CN112880210A - 一种太阳能地热能综合利用墙体系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能地热能综合利用墙体系统，包括建筑墙体，所述建筑墙体内壁的底部固定连接有两个固定杆，本发明结构紧凑，实用性强，通过在建筑墙体的外侧设置集光机构，能够对太阳能进行充分采集，同时通过将经过地热机组加热之后的水抽入建筑墙体的内部，并配合温度传感器，同时在冬季当集光机构外侧的温度达到预设温度之后，可通过控制器控制集光装置、输送机构、综合利用机构与热能回收机构进行配合使用，能够利用集光装置采集多余的太阳能对经过地热机组加热之后的水进行二次加热，并对其进行保存，方便后续使用，同时利用热能回收机构将加热时产生的热空气通入建筑的内部，达到在冬季进行供暖的效果，有利于实际的使用。

Description

一种太阳能地热能综合利用墙体系统
技术领域
本发明属于能源利用领域，具体为一种太阳能地热能综合利用墙体系统。
背景技术
现有生活中，我国建筑能耗(包括建造能耗、建材生产过程能耗、生活能耗、采暖空调能耗等)已占社会总能耗的46.7％，其中采暖空调能耗占社会总能耗的20％左右。随着人们生活水平提高，我国夏热冬冷地区建筑对夏季空调和冬季采暖的要求也越来越高，该地区单位建筑面积的能耗将进一步增大。太阳能建筑一体化技术是全球解决建筑能耗的主流趋势，自20世纪90年代开始，发达国家相继推出光伏建筑一体化计划和项目，并颁布了相应的激励政策来促进光伏发电技术的推广和应用，相比发达国家的太阳能建筑一体化技术应用和发展，我国的太阳能光伏建筑起步较晚。政府为了推动、扶持光伏产业的发展，出台了一系列政策和措施，其中2014年国家能源局出台《可再生能源供热指导意见》，将太阳能供热放在可再生能源供热的第一位。香港地区数值模拟显示，光伏建筑一体化的通风冷却模式在保证电力输出的同时对由于墙体隔热可减少空调负荷达20％以上、光热建筑一体化与传统热水器相比可降低因生活热水造成的建筑能耗和减少空调负荷50％以上。
而现有技术中并没有一种能够将冬季太阳能发电与地热能应用在建筑墙体上的系统，导致使用过程中太阳能和地热能的能量损耗较高，而无法实现能源的充分利用，远远无法达到使用要求，同时冬季太阳能发电在工作的过程中常常容易受到多变天气的影响，使得太阳能发电设备工作不稳定且故障率较高，进而会影响电能的生产，实用性较低，并且现有的太阳能发电系统与地热能系统各自独立，两者没有有效的结合起来，导致设备繁杂冗余和浪费。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种太阳能地热能综合利用墙体系统，解决了背景技术中提到的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
一种太阳能地热能综合利用墙体系统，包括建筑墙体，所述建筑墙体内壁的底部固定连接有两个固定杆，两个所述固定杆的顶部之间固定安装有控制器，所述建筑墙体内壁的一侧镶嵌安装有热辐射板，所述建筑墙体的内部开设有储水槽，所述建筑墙体的外侧固定安装有第三温度传感器，所述第三温度传感器的一端延伸至储水槽的内部，所述储水槽的内壁设置有保温层，所述建筑墙体的外侧固定连接有两个支撑杆，两个所述支撑杆远离建筑墙体的一端之间固定连接有玻璃幕墙，所述建筑墙体的外侧且位于玻璃幕墙的内部设置有集光机构，所述玻璃幕墙的底部靠近建筑墙体的一侧设置有输送机构，所述建筑墙体的外侧且位于输送机构的上方设置有综合利用机构，所述建筑墙体的外侧且位于综合利用机构的顶部设置有热能回收机构。
作为优选，所述集光机构包括安装杆，所述建筑墙体的底部固定连接有两个安装杆，两个所述安装杆远离建筑墙体的一端之间固定安装有太阳能板，所述太阳能板的外侧固定安装有第一温度传感器，所述建筑墙体的外侧且位于太阳能板的一侧固定安装有蓄电池，所述建筑墙体的外侧且位于蓄电池的上方固定安装有光伏逆变器。
