CN217737320U - 一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的bipv/t能源互补系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补系统，所述系统由供暖单元和保暖单元组成，其中供暖单元由生物质锅炉组件和空气源热泵组件构成，所述生物质锅炉组件由光伏集热器,地热盘管，生物质锅炉，沼气壁炉，储热水箱，电动控制阀门构成；所述空气源热泵组件由光伏集热器，地热盘管，电动控制阀门，储热水箱，空气源热泵组成；本实用新型还包括有保暖单元，所述保暖单元由具有进风口，出风口，隔音层，防火层，储热相变层，空气腔和光伏电池板制作而成的墙体构成；本实用新型解决北方农村地区冬季取暖污染程度严重，有效的利用生物垃圾进行供热的环保采暖系统。

Description

一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补 系统

技术领域

本实用新型属于环保节能供热系统，特别涉及一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补系统。

背景技术

近年来，我国农村地区清洁供暖得到国家大力支持，一方面是农村地区有着充足的太阳辐射量，充足的生物质能，例如，种植庄稼产生的秸秆，养殖家畜产生的动物粪便，另一方面是农村地区用户住宅面积大，可以在庭院内布置所述的供暖系统。但是由于运行方式不合理，农宅保温性能差，不同能源系统之间不能更好的互补，导致农村地区供暖费用较高，除此之外，在北方地区，供暖用能达到了建筑总用能的60％，而且百分之90以上依靠燃煤供暖，能耗严重，且造成雾霾严重等大气污染问题。

目前国内的研究现状是，第一，大多都是针对供暖系统的研究，很少将供暖系统与保暖系统联合起来，会导致总体取暖效果不佳；第二，大多数研究的供暖系统是单能源系统，并不是多能源互补系统；第三，大多数的针对供暖系统的研究，都是直接加热输送到室内，采用一次加热的形式，导致热水质量不佳；第四，大多数针对保暖墙体的研究，仅限于保暖，没有实现其它的建筑功能。

实用新型内容

针对现有研究现状的不足，本发明提供一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补系统，其中供暖系统为多能源互补供暖系统，保暖系统不仅限制于保暖的功能，及隔音，防火，发电，蓄热于一体，极大增强了墙体的建筑性能和功能；本实用新型主要解决北方农村地区冬季供暖不足，能耗严重，大气污染严重，维护结构热流失严重，取暖费用成本高的问题。

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:

一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补系统，由供暖单元和保暖单元组成，所述的供暖组件有生物质锅炉组件和空气源热泵组件构成，生物质锅炉组件和空气源热泵组件均采用二次加热输送供暖介质的方式，并均以地热盘管输送热水的形式来向房间供暖；其中：

所述生物质锅炉组件由太阳能集热器，地热盘管供水管，储热水箱，地热盘管回水管，生物质锅炉，沼气壁炉，电动阀门组成；所述太阳能集热器通过地热盘管供水管与储热水箱输入端连接，所述储热水箱输出端分别与所述生物质锅炉和所述沼气壁炉输入端连接，所述生物质锅炉与所述沼气壁炉输出端通过电动阀门与地热盘管输入端连接，所述地热盘管输出端电动阀门与储热水箱连接，所述储热水箱输出端通过热盘管回水管与所述太阳能集热器连接。

进一步，所述空气源热泵组件由太阳能集热器，地热盘管供水管，储热水箱，地热盘管回水管，电动阀门，空气源热泵组成；所述太阳能集热器通过地热盘管供水管与所述储热水箱输入端连接，所述储热水箱输出端与所述空气源热泵连接，所述空气源热泵输出端通过电动阀门与地热盘管连接；所述地热盘管输出端通过阀门与所述储热水箱连接，所述储热水箱输出端分别通过所述地热盘管回水管与所述阀门与太阳能集热器连接。

进一步，所述墙体由隔音层，防火层，与室内联通的空气腔，相变蓄热层，光伏电池板，空气源热泵，进风口，出风口组成；其中：所述墙体外侧设置有光伏电池板；所述光伏电池板通过空气腔与所述隔音层连接；所述空气腔与所述隔音层连接处设置有防火层；所述空气腔与所述光伏电池板连接处设置有相变蓄热层；所述光伏电池板通过导向与所述空气源热泵连接；所述隔音层上设置有进风口和出风口。

有益效果

1.本实用新型供保暖系统的供暖系统有两个互补供暖系统，可以输送足够的热量到室内，克服供暖不足的问题，除此之外，所述两个供暖系统均采用二次加热输送介质的方式，使供暖质量和效率大大提高。

