CN103528121A - 太阳能发电取暖系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种太阳能发电取暖系统，包括太阳能发电蓄热装置和相变智能调温地板，所述相变智能调温地板，包括装饰面板、网状保温层和防火保温底板，所述装饰面板与防火保温底板之间为网状保温层，所述网状保温层内安放有相变材料；所述太阳能发电蓄热装置，包括太阳能板总成和蓄热器，所述太阳能板总成包括太阳能板层、网状固定层、防火保温底板和传热管，所述太阳能板层与防火保温底板之间为网状固定层，所述传热管安装于网状固定层内，所述传热管与蓄热器连接；所述太阳能板层与蓄电器经导线连接，所述蓄电器与发热电缆用导线连接。本发明既能利用太阳能板发电储存自用又能利用相变材料进行热量存储传递使用，可作为环保低能耗建材。

Description

太阳能发电取暖系统
技术领域
本发明涉及一种室内取暖系统，具体涉及太阳能发电取暖系统。
背景技术
近些年来，随着科技发展，人民生活水平提高，对能源的消耗越来越大，新能源，清洁能源的大力开发已经成为最主要的政策措施，也是我国长期的能源发展战略。在许多的新能源中，太阳能以其储量大、普遍存在的特性且开发利用的时候的清洁性而受到许多人的关注。为了能有效利用太阳能，人们发明了太阳能电池和用于收集太阳能的太阳能集热器。传统太阳能发电电池和太阳能集热管是两个独自工作的器件，不仅耗用材料较多，成本高，而且占用空间体积较大。
在我国，太阳能资源非常丰富，尤其是西部地区，光照时间长，太阳能资源极为丰富，具有良好的开发条件和应用价值。现有技术中的太阳能利用装置主要有太阳能热水器、太阳能空气集热器等，这类太阳能利用装置主要由透明盖板、吸热板、换热管道和保温壳体组成，其中部分太阳能热水器还配备有储热水箱。由于散热面积较大和缺乏较好的改进措施，太阳能利用装置存在热量损失大，集热效率低的缺点，并且太阳能空气集热器不具备储热的功能，阴雨、夜晚等情况下不能工作。太阳能热水器尽管采用水箱储热，但水的储热密度低，造成水箱的体积过大，安装不方便、不安全，另外水容易在水箱内结垢，长期使用对人健康不利，水还容易结冰，使装置抗冻能力变差。
目前，市场上出现了一种具有蓄能作用的定性相变材料，它是一种新型复合相变材料，由高分子囊材和由相变材料形成的芯材构成，相变材料在周围温度变化过程中发生相变，通过相变过程实现温度高时储存热能，低于一定温度后释放热能的功能，从而达到降低室温或提高室温的目的。
现有技术中多数室内装修建材采用混凝土浇筑固定形式，工作量大，不易维护检修，且花费的时间长，部分太阳能利用装置对太阳光能的利用不够充分，较难实现能源的综合利用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷问题，旨在提供一种既能利用太阳能发电提供自身需要，又能有效的收集散发的太阳能热量，室内既能蓄热降温，又能加热保温，同时也是一种多功能建材，能作为屋瓦或保温幕墙。安装快捷，无需水泥砂浆粘贴，结构轻便美观，集装饰与功能一体化的安全有保障的太阳能发电取暖系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：太阳能发电取暖系统，包括太阳能发电蓄热装置和相变智能调温地板，其特征在于：所述相变智能调温地板，包括装饰面板、网状保温层和防火保温底板，所述装饰面板与网状保温层用粘合剂粘合，网状保温层下方粘结固定有防火保温底板，所述网状保温层与防火保温底板之间有空格，空格安放有相变材料；所述太阳能发电蓄热装置，包括太阳能板总成和蓄热器，所述太阳能板总成包括太阳能板层、网状固定层、防火保温底板和传热管，所述太阳能板层经粘合剂粘结固定于网状固定层上，所述防火保温底板安装于网状固定层下方，所述传热管安装于防火保温底板与网状固定层的中间，所述太阳能板总成经传热管与蓄热器连接；所述太阳能板层与蓄电器经过导线连接，所述蓄电器经过电缆接口与发热电缆用导线连接。
