CN208520042U - 光伏建筑一体化系统 - Google Patents

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高雪松
朱向昌
秦文军
徐晓明
王立志
赵鹏飞
霍永国
徐文良
杜军
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China Energy Conservation And Emission Reduction Co Ltd Beijing Building Photovoltaic Technology Branch
CHINA ENERGY SAVING REDUCTION Co Ltd
Chongqing Shenhua Film Solar Energy Technology Co Ltd
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Chongqing Shenhua Film Solar Energy Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种光伏建筑一体化系统,该光伏建筑一体化系统包括:光伏建筑装置,光伏建筑装置包括建筑墙体、光伏组件和集热管道,光伏组件和建筑墙体形成集热腔,集热管道设置在集热腔内,集热管道用于吸收集热腔内的热量;热泵,与集热管道连通,热泵用于收集集热管道的热量;集水器,与热泵连通,集水器用于存放冷却水,热泵用于加热冷却水;分水器,与热泵连通,分水器用于存放经热泵加热后的冷却水。通过本实用新型提供的技术方案,解决了现有技术中的光伏建筑装置内的热能不能得到有效利用的技术问题。

Description

光伏建筑一体化系统
技术领域
本实用新型涉及光伏建筑技术领域,具体而言,涉及一种光伏建筑一体化系统。
背景技术
太阳能作为一种绿色能源,具有取之不尽、用之不竭的特点。目前,可以采用光伏技术将太阳能转换为电能,这种发电方式较为清洁,因而得到了较多的应用。
现有技术中的光伏建筑装置,一般只采用光伏技术将光能转换为电能,而未充分利用太阳光照射过程中产生的热能,这样不仅造成了能量的浪费。
实用新型内容
本实用新型提供一种光伏建筑一体化系统,以解决现有技术中的光伏建筑装置内的热能不能得到有效利用的问题。
本实用新型提供了一种光伏建筑一体化系统,该光伏建筑一体化系统包括:光伏建筑装置,光伏建筑装置包括建筑墙体、光伏组件和集热管道,光伏组件和建筑墙体形成集热腔,集热管道设置在集热腔内,集热管道用于吸收集热腔内的热量;热泵,与集热管道连通,热泵用于收集集热管道的热量;集水器,与热泵连通,集水器用于存放冷却水,热泵用于加热冷却水;分水器,与热泵连通,分水器用于存放经热泵加热后的冷却水。
进一步地,集热管道包括U型管道。
进一步地,集热管道包括多个顺次连通的U型管道。
进一步地,光伏建筑装置还包括:风机,设置在集热腔内。
进一步地,风机为轴流风机。
进一步地,光伏建筑一体化系统还包括:第一循环泵,设置在光伏建筑装置的集热管道与热泵之间,且第一循环泵的一端与集热管道连通,第一循环泵的另一端与热泵连通;和/或,第二循环泵,设置在集水器与热泵之间,且第二循环泵的一端与集水器连通,第二循环泵的另一端与热泵连通。
进一步地,光伏建筑一体化系统还包括:第一补水装置,设置在集热管道与热泵连通的管路上;和/或,第二补水装置,设置在集水器和热泵连通的管路上。
进一步地,第一补水装置和/或第二补水装置为定压补水装置。
进一步地,光伏建筑一体化系统还包括:辅助热源,设置在分水器和热泵连通的管路上。
进一步地,热泵为水源热泵或双热源热泵或地源热泵。
应用本实用新型的技术方案,该光伏建筑一体化系统包括:光伏建筑装置、热泵、集水器和分水器。其中,光伏建筑装置包括建筑墙体、光伏组件和集热管道,光伏组件和建筑墙体形成集热腔,集热管道设置在集热腔内,集热管道用于吸收集热腔内的热量。热泵与集热管道连通,热泵用于收集集热管道的热量。集水器与热泵连通,集水器用于存放冷却水,热泵用于加热冷却水。分水器与热泵连通,分水器用于存放经热泵加热后的冷却水。
