CN112984786A - 光伏制热系统及其热水制取方法 - Google Patents

光伏制热系统及其热水制取方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112984786A
CN112984786A CN201911289977.9A CN201911289977A CN112984786A CN 112984786 A CN112984786 A CN 112984786A CN 201911289977 A CN201911289977 A CN 201911289977A CN 112984786 A CN112984786 A CN 112984786A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photovoltaic
air
hot
natural ventilation
hot air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911289977.9A
Other languages
English (en)
Inventor
郭辉
赵爱国
赵剑
马丽群
李欣
刘航
雷海燕
李乐
李青鹤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Energy Saving And Emission Reduction Co ltd Beijing Building Photovoltaic Technology Branch
China Energy Conservation And Emission Reduction Co ltd
Original Assignee
China Energy Saving And Emission Reduction Co ltd Beijing Building Photovoltaic Technology Branch
China Energy Conservation And Emission Reduction Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Energy Saving And Emission Reduction Co ltd Beijing Building Photovoltaic Technology Branch, China Energy Conservation And Emission Reduction Co ltd filed Critical China Energy Saving And Emission Reduction Co ltd Beijing Building Photovoltaic Technology Branch
Priority to CN201911289977.9A priority Critical patent/CN112984786A/zh
Publication of CN112984786A publication Critical patent/CN112984786A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/88—Curtain walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/64—Electronic processing using pre-stored data
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/89—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/08—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates
    • F24F13/10—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers
    • F24F13/14—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre
    • F24F13/15—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre with parallel simultaneously tiltable lamellae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/28—Arrangement or mounting of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/007—Ventilation with forced flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/42—Cooling means
