CN1141476C - 太阳能建筑光电和光热复合装置 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能建筑光电和光热复合装置，同时包括太阳能光电和光热两部分，太阳能电池通过供电电路同蓄电池或并网逆变器相连，向室内实用电器供电；太阳能空气集热器连通空气洁净设备，调节室内空气的质量，经空气管道到达建筑底层的储热层，调节室内空气的温度，并将污浊空气排出室外；太阳能热水集热器流出的热水，经热水管网和热水储存器，再经水净化器连至热水龙头供使用。本发明利用太阳能既能向建筑物供电，又能提供消毒洁净的热水和新鲜的暖气(采暖季节)或凉气(暑热季节)，并进行室内空气的温度等质量调节。复合系统之间互不干扰，不再使用热交换器，节约投资，能充分利用可再生能源，减少环境污染，提高人们生活质量。

Description

太阳能建筑光电和光热复合装置
技术领域：
本发明涉及一种光电和光热复合装置，尤其涉及一种太阳能建筑的光电和光热复合装置，属于太阳能利用技术领域。
背景技术：
目前，世界各国为了充分利用太阳能，把建筑建造为许多形式的太阳能建筑。在包括中国在内的许多注重开发新能源、保护环境的国家里，大多数的太阳能建筑属于光电建筑，即：在其建造的建筑物中安装太阳能发电装置(如太阳能电池等)，把太阳能转化为电能，为建筑中的用电器提供电源。作为建筑中的光热装置，在我国主要是采用太阳能热水器，使太阳能中的热能通过热交换器产生热水，供人们使用。也有少数国家采用的光热装置，通过热交换器，不仅取得热水，而且进行空气调节，取代空调器(如日本OM太阳房)，获得较为廉价(是太阳能光电运作电器费用的五分之一)的能源。但是，上述太阳能建筑，均有一定的功能使用和地区局限性，需要综合考虑建筑的所在地区条件和建筑的使用需求，同时使用了热交换器后，获得热空气与制取热水之间互相干扰，而且大幅度地增加了造价。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，设计一种功能齐全、造价低廉的新型太阳能建筑光电和光热复合装置，向人们建造的新型建筑物提供一整套利用太阳能进行发电并产生洁净热水和进行空气调节(采暖、制凉和洁净)的装置系统，能适应各种不同地区条件，达到充分利用可再生能源，减少环境污染，降低造价，改善居住环境，提高人们生活质量。
为实现这样的目的，本发明的技术方案通过以下措施来实现：
本发明包括太阳能光电部分与太阳能光热部分，太阳能光电部分由太阳能电池、蓄电池或并网逆变器、供电线路和室内实用电器组成，太阳能电池通过供电线路同蓄电池或并网逆变器相连，蓄电池或并网逆变器的输出连接室内各类实用电器。太阳能光热部分又分成两个部分，一由太阳能空气集热器、室外空气进口和室内空气入口以及屋顶凉空气进口、空气洁净设备、空气管道、建筑底层的储热层、空气出口组成，二由太阳能热水集热器、凉水管、热水管网、热水储存器、消毒水净化器、热水龙头组成。
本发明太阳能光电部分运行过程为：太阳光照射太阳能电池，产生光电流，通过供电线路，供给实用电器使用，或接入蓄电池，或通过并网逆变器，同室外城乡电网互补。
太阳能光热装置在采暖季节的运行过程为：太阳光照射太阳能空气集热器，加热由设在屋檐下的空气进口引进的室外空气，经由空气洁净设备，把洁净的热空气，通过空气管道、储热室和空气出口，进入室内。
太阳能光热部分在暑热季节的运行过程为：室外阴凉处的空气由设在阴面的凉空气进口引进，经由空气洁净设备，把洁净的凉空气、空气管道、储热室和空气出口，进入室内。
太阳能光热装置使用热水的运行过程为：太阳光照射太阳能热水集热器，加热由冷水管引入的水，形成热水，通过热水管网，进入热水储存器，经水洁净器，再供给热水龙头使用。
本发明提供的光电和光热复合装置，能够充分利用太阳能转换的电能向建筑物中的各种实用电器供电，又同时能够充分利用太阳能转换的热能向建筑物提供足够洁净热水、新鲜的暖气(采暖季节)或凉气(暑热季节)。系统分明，设计、制造和安装可以标准化、工厂化，使用方便，可以自行手动操作，也可以设置控制柜操作。
附图说明及具体实施方式：
图1为本发明的整体结构示意图。