所述装饰面板为方形，所述装饰面板为石质面板、金属面板、陶瓷面板或木板的一种或多种，所述装饰面板的厚度为3mm—12mm，每个人可以根据自己的喜好选择不同类型的装饰面板2，选择性多，适应性广。
所述的防火保温底板为泡沫聚氨酯板或酚醛发泡保温板，厚度为5mm-20mm所述防火保温底板最大的两个面涂有防火材料或粘贴金属铝板。
所述的粘合剂为环氧类树脂胶或酚醛类树脂，厚度为0.1mm—0.3mm。
所述网状保温层设置有锥度方孔、加强筋、凸嵌扣和凹嵌扣，所述所述凸嵌扣和凹嵌扣设置于网状保温层的四周，所述加强筋中间开有凹槽，所述凹槽中间安装有发热电缆，所述网状保温层为热塑性工程塑料，厚度为15mm—35mm。
所述太阳能板层为若干块太阳能板，所述太阳能板为单晶硅太阳能板、多晶硅太阳能板、非晶硅太阳能板或多元化合物太阳能板的其中一种；所述若干块太阳能板经导线相互连接，并由导线接入蓄电器。
所述网状固定层设置有锥度方孔、加强筋、凸嵌扣和凹嵌扣，所述所述凸嵌扣和凹嵌扣设置于网状固定层的四周，网状固定层为热塑性工程塑料，厚度为15mm—35mm。
所述的蓄热器包括保温层、蓄热层、换热水管、热交换层、蓄热器出水口、盖子和蓄热器进水口，所述保温层位于蓄热器内侧，所述热交换层位于蓄热器最里侧，所述蓄热层位于保温层与热交换层之间，所述换热水管安装于蓄热层内，所述盖子上设置有蓄热器进水口，所述蓄热器出水口位于蓄热器下方。
所述保温层外侧为不锈钢或铝板，内侧为泡沫聚氨酯保温层或者酚醛发泡保温层；所述蓄热层填充有相变材料；所述热交换层为铝辐射材料层；所述换热水管为竖直排列或螺旋排列。
所述发热电缆上安装有温度传感器，用于检测加热温度，进行实时调控。
所述的相变材料是无机物相变材料、有机物相变材料或无机物与有机无结合的相变材料。例如无机盐类、多元醇类和交联高密度聚乙烯，建筑物上大多采用低温、储热性能好的相变材料，可以在国内很多生产厂购买，这些相变材料的相变温度能够适应北方冬天气温的要求。
本发明的突出优点及显著进步为：
1、本发明太阳能发电取暖系统综合利用太阳光能，既能利用太阳能板发电储存自用又能利用相变材料进行热量存储传递使用，在一定程度上实现自给自足，减少能耗，减少开支。
2、本装置集室内与室外装修于一体，结构轻巧，安装方便，既适用于大型商场也适用于个体房屋，应用范围广。
3、本发明采用的都为轻质、无污染、耐高温材料，安全有保障，省去许多安装维修时间，减轻工人劳动强度，易于推广使用。
4、安装有控制系统，调节方式更具人性化。
附图说明
图1是本发明太阳能发电取暖系统结构示意图。
图2是太阳能发电蓄热装置结构剖视图。
图3是网状保温层结构示意图。
图4是网状固定层结构示意图。
图5是换热水管竖直式排列的蓄热器无盖子结构示意图。
图6是蓄热器盖子结构示意图。
附图中的标号及名称如下：
1、相变材料，2、装饰面板，3、网状保温层，4、防火保温底板，5、导线，6、太阳能板层，7、网状固定层，8、传热管，9、保温管，10、蓄电器，11、蓄热器，12、盖子，13、加强筋，14、凹槽，15、发热电缆，16、凹嵌扣，17、凸嵌扣，18、锥度方孔，19、保温层， 20、蓄热层，21、换热水管，22、热交换层，23、蓄热器出水口，24、蓄热器进水口。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，太阳能发电蓄热装置包括太阳能发电蓄热装置和相变智能调温地板，其特征在于：所述相变智能调温地板，包括装饰面板2、网状保温层3和防火保温底板4，所述装饰面板2与网状保温层3用粘合剂粘合，网状保温层3下方粘结固定有防火保温底板4，所述网状保温层3与防火保温底板4之间有空格，空格安放有相变材料1；所述太阳能发电蓄热装置，包括太阳能板总成和蓄热器11，所述太阳能板总成包括太阳能板层6、网状固定层7、防火保温底板4和传热管8，所述太阳能板层6经粘合剂粘结固定于网状固定层7上，所述防火保温底板4安装于网状固定层7下方，所述传热管8安装于防火保温底板4与网状固定层7的中间，所述太阳能板总成经传热管8与蓄热器11连接；所述太阳能板层6与蓄电器10经过导线5连接，所述蓄电器10经过电缆接口与发热电缆15用导线5连接。