作为优选，所述输送机构包括第一水泵，所述玻璃幕墙内壁的底部固定安装有第一水泵，所述第一水泵的输入端固定连接有第一连接管，所述第一连接管的外侧固定安装有第四电磁阀，所述第一连接管的外侧且位于第四电磁阀与第一水泵之间固定连接有第二连接管，所述第二连接管的外侧固定安装有第一电磁阀，所述第二连接管远离第一连接管的一端延伸至储水槽的内部，所述第一水泵的输出端固定连接有第三连接管，所述第三连接管的外侧固定安装有第二电磁阀，所述第三连接管的外侧且位于第二电磁阀与第一水泵之间固定连接有第四连接管，所述第四连接管的外侧固定安装有第三电磁阀。
作为优选，所述综合利用机构包括连接杆，所述建筑墙体的顶部固定连接有两个连接杆，两个所述连接杆远离建筑墙体的一端之间固定连接有加热水箱，所述第三连接管远离第一水泵的一端延伸至加热水箱的内部，所述加热水箱的底部远离建筑墙体的一端固定连接有第一电加热管，所述加热水箱的底部远离第一电加热管的一端固定连接有第二电加热管，所述第一电加热管的顶部等距固定连接有第三电加热管，所述第二电加热管的顶部等距固定连接有第四电加热管，所述第三电加热管的顶部与对应的第四电加热管的顶部之间均固定连接有热交换管，所述加热水箱的底部远离建筑墙体的一端固定安装有第二温度传感器，所述加热水箱的外侧且位于第二温度传感器的上方固定安装有水位传感器。
作为优选，所述热能回收机构包括通气管，所述加热水箱的顶部且位于第三连接管的一侧固定连接有通气管，所述通气管远离加热水箱的一端延伸至建筑墙体的内部，所述通气管的底部且位于建筑墙体的内部等距固定安装有通气喷头，所述建筑墙体的顶部且位于加热水箱的上方固定安装有安装架，所述安装架的外侧轨固定安装有第二水泵，所述第二水泵的输入端固定连接有第六连接管，所述第六连接管远离第二水泵的一端延伸至加热水箱的内部，所述第二水泵的输出端固定连接有第五连接管，所述第五连接管远离第二水泵的一端延伸至储水槽的内部。
作为优选，所述玻璃幕墙顶部的外侧开设有上通风口，所述玻璃幕墙底部的外侧开设有下通风口，所述玻璃幕墙的外侧且位于上通风口与下通风口的上方均固定连接有盖板。
作为优选，所述第一连接管远离第一水泵的一端与外侧地热能机组水箱连接，所述第四连接管远离第三连接管的一端与外界用户热水供应端连接。
作为优选，所述热交换管由多个U型电加热管首尾依次拼接而成。
作为优选，所述热辐射板、太阳能板、蓄电池、光伏逆变器、第一温度传感器、第一水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一电加热管、第二电加热管、第三电加热管、第四电加热管、热交换管、第二温度传感器、水位传感器、第二水泵、第三温度传感器均与控制器电性连接。
本发明的有益效果是：本发明结构紧凑，实用性强，通过在建筑墙体的外侧设置集光机构，能够对太阳能进行充分采集，同时通过将经过地热机组加热之后的水抽入建筑墙体的内部，并配合温度传感器，同时在冬季当集光机构外侧的温度达到预设温度之后，可通过控制器控制集光装置、输送机构、综合利用机构与热能回收机构进行配合使用，能够利用集光装置采集多余的太阳能对经过地热机组加热之后的水进行二次加热，并对其进行保存，方便后续使用，同时利用热能回收机构将加热时产生的热空气通入建筑的内部，达到在冬季进行供暖的效果，有利于实际的使用。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1是本发明整体结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图3是本发明加热水箱内部结构示意图；
图4是本发明综合利用机构内部结构示意图。
