CN205807615U - 保温集热光伏电池板采暖系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及到一种保温集热光伏电池板采暖系统，由集热光伏电池保温板与换热设备连接构成，其中集热光伏电池保温板结构包括保温层和玻璃盖板，在保温层内设置光伏电池板，光伏电池板的背板紧密贴合微通道换热扁管，微通道换热扁管并排设置，其通道与保温框架内设置的上、下集管连通，上集管连通换热设备的进水管，下集管连通换热设备的回水管。本实用新型将保温板、光伏电池板、微通道散热器集成在一起，构成保温、发电、采暖一体化装配式墙板，在外墙施工同时安装在外墙上或屋顶上，外观与普通保温装饰板一样，在建筑外墙安装方式也与普通保温装饰板相同，能与建筑形成一体化无缝连接。

Description

保温集热光伏电池板采暖系统
技术领域
本实用新型涉及到一种保温集热光伏电池板采暖系统，属于太阳能发电、太阳能热利用与建筑一体化技术领域。
背景技术
目前，普通光伏电池板是直接收集太阳辐射能量，通过电池板中的半导体PN结将太阳辐射能转化成电能输出。光伏电池板在接收太阳辐射正常工作时，背板的表面温度可以达到70℃以上,而此时电池的PN结温度可以超过100℃。
通常情况随PN结温度升高，光伏电池板输出功率会下降。所以光伏电池板的降温，历来是光伏发电过程需要解决的关键问题。曾经有人提出了利用光伏电池背板散发热量进一步热利用的技术方案，但是并没有解决与建筑结合问题和太阳能综合利用的各个关键实施问题。
在国内北方推广的户用太阳能采暖系统，面临两个问题必须解决。一是原有建筑保温普遍不行，如不增加保温设施，即使供暖能力翻倍，也无法保证采暖指标。在我国北方应用太阳能采暖时，墙体保温费用普遍高于太阳能集热系统费用。
二是为满足夜间或阳光不足时的全天候采暖要求，太阳能采暖系统必须配备辅助供热设备。如果标准采暖面积为60m2，太阳能集热面 积一般要20m2左右，如用普通太阳能采暖系统必须加装7-9kw辅助供暖装备才能确保全天采暖要求。
发明内容
本实用新型提出一种将光伏电池板与散热换热系统结合制成保温墙体的技术方案，以解决光伏电池板的散热和热利用问题
本实用新型的技术方案是这样实现的：这种保温集热光伏电池板采暖系统，由集热光伏电池保温板与换热设备连接构成，其中集热光伏电池保温板结构包括保温层和玻璃盖板，在保温层内设置光伏电池板，光伏电池板的背板紧密贴合微通道换热扁管，微通道换热扁管并排设置，其通道与保温框架内设置的上、下集管连通，上集管连通换热设备的进水管，下集管连通换热设备的回水管。
所述保温集热光伏电池采暖系统，还设置有空气源热泵辅助供暖，空气源热泵的出水管与换热设备进水管经三通阀门连通，空气源热泵的回水管与换热设备回水管连通。
所述保温集热光伏电池采暖系统中集热光伏电池保温板的换热设备还通过三通阀门与沐浴系统通,不需要采暖时作为热水器使用。
所述保温集热光伏电池采暖系统，所述集热光伏电池保温板包括墙板与屋顶板，其中屋顶板在保温层外设置安装框架。
所述保温集热光伏电池板采暖系统，微通道换热扁管与上集管和下集管的连接方式为粘接或焊接。
所述保温集热光伏电池板采暖系统，集热光伏电池保温板的保温层压制成型时，预留凹槽安装微通道换热扁管和光伏电池板，然后把 玻璃盖板用玻璃粘合剂粘接在压制保温层凸出的周边平面上；
所述保温集热光伏电池板采暖系统，集热光伏电池保温板的墙板用螺栓、密封压条、扣插件安装在墙体上单片使用或由多片串联或并联组成系统使用，单片的光伏电池板输出电线在墙板一个侧面引出；保温集热光伏电池板的屋顶板，用支架安装在房顶单片使用或由多片串联或并联组成系统使用。
