一種基于空氣源熱泵輔助的光伏幕墻熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏幕墻系統(tǒng)，特別涉及一種基于空氣源熱泵輔助的光伏幕墻熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，屬于太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在人類社會(huì)不斷前進(jìn)的過程中，大量化石能源的應(yīng)用推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展，與此同時(shí)傳統(tǒng)能源的無節(jié)制開發(fā)使用，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和氣候變化等問題。因此，世界眾多國家紛紛加大了對(duì)可再生能源開發(fā)與利用的力度，可再生能源包括太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿龋渲刑柲芫哂衅毡椤o害、巨大、長久等優(yōu)點(diǎn)。因此太陽能的開發(fā)與利用不僅對(duì)解決全球能源短缺和改善大氣環(huán)境具有積極重要的意義，而且對(duì)實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展意義非凡。
[0003]由于地球自轉(zhuǎn)而出現(xiàn)晝夜交替和有陰雨天氣的存在，太陽能熱水器應(yīng)用系統(tǒng)提供的熱水就無法滿足用戶需求。而空氣源熱泵在使用過程中受天氣變化的影響較小，并且環(huán)保節(jié)能。在太陽能光伏發(fā)電方面，商品化的電池效率已提高到18%左右，生產(chǎn)規(guī)模已發(fā)展到20兆瓦左右，并正在向50兆瓦甚至百兆瓦擴(kuò)大。光伏電池板在接受太陽直射發(fā)電的同時(shí)，電池板本身的溫度也會(huì)隨之升高，溫度過高勢必會(huì)影響電池板的發(fā)電效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種基于空氣源熱泵輔助的光伏幕墻熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，不僅解決了化石能源發(fā)電所帶來的一系列環(huán)境污染問題，還解決了由電池板組成的光伏幕墻本身溫度過高而影響電池板低發(fā)電效率的問題，大大提高了光伏幕墻的電能輸出效率，擴(kuò)展了應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了太陽能的高效綜合利用。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案完成:一種基于空氣源熱泵輔助的光伏幕墻熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)由光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)、熱循環(huán)系統(tǒng)和用電系統(tǒng)組成。光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)主要包括光伏電池板組件、蓄電池組件和逆變器，其中光伏電池板組件主要包括前玻璃層、換熱盤管、絕熱層和接線盒，換熱盤管采用的是一種輕質(zhì)鋁材的翅片管。在光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)中，電池板輸出的電能通過接線盒匯集在一起，然后通過開關(guān)一輸送到蓄電池組件，蓄電池組件的另一端通過開關(guān)二連接到逆變器，逆變器的另一端通過開關(guān)三分別與開關(guān)四和開關(guān)五連接，開關(guān)四的另一端連接到水溫空調(diào)，開關(guān)五的另一端分別與開關(guān)六和開關(guān)七連接，開關(guān)六的另一端連接到空氣源熱泵，開關(guān)七的另一端連接到室內(nèi)用電設(shè)備；熱循環(huán)系統(tǒng)主要包括換熱盤管、保溫水箱、空氣源熱泵和水溫空調(diào)。在熱循環(huán)系統(tǒng)中，換熱盤管的出水匯集之后通過閥門一與保溫水箱連接，保溫水箱的出水通過閥門二與變頻循環(huán)泵一連接，變頻循環(huán)泵一的另一端連接到換熱盤管的進(jìn)水端；保溫水箱的一個(gè)開口通過閥門三與空氣源熱泵連接，空氣源熱泵的另一端通過閥門四與變頻循環(huán)泵二連接，變頻循環(huán)泵二的另一端連接到保溫水箱；保溫水箱的一個(gè)開口通過閥門五連接到水溫空調(diào)，水溫空調(diào)的另一端通過變頻循環(huán)三與閥門六連接，然后連接到保溫水箱；保溫水箱的一個(gè)開口通過閥門七連接到室內(nèi)用熱設(shè)備。