使用本实用新型提供的光伏建筑一体化系统,光伏组件吸收太阳能后,温度将升高,并加热了集热腔内的空气,集热腔内的热空气将与集热管道进行换热。集热管道内的换热介质可以为水,集热管道内的水吸收集热腔内的热量后将进入与之连通的热泵内,热泵吸收其中的热量,并用于加热集水器中的冷却水,从而充分地利用了光伏建筑装置中的热能,达到了节能环保的效果。因此,采用本实用新型提供的光伏建筑一体化系统,能够解决现有技术中的光伏建筑装置内的热能不能得到有效利用的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1示出了本实用新型提供的光伏建筑一体化系统的结构示意图;
图2示出了本实用新型提供的应用于生活热水的光伏建筑一体化系统的结构示意图;
图3示出了本实用新型提供的光伏建筑装置的结构示意图;
图4示出了本实用新型提供的光伏建筑装置的剖视图;
图5示出了本实用新型提供的建筑墙体的结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、光伏建筑装置;11、建筑墙体;12、光伏组件;13、集热管道;14、风机;20、热泵;30、集水器;40、分水器;50、第一循环泵;60、第二循环泵;70、第一补水装置;80、第二补水装置;90、辅助热源。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
如图1和图2所示,本实用新型实施例提供一种光伏建筑一体化系统,该光伏建筑一体化系统包括:光伏建筑装置10、热泵20、集水器30和分水器40。其中,光伏建筑装置10包括建筑墙体11、光伏组件12和集热管道13,光伏组件12和建筑墙体11形成集热腔,集热管道13设置在集热腔内,集热管道13用于吸收集热腔内的热量。热泵20与集热管道13连通,热泵20用于收集集热管道13的热量。集水器30与热泵20连通,集水器30用于存放冷却水,热泵20用于加热冷却水。分水器40与热泵20连通,分水器40用于存放经热泵20加热后的冷却水。本实施例中的光伏组件12可以为铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池,集热腔可以为封闭腔体,集热管道13可以为金属盘管。
使用本实施例提供的光伏建筑一体化系统,光伏组件12吸收太阳能后,温度将升高,并加热了集热腔内的空气,集热腔内的热空气将与集热管道13进行换热。集热管道13内的换热介质可以为水,集热管道13内的水吸收集热腔内的热量后将进入与之连通的热泵20内,热泵20吸收其中的热量,并用于加热集水器30中的冷却水,从而充分地利用了光伏建筑装置10中的热能,达到了节能环保的效果。因此,采用本实用新型提供的光伏建筑一体化系统,能够解决现有技术中的光伏建筑装置内的热能不能得到有效利用的问题。加热的冷却水可以空调或采暖管线,或者直接作为生活热水使用。
如图2所示,当加热后的冷却水作为生活水使用时,可以将集水器30和分水器40设置为一体结构。同时,采用本实施例提供的光伏建筑一体化系统,由于光伏建筑装置10中的热量被热泵20充分吸收,这样能够降低集热腔内的空气温度,进而也降低了光伏组件12的温度,保证了光伏组件12的正常工作,进而还能够提高光伏组件12的发电效率的稳定性。
同时,由于本实用新型提供的光伏建筑装置10为一体化结构,可以将该装置直接作为外墙或屋顶使用。采用这样的设置方式,相比于现有技术中在建筑物外壁上设置光伏组件而言,不仅有效降低了建筑物承受的静载荷,还能充分利用太阳能,达到节能环保的目的,降低综合使用成本。
具体的,热泵20包括蒸发器、冷凝器、压缩机,当热泵20工作时,集热管道13内的换热介质的热量将被热泵20的蒸发器内的换热介质吸收,随后经压缩机压缩做功蒸发器内的换热介质将被压缩成高温高压的换热介质,并被送入冷凝器,高温高压的换热介质将在冷凝器内放热,放出的热量即可用于加热集水器30内的冷却水。
为了增加集热管道13的换热面积,本实施例中的集热管道13包括U型管道。采用这样的设置,通过该U型管道能够使集热管道13内温度较低的换热介质与集热腔内热空气的接触面积增大,一方面能够更充分地吸收集热腔内热空气的热量并将其送入热泵20内,另一方面也能够更好地降低集热腔内的温度,进而也降低了光伏组件12的温度,进一步保证了光伏组件12的正常工作,并更好地提高光伏组件12的发电效率的稳定性。