2.本实用新型供保暖系统几乎接近零能耗，零成本费用，清洁高效供暖，无污染。

3.本实用新型供保暖系统还解决了农村地区的生物质垃圾无法妥善处理的问题，将废弃物回收利用，减少了焚烧秸秆产生的污染。

附图说明

图1是本实用新型一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补系统的示意图。

图2是本实用新型一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补系统中的生物质系统示意图。

图3是本实用新型一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补系统中的空气源热泵系统图。

图4是本实用新型一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补系统中新型墙体的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补系统，所述能源互补系统由供暖单元和保温单元，本实用新型供暖单元以地热盘管输送热水的形式来向房间供暖，满足现代生活供热的理念。所述的供暖单元中的(生物质-沼气)锅炉系统的能源来源于农村地区的废弃秸秆，动物粪便发酵的沼气，不仅实现了生物质垃圾的回收利用还减少了对传统能源，例如煤炭等的使用，清洁无污染，本实用新型有符合现代生活节能环保的理念。同时，所述的供暖单元中的空气源热泵能源来源于保暖系统中新型墙体的光伏电池板的电能，实现了对太阳能的极大程度利用，符合近零能耗建筑的理念。

其中：供暖单元由生物质锅炉组件100和空气源热泵组件200构成的互补的供暖系统，所述保温单元300为墙体，本实用新型既可以实现无污染的供暖，也可以高性能的保暖，保暖供暖系统一体化，没有污染且成本费用极低，其中：

所述供暖单元中的生物质锅炉组件100由太阳能集热器101，地热盘管供水管102，储热水箱103，地热盘管回水管104，生物质锅炉105，沼气壁炉106，电动阀门107，108组成。所述太阳能集热器101连接地热盘管供水管102，地热盘管供水管102直接连接储热水箱103，储热水箱103用地热盘管供水管102分别直接连接生物质锅炉105，沼气壁炉106，生物质锅炉105和沼气壁炉106由地热盘管供水管102直接连接到室内的地热盘盘管，电动阀门107设置在总地热盘管供水管上的出口上，地热盘管回水管204直接从室内地热盘管连接到储热水箱103，再从储热水箱103直接连接到太阳能集热器101，即如图2所示。

所述供暖单元中的空气源热泵组件200由太阳能集热器201，地热盘管供水管202，储热水箱203，地热盘管回水管204，电动阀门205，206，208，空气源热泵207组成。所述太阳能集热器201直接连接地热盘管供水管202，地热盘管供水管202直接连接储热水箱203，储热水箱203直接由地热盘管进水管202连接空气源热泵207，空气源热泵207直接由地热盘管供水管202直接连接到室内的地热盘管，地热盘管回水管204直接将室内地热盘管与储热水箱203连接，电动阀门206设置于此管道上，再将储热水箱203连接到太阳能集热器201，电动阀门205设置于此管道上。电动阀门208设置在空气源热泵207与室内地热盘管之间的地热盘管供水管204上，即如图3所示。

所述的供暖单元中的(生物质-沼气)锅炉组件和空气源热泵组件，其组件形式均采用二次加热输送供暖介质的方式：其均是将太阳能集热器一次加热后，储存在热水箱中的热水进行再次的加热，既极大程度地利用了太阳能，又高效的保证了输送到室内热水的质量，使室内温度达到取暖的标准。

所述保暖系统中的墙体300由隔音层301，防火层302，与室内联通的空气腔303，相变蓄热层304，光伏电池板305，连接空气源热泵的电线306，进风口308，出风口307组成。隔音层301直接连接室内墙壁，防火层302连接隔音层301，空气腔由进风口308，出风口307连接室内空间，并且连接防火层302，相变蓄热层304连接空气腔303，光伏电池板305在最外侧，连接相变蓄热材料304，电线306用来连接光伏电池板305和空气源热泵系统200中的空气源热泵207，即如图4所示。所述的保暖单元中的新型墙体及发电，保暖，隔音，防火，低程度的供暖于一体，对传统的该类型墙体有了很大程度的改进优化，使其建筑性能和功能有很大的提升。本发明具体实施过程：