[0006]工作原理:太陽光線透過前玻璃層入射到由電池板組成的光伏幕墻平面上，電池板把從太陽光線中吸收的大量太陽輻射能轉(zhuǎn)變成電能的同時(shí)，電池板本身的溫度也會(huì)升高。由電池板組成的光伏幕墻輸出的電能通過電池板背面的接線盒匯集之后儲(chǔ)存在蓄電池組件中，從蓄電池組件輸出的電能經(jīng)過逆變器后供給空氣源熱泵和室內(nèi)用電設(shè)備。由于熱氣流上升，冷氣流下降的原理，玻璃罩內(nèi)流動(dòng)的熱空氣被溫度稍高的電池板加熱，進(jìn)而熱量通過換熱盤管傳遞給管內(nèi)的循環(huán)水，加熱后的循環(huán)水匯集之后輸送到保溫水箱。這時(shí)依靠空氣源熱泵把保溫水箱內(nèi)的熱水輔助加熱到用戶所需的溫度，然后滿足條件的熱水通過管道輸送到水溫空調(diào)等室內(nèi)用熱設(shè)備。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、在光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)中，電池板背面的換熱盤管采用的是輕質(zhì)鋁材的翅片管，具有耐腐蝕、換熱效果佳等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]2、在熱循環(huán)系統(tǒng)中，依靠熱空氣上升，冷空氣下降的原理加熱換熱盤管內(nèi)的循環(huán)水，可以減少系統(tǒng)初投資和運(yùn)行費(fèi)用。
[0009]3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊,制造安裝方便,可推廣應(yīng)用。
[0010]【附圖說明】:
下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步具體詳細(xì)地說明。
[0011]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的光伏電池板組件橫截面示意圖；
圖3為本發(fā)明的光伏電池板組件背面換熱盤管示意圖。
[0012]圖1中，I 一光伏電池板組件，2、4、6、8、10、11、14 一閥門一、二、三、四、五、六、七，3、7、12—變頻循環(huán)泵一、二、三，5—保溫水箱，9一空氣源熱泵，13—水溫空調(diào)，15、17、19、20、21、22、23—開關(guān)一、二、三、四、五、六、七，16—蓄電池組件，18—逆變器；
圖2、3中，I一I一前玻璃層，I一2—電池板，I一3—換熱盤管，I一4一絕熱層、I一5—接線盒。
[0013]【具體實(shí)施方式】:
如圖1、2、3所示。一種基于空氣源熱泵輔助的光伏幕墻熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)由光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)、熱循環(huán)系統(tǒng)和用電系統(tǒng)組成。光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)主要包括光伏電池板組件(I)、蓄電池組件(16)和逆變器(18)，其中光伏電池板組件(I)主要包括前玻璃層(I一 I)、電池板(I一 2)、換熱盤管(I一 3)、絕熱層(I一 4)和接線盒(I一 5)，換熱盤管(I一 3)采用的是一種輕質(zhì)鋁材的翅片管。在光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)中，電池板(I一2)輸出的電能通過接線盒(I一5)匯集在一起，然后通過開關(guān)一(15)輸送到蓄電池組件(16)，蓄電池組件(16)的另一端通過開關(guān)二(17)連接到逆變器(18)，逆變器(18)的另一端通過開關(guān)三(19)分別與開關(guān)四(20)和開關(guān)五(21)連接，開關(guān)四(20)的另一端連接到水溫空調(diào)(13)，開關(guān)五(21)的另一端分別與開關(guān)六(22)和開關(guān)七(23)連接，開關(guān)六(22)的另一端連接到空氣源熱泵(9)，開關(guān)七
(23)的另一端連接到室內(nèi)用電設(shè)備；熱循環(huán)系統(tǒng)主要包括換熱盤管(I 一 3)、保溫水箱(5)、空氣源熱泵(9)和水溫空調(diào)(13)。在熱循環(huán)系統(tǒng)中，換熱盤管(I一 3)的出水匯集之后通過閥門一(2 )與保溫水箱(5 )連接，保溫水箱(5 )的出水通過閥門二( 4 )與變頻循環(huán)泵一(3 )連接，變頻循環(huán)泵一(3)的另一端連接到換熱盤管(I一 3)的進(jìn)水端；保溫水箱(5)的一個(gè)開口通過閥門三(6 )與空氣源熱泵(9 )連接，空氣源熱泵(9 )的另一端通過閥門四(8 )與變頻循環(huán)泵二(7)連接，變頻循環(huán)泵二(7)的另一端連接到保溫水箱(5);保溫水箱(5)的一個(gè)開口通過閥門五(10)連接到水溫空調(diào)(13)，水溫空調(diào)(13)的另一端通過變頻循環(huán)三(12)與閥門六(11)連接，然后連接到保溫水箱(5);保溫水箱(5)的一個(gè)開口通過閥門七(14)連接到室內(nèi)用熱設(shè)備。
