一種基于建筑圍護結構的光伏幕墻及余熱熱泵利用系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于建筑圍護幕墻的光伏及余熱熱泵利用系統，包括設置在建筑的外層上的墻體支架，建筑的頂部設有空氣源熱泵，墻體支架與建筑外層之間具有空隙，墻體支架的內側面鋪設有光伏幕墻，光伏幕墻的下方設有多個均通向空隙的空氣進口，從而在光伏幕墻與建筑外層之間形成一空氣隔層；光伏幕墻的上端設有與空氣隔層連通的管道，管道的另一端連接至空氣源熱泵，管道設有閥門、測溫控制系統和引流風機，測溫控制系統與閥門聯接。本發明通過光伏幕墻對建筑增加圍護結構并保持光伏幕墻工作效率、充分利用光伏幕墻光電轉換過程中產生的多余的熱量通過空氣提供給空氣源熱泵，獲得更高的熱泵制熱工作效率。
【專利說明】
一種基于建筑圍護結構的光伏幕墻及余熱熱泵利用系統
技術領域
[0001]本發明屬于太陽能利用系統，尤其涉及一種通過空氣源熱栗提高能量利用效率的基于建筑圍護結構的光伏幕墻及余熱熱栗利用系統。
【背景技術】
[0002]近年來隨著人民生活水平的提高和我國建筑業的快速發展，建筑耗能正在逐步提高到能耗總量的1/3以上。作為耗能大戶的建筑，其節能也就成為關系國計民生的重大問題。我國節能工作起步較晚，能源浪費現象嚴重。因此，發展可再生能源的呼聲越來越強烈。這種背景下，太陽能受到廣泛關注。
[0003]將建筑圍護結構與光伏建筑一體化有如下優點:1、減少建筑與外界的熱量傳遞，減少建筑能量負荷，2、節省太陽能電池支持結構，替代屋頂、墻體等結構，3、有效利用建筑物垂直壁面，4、為建筑物提供自己的電力供應，節能經濟。
[0004]但是光電建筑在實際運行中，光伏電池的光電轉換效率會隨著工作溫度的上升而下降。如果直接將光伏電池鋪設在建筑表面，光伏電池在吸收太陽輻射能的同時，工作溫度迅速上升，會導致發電效率明顯下降。同時對于大面積的光伏幕墻系統，光伏幕墻及幕墻兩側和建筑物之間形成的封閉空間會因幕墻吸收太陽輻射能后產生溫室效應，封閉空間內部淤積的大量熱空氣在熱浮力作用下沿幕墻上升，若不及時將熱空氣排走，將會造成光伏幕墻頂端溫度過高，不但會影響建筑室內熱環境，還會嚴重影響光伏電池的發電效率。
[0005]太陽能熱水器是將太陽光能轉化為熱能的裝置，將水從低溫加熱到高溫，以滿足人們在生活、生產中的熱水使用，主要以真空管式太陽能熱水器為主。真空管式太陽能熱水器依靠真空集熱管把太陽能轉換成熱能。真空集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產生微循環而達到所需熱水。隨著城市的不斷擴大，城市建筑逐漸高層化，屋頂面積已經不能滿足所有用戶太陽能熱水器的布置，太陽能熱水器逐步向南陽臺方向發展。但是，由于真空管存在易碎，維護難等缺點，并不適合利用于高層建筑南陽臺中。

【發明內容】

[0006]針對現有技術存在的上述問題，本發明提出一種基于建筑圍護結構的光伏幕墻及余熱熱栗利用系統，可以解決通過光伏幕墻對建筑增加圍護結構并保持光伏幕墻工作效率、充分利用光伏幕墻光電轉換過程中產生的熱能等問題。本發明主要是通過光伏幕墻與熱栗，在進行光伏發電的同時，將光伏幕墻產生的多余的熱量通過空氣提供給空氣源熱栗，提高其工作效率。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提出的一種基于建筑圍護幕墻的光伏及余熱熱栗利用系統，包括設置在建筑的外層上的墻體支架，所述建筑的頂部設有空氣源熱栗，所述墻體支架與建筑外層之間具有空隙，所述墻體支架的內側面鋪設有光伏幕墻，所述光伏幕墻的下方設有多個均通向空隙的空氣進口，從而在所述光伏幕墻與所述建筑外層之間形成一空氣隔層;所述光伏幕墻的上端設有與所述空氣隔層連通的管道，所述管道的另一端連接至所述空氣源熱栗，所述管道設有閥門、測溫控制系統和引流風機，所述測溫控制系統與所述閥門聯接。
[0008]進一步講，本發明中，所述墻體支架位于所述建筑的南面，所述光伏幕墻垂直地放置于建筑的南面用做建筑的圍護結構，所述光伏幕墻產生的電能傳輸給建筑的用電設備。
[0009]所述引流風機的安裝朝向為將空氣隔層內的熱空氣抽入管道后并導入所述空氣源熱栗，所述空氣源熱栗為建筑提供熱水供應。
[0010]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0011](I)利用空氣傳熱性能差等特點，通過光伏幕墻與建筑主體間的空氣隔層，可減少建筑與外界環境的換熱速度，降低建筑能量負荷，同時還具有降噪音，減少墻體表面霜露的形成的功能。
[0012](2)光伏電池板的光電轉換效率易受溫度影響，當其在外界正常工作時，若不及時導出熱量，背板溫度持續上升，極大降低光電轉換效率。利用與建筑之間的空氣攜帶熱量并及時導出，可以降低工作時過高的溫度，提高光伏效率。而且將光伏發電過程產生的熱能加以收集利用，提高系統整體的能量綜合利用率。