    • H02S40/425—Cooling means using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本公开涉及建筑节能技术领域，具体涉及一种光伏制热系统及其热水制取方法，用于解决相关技术中的技术问题。所述光伏制热系统包括：设有光伏组件的光伏幕墙；所述光伏幕墙通过连接件连接于围护建筑主体的围护墙体，以在所述光伏幕墙与所述围护墙体之间形成纵向的自然通风风道；热风回收风机，通过风管连通于所述自然通风风道以抽取所述自然通风风道中的热风；冷热交换设备，通过风管连通于所述热风回收风机；所述冷热交换设备用于从所述热风中抽取热量以制取热水。

Description

光伏制热系统及其热水制取方法
技术领域
本公开涉及建筑节能技术领域，特别地涉及一种光伏制热系统及其热水制取方法。
背景技术
太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源，利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。光伏(英文Photovoltaic)，简称PV，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流的物理效应。与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠。
与光伏发电技术伴生的光伏建筑一体化技术，即BIPV(Building IntegratedPhotovoltaic；光伏建筑一体化)，是将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。可以采用类似于双层玻璃幕墙结构，其中玻璃幕墙外侧使用光伏发电组件，内侧采用建筑内墙或者建筑保温层或者玻璃。这种类似于玻璃幕墙的光电幕墙组件，可以更大程度上同时解决发电和保温的问题。
发明内容
本公开提供一种光伏制热系统及其热水制取方法，以解决相关技术中光伏建筑产生的热能因没有利用而浪费的技术问题。
为实现上述目的，本公开实施例的第一方面，提供一种光伏制热系统，所述光伏制热系统包括：
设有光伏组件的光伏幕墙；所述光伏幕墙通过连接件连接于围护建筑主体的围护墙体，以在所述光伏幕墙与所述围护墙体之间形成纵向的自然通风风道；
热风回收风机，通过风管连通于所述自然通风风道以抽取所述自然通风风道中的热风；
冷热交换设备，通过风管连通于所述热风回收风机；所述冷热交换设备用于从所述热风中抽取热量以制取热水。
可选地，所述冷热交换设备包括：
过滤器，通过风管连接于所述热风回收风机，所述过滤器用于过滤所述热风中的杂物；
空气源热泵，通过风管连接于所述过滤器并连通给水系统；所述空气源热泵利用所述热风中的热量加热从所述给水系统抽取的水；
热水箱，连接于所述空气源热泵，用于存储所述空气源热泵加热后的热水；
热水管线，一端连通于所述热水箱，另一端设于所述建筑主体中。
可选地，还包括：所述光伏组件包括：钢化玻璃、浮法玻璃以及夹设于所述钢化玻璃和所述浮法玻璃中的太阳能薄膜电池。
可选地，所述太阳能薄膜电池为铜铟镓硒薄膜太阳能电池。
可选地，还包括：
传热阻断层，附着于所述围护墙体的外表面以及所述光伏幕墙的龙骨上。
可选地，还包括：
第一通风百叶，设于所述自然通风风道顶部的风口处；所述第一通风百叶在所述热风回收风机开启时处于关闭状态，在所述热风回收风机关闭时处于开启状态。
可选地，还包括：
第二通风百叶，设于所述自然通风风道底部的风口处。
可选地，所述光伏幕墙与所述围护墙体之间纵向填充有防火封堵层；所述防火封堵层、所述光伏幕墙与所述围护墙体围成所述自然通风风道。
可选地，还包括：
温度检测器，设于所述自然通风风道内以检测所述自然通风风道中的环境温度；所述热风回收风机在所述温度检测器检测到所述环境温度大于预设温度时处于开启状态。
本公开实施例的第二方面，提供一种基于上述第一方面中任一项所述光伏制热系统的热水制取方法，所述方法包括：
获取自然通风风道中的环境温度；
在所述环境温度大于预设温度时，开启热风回收风机以抽取所述自然通风风道中的热风，并将抽取的热风输送到冷热交换设备；
将需要加热的水输送到处于工作状态的所述冷热交换设备中；所述冷热交换设备在处于工作状态时，从所述热风中抽取热量，并利用所述热量加热水；
输出加热后的热水。
采用上述技术方案，至少能够达到如下技术效果：