图中：1、建筑墙体；2、固定杆；3、控制器；4、热辐射板；5、储水槽；6、保温层；7、支撑杆；8、玻璃幕墙；9、集光机构；91、安装杆；92、太阳能板；93、蓄电池；94、光伏逆变器；95、第一温度传感器；10、上通风口；11、输送机构；111、第一水泵；112、第一连接管；113、第二连接管；114、第一电磁阀；115、第三连接管；116、第二电磁阀；117、第四连接管；118、第三电磁阀；119、第四电磁阀；12、综合利用机构；121、连接杆；122、加热水箱；123、第一电加热管；124、第二电加热管；125、第三电加热管；126、第四电加热管；127、热交换管；128、第二温度传感器；129、水位传感器；13、热能回收机构；131、通气管；132、通气喷头；133、安装架；134、第二水泵；135、第五连接管；136、第六连接管；14、第三温度传感器；15、下通风口；16、盖板。
具体实施方式：
如图1-4所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
实施例：
一种太阳能地热能综合利用墙体系统，包括建筑墙体1，所述建筑墙体1内壁的底部固定连接有两个固定杆2，两个所述固定杆2的顶部之间固定安装有控制器3，所述建筑墙体1内壁的一侧镶嵌安装有热辐射板4，通过热辐射板4便于更好的利用太阳能板92吸收的光能进行供暖操作；所述建筑墙体1的内部开设有储水槽5，所述建筑墙体1的外侧固定安装有第三温度传感器14，所述第三温度传感器14的一端延伸至储水槽5的内部，通过第三温度传感器14便于更好的对储水槽5内部的温度进行检测；所述储水槽5的内壁设置有保温层6，通过保温层6便于更好的对储水槽5内部的水进行保温；所述建筑墙体1的外侧固定连接有两个支撑杆7，两个所述支撑杆7远离建筑墙体1的一端之间固定连接有玻璃幕墙8，通过玻璃幕墙8便于更好的对设备整体进行保护和装饰；所述建筑墙体1的外侧且位于玻璃幕墙8的内部设置有集光机构9，所述玻璃幕墙8的底部靠近建筑墙体1的一侧设置有输送机构11，所述建筑墙体1的外侧且位于输送机构11的上方设置有综合利用机构12，所述建筑墙体1的外侧且位于综合利用机构12的顶部设置有热能回收机构13。
其中，所述集光机构9包括安装杆91，所述建筑墙体1的底部固定连接有两个安装杆91，两个所述安装杆91远离建筑墙体1的一端之间固定安装有太阳能板92，所述太阳能板92的外侧固定安装有第一温度传感器95，所述建筑墙体1的外侧且位于太阳能板92的一侧固定安装有蓄电池93，所述建筑墙体1的外侧且位于蓄电池93的上方固定安装有光伏逆变器94，通过集光机构9便于更好的采集太阳能，并将其转换为电能进行存储或者供电。
其中，所述输送机构11包括第一水泵111，所述玻璃幕墙8内壁的底部固定安装有第一水泵111，所述第一水泵111的输入端固定连接有第一连接管112，所述第一连接管112的外侧固定安装有第四电磁阀119，所述第一连接管112的外侧且位于第四电磁阀119与第一水泵111之间固定连接有第二连接管113，所述第二连接管113的外侧固定安装有第一电磁阀114，所述第二连接管113远离第一连接管112的一端延伸至储水槽5的内部，所述第一水泵111的输出端固定连接有第三连接管115，所述第三连接管115的外侧固定安装有第二电磁阀116，所述第三连接管115的外侧且位于第二电磁阀116与第一水泵111之间固定连接有第四连接管117，所述第四连接管117的外侧固定安装有第三电磁阀118，通过输送机构11便于更好的对水源进行输送。
