储热水器和汇流器的协同作用，有效匹配可再生能源的间歇性与智能家居的动态需求。的动态需求。的动态需求。
【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光热与辐射制冷一体化装置
[0001]本专利技术涉及建筑节能
，尤其涉及一种太阳能光热与辐射制冷一体化装置。
技术介绍
[0002]随着社会文明的日益进步和科学技术的快速发展，人们对日常生活的舒适性要求显著提高，特别是建筑领域。同时，也伴随着大量的能量消耗。据报道，建筑领域占据全球能耗约40％，贡献33％的温室气体总排放量。建筑能耗的持续上升与能源储量的加速下降产生激烈矛盾，给工程师带来前所未有的挑战。
[0003]与传统建筑能源相比，可再生能源诸如太阳能、风能和地热能等，具有来源广泛和低碳环保的优点，吸引着广大学者的关注。当前，前景广阔的纯绿色被动式能源利用方式，列如太阳能光热技术和天空辐射制冷技术，已经在建筑领域应用和推广。然而，可再生能源利用设备通常安置于建筑的屋顶或四周，规模庞大，能量损失高，易受能源或空间限制。此外，可再生能源的数量、品质和间歇性导致回收的能量难以匹配建筑动态变化的日常需求。甚至，传统控制装置生命周期低，结构复杂和成本昂贵的缺点，让可再生能源技术与智能家居一体化面临困难。
[0004]为此，绿色、高效和可持续的可再生能源利用技术的开发以及建筑一体化设计和应用的研究势在必行。
技术实现思路
[0005]本专利技术目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种太阳能光热与天空辐射制冷一体化温控系统，在建筑天窗实现同时太阳能集热和天空辐射制冷，回收能量，存储并用于调温床垫。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：
[0007]一种太阳能光热与辐射制冷一体化装置，包括一体化天窗、热水控制箱、冷水控制箱、储热水器和调温床垫，其特征在于：所述一体化天窗设置在屋顶上，包括若干平行排布的天窗叶片，所述天窗叶片包括第一真空玻璃、第二真空玻璃和第一绝热层，所述第一真空玻璃和第一绝热层之间形成第一空腔，所述第二真空玻璃和第一绝热层之间形成第二空腔，第二真空玻璃的外侧覆盖辐射制冷涂层，所述热水控制箱内被铜片分隔为集热区和热水区，所述第一空腔通过连接管与所述集热区相连通，所述第二空腔通过连接管与所述冷水控制箱相连通，第一空腔和集热区内填充有纳米流体，第二空腔、热水区和冷水控制箱内填充有水，第二空腔和冷水天窗叶片能够以所述连接管为轴旋转，所述储热水器分别与所述热水控制箱和调温床垫相连接，所述调温床垫还与冷水控制箱相连接。
[0008]进一步的，所述连接管包括轴承、轴和第二绝热层，所述轴穿设在所述轴承上，所述第二绝热层设置在轴的外表面上，所述第一空腔通过轴与所述集热区连通，所述第二空腔通过轴与所述冷水控制箱连通。
[0009]进一步的，所述热水控制箱的顶部呈凸字形，内部设置有机械温控装置，所述机械温控装置包括热水控制箱进水管、浮球阀、虹吸管、气囊和旁通管，所述热水控制箱进水管连接所述热水区，所述浮球阀设置在热水控制箱进水管上，所述虹吸管的一端、气囊和浮球阀上的浮球均设置在热水区内，虹吸管的另一端连接所述储热水器，所述旁通管分别与热水区的顶部和储热水器连通。
[0010]进一步的，所述气囊内填充有空气或乙醇溶液，所述铜片上连接有若干肋片。
[0011]进一步的，所述调温床垫包括床框、水袋式床垫、水泵、汇流器、温度传感器、第一单向阀、第二单向阀和第一单片机，所述水袋式床垫设置在所述床框中，所述储热水器通过热水管连接所述汇流器的入口，所述冷水控制箱通过冷水管连接所述汇流器的入口，汇流器的出口依次连接所述水泵和水袋式床垫的进水口，所述第一单向阀设置在所述热水管上，所述第二单向阀设置在所述冷水管上，所述第一单片机分别与所述第一单向阀、第二单向阀、水泵和温度传感器电连接，温度传感器设置在水袋式床垫上并且能够测量水袋式床垫的温度。
[0012]进一步的，所述储热水器由内向外依次设置有内胆、第三绝热层和外胆。
[0013]进一步的，还包括叶片翻转机构，所述叶片翻转机构包括连杆、拉绳、固定绳、固定块、齿轮、齿条和第二单片机，所述固定块设置在所述连杆上，所述拉绳通过所述固定绳与所述天窗叶片相连接，拉绳的两端固定在固定块上，所述齿轮通过固定片固定连接在连杆上，所述齿条与齿轮相互啮合，所述第二单片机与所述齿条电连接。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、太阳能光热和天空辐射制冷一体化天窗，不仅能有效缓解建筑空间紧张的形势，还能高效回收和利用可再生能源，满足用户日常需求。2、一体化天窗通过连接管与冷水控制箱和热水控制箱相互连接，基于自然对流循环，实现纳米流体和水的集热和集冷、运输和交换能量。3、热水控制箱的顶部呈“凸”字形状，内部设置填充乙醇溶液的气囊，利用乙醇受热易挥发的特性，使得气囊膨胀增大而提高液面，将温度变化转换为液面高度的变化。4、借助齿条带动齿轮转动，从而带动连杆旋转，驱动拉绳切换天窗叶片的工作面，结构简单，操作方便，实现了集热与集冷的功能切换。5、通过冷水控制箱、储热水器和汇流器的协同作用，改变进入水袋式床垫的热水和冷水的流量，有效匹配间歇性的可再生能源与智能家居的动态需求。6、太阳能光热中考虑利用纳米流体直接集热，有效减小设备尺寸和降低能量损失，同时，纳米流体的杀菌效果能延长系统使用寿命。7、热水控制箱与储热水器的连接中，巧妙利用虹吸作用，不消耗额外能量，让热水通过虹吸管自动流入储热器，省去动力装置与控制装置。8、本专利技术结合可再生能源利用与智能家居控制，为建筑节能领域的节能减排和双碳目标提供一个可行性的想法。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例整体结构示意图；