本公开基于光伏建筑一体化所形成的自然通风风道，当光伏组件发电导致背板温度升高，自然通风风道内的空气温度随之升高，通过采用冷热交换设备提取清洁能源空气中的热量，通过机械能做功将低温热能转化为高温热能的节能方法，为建筑采暖、制冷提供冷热源，提高了空气源热泵制热效率，进一步节能，解决了相关技术中光伏建筑产生的热能因没有利用而浪费的技术问题。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开一示例性实施例示出的一种光伏制热系统的制热的示意图。
图2是本公开一示例性实施例示出的光伏幕墙与光伏幕墙的结构示意图。
图3是图2中S1区域剥去部分光伏组件的结构示意图。
图4是图2中S2区域剥去部分光伏组件的结构示意图。
图5是本公开一示例性实施例示出的光伏幕墙与围护墙体之间形成自然通风风道的示意图。
图6是本公开一示例性实施例示出的冷热交换设备的结构示意图。
图7是本公开一示例性实施例示出的光伏幕墙顶端的剖视图。
图8是本公开一示例性实施例示出的另一光伏幕墙顶端的剖视图。
图9是本公开一示例性实施例示出的一种光伏制热系统的热水制取方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本公开的实施方式，借此对本公开如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本公开的保护范围之内。
本公开发明人经研究发现，光伏建筑中，光伏组件发电时，光伏组件与建筑主体之间的客气温度会升高，但是相关技术中，光伏建筑中虽然解决了发电和保温的问题，但是却对产生光伏建筑产生的热能却没有物尽其用，浪费了能源。
图1是本公开一示例性实施例示出的一种光伏制热系统的制热的示意图，图2是本公开一示例性实施例示出的光伏幕墙与光伏幕墙的结构示意图，以解决相关技术中光伏建筑产生的热能因没有利用而浪费的技术问题。如图1和图2所示，所述光伏制热系统包括：设有光伏组件21的光伏幕墙20、热风回收风机30以及冷热交换设备40。
如图1、图2和图5所示，光伏幕墙20可以通过连接件连接于围护建筑主体的围护墙体50，光伏幕墙20与围护墙体50之间形成纵向的自然通风风道10。为了遵守建筑要求的防火标准，可以在光伏幕墙20与围护墙体50之间纵向填充有防火封堵层(图中未示出)，所述防火封堵层、光伏幕墙20与围护墙体50围成自然通风风道10。其中，所示防火封堵层可以由石棉等防火材料制成。
为了保证与光伏组件的尺寸相契合，应避免使用湿作业的砌块墙体，尽量选用预制加工或者易于现场切割的围护墙体，常见的有玻璃幕墙、PC墙板、轻钢龙骨墙板、复合隔墙板等。比如，围护墙体可以使用玻璃幕墙，进而与外侧的光伏幕墙形成双层玻璃幕墙体系，玻璃幕墙形式美观，结合可开启的光伏幕墙，可以增加的建筑的采光和通风，缺点是造价较高，经济性较差。
如图3和图4所示，光伏幕墙20可以包括光伏组件21和用于支撑光伏组件21的支撑体系，所述支撑体系可以包括纵向龙骨22和横向龙骨23，纵向龙骨22和横向龙骨23可以是铝合金制成。纵向龙骨22和横向龙骨23组成网格状体系，光伏组件21设于网格中。
光伏组件21可以包括：钢化玻璃、浮法玻璃以及夹设于所述钢化玻璃和所述浮法玻璃中的太阳能薄膜电池。太阳能薄膜电池可以是以下三种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)、碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe)。其中，由于CIGS的特点是透光性好、弱光发电性能好、衰减低、颜色多样，特别适合于建筑光伏一体化(BIPV)，可以优选地将铜铟镓硒薄膜太阳能电池作为光伏组件21的太阳能薄膜电池。
举例来讲，光伏组件21可以由4mm(厚度可根据需要调整)的钢化玻璃作为起保护作用的覆面板和3mm的浮法玻璃作为电池的基板，中间使用0.7mm的封闭胶将铜铟镓硒电池与两块玻璃板结合在一起，单块板面尺寸为1200mmx600mm；使用CIGS的光伏幕墙的支撑体系与传统的幕墙体系基本相同，都是由铝合金龙骨组成网格状体系，再经金属连接件与围护墙体形成整体。其中，封闭胶起到了加固光伏组件之间的连接强度，并且阻止雨水进入的作用。
可选地，由于光伏组件21为夹胶玻璃，导热系数较高，因此需要在围护墙体50与光伏幕墙20之间增加传热阻断层(图中未示出)，传热阻断层主要附着于围护墙体50的外表面以及光伏幕墙20的龙骨(纵向龙骨22和横向龙骨23)上。传热阻断层可以使用岩棉保温隔热材料、XPS保温板、聚氨酯外墙保温板等隔热材料，但是由于PU保温材料具有优良的保温性能和防火安全性能，比EPS和XPS具有导热系数小、保温性能好和阻燃性能好等优点，比无机保温材料(岩棉、发泡水泥、保温砂浆等)具有导热系数小、保温性能好、自重轻、易施工、制造能耗低等优点，可以使用由PU保温材料制成的传热阻断层。