其中，所述综合利用机构12包括连接杆121，所述建筑墙体1的顶部固定连接有两个连接杆121，两个所述连接杆121远离建筑墙体1的一端之间固定连接有加热水箱122，加热水箱122的容积与储水槽5的容积相同；所述第三连接管115远离第一水泵111的一端延伸至加热水箱122的内部，所述加热水箱122的底部远离建筑墙体1的一端固定连接有第一电加热管123，所述加热水箱122的底部远离第一电加热管123的一端固定连接有第二电加热管124，所述第一电加热管123的顶部等距固定连接有第三电加热管125，所述第二电加热管124的顶部等距固定连接有第四电加热管126，所述第三电加热管125的顶部与对应的第四电加热管126的顶部之间均固定连接有热交换管127，所述加热水箱122的底部远离建筑墙体1的一端固定安装有第二温度传感器128，所述加热水箱122的外侧且位于第二温度传感器128的上方固定安装有水位传感器129，通过综合利用机构12便于更好的利用集光机构9采集太阳能转换的电能对输送的水源进行二次加热。
其中，所述热能回收机构13包括通气管131，所述加热水箱122的顶部且位于第三连接管115的一侧固定连接有通气管131，所述通气管131远离加热水箱122的一端延伸至建筑墙体1的内部，所述通气管131的底部且位于建筑墙体1的内部等距固定安装有通气喷头132，所述建筑墙体1的顶部且位于加热水箱122的上方固定安装有安装架133，所述安装架133的外侧轨固定安装有第二水泵134，所述第二水泵134的输入端固定连接有第六连接管136，所述第六连接管136远离第二水泵134的一端延伸至加热水箱122的内部，所述第二水泵134的输出端固定连接有第五连接管135，所述第五连接管135远离第二水泵134的一端延伸至储水槽5的内部，通过热能回收机构13便于更好的将加热之后的水源输送至储水槽5的内部，同时将加热时产生的热空气通入建筑的内部，达到在冬季进行供暖的效果，有利于实际的使用。
其中，所述玻璃幕墙8顶部的外侧开设有上通风口10，所述玻璃幕墙8底部的外侧开设有下通风口15，所述玻璃幕墙8的外侧且位于上通风口10与下通风口15的上方均固定连接有盖板16，通过设置上通风口10与下通风口15，便于更好的保证设备的通风效果，同时通过盖板16便于更好的对上通风口10与下通风口15进行遮挡。
其中，所述第一连接管112远离第一水泵111的一端与外侧地热能机组水箱连接，所述第四连接管117远离第三连接管115的一端与外界用户热水供应端连接，通过第一水泵111便于更好的对外界地热能机组储存的水源进行抽取，同时便于更好的对用户进行热水供应。
其中，所述热交换管127由多个U型电加热管首尾依次拼接而成，便于更好的增加热交换管127与水源之间的接触面积，从而提高加热效率。
其中，所述热辐射板4、太阳能板92、蓄电池93、光伏逆变器94、第一温度传感器95、第一水泵111、第一电磁阀114、第二电磁阀116、第三电磁阀118、第四电磁阀119、第一电加热管123、第二电加热管124、第三电加热管125、第四电加热管126、热交换管127、第二温度传感器128、水位传感器129、第二水泵134、第三温度传感器14均与控制器3电性连接，通过控制器3便于更好的对设备整体进行稳定控制。
本发明的使用状态为：首先将设备如图1所示进行安装，在使用时，通过集光机构9便于更好的采集太阳能，并将其转换为电能进行存储或者供电，同时在冬季，当第一温度传感器95检测到太阳能板92外侧的温度达到预设值之后，传递信号给控制器3，通过控制器3控制第一水泵111工作，并打开第一电磁阀114和第二电磁阀116，关闭第四电磁阀119和第三电磁阀118，从而将储水槽5内部的水源通过第二连接管113、第一连接管112与第三连接管115输送至加热水箱122的内部，然后通过控制器3控制集光机构9工作，通过转换之后的电能为第一电加热管123、第二电加热管124、第三电加热管125、第四电加热管126与热交换管127进行供电，从而更好的对加热水箱122内部的水源进行二次加热