CN217537398U

CN217537398U - 一种光伏-水／空气复合蓄热墙体系统

Info

Publication number: CN217537398U
Application number: CN202123245194.6U
Authority: CN
Inventors: 于水; 董建佳; 黄小玲
Original assignee: Shenyang Jianzhu University
Current assignee: Shenyang Jianzhu University
Priority date: 2021-12-22
Filing date: 2021-12-22
Publication date: 2022-10-04
Anticipated expiration: 2031-12-22

Abstract

本实用新型公开了一种光伏‑水/空气复合蓄热墙体系统，所述墙体系统包括集热机构、蓄热机构和热水供给机构；所述集热机构分别向蓄热机构和热水供给机构输送热量实现冬季供暖夏季供热水的转换；所述蓄热机构一侧连接有蓄热机构，所述蓄热机构一端连接有热水供给机构，本实用新型将太阳能利用和建筑节能理念相结合，推行太阳能建筑供暖发电一体化，从而实现利用可再生能源，减少能源能耗，对可持续发展与减少碳排放具有重要意义。

Description

一种光伏-水/空气复合蓄热墙体系统

技术领域

本实用新型属于节能建筑墙体技术领域，尤其涉及一种光伏-空气/水的复合建筑蓄热墙体。

背景技术

随着我国城市化进程的不断推进，建筑能耗占总能耗的21％，建筑中的采暖能耗又是建筑能耗的主要形式之一，能源低碳转型进程的加快、经济的绿色发展已成为当今普遍共识，国家也提出了在2030年之前实现碳排放达峰，2060年力争实现碳中和的目标。

太阳能作为主要的绿色可再生能源，对能源结构的改善，缓解能源紧张现状具有重要意义。

发展分布式光伏发电发热，充分利用建筑表面，将光伏光热技术利用和建筑节能理念相结合，推行太阳能建筑供暖发电一体化(BIPV/T)，从而实现利用可再生能源，减少能源能耗。

将相变材料填充到空心砖内，解决现有技术中相变材料容易泄露、相变材料掺混石膏等物质强度不稳定问题。

因此本实用新型对墙体结构的功能性开发以实现低碳转型具有积极且深远的意义

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供实用新型提供一种光伏-空气/水的复合蓄热建筑墙体，该墙体通过光热光电转换技术获得电能、热能。同时，使用混合PV/T技术可维持光伏电池板温度，并提高集热器的输出温度，在同一区域内使用这两个系统可以节省空间和降低安装成本。同时采用石墨填充板代替传统吸热板，增加了光伏组件光电转换效率。使用填充相变材料的空心将吸收释放大量的潜热，具有调节环境湿度和温度的能力。

本实用新型为了解决现有技术问题，本实用新型采用如下技术方案:

一种光伏-水/空气复合蓄热建筑墙体系统，所述墙体系统包括集热机构、蓄热机构和热水供给机构；所述集热机构分别向蓄热机构和热水供给机构输送热量实现冬季供暖夏季供热水的转换；所述蓄热机构一侧连接有蓄热机构，所述蓄热机构一端连接有热水供给机构；其中：

所述集热机构包括光伏组件、石墨填充板、保温板和立管构成；

所述热水供给机构包括保温水箱、集水管、自来水管和室内供水管构成；

所述蓄热机构包括带上部挡板A、下部挡板B的蓄热空心砖墙和带顶部挡板C、底部挡板D的空气流道；其中：

墙体系统冬季供热是通过所述空气流道，利用外界环境与空气腔之间的温差形成热压作用带走光伏组件发电产生的余热，温度升高的空气送入室内为房间提供热量，此时，所述上部挡板打开、下部挡板B打开、顶部挡板C关闭、底部挡板D关闭；

墙体系统夏季供热水是通过所述保温水箱及集水管，利用水泵作用形成强制循环，带走光伏组件发电产生的余热，回到保温水箱进行储存；同时，保温水箱中热水通过室内供水管为室内提供生活热水：所述上部挡板A打开、下部开关B打开，顶部挡板C关闭、底部挡板D关闭。

进一步，所述蓄热空心砖墙一侧设置有保温板，所述上部挡板、下部挡板分别设置在蓄热空心砖墙两端；所述石墨填充板一侧上等距分布有光伏组件；其另一侧设置连接有立管；所述石墨填充板与所述蓄热空心砖墙之间设有空气流道；所述立管通过集水管与保温水箱连接一端；所述保温水箱的另一端连接有室内供水管和自来水管；所述集水管上设置有循环水泵和阀门，所述室内供水管和自来水管上分别设置阀门。

进一步，所述顶部挡板C设置在所述空气通道的上端，所述空气通道的下端设置有底部挡板D。

进一步，所述集热机构上还包括玻璃盖板。

进一步，所述蓄热空心外墙由内墙带填充相变材料的空心砖构成。

有益效果

1、本实用新型将太阳能发电发热同建筑本体于一体，相较于单一光伏或者光热模块，具有充分利用太阳能，多动能等优点。

2、本实用新型应用在建筑主体材料中应用相变材料，有效阻止由于温度的剧烈变化所导致的墙体外表面产生热应力集中，对建筑外墙体起到保护作用，预防墙体产生裂缝，延长建筑寿命。同时，相变材料存储的潜热，会缓慢释放到室内，调节室内温湿度。