自然通风风道10内的空气传热分为两部分，一部分为辐射得热，通过太阳辐射吸收热量；一部分为对流换热，自然通风风道10内的空气与产热的光伏组件21进行对流换热。在辐射和对流两种传热方式的作用下，自然通风风道10内的空气温度显著提高。如图1所示，可以利用热风回收风机30以及冷热交换设备40回收自然通风风道10中的热量。其中，热风回收风机30通过风管连通于自然通风风道10以抽取自然通风风道10中的热风，冷热交换设备40通过风管连通于热风回收风机30。
请参考图1，风管包括第一风管61、第二风管62和第三风管63，第一风管61位于建筑主体的屋顶部且连通于自然通风风道10的顶部，第二风管62连通于第一风管61和热风回收风机30，第三风管63连通于第二风管62和冷热交换设备40。冷热交换设备40用于从所述热风中抽取热量并利用，可以产生热水，为建筑物提供了新的热源，实现建筑光伏发电系统的热电联产，从而大幅提高光伏系统的效率。
如图1和图6所示，冷热交换设备40可以包括：过滤器(图中未示出)、空气源热泵41、热水箱42和热水管线43。所示过滤器可以设置于第一风管61和第二风管62之间，所述过滤器用于过滤所述热风中的杂物。空气源热泵41连通于第三风管63用于接收过滤后的热风，空气源热泵41并连通给水系统。空气源热泵41利用所述热风中的热量加热从所述给水系统抽取的水，空气源热泵41将加热后的水可以通过水管输送到热水箱42中，热水箱42用于存储空气源热泵41加热后的热水。热水管线43的一端连通于所述热水箱，热水管线43的另一端设于所述建筑主体中。在图6中，热水管线43的另一端可以连接于所述建筑主体中的各层的卫生间用水点80。
如图3和图4所示，自然通风风道10顶部的风口处设有第一通风百叶71，自然通风风道10底部的风口处设有第二通风百72。第一通风百叶71可以为可控的电动通风百叶，第一通风百叶71在热风回收风机30开启时处于关闭状态，而在热风回收风机30关闭时处于开启状态。
如图7所示，第一通风百叶71在热风回收风机30关闭时处于开启状态，此时，自然通风风道10处于自然通风状态，可以利用烟囱效应，将自然通风风道10内的热空气排至室外，有效降低夏季室内空调负荷。
如图8所示，第一通风百叶71在热风回收风机30开启时处于关闭状态，此时，自然通风风道10处于强制通风状态，可以利用热风回收风机30产生压差，使自然通风风道10内热空气经风管排至空气源热泵41，提高了制热效率。
可选地，本公开光伏制热系统还包括温度检测器(图中未示出)，所述温度检测器可以设于自然通风风道10内以用于检测所述自然通风风道中的环境温度。热风回收风机30可以在所述温度检测器检测到所述环境温度大于预设温度时处于开启状态。其中，所述预设温度可以是60度、70度或者其它温度值，对此，本公开不作具体限定。
基于上述的所述光伏制热系统，本公开还提供一种热水制取方法，如图1和图9所示，所述热水制取方法可以包括以下步骤：
S11，获取自然通风风道中的环境温度。
其中，自然通风风道10中的环境温度可以通过设于自然通风风道10内的温度检测器检测获得。
S12，在所述环境温度大于预设温度时，开启热风回收风机以抽取所述自然通风风道中的热风，并将抽取的热风输送到冷热交换设备。
请参考图1，当所述温度检测器检测到自然通风风道10中的环境温度大于80度时，控制热风回收风机30开启，抽取自然通风风道10中的热风，并通过风管将抽取的热风输送到空气源热泵41，。
S13，将需要加热的水输送到处于工作状态的所述冷热交换设备中；所述冷热交换设备在处于工作状态时，从所述热风中抽取热量，并利用所述热量加热水。
S14，输出加热后的热水。
请参考图1，空气源热泵41利用所述热风中的热量加热从所述给水系统抽取的水，空气源热泵41将加热后的水可以通过水管输送到热水箱42中，热水箱42用于存储空气源热泵41加热后的热水。
本公开基于光伏建筑一体化所形成的自然通风风道，当光伏组件发电导致背板温度升高，自然通风风道内的空气温度随之升高，通过采用冷热交换设备提取清洁能源空气中的热量，通过机械能做功将低温热能转化为高温热能的节能方法，为建筑采暖、制冷提供冷热源，提高了空气源热泵制热效率，进一步节能，解决了相关技术中光伏建筑产生的热能因没有利用而浪费的技术问题。
值得说明的是，对于图9所示的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本公开所必须的。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种光伏制热系统，其特征在于，所述光伏制热系统包括：