，同时通过第二温度传感器128对加热水箱122内部的水源温度进行检测，通过水位传感器129对加热水箱122内部的水源容积进行检测，当加热温度达到指定数值时，通过第六连接管136、第二水泵134与第五连接管135之间的配合，将加热水箱122内部的水源再次抽至储水槽5的内部进行储存，同时可通过通气管131与通气喷头132将加热时产生的热空气通入建筑的内部，达到在冬季进行供暖的效果，有利于实际的使用，同时当需要对用户进行热水供应时，可通过控制器3控制第一电磁阀114和第三电磁阀118打开，第四电磁阀119和第二电磁阀116关闭，从而通过第四连接管117为用户提供热水，当水位传感器129检测到抽入加热水箱122内部的水源不足时，可通过控制器3控制第一电磁阀114和第三电磁阀118关闭，第四电磁阀119和第二电磁阀116打开，将外界地热能机组水箱中的水源抽入加热水箱122的内部进行二次加热，然后再将其输送至储水槽5的内部进行储存即可。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种太阳能地热能综合利用墙体系统，其特征在于，包括建筑墙体(1)，所述建筑墙体(1)内壁的底部固定连接有两个固定杆(2)，两个所述固定杆(2)的顶部之间固定安装有控制器(3)，所述建筑墙体(1)内壁的一侧镶嵌安装有热辐射板(4)，所述建筑墙体(1)的内部开设有储水槽(5)，所述建筑墙体(1)的外侧固定安装有第三温度传感器(14)，所述第三温度传感器(14)的一端延伸至储水槽(5)的内部，所述储水槽(5)的内壁设置有保温层(6)，所述建筑墙体(1)的外侧固定连接有两个支撑杆(7)，两个所述支撑杆(7)远离建筑墙体(1)的一端之间固定连接有玻璃幕墙(8)，所述建筑墙体(1)的外侧且位于玻璃幕墙(8)的内部设置有集光机构(9)，所述玻璃幕墙(8)的底部靠近建筑墙体(1)的一侧设置有输送机构(11)，所述建筑墙体(1)的外侧且位于输送机构(11)的上方设置有综合利用机构(12)，所述建筑墙体(1)的外侧且位于综合利用机构(12)的顶部设置有热能回收机构(13)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能地热能综合利用墙体系统，其特征在于，所述集光机构(9)包括安装杆(91)，所述建筑墙体(1)的底部固定连接有两个安装杆(91)，两个所述安装杆(91)远离建筑墙体(1)的一端之间固定安装有太阳能板(92)，所述太阳能板(92)的外侧固定安装有第一温度传感器(95)，所述建筑墙体(1)的外侧且位于太阳能板(92)的一侧固定安装有蓄电池(93)，所述建筑墙体(1)的外侧且位于蓄电池(93)的上方固定安装有光伏逆变器(94)。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能地热能综合利用墙体系统，其特征在于，所述输送机构(11)包括第一水泵(111)，所述玻璃幕墙(8)内壁的底部固定安装有第一水泵(111)，所述第一水泵(111)的输入端固定连接有第一连接管(112)，所述第一连接管(112)的外侧固定安装有第四电磁阀(119)，所述第一连接管(112)的外侧且位于第四电磁阀(119)与第一水泵(111)之间固定连接有第二连接管(113)，所述第二连接管(113)的外侧固定安装有第一电磁阀(114)，所述第二连接管(113)远离第一连接管(112)的一端延伸至储水槽(5)的内部，所述第一水泵(111)的输出端固定连接有第三连接管(115)，所述第三连接管(115)的外侧固定安装有第二电磁阀(116)，所述第三连接管(115)的外侧且位于第二电磁阀(116)与第一水泵(111)之间固定连接有第四连接管(117)，所述第四连接管(117)的外侧固定安装有第三电磁阀(118)。