如图所示，本发明包括太阳能光电部分和太阳能光热部分。太阳能光电部分由太阳能电池1、供电线路2、蓄电池或并网逆变器3、实用电器4组成。架设在建筑物的屋面上的太阳能电池1，通过供电电路2同蓄电池或并网逆变器3相连，蓄电池或并网逆变器3的输出连接室内各类实用电器4。蓄电池或并网逆变器3安置在能够防火的独立房间或阁楼中，通过电路2，或接入蓄电池3，或通过并网逆变器3，在太阳能供电或不供电时同城乡电网互补。
光热部分中又同时包括太阳能空气集热器5和太阳能热水集热器13二组，太阳能空气集热器5一组还包括室外空气进口6、室内空气入口7、凉空气进口8、空气洁净设备9、空气管道10、储热层11、空气出口12和污浊空气出口19：太阳能热水集热器13一组还包括凉水管14、热水管网15、热水储存器16、水净化器17和热水龙头18。太阳能空气集热器5和太阳能热水集热器13互相连通。太阳能空气集热器5有三个空气进口，室外空气进口6、室内空气入口7和屋顶凉空气进口8，根据住户的不同需求，有选择地分别连通空气洁净设备9，空气洁净设备9的出口经空气管道10与建筑底层的储热层11相连，经空气出口12连通室内、屋顶内，屋顶内有污浊空气出口19连通室外。太阳能热水集热器13进口连接凉水管14，出口经热水管网15与热水储存器16相连，热水储存器16出口与水净化器17连接，水净化器17出口接有热水龙头18。
本发明太阳能光电部分运行过程为：太阳光照射太阳能电池1，产生光电流，通过供电线路2，供给实用电器4使用，或接入蓄电池3，或通过并网逆变器3，同城乡电网互补。
太阳能光热装置在采暖季节的运行过程为：太阳光照射太阳能空气集热器5，加热由设在屋檐下的室外空气进口6引进的室外空气，或者由室内空气入口7引进的室内空气，经由空气洁净设备9，调节室内空气的质量，把洁净的热空气，通过空气管道10，到达建筑底层的储热层11，连通空气出口12，进入室内，调节室内空气的温度，污浊空气从污浊空气出口19排出室外。
太阳能光热部分在暑热季节的运行过程为：室外阴凉处的空气由设在阴面的凉空气进口8引进，经由空气洁净设备9，把洁净的凉空气，通过空气管道10，到达建筑底层的储热层11，调节室内空气的温度，污浊空气从污浊空气出口19排出室外。
太阳能光热装置使用热水的运行过程为：太阳光照射太阳能热水集热器13，加热由冷水管14引入的水，形成热水，通过热水管网15，进入热水储存器16，经水洁净器17，再供给热水龙头18使用。
本发明的太阳能电池1、太阳能空气集热器5和太阳能热水集热器13，均架设在太阳能建筑的屋面。其余的设备经过建筑设计均安排在太阳能建筑的各个有关部位，发挥其功能作用。
作为一种功能齐全、造价低廉的新型太阳能建筑光电与光热复合装置，建造在新型的太阳能建筑中，同时向人们提供一整套利用太阳能进行发电并产生洁净热水和进行空气调节(采暖、制凉和洁净)，具有明显的进步和优点。本发明由于采用了太阳能光电系统和光热系统相匹配，除了建筑中的实用电器用电可以自给外，光热系统的用电也可以实现自给，使本发明可以在没有市电的地区建筑中采用。如果市电丰富，也可以减少光电系统的安装，以降低建筑造价。本发明配备的空气洁净设备和水洁净器，能够有效地控制室内的空气质量和给水质量，可以根据建筑功能和等级，达到世界上确认的各种空气质量标准和给水质量。本发明既能适应各种不同地区条件，充分利用太阳能转换的电能向建筑物中的实用电器供电，又能充分利用太阳能转换的热能向建筑物提供足够洁净热水、新鲜的暖气(采暖季节)或凉气(暑热季节)，减少环境污染，同时可以节省包括热交换器在内的许多设备，降低建筑造价，改善居住环境，提高人们生活质量。

Claims (1)

1.一种太阳能建筑光电和光热复合装置，同时包括太阳能光电部分和光热部分，光电部分中的太阳能电池(1)通过供电电路(2)同蓄电池或并网逆变器(3)相连，向室内实用电器(4)供电，其特征在于光热部分中又同时包括太阳能空气集热器(5)和太阳能热水集热器(13)，太阳能空气集热器(5)有室外空气进口(6)、室内空气入口(7)及屋顶凉空气进口(8)，其出口连通空气洁净设备(9)，空气洁净设备(9)的出口经空气管道(10)与建筑底层的储热层(11)相连，并通过空气出口(12)与室内相连，屋顶内的污浊空气出口(19)连通室外，太阳能热水集热器(13)进口连接凉水管(14)，出口经热水管网(15)和热水储存器(16)相连，再经水净化器(17)连至热水龙头(18)。
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