[0013](3)空氣源熱栗的工作原理為卡諾循環，以室外空氣為冷源，室內空氣為熱源。在保持其他條件不變的情況下，冷源溫度越高，熱栗的COP越大。因此，采用該技術的空氣源熱栗能獲得較外界環境溫度更高的冷源溫度，獲得更高的熱栗制熱工作效率。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明基于建筑圍護幕墻的光伏及余熱熱栗利用系統的側面剖視圖；
[0015]圖2為圖1所示系統的正面視圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本發明技術方案作進一步詳細描述，所描述的具體實施例僅對本發明進行解釋說明，并不用以限制本發明。
[0017]如圖1和圖2所示，本發明提出的一種基于建筑圍護幕墻的光伏及余熱熱栗利用系統，包括設置在建筑9的外層上的墻體支架2，所述墻體支架2最好位于所述建筑9的南面，所述建筑9的頂部設有空氣源熱栗8，所述墻體支架2與建筑外層之間具有空隙，所述墻體支架2的內側面鋪設有光伏幕墻I，所述光伏幕墻I垂直地放置于建筑9的南面用做建筑的圍護結構，并進行光電效應，所述光伏幕墻I產生的電能傳輸給建筑9的用電設備，本發明中將光伏幕墻I作為圍護結構，可以建筑9的能量散失以及減少噪聲等環境因素對建筑9的干擾，而且還減少了建筑9的能量負荷，所述光伏幕墻I的下方設有多個均通向空隙的空氣進口 3，從而在所述光伏幕墻I與所述建筑外層9之間形成一空氣隔層10，用于空氣進入的空氣進口 3的數量根據建筑9的實際情況決定;所述光伏幕墻I的上端設有與所述空氣隔層10連通的管道7，管道7鋪設的數量根據建筑9的實際情況而定，如圖2所示，所述管道7的另一端連接至所述空氣源熱栗8，所述管道7設有閥門5、測溫控制系統4和引流風機6，所述測溫控制系統4與所述引流風機6和所述閥門5聯接，所述測溫控制系統4用來監測管道7中的溫度，并通過閥門5的開關以及引流風機6的功率來控制導入所述空氣源熱栗8的空氣流量，所述光伏幕墻I在工作時，吸收太陽能，并有多余的熱量使光伏幕墻I與建筑9之間空氣隔層10內的溫度升高，同時光伏幕墻I的溫度也進一步上升，為了保持光伏幕墻I的正常工作效率，所述引流風機6的安裝朝向是，所述引流風機6工作時將空氣隔層10內的熱空氣抽入管道7后并導入所述空氣源熱栗8，所述空氣源熱栗8為建筑提供熱水供應，從而使光伏幕墻I的溫度降低，保持正常工作效率;所述空氣源熱栗8處空氣的溫度上升，根據逆卡諾循環定律，熱栗COP上升，可以提升空氣源熱栗空調及空氣源熱栗熱水器的能量利用效率。綜上，本發明將建筑圍護結構和光伏發電技術以及熱栗技術有機的結合在一起
[0018]盡管上面結合附圖對本發明進行了描述，但是本發明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發明的保護之內。
【主權項】
1.一種基于建筑圍護幕墻的光伏及余熱熱栗利用系統，包括設置在建筑(9)的外層上的墻體支架(2)，其特征在于，所述建筑(9)的頂部設有空氣源熱栗(8)，所述墻體支架(2)與建筑外層之間具有空隙，所述墻體支架(2)的內側面鋪設有光伏幕墻(I)，所述光伏幕墻(I)的下方設有多個均通向空隙的空氣進口(3)，從而在所述光伏幕墻(I)與所述建筑外層(9)之間形成一空氣隔層(10);所述光伏幕墻(I)的上端設有與所述空氣隔層(10)連通的管道(7)，所述管道(7)的另一端連接至所述空氣源熱栗(8)，所述管道(7)設有閥門(5)、測溫控制系統(4)和引流風機(6)，所述測溫控制系統(4)與所述閥門(5)聯接。2.根據權利要求1所述基于建筑圍護幕墻的光伏及余熱熱栗利用系統，其特征在于，所述墻體支架(2)位于所述建筑(9)的南面，所述光伏幕墻(I)垂直地放置于建筑(9)的南面用做建筑的圍護結構，所述光伏幕墻(I)產生的電能傳輸給建筑(9)的用電設備。3.根據權利要求1所述基于建筑圍護幕墻的光伏及余熱熱栗利用系統，其特征在于，所述引流風機(6)的安裝朝向為將空氣隔層(10)內的熱空氣抽入管道(7)后并導入所述空氣源熱栗(8)，所述空氣源熱栗(8)為建筑提供熱水供應。
【文檔編號】F25B41/04GK106091478SQ201610615002
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月26日 公開號201610615002.0, CN 106091478 A, CN 106091478A, CN 201610615002, CN-A-106091478, CN106091478 A, CN106091478A, CN201610615002, CN201610615002.0
【發明人】趙軍, 詹浩淼, 周揚, 王詩賀, 陳昊天, 譚昕昀, 李思琪, 陳榆浩, 黃秉鈞
【申請人】天津大學