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能地热能综合利用墙体系统，其特征在于，所述综合利用机构(12)包括连接杆(121)，所述建筑墙体(1)的顶部固定连接有两个连接杆(121)，两个所述连接杆(121)远离建筑墙体(1)的一端之间固定连接有加热水箱(122)，所述第三连接管(115)远离第一水泵(111)的一端延伸至加热水箱(122)的内部，所述加热水箱(122)的底部远离建筑墙体(1)的一端固定连接有第一电加热管(123)，所述加热水箱(122)的底部远离第一电加热管(123)的一端固定连接有第二电加热管(124)，所述第一电加热管(123)的顶部等距固定连接有第三电加热管(125)，所述第二电加热管(124)的顶部等距固定连接有第四电加热管(126)，所述第三电加热管(125)的顶部与对应的第四电加热管(126)的顶部之间均固定连接有热交换管(127)，所述加热水箱(122)的底部远离建筑墙体(1)的一端固定安装有第二温度传感器(128)，所述加热水箱(122)的外侧且位于第二温度传感器(128)的上方固定安装有水位传感器(129)。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能地热能综合利用墙体系统，其特征在于，所述热能回收机构(13)包括通气管(131)，所述加热水箱(122)的顶部且位于第三连接管(115)的一侧固定连接有通气管(131)，所述通气管(131)远离加热水箱(122)的一端延伸至建筑墙体(1)的内部，所述通气管(131)的底部且位于建筑墙体(1)的内部等距固定安装有通气喷头(132)，所述建筑墙体(1)的顶部且位于加热水箱(122)的上方固定安装有安装架(133)，所述安装架(133)的外侧轨固定安装有第二水泵(134)，所述第二水泵(134)的输入端固定连接有第六连接管(136)，所述第六连接管(136)远离第二水泵(134)的一端延伸至加热水箱(122)的内部，所述第二水泵(134)的输出端固定连接有第五连接管(135)，所述第五连接管(135)远离第二水泵(134)的一端延伸至储水槽(5)的内部。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能地热能综合利用墙体系统，其特征在于，所述玻璃幕墙(8)顶部的外侧开设有上通风口(10)，所述玻璃幕墙(8)底部的外侧开设有下通风口(15)，所述玻璃幕墙(8)的外侧且位于上通风口(10)与下通风口(15)的上方均固定连接有盖板(16)。
7.根据权利要求3所述的一种太阳能地热能综合利用墙体系统，其特征在于，所述第一连接管(112)远离第一水泵(111)的一端与外侧地热能机组水箱连接，所述第四连接管(117)远离第三连接管(115)的一端与外界用户热水供应端连接。
8.根据权利要求4所述的一种太阳能地热能综合利用墙体系统，其特征在于，所述热交换管(127)由多个U型电加热管首尾依次拼接而成。
9.根据权利要求5所述的一种太阳能地热能综合利用墙体系统，其特征在于，所述太阳能板(92)、热辐射板(4)、蓄电池(93)、光伏逆变器(94)、第一温度传感器(95)、第一水泵(111)、第一电磁阀(114)、第二电磁阀(116)、第三电磁阀(118)、第四电磁阀(119)、第一电加热管(123)、第二电加热管(124)、第三电加热管(125)、第四电加热管(126)、热交换管(127)、第二温度传感器(128)、水位传感器(129)、第二水泵(134)、第三温度传感器(14)均与控制器(3)电性连接。
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