设有光伏组件的光伏幕墙；所述光伏幕墙通过连接件连接于围护建筑主体的围护墙体，以在所述光伏幕墙与所述围护墙体之间形成纵向的自然通风风道；
热风回收风机，通过风管连通于所述自然通风风道以抽取所述自然通风风道中的热风；
冷热交换设备，通过风管连通于所述热风回收风机；所述冷热交换设备用于从所述热风中抽取热量以制取热水。
2.根据权利要求1所述的光伏制热系统，其特征在于，所述冷热交换设备包括：
过滤器，通过风管连接于所述热风回收风机，所述过滤器用于过滤所述热风中的杂物；
空气源热泵，通过风管连接于所述过滤器并连通给水系统；所述空气源热泵利用所述热风中的热量加热从所述给水系统抽取的水；
热水箱，连接于所述空气源热泵，用于存储所述空气源热泵加热后的热水；
热水管线，一端连通于所述热水箱，另一端设于所述建筑主体中。
3.根据权利要求1所述的光伏制热系统，其特征在于，还包括：所述光伏组件包括：钢化玻璃、浮法玻璃以及夹设于所述钢化玻璃和所述浮法玻璃中的太阳能薄膜电池。
4.根据权利要求1所述的光伏制热系统，其特征在于，所述太阳能薄膜电池为铜铟镓硒薄膜太阳能电池。
5.根据权利要求1所述的光伏制热系统，其特征在于，还包括：
传热阻断层，附着于所述围护墙体的外表面以及所述光伏幕墙的龙骨上。
6.根据权利要求1所述的光伏制热系统，其特征在于，还包括：
第一通风百叶，设于所述自然通风风道顶部的风口处；所述第一通风百叶在所述热风回收风机开启时处于关闭状态，在所述热风回收风机关闭时处于开启状态。
7.根据权利要求6所述的光伏制热系统，其特征在于，还包括：
第二通风百叶，设于所述自然通风风道底部的风口处。
8.根据权利要求1所述的光伏制热系统，其特征在于，所述光伏幕墙与所述围护墙体之间纵向填充有防火封堵层；所述防火封堵层、所述光伏幕墙与所述围护墙体围成所述自然通风风道。
9.根据权利要求1所述的光伏制热系统，其特征在于，还包括：
温度检测器，设于所述自然通风风道内以检测所述自然通风风道中的环境温度；所述热风回收风机在所述温度检测器检测到所述环境温度大于预设温度时处于开启状态。
10.一种基于权利要求1至9中任一项所述的光伏制热系统的热水制取方法，其特征在于，包括：
获取自然通风风道中的环境温度；
在所述环境温度大于预设温度时，开启热风回收风机以抽取所述自然通风风道中的热风，并将抽取的热风输送到冷热交换设备；
将需要加热的水输送到处于工作状态的所述冷热交换设备中；所述冷热交换设备在处于工作状态时，从所述热风中抽取热量，并利用所述热量加热水；
输出加热后的热水。
CN201911289977.9A 2019-12-16 2019-12-16 光伏制热系统及其热水制取方法 Pending CN112984786A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911289977.9A CN112984786A (zh) 2019-12-16 2019-12-16 光伏制热系统及其热水制取方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911289977.9A CN112984786A (zh) 2019-12-16 2019-12-16 光伏制热系统及其热水制取方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112984786A true CN112984786A (zh) 2021-06-18

Family

ID=76342974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911289977.9A Pending CN112984786A (zh) 2019-12-16 2019-12-16 光伏制热系统及其热水制取方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112984786A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101302781A (zh) * 2007-05-10 2008-11-12 徐宝安 一种具有隔热采暖功能的自然冷却光伏电池幕墙
CN101565974A (zh) * 2009-05-26 2009-10-28 同济大学 光伏双层皮围护结构
CN101591953A (zh) * 2008-05-29 2009-12-02 北京环能海臣科技有限公司 一种具有保温供热光伏发电功能幕墙
FR2936862A1 (fr) * 2008-10-02 2010-04-09 Suez Environnement Dispositif de production d'energie a partir du rayonnement solaire.