供暖系统：

生物质锅炉组件100：将太阳能集热器101以最佳角度放置，最大程度地吸收太阳辐射能，然后将吸收的太阳能通过地热盘管供水管102将热水介质储藏到储热水箱103中。储热水箱103再将其里面经过一次加热低品位的热水通过地热盘管供水管102输送到生物质锅炉105和沼气壁炉106中进行二次加热，变成高质量高品位的热水，再由地热盘管供水管102输送到室内的地热盘管里，供室内取暖，室内地热盘管中的热水再由回水管104输送到储热水箱103，太阳能集热器101中。其中，电动阀门107，108分别控制进水流量和回水流量，根据室外的天气质量，气候因素，以及室内的温度来控制流量。生物质锅炉组件100在室外温度较高时，其效率较高；空气源热泵系统200在室外温度较低时，其效率较高。经模拟实验后，这个临界温度切换点在-4℃。这两个供暖系统根据室外的空气温度互补供暖，极大的提高了供暖的效率，质量。

空气源热泵组件200：将太阳能集热器201以最佳角度放置，最大程度地吸收太阳辐射能，然后将吸收的太阳能通过地热盘管供水管202将热水介质储藏到储热水箱203中。储热水箱203再将其里面经过一次加热低品位的热水通过地热盘管供水管202输送到空气源热泵207中进行二次加热，变成高质量高品位的热水，再由地热盘管供水管202输送到室内的地热盘管里，供室内取暖，室内地热盘管中的热水再由回水管204输送到储热水箱203，太阳能集热器201中。其中，电动阀门208控制进水的流量，电动阀门206控制从室内到储热水箱这段回水的流量，电动阀门207控制从储热水箱到太阳能集热器这段回水的流量，根据室外的天气质量，气候因素，以及室内的温度，太阳能电池板的发电量来控制流量。

保暖系统：

新型墙体300：隔音层301和防火层302分别用来实现隔音降噪，防止火灾的功能，光伏电池板305用来发电，将太阳能转换为电能，通过电线306将电能供空气源热泵系统中的空气源热泵实用，相变蓄热层304由特殊的相变蓄热材料构成，可以吸收太阳能的能量加热其旁边空气腔中的空气，提高其温度。除此之外，该相变蓄热层在白天储存大量的热能，在夜间实现保温的效果。进风口307，出风口308分别实现室内空间与空气腔303联通的功能，将空气腔303中被相变蓄热层304所加热的空气输送到室内，提升室内空气的温度，实现小程度的供暖。若当室外天气状况不佳时，导致空气腔303中的空气温度并不高时，可以关闭进风口307和出风口308，阻止室内空气与空气腔303中的空气进行热量交换。

Claims (3)

1.一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补系统，所述能源互补系统包括供暖单元和保暖单元，其特征在于，所述供暖单元由生物质锅炉组件和空气源热泵组件构成，所述生物质锅炉组件和所述空气源热泵组件均采用二次加热输送供暖介质的方式，并均以地热盘管输送热水的形式来向房间供暖；其中：

所述生物质锅炉组件由太阳能集热器，地热盘管供水管，储热水箱，地热盘管回水管，生物质锅炉，沼气壁炉，电动阀门组成；所述太阳能集热器通过地热盘管供水管与储热水箱输入端连接，所述储热水箱输出端分别与所述生物质锅炉和所述沼气壁炉输入端连接，所述生物质锅炉与所述沼气壁炉输出端通过电动阀门与地热盘管输入端连接，所述地热盘管输出端电动阀门与储热水箱连接，所述储热水箱输出端通过热盘管回水管与所述太阳能集热器连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补系统，其特征在于：

所述空气源热泵组件由太阳能集热器，地热盘管供水管，储热水箱，地热盘管回水管，电动阀门，空气源热泵组成；所述太阳能集热器通过地热盘管供水管与所述储热水箱输入端连接，所述储热水箱输出端与所述空气源热泵连接，所述空气源热泵输出端通过电动阀门与地热盘管连接；所述地热盘管输出端通过阀门与所述储热水箱连接，所述储热水箱输出端分别通过所述地热盘管回水管与所述阀门与太阳能集热器连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于北方地区冬季及供保暖一体的BIPV/T能源互补系统，其特征在于：所述能源互补系统还包括墙体，所述墙体由隔音层，防火层，与室内联通的空气腔，相变蓄热层，光伏电池板，空气源热泵，进风口，出风口组成；其中：所述墙体外侧设置有光伏电池板；所述光伏电池板通过空气腔与所述隔音层连接；所述空气腔与所述隔音层连接处设置有防火层；所述空气腔与所述光伏电池板连接处设置有相变蓄热层；所述光伏电池板通过导向与所述空气源热泵连接；所述隔音层上设置有进风口和出风口。

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