为了进一步增加集热管道13的换热面积,本实施例中的集热管道13包括多个顺次连通的U型管道。通过设置在集热腔内的多个顺次连通的U型管道能够进一步增加集热管道13与集热腔内热空气的接触面积,一方面能够将更多的热量送入热泵20内并进行利用,以达到节能环保的效果,另一方面能够更快地降低集热腔内的温度,从而能够更好地保证光伏组件12的正常工作。
如图3至图4所示,为了提高换热效果,本实施例中的光伏建筑装置10还包括风机14,风机14设置在集热腔内。采用这样的设置,风机14工作,加快了集热腔内空气的流动速度,并加快集热管道13内的换热介质与集热腔内的热空气的换热速度,这样能够使集热管道13内的换热介质能够快速且充分吸热,并能够更快地降低集热腔内的温度。
具体的,风机14为轴流风机14。可以根据实际情况将轴流风机14设置在集热腔的不同位置,也可以在集热腔内设置多个风机14,以更好地加快集热腔内热空气的流动速度。
具体的,光伏建筑装置10还包括隔板。通过设置在集热腔内的隔板,可以形成流通通道,这样能够引导集热腔内热空气的流动,以便于集热腔内的热空气更好地与集热管道13内的换热介质进行换热,提高换热效果。图5为建筑墙体11的结构示意图。
具体的,光伏建筑一体化系统可以包括第一循环泵50,第一循环泵50设置在光伏建筑装置10的集热管道13与热泵20之间,且第一循环泵50的一端与集热管道13连通,第一循环泵50的另一端与热泵20连通;或者,光伏建筑一体化系统可以包括第二循环泵60,第二循环泵60设置在集水器30与热泵20之间,且第二循环泵60的一端与集水器30连通,第二循环泵60的另一端与热泵20连通;或者,光伏建筑一体化系统可以包括第一循环泵50和第二循环泵60,第一循环泵50设置在光伏建筑装置10的集热管道13与热泵20之间,且第一循环泵50的一端与集热管道13连通,第一循环泵50的另一端与热泵20连通,第二循环泵60设置在集水器30与热泵20之间,且第二循环泵60的一端与集水器30连通,第二循环泵60的另一端与热泵20连通。
在本实施例中,由于集热管道13内的换热介质为水,待加热的介质也为水,因此,本实施例中的光伏建筑一体化系统还包括第一循环泵50和第二循环泵60。其中,第一循环泵50设置在集热管道13与热泵20之间,且第一循环泵50的一端与集热管道13连通,第一循环泵50的另一端与热泵20连通。第二循环泵60设置在集水器30与热泵20之间,且第二循环泵60的一端与集水器30连通,第二循环泵60的另一端与热泵20连通。采用这样的设置,通过第一循环泵50能够加强集热管道13内换热介质的循环,便于更好地将集热管道13中水的热量传递至热泵20的蒸发器内,通过第二循环泵60能够加快集水器30内水的流动,使集水器30内的水更充分地吸收热泵20的冷凝器放出的热量,便于加热集水器30内的冷却水。加热后的冷却水将进入分水器40,分水器40中热水的热量被空调或采暖管线等利用后,降温后的水可以继续回到集水器30内,如此以形成一个完整的循环系统。
具体的,光伏建筑一体化系统可以包括第一补水装置70,第一补水装置70设置在集热管道13与热泵20连通的管路上;或者,光伏建筑一体化系统包括第二补水装置80,第二补水装置80设置在集水器30和热泵20连通的管路上;或者,光伏建筑一体化系统包括第一补水装置70和第二补水装置80,第一补水装置70设置在集热管道13与热泵20连通的管路上,第二补水装置80设置在集水器30和热泵20连通的管路上。
优选的,光伏建筑一体化系统包括第一补水装置70和第二补水装置80,第一补水装置70设置在光伏建筑装置10的集热管道13与热泵20连通的管路上,第二补水装置80设置在集水器30和热泵20连通的管路上。采用这样的设置,通过第一补水装置70能够及时地补充集热管道13内的换热介质,以根据集热腔内的热量情况提供足够的换热介质,保证换热效果,以有效降低集热腔内的温度。通过第二补水装置80能够及时地补充集水器30内的水,以提供充足的热水。如图2所示,当将该光伏建筑一体化系统应用于生活热水时,由于集水器30和分水器40为一体结构,水量足够,因而不需要设置第二补水装置80。