3、本实用新型采用石墨填充板代替传统的吸热板，石墨具有高导热的性质特点，充分传导光伏组件的热量，增加光伏组件发电效率。

附图说明

图1为本实用新型光伏-水/空气复合蓄热墙体的剖面图。

图2为本实用新型光伏-水/空气复合蓄热墙体的剖面图。

图3为本实用新型石墨填充板的剖面细节图。

具体实施方式

结合附图1对本实用新型的技术方案作进一步说明。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图与实例对本实用新型做详细的论述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

实用新型提供一种新型光伏-水/空气复合蓄热墙体，该建筑墙体以光伏组件供能为主，空气腔结构对光伏组件降温，实现冬季供热、电能，在夏季供生活热水、电能。同时相变蓄能墙体大幅提高墙体的蓄热能力，达到削峰填谷的目的，进而实现节能。新型墙体包括101玻璃盖板，102光伏组件，103石墨填充板，104相变材料板，105蓄热空心砖墙，106空气流道，107立管，201保温水箱，202循环水泵，203阀门，204集水管，205自来水管，206室内供水管，207阀门，208阀门。

如图1所示，一种光伏-水/空气复合蓄热建筑墙体系统，包括蓄热空心砖墙105，所述光伏-水/空气复合墙体包括玻璃盖板101、光伏组件102、石墨填充板103、保温板104；所述蓄热空心砖墙105包括上部挡板A、下部挡板B，所述空气流道106包括顶部挡板C、底部挡板D。所述蓄热空心外墙105所用材料为空心砖301。所述空心砖301内填充相变材料302，如图2所示。所述蓄热外墙顶部设置保温水箱201、循环水泵202、阀门203、集水管204。所述玻璃盖板设置在所述光伏组件上；所述光伏组件设置在石墨填充板的一侧面上；所述立管107设于石墨填充板的凹槽内，所述立管107均匀排布，呈直立状，如图3所示。所述蓄热空心外墙105上连接保温水箱201，所述保温水箱201一侧连接集水管204，所述保温水箱201另一侧连接自来水管205及室内供水管206。所述集水管204上设置有阀门203。所述石墨填充板与保温板之间形成有空气流道106。所述自来水管205设有阀门207。所述室内供水管206设有阀门208。

进一步，冬季白天时，所述空气流道106，利用外界环境与空气腔之间的温差形成热压作用带走光伏组件102发电产生的余热，温度升高的空气送入室内为房间提供热量，此时，所述上部挡板打开、下部挡板B打开、顶部挡板C关闭、底部挡板D关闭。所述填充相变材料302吸收空气流道106内热量。

进一步，冬季夜晚时，所述空心砖105缓慢向室内释放白天储存在填充相变材料302中的热能，为室内提供热量。

进一步，冬季时，所述保温水箱201中的水排空，所述集水管204、立管107、室内供水管206、自来水管205排空，此时，所述所有阀门均关闭。

进一步，夏季白天时，所述保温水箱201及集水管204，利用水泵作用形成强制循环，带走光伏组件102发电产生的余热，回到保温水箱201进行储存；所述自来水管205为系统提供冷水；同时，保温水箱201中热水通过室内供水管206为室内提供生活热水：所述上部挡板A打开、下部开关B打开，顶部挡板C关闭、底部挡板D关闭。所述所有阀门均打开。所述填充相变材料302吸收空气流道106内热量。

进一步，夏季夜晚时，所述填充相变材料104向空气流道106内释放储存的热量。所述自来水管205停止供水.此时，上部挡板A关闭、下部开关B关闭，顶部挡板C打开、底部挡板D打开，阀门207关闭，阀门208打开。

过渡季节时，两种模式均可运行，可选择在一个模块上运行两个模式，也可在两个不同模块分别运行两种模式。

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种光伏-水/空气复合蓄热墙体系统，所述墙体系统包括集热机构、蓄热机构和热水供给机构；所述集热机构分别向蓄热机构和热水供给机构输送热量实现冬季供暖夏季供热水的转换；其特征在于：所述蓄热机构一侧连接有蓄热机构，所述蓄热机构一端连接有热水供给机构；其中：

2.根据权利要求1所述的一种光伏-水/空气复合蓄热墙体系统，其特征在于：所述蓄热空心砖墙一侧设置有保温板，所述上部挡板、下部挡板分别设置在蓄热空心砖墙两端；所述石墨填充板一侧上等距分布有光伏组件；其另一侧设置连接有立管；所述石墨填充板与所述蓄热空心砖墙之间设有空气流道；所述立管通过集水管与保温水箱连接一端；所述保温水箱的另一端连接有室内供水管和自来水管；所述集水管上设置有循环水泵和阀门，所述室内供水管和自来水管上分别设置阀门。

3.根据权利要求1所述的一种光伏-水/空气复合蓄热墙体系统，其特征在于：所述顶部挡板设置在所述空气流道的上端，所述空气流道的下端设置有底部挡板D。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种光伏-水/空气复合蓄热墙体系统，其特征在于：所述集热机构上还包括玻璃盖板。

5.根据权利要求4所述的一种光伏-水/空气复合蓄热墙体系统，其特征在于：所述蓄热空心外墙由内墙带填充相变材料的空心砖构成。