所述装饰面板2为方形，所述装饰面板2为石质面板、金属面板、陶瓷面板、玻璃面板或木板的一种或多种，所述装饰面板2的厚度为3mm—12mm，每个人可以根据自己的喜好选择不同类型的装饰面板2，选择性多，适应性广。
所述的防火保温底板4为泡沫聚氨酯保温板或酚醛发泡保温板，厚度为5mm-20mm，所述防火保温底板4最大的两个面涂有防火材料或粘贴金属铝板，既可以防止高温对材料设备的损坏，又有利于防止热量散发。
所述的粘合剂为环氧类树脂胶或酚醛类树脂，厚度为0.1mm—0.3mm。
所述网状保温层3设置有锥度方孔18、加强筋13、凸嵌扣17和凹嵌扣16，所述所述凸嵌扣17和凹嵌扣16设置于网状保温层3的四周，所述加强筋13中间开有凹槽14，所述凹槽14中间安装有发热电缆15，所述网状保温层3为热塑性工程塑料，厚度为15mm—35mm。
所述太阳能板层6为若干块太阳能板，所述太阳能板为单晶硅太阳能板、多晶硅太阳能板、非晶硅太阳能板或多元化合物太阳能板的其中一种；所述若干块太阳能板经导线相互连接，并由导线接入蓄电器。
所述网状固定层7设置有锥度方孔18、加强筋13、凸嵌扣17和凹嵌扣16，所述所述凸嵌扣17和凹嵌扣16设置于网状固定层7的四周，网状固定层7为热塑性工程塑料，厚度为15mm—35mm。
所述的蓄热器11包括保温层19、蓄热层20、换热水管21、热交换层22、蓄热器出水口23、盖子12和蓄热器进水口24，所述保温层19位于蓄热器11外侧，所述热交换层22位于蓄热器11最里侧，所述蓄热层20位于保温层19与热交换层22之间，所述换热水管21安装于蓄热层20内，所述盖子12上设置有蓄热器进水口24，所述蓄热器出水口23位于蓄热器11下方。
所述保温层19外侧为不锈钢或铝板，内侧为泡沫聚氨酯保温层或者酚醛发泡保温层；所述蓄热层20填充有相变材料；所述热交换层22为铝辐射材料层；所述换热水管21为竖直排列或螺旋排列。
所述发热电缆15上安装有温度传感器，用于检测加热温度，进行实时调控。
太阳能发电蓄热装置安装于楼顶或者一定高度的楼层的外壁，使其处于太阳光的照射之下，太阳能板层6上的各个太阳能板块对太阳光能进行转化，产生电能，经导线5储存于蓄电器10中；网状固定层7中的传热管8通入室温水或者冷水，吸收网状固定层7中的热量，实现对网状固定层7的降温作用；携带有热量的高温水经过保温管9流入到蓄热器11中，高温水在换热水管21中流动，其热量被蓄热层20中的相变材料1吸收，最终以室温水形式经蓄热器出水口23流出，实现热量存储作用；若是外界气温较低时，可从蓄热器进水口24充入冷水或者室温水，冷水或室温水经过换热水管21，由于蓄热层20中的相变材料1与冷水或者室温水存在温差，相变材料1释放热量，加热冷水或者室温水，实现热量的释放利用作用；作为优选，还可以在蓄热器10外环绕水管，与换热水管21形成循环管道，实现冷水与热水交替循环，使用更快捷更方便。
相变智能调温地板主要安装于室内，其表层的装饰面板2较薄，为3mm—12mm，有利于密封在装饰面板2与防火保温底板4之间的相变材料1对于外界温度的感应，当外界温度较高时，相变材料1吸取外界热量，促使温度下降；当外界温度低于控制器设定值时，控制器会接通太阳能发电蓄热装置中的蓄电器10，使发热电缆15受电流作用产生热量，弥补相变材料1本身释放热量不足的缺点，达到对室内环境的保暖作用，实现一定量的自给自足。
网状保温层3与网状固定层7采用PC热塑性工程塑料，不易变形，重量轻，抗压强度高，有很好的塑性和冲击韧度，安装时不用水泥砂浆混合物粘贴在地面上，只需使用凹嵌扣16与凸嵌扣17拼装组合成方块整体，发热电缆15也为并联形式连接，便于维修拆卸，保暖时不产生二氧化碳等温室气体，环保节能，同时可以快捷安装，节约了大量人力和时间。