具体的,可以将第一补水装置70设置为定压补水装置;或者将第二补水装置80设置为定压补水装置;或者同时将第一补水装置70和第二补水装置80均设置为定压补水装置。优选的,同时将第一补水装置70和第二补水装置80均设置为定压补水装置,采用这样的设置,能够保证集热管道13和集水器30内具有充足的水量,便于集热管道13内换热介质的流通以及集水器30内水的流通,从而能够提高换热效果,还能够便于加热集水器30内的冷却水。
具体的,光伏建筑一体化系统还包括辅助热源90,辅助热源90设置在分水器40和热泵20连通的管路上。采用这样的设置,当经热泵20加热后的冷却水不能达到所要求的温度时,启动辅助热源90继续加热,以保证分水器40中的水的温度满足使用需求。本实施例中的辅助热源90可以为电阻丝。
具体的,热泵20为水源热泵或双热源热泵或地源热泵。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏建筑一体化系统,其特征在于,所述光伏建筑一体化系统包括:
光伏建筑装置(10),所述光伏建筑装置(10)包括建筑墙体(11)、光伏组件(12)和集热管道(13),所述光伏组件(12)和所述建筑墙体(11)形成集热腔,所述集热管道(13)设置在所述集热腔内,所述集热管道(13)用于吸收所述集热腔内的热量;
热泵(20),与所述集热管道(13)连通,所述热泵(20)用于收集所述集热管道(13)的热量;
集水器(30),与所述热泵(20)连通,所述集水器(30)用于存放冷却水,所述热泵(20)用于加热冷却水;
分水器(40),与所述热泵(20)连通,所述分水器(40)用于存放经所述热泵(20)加热后的冷却水。
2.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统,其特征在于,所述集热管道(13)包括U型管道。
3.根据权利要求2所述的光伏建筑一体化系统,其特征在于,所述集热管道(13)包括多个顺次连通的所述U型管道。
4.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统,其特征在于,所述光伏建筑装置(10)还包括:
风机(14),设置在所述集热腔内。
5.根据权利要求4所述的光伏建筑一体化系统,其特征在于,所述风机(14)为轴流风机。
6.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统,其特征在于,所述光伏建筑一体化系统还包括:
第一循环泵(50),设置在所述光伏建筑装置(10)的集热管道(13)与所述热泵(20)之间,且所述第一循环泵(50)的一端与所述集热管道(13)连通,所述第一循环泵(50)的另一端与所述热泵(20)连通;和/或,
第二循环泵(60),设置在所述集水器(30)与所述热泵(20)之间,且所述第二循环泵(60)的一端与所述集水器(30)连通,所述第二循环泵(60)的另一端与所述热泵(20)连通。
7.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统,其特征在于,所述光伏建筑一体化系统还包括:
第一补水装置(70),设置在所述集热管道(13)与所述热泵(20)连通的管路上;和/或,
第二补水装置(80),设置在所述集水器(30)和所述热泵(20)连通的管路上。
8.根据权利要求7所述的光伏建筑一体化系统,其特征在于,所述第一补水装置(70)和/或所述第二补水装置(80)为定压补水装置。
9.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统,其特征在于,所述光伏建筑一体化系统还包括:
辅助热源(90),设置在所述分水器(40)和所述热泵(20)连通的管路上。
10.根据权利要求1所述的光伏建筑一体化系统,其特征在于,所述热泵(20)为水源热泵或双热源热泵或地源热泵。
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