[0014] 實(shí)施例1
一種基于空氣源熱泵輔助的光伏幕墻熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，在晴朗天氣運(yùn)行時(shí):太陽光線透過前玻璃層(I一 I)入射到由電池板(I一 2 )組成的光伏幕墻平面上，電池板(I一 2 )把從太陽光線中吸收的大量太陽輻射能轉(zhuǎn)變成電能的同時(shí)，電池板(I一2)本身的溫度也會(huì)升高。由光伏電池板組件(I)組成的光伏幕墻輸出的電能通過電池板(I一2 )背面的接線盒(I一5 )匯集之后儲(chǔ)存在蓄電池組件(16 )中，從蓄電池組件(16 )輸出的電能經(jīng)過逆變器(18 )后輸送到空氣源熱泵(9)和室內(nèi)用電設(shè)備。由于熱氣流上升，冷氣流下降的原理，玻璃罩內(nèi)流動(dòng)的熱空氣被溫度稍高的電池板(I一2)加熱，進(jìn)而熱量通過換熱盤管(I一3)管壁傳遞給管內(nèi)的循環(huán)水，加熱后的循環(huán)水匯集之后輸送到保溫水箱(5)。這時(shí)依靠空氣源熱泵(9)把保溫水箱(5)內(nèi)的熱水輔助加熱到用戶所需的溫度，然后滿足條件的熱水通過管道輸送到水溫空調(diào)(13)等室內(nèi)用熱設(shè)備。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于空氣源熱泵輔助的光伏幕墻熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)由光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)、熱循環(huán)系統(tǒng)和用電系統(tǒng)組成，其特征在于在熱循環(huán)系統(tǒng)中，換熱盤管的出水匯集之后輸送到保溫水箱，保溫水箱的出水通過變頻循環(huán)泵輸送到換熱盤管；保溫水箱內(nèi)的熱水被空氣源熱泵進(jìn)一步加熱之后通過變頻循環(huán)泵輸送到水溫空調(diào)等室內(nèi)用熱設(shè)備； 所述的光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)主要包括光伏電池板組件、蓄電池組件和逆變器，其中光伏電池板組件主要包括前玻璃層、電池板、換熱盤管、絕熱層和接線盒，換熱盤管采用的是一種輕質(zhì)鋁材的翅片管；熱循環(huán)系統(tǒng)主要包括換熱盤管、保溫水箱、空氣源熱泵和水溫空調(diào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I中所述的在光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)中，電池板背面的換熱盤管采用的是輕質(zhì)鋁材的翅片管，具有耐腐蝕、換熱效果佳等優(yōu)點(diǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于空氣源熱泵輔助的光伏幕墻熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)、熱循環(huán)系統(tǒng)和用電系統(tǒng)組成。光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)主要包括光伏電池板組件、蓄電池組件、逆變器，其中光伏電池板組件主要包括前玻璃層、電池板、換熱盤管、絕熱層和接線盒；熱循環(huán)系統(tǒng)主要包括換熱盤管、保溫水箱、空氣源熱泵和水溫空調(diào)，換熱盤管采用的是一種輕質(zhì)鋁材的翅片管，該翅片式換熱盤管可以擾動(dòng)熱空氣的流動(dòng)過程，提高了熱空氣與管內(nèi)循環(huán)水的換熱效率，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的整體效率。
【IPC分類】H02S10-20, F24D15-04
【公開號(hào)】CN104613533
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410834058
【發(fā)明人】李明, 張恒, 羅熙, 徐永鋒, 蘇坤燁, 莊濱瑋
【申請(qǐng)人】云南師范大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日