CN104060733A (zh) * 2014-06-16 2014-09-24 同济大学 一种光伏幕墙
JP2015183450A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 三井住友建設株式会社 建物
CN106091478A (zh) * 2016-07-26 2016-11-09 天津大学 一种基于建筑围护结构的光伏幕墙及余热热泵利用系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101302781A (zh) * 2007-05-10 2008-11-12 徐宝安 一种具有隔热采暖功能的自然冷却光伏电池幕墙
CN101591953A (zh) * 2008-05-29 2009-12-02 北京环能海臣科技有限公司 一种具有保温供热光伏发电功能幕墙
FR2936862A1 (fr) * 2008-10-02 2010-04-09 Suez Environnement Dispositif de production d'energie a partir du rayonnement solaire.
CN101565974A (zh) * 2009-05-26 2009-10-28 同济大学 光伏双层皮围护结构
JP2015183450A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 三井住友建設株式会社 建物
CN104060733A (zh) * 2014-06-16 2014-09-24 同济大学 一种光伏幕墙
CN106091478A (zh) * 2016-07-26 2016-11-09 天津大学 一种基于建筑围护结构的光伏幕墙及余热热泵利用系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张亮: "《绿色建筑设计及技术》", 31 May 2017 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shan et al. Performance evaluations and applications of photovoltaic–thermal collectors and systems
WO2007000112A1 (fr) Procede de production d'eau chaude utilisant des ressources thermiques combinees d'energie solaire et de pompe thermique, permettant de chauffer l'eau a plusieurs etapes et d'accumuler l'energie, et dispositif specifique a la mise en oeuvre du procede
CN204043216U (zh) 太阳能光伏光热和空气能联合热水系统
CN107062628B (zh) 一种整体式平板太阳能光热光电系统
CN111623540B (zh) 一种适用于建筑的多热源间接式pvt热泵系统及其运行方法
CN201466046U (zh) 光电光热保温建筑一体化节能系统及其节能单元
WO2011014120A2 (en) Multiple functional roof and wall system
CN102322695A (zh) 光伏驱动太阳能空气集热器
Li et al. Performance of double-circulation water-flow window system as solar collector and indoor heating terminal
Wang et al. Field experimental investigation of a multifunctional curved CIGS photovoltaic/thermal (PV/T) roof system for traditional Chinese buildings
CN201754568U (zh) 一种一体式太阳能集热发电装置
CN105352004A (zh) 光伏窗发电供热系统
CN117588858A (zh) 基于预制复合墙体的光电光热建筑一体化相变温控系统
KR20190062777A (ko) 에너지 절감형 이동식 주택
CN101924497A (zh) 一体式太阳能集热发电装置
CN109217811A (zh) 一种光电光热一体化组件以及热水系统
CN202905751U (zh) 一种晶硅太阳能光伏光热复合应用系统
CN112984786A (zh) 光伏制热系统及其热水制取方法
CN212692158U (zh) 适用于建筑的多热源间接式pvt热泵系统
CN114838509A (zh) 一种光伏耦合相变蓄热墙面板复合供暖系统
CN205261944U (zh) 管道型太阳能光热光电一体化组件及热水系统
CN105135712A (zh) 太阳能光伏发电和光热采暖集成系统
CN113062494A (zh) 一种使用相变材料的多功能太阳能墙体系统
CN209233789U (zh) 一种太阳能光电光热一体化组件以及热水系统
El Fouas et al. Analysis and design of an energy system based on PV/T water collector for building application

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210618