以上内容仅仅是对发明的举例和说明，所属技术领域的人员基于生产条件和技术要求对本发明的实施例进行各式的修改或补充或者采用类似的方法替代，只要不偏离本发明的结构或者超离本发明权利要求的范围，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.太阳能发电取暖系统，包括太阳能发电蓄热装置和相变智能调温地板，其特征在于：所述相变智能调温地板，包括装饰面板（2）、网状保温层（3）和防火保温底板（4），所述装饰面板(2)与网状保温层(3)用粘合剂粘合，网状保温层(3)下方粘结固定有防火保温底板（4），所述网状保温层（3）与防火保温底板（4）之间有空格，空格安放有相变材料（1）；所述太阳能发电蓄热装置，包括太阳能板总成和蓄热器（11），所述太阳能板总成包括太阳能板层（6）、网状固定层（7）、防火保温底板（4）和传热管（8），所述太阳能板层（6）经粘合剂粘结固定于网状固定层（7）上，所述防火保温底板（4）安装于网状固定层（7）下方，所述传热管（8）安装于防火保温底板（4）与网状固定层（7）的中间，所述太阳能板总成经传热管（8）与蓄热器（11）连接；所述太阳能板层（6）与蓄电器（10）经过导线（5）连接，所述蓄电器（10）经过电缆接口与发热电缆（15）用导线（5）连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电取暖系统，其特征在于：所述装饰面板（2）为方形，所述装饰面板（2）为石质面板、金属面板、陶瓷面板或木板的一种或多种，所述装饰面板（2）的厚度为3mm—12mm。
3.根据权利要求l所述的太阳能发电取暖系统，其特征在于：所述的防火保温底板（4）为泡沫聚氨酯板或酚醛发泡保温板，厚度为5mm-20mm所述防火保温底板（4）最大的两个面涂有防火材料或粘贴金属铝板。
4.根据权利要求l所述的太阳能发电取暖系统，其特征在于：所述的粘合剂为环氧类树脂胶或酚醛类树脂，厚度为0.1mm—0.3mm。
5.根据权利要求l所述的太阳能发电取暖系统，其特征在于：所述网状保温层(3)设置有锥度方孔（18）、加强筋（13）、凸嵌扣（17）和凹嵌扣（16），所述所述凸嵌扣（17）和凹嵌扣（16）设置于网状保温层（3）的四周，所述加强筋（13）中间开有凹槽（14），所述凹槽（14）中间安装有发热电缆（15），所述网状保温层(3)为热塑性工程塑料，厚度为15mm—35mm。
6.根据权利要求l所述的太阳能发电取暖系统，其特征在于：所述太阳能板层（6）为若干块太阳能板，所述太阳能板为单晶硅太阳能板、多晶硅太阳能板、非晶硅太阳能板或多元化合物太阳能板的其中一种；所述若干块太阳能板经导线相互连接，并由导线接入蓄电器（10）。
7.根据权利要求1所述的太阳能发电取暖系统，其特征在于：所述网状固定层(7)设置有锥度方孔（18）、加强筋（13）、凸嵌扣（17）和凹嵌扣（16），所述所述凸嵌扣（17）和凹嵌扣（16）设置于网状固定层（7）的四周，网状固定层(7)为热塑性工程塑料，厚度为15mm—35mm。
8.根据权利要求l所述的太阳能发电取暖系统，其特征在于：所述的蓄热器(11)包括保温层（19）、蓄热层（20）、换热水管（21）、热交换层（22）、蓄热器出水口（23）、盖子（12）和蓄热器进水口（25），所述保温层（19）位于蓄热器（11）外侧，所述热交换层（22）位于蓄热器（11）最里侧，所述蓄热层（20）位于保温层（19）与热交换层（22）之间，所述换热水管（21）安装于蓄热层（20）内，所述盖子（12）上设置有蓄热器进水口（25），所述蓄热器出水口（23）位于蓄热器（11）下方。
9.根据权利要求l所述的太阳能发电取暖系统，其特征在于：所述保温层（19）外侧为不锈钢或铝板，内侧为泡沫聚氨酯层或者酚醛发泡保温层；所述蓄热层（20）填充有相变材料；所述热交换层（22）为铝辐射材料层；所述换热水管（21）为竖直排列或螺旋排列。
10.根据权利要求5所述的太阳能发电取暖系统，其特征在于：所述发热电缆（15）上安装有温度传感器，所述的相变材料是无机物相变材料、有机物相变材料或无机物与有机无结合的相变材料。
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