本实用新型利用光伏电池板散发热量为热源通过热交换系统冬天为室内供暖，夏天则提供沐浴的热水。选择空气源热泵作为辅助供暖装备，用光伏电池提供的电力运行热泵和室内电器。同时本实用新型将保温板、光伏电池板、微通道散热器集成在一起，构成保温、发电、采暖一体化装配式墙板，在外墙施工同时安装在外墙上或屋顶上，外观与普通保温装饰板一样，在建筑外墙安装方式也与普通保温装饰板相同，能与建筑形成一体化无缝连接；节省50％太阳能集热和光伏电池两套系统的安装面积和一套边框及支架系统；大幅降低了安装太阳能集热和光伏电池两套系统的成本。保证了建筑物的外观不变，建筑物外墙没有突出物，避免了破坏、坠落等事故，提高了安全性。
附图说明
图1是本实用新型保温集热光伏电池墙板主视图
图2图1的A-A剖视图
图3本实用新型保温集热光伏电池屋顶板主视图
图4是图3的A-A剖视图
图5是本实用新型上下集管、微通道换热扁管、光伏电池板连接示意 图
图6是图5的B-B截面图
图7是本实用新型墙板安装示意图
图8是本实用新型保温集热光伏电池板采暖系统安装示意图
图中：
1、上集管 2、微通道换热扁管 3、光伏电池板
4、玻璃盖板 5、下集管 6、保温层 7、光伏电池输出线
8、背板 9、边框 10、光伏电池电缆 11、空气源热泵
12、热泵回水管 13、热泵供水管 14、换热设备 15、三通阀门
16、换热设备回水管 17、换热设备供水管 18、集热光伏电池板
19、连接电网电缆 20、转换开关 21、密封压条 22、扣插件
23、螺栓 24、原有墙体 25、循环水泵 26、热水阀门
27、洗浴设备 28、冷水供水管 29、冷水阀门 30、补水阀门
31、补水管道
具体实施方式
如图8所示本实用新型保温集热光伏电池采暖系统：采暖系统由集热光伏电池保温板18与换热设备14连接构成，创新点是把保温板、光伏电池板、微通道散热器集成在一起，构成保温、发电、采暖一体化装配式墙板，在外墙施工同时安装在外墙上或屋顶上，外观与普通保温装饰板一样，在建筑外墙安装方式也与普通保温装饰板相同，能与建筑形成一体化无缝连接；
其中：图1、图2、或图3、图4所示集热光伏电池保温板18结 构包括保温层6和玻璃盖板4，在保温框架内设置光伏电池板3，光伏电池板的背板紧密贴合微通道换热扁管2，微通道换热扁管2并排设置，其通道与保温框架内设置的上、下集管连通，图8所示：上集管1连通换热设备的进水管17，下集管5连通换热设备的回水管16。
为满足夜间或阳光不足时的全天候采暖要求，本实用新型选择空气源热泵11为辅助供暖，空气源热泵的出水管13与换热设备进水管17经三通阀门15连通，空气源热泵的回水管与换热设备回水管连通。
本实用新型的技术方案技术和分布式并网发电技术结合，不需配置蓄电设备，采暖系统用电少或不用电时，光伏发电直接上网输出，采暖系统用电时，与电网连通。
本实用新型安装20m2一体化保温集热光伏电池墙板，平均输出功率约2.4kw，按日上网供电6小时计算，每日可产电量14.4kwh。按每户照明等其它日用电量0.5kwh计算，其余13.9kwh电量可并网输出。当辅助供暖装备采用供热能力为8kw的空气源热泵时，因为平均能效比等于4，耗电量仅有2kw/h，耗用13.9kwh电量，可维持热泵运行7小时左右。因此辅助供暖装备耗电完全可由本系统发电换取，不再需要另外消耗煤、电、气、柴等其它能源。
夏天，本实用新型的保温集热光伏电池板采暖系统的换热设备14还通过三通阀门26与沐浴系统27连通,不需要采暖时作为热水器使用。
所述保温集热光伏电池板18包括墙板与屋顶板，其中屋顶板在 保温层外设置安装框架9。
本实用新型保温集热光伏电池采暖系统中采暖系统集热光伏电池保温板18的加工方法包括：
A、微通道换热扁管2与上集管和下集管的连接方式为粘接或焊接；