[0016]图2为本专利技术实施例天窗叶片结构以及与热水控制箱、冷水控制箱连接结构示意图；
[0017]图3为本专利技术实施例冷水控制箱结构示意图；
[0018]图4为本专利技术实施例热水控制箱结构与工作原理示意图；
[0019]图5为本专利技术实施例连接管结构示意图；
[0020]图6为本专利技术实施例叶片翻转机构结构示意图；
[0021]图7为本专利技术实施例储热水器结构示意图；
[0022]图8为本专利技术实施例调温床垫结构示意图；
[0023]其中：1
‑
一体化天窗，2
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冷水控制箱，3
‑
热水控制箱，4
‑
叶片翻转机构，5
‑
储热水器，6
‑
调温床垫，7
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连接管，8
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天窗叶片，11
‑
第一真空玻璃，12
‑
第二真空玻璃，13
‑
第一绝热层，14
‑
第一空腔，15
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第二空腔，16
‑
辐射制冷涂层，21
‑
冷水控制箱进水管，22
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冷水管，23
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集冷区，31
‑
集热区，32
‑
热水区，33
‑
铜片，34
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热水控制箱进水管，35<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种太阳能光热与辐射制冷一体化装置，包括一体化天窗(1)、热水控制箱(3)、冷水控制箱(2)、储热水器(5)和调温床垫(6)，其特征在于：所述一体化天窗(1)设置在屋顶上，包括若干平行排布的天窗叶片(8)，所述天窗叶片(8)包括第一真空玻璃(11)、第二真空玻璃(12)和第一绝热层(13)，所述第一真空玻璃(11)和第一绝热层(13)之间形成第一空腔(14)，所述第二真空玻璃(12)和第一绝热层(13)之间形成第二空腔(15)，第二真空玻璃(12)的外侧覆盖辐射制冷涂层(16)，所述热水控制箱(3)内被铜片(33)分隔为集热区(31)和热水区(32)，所述第一空腔(14)通过连接管(7)与所述集热区(31)相连通，所述第二空腔(15)通过连接管(7)与所述冷水控制箱(2)相连通，第一空腔(14)和集热区(31)内填充有纳米流体，第二空腔(15)、热水区(32)和冷水控制箱(2)内填充有水，天窗叶片(8)能够以所述连接管(7)为轴旋转，所述储热水器(5)分别与所述热水控制箱(3)和调温床垫(6)相连接，所述调温床垫(6)与冷水控制箱(2)相连接。2.根据权利要求1所述一种太阳能光热与辐射制冷一体化装置，其特征在于：所述连接管(7)包括轴承(71)、轴(72)和第二绝热层(73)，所述轴(71)穿设在所述轴承(72)上，所述第二绝热层(73)设置在轴(72)的外表面上，所述第一空腔(14)通过轴(72)与所述集热区(31)连通，所述第二空腔(15)通过轴(72)与所述冷水控制箱(2)连通。3.根据权利要求1所述一种太阳能光热与辐射制冷一体化装置，其特征在于：所述热水控制箱(3)的顶部呈凸字形，内部设置有机械温控装置，所述机械温控装置包括热水控制箱进水管(34)、浮球阀(35)、虹吸管(36)、气囊(37)和旁通管(38)，所述热水控制箱进水管(34)连接所述热水区(32)，所述浮球阀(35)设置在热水控制箱进水管(34)上，所述虹吸管(36)的一端、气囊(37)和浮球阀(35)上的浮球(351)均设置在热水区(32)内，虹吸管...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏子翔，邱烁琳，温舒馨，卞成乐，凌丹，孙佩瑶，杨柳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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