粘接方法是在上集管和下集管外壁上，延轴向加工出长孔，长孔尺寸与扁管横截面形状相同，将扁管插入集管后，用耐高温粘合剂将集管与扁管粘接固定。集管上长孔之间预留5-8毫米间隙，光伏电池片之间预留3-5毫米间隙。上集管1和下集管5不流通水或介质的一端，预先焊接或粘接封堵。
钎焊方法是：在上集管和下集管外壁上，延轴向加工出长孔，长孔尺寸与扁管横截面形状相同，将扁管插入集管后，用过炉钎焊将扁管焊接到集管上。
B、在微通道换热扁管与上下集管粘接固定好后，再将光伏电池板3塑封面与微通道换热扁管用耐高温导热粘合剂粘接固定，光伏电池输出电线按串联或并联连接好后，用耐高温导热粘合剂固定在微通道换热扁管上；
本实用新型中选择微通道扁管和集管可以是铝、铜等金属管，也可以是PP-R等耐温塑料材料。耐高温粘合剂选择在200℃环境下可长期工作的密封型耐高温单组分硅酮胶。耐高温导热粘合剂选择在240℃可长期工作的耐高温导热硅酮胶。
C、集热光伏电池保温板18的保温层6压制成型时，预留凹槽安 装微通道换热扁管和光伏电池板，然后把玻璃盖板用玻璃粘合剂粘接在压制保温层凸出的周边平面上；
D、集热光伏电池保温板18的墙板用螺栓、密封压条、扣插件安装在墙体上单片使用或由多片串联或并联组成系统使用，单片的光伏电池板输出电线在墙板一个侧面引出；保温集热光伏电池板的屋顶板，用支架安装在房顶单片使用或由多片串联或并联组成系统使用。
上述描述仅作为保温集热光伏电池板采暖系统及加工方法可实施的技术方案提出，不作为对其结构或方法的限制条件。

Claims (7)

1.保温集热光伏电池板采暖系统，其特征在于：所述采暖系统由集热光伏电池保温板(18)与换热设备(14)连接构成，其中集热光伏电池保温板(18)结构包括保温层(6)和玻璃盖板(4)，在保温层内设置光伏电池板(3)，光伏电池板的背板紧密贴合微通道换热扁管(2)，微通道换热扁管(2)并排设置，其通道与保温框架内设置的上、下集管连通，上集管(1)连通换热设备的进水管(17)，下集管(5)连通换热设备的回水管(16)。
2.根据权利要求1所述保温集热光伏电池板采暖系统，其特征在于：所述采暖系统还设置有空气源热泵(11)辅助供暖，空气源热泵的出水管(13)与换热设备进水管(17)经三通阀门(15)连通，空气源热泵的回水管与换热设备回水管连通。
3.根据权利要求1所述保温集热光伏电池板采暖系统，其特征在于：所述采暖系统的集热光伏电池保温板(18)的换热设备(14)还通过三通阀门(15)与沐浴系统(27)连通,不需要采暖时作为热水器使用。
4.根据权利要求1所述保温集热光伏电池板采暖系统，其特征在于：所述集热光伏电池保温板(18)包括墙板与屋顶板，其中屋顶板在保温层外设置安装框架(9)。
5.根据权利要求4所述保温集热光伏电池板采暖系统，其特征在于：微通道换热扁管(2)与上集管和下集管的连接方式为粘接或 焊接。
6.根据权利要求4所述保温集热光伏电池板采暖系统，其特征在于：集热光伏电池保温板(18)的保温层(6)压制成型时，预留凹槽安装微通道换热扁管和光伏电池板，然后把玻璃盖板用玻璃粘合剂粘接在压制保温层凸出的周边平面上。
7.根据权利要求4所述保温集热光伏电池板采暖系统，其特征在于：集热光伏电池保温板(18)的墙板用螺栓、密封压条、扣插件安装在墙体上单片使用或由多片串联或并联组成系统使用，单片的光伏电池板输出电线在墙板一个侧面引出；保温集热光伏电池板的屋顶板，用支架安装在房顶单片使用或由多片串联或并联组成系统使用。
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CN105823117A (zh) * 2016-05-12 2016-08-03 河北省光热产业技术研究院 保温集热光伏电池板采暖系统
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