CN219454071U - 结合地板辐射供暖的光伏组件背板余热利用装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供结合地板辐射供暖的光伏组件背板余热利用装置，装置包括：墙体以及地面；其中，装置的墙体从室外至室内包括光伏组件、水冷却板、冷却液管道、蓄能墙；装置的地面从上之下包括地板装饰层、细石混凝土、反射膜层与钢丝网层、保温隔热层、基层地面、采暖管道。本实用新型在建筑利用地板辐射供暖方式供暖时，用一种可充放电混凝土材料所筑墙体取代普通墙体，起到蓄能作用。

Description

结合地板辐射供暖的光伏组件背板余热利用装置

技术领域

本申请涉及建筑暖通空调系统技术领域，特别涉及结合地板辐射供暖的光伏组件背板余热利用装置。

背景技术

自从人类发现太阳能的可转化性，对太阳能的研究与利用就再未停止。自2002年以来，我国太阳能光伏组件的生产技术也持续进步，趋于成熟，所以生产成本不断降低，价格也逐渐下降并保持稳定；同时，政府也出台了多项太阳能光伏应用的财政补贴政策，鼓励企业研究、发展、应用太阳能光伏发电，主要限制太阳能光伏大规模应用的价格问题已基本得到解决。同时，在住房紧张，人口密集的大城市，如何既节约空间又充分利用光能实现节能减排成为太阳能光伏应用入户需要面临的主要难题，由此从设计到施工都更加注重与建筑的高度一体化——光伏建筑一体化(BuildingIntegratedPhotovoltaic，BIPV)设备被发明出来。

而在光伏组件与建筑一体化的同时也产生诸多新问题，其中一个重要问题就是对于设备热能的消散以及利用问题。

如光伏组件背板与电池组件表面散热问题，由于安装空间有限，无法同时兼顾背板与电池表面的散热而导致光伏组件产生有害热堆积，从而影响光伏电池的光电转换效率，同时热量会传递到室内，增加空调降温负担。同时，对于地板辐射供暖系统，其缺点是需要不停向地暖设施加热管内提供不高于60℃的热水，这一部分的能耗是极大的。并且设定温度不能太高，否则会大大降低输送管道的使用寿命。对于埋管复杂的区域、地面面积不满足敷设管线条件时，往往要借助其他形式的铺设设施。对于冬季，对室内温度要求较高时，地板辐射供暖必不可少。

同时对于光伏建筑一体化的储能装置，目前锂电池组已无法满足当前建筑用电需求，如若单纯通过增加锂电池组的数目来满足需求，这与光伏建筑一体化的节省空间的一大核心思想相悖，因此寻求一种具有更强蓄能能力、更加节省空间的储能装置也成为光伏建筑一体化发展的重要课题。目前有团队已研发出一种可充放电的混凝土蓄能材料，其筑成的蓄能墙不仅具有很高的储能能力，而且取代普通建筑外墙，很好的节省了空间，同时基于目前建筑行业施工标准，建筑外墙已不再承重，用该蓄能墙取代普通建筑外墙完全可行。但是其散热仍影响蓄能墙工作能力与寿命，解决其散热问题也很重要。

实用新型内容

本申请提供了结合地板辐射供暖的光伏组件背板余热利用装置，用于解决现有技术中光伏建筑一体化技术中，空间有限，散热差的问题。

本申请提供了结合地板辐射供暖的光伏组件背板余热利用装置，所述装置包括：

墙体以及地面；

其中，所述装置的墙体从室外至室内包括光伏组件(1)、水冷却板(2)、冷却液管道(10)、蓄能墙(3)；

所述装置的地面从上之下包括地板装饰层(4)、细石混凝土(5)、反射膜层与钢丝网层(6)、保温隔热层(7)、基层地面(8)、采暖管道(9)；

可选的，水冷却板(2)设置有整齐排布的蛇行穿插的冷却液管道(10)；

可选的，水冷却板(2)的出水口以及入水口分别与采暖管道(9)相连构成回路。

可选的，水冷却板(2)连接住宅供水系统。

可选的，蓄能墙(3)包括导电水泥砂浆、水泥基阳极层、嵌入阳极层的镀铁碳纤维网、水泥基电解质层、水泥基阴极层、嵌入阴极层的镀镍碳纤维网、分别与阳极和阴极相连接的集流器构成的可充放电混凝土蓄能材料。

可选的，所述导电水泥砂浆的成分包括：水泥、沙子、碳纤维、水、甲基纤维素以及超级塑化剂。

可选的，所述集流器的材料为无涂层的碳纤维。

本实用新型在建筑利用地板辐射供暖方式供暖时，用一种可充放电混凝土材料所筑墙体取代普通墙体，起到蓄能作用，利用水对光伏组件与蓄能墙进行冷却处理，解决了光伏组件因散热不良导致光电转化率较低产能低下与蓄能墙散热温度安全的问题；同时，在建筑地板辐射供暖制热时，使用光伏组件与蓄能墙余热对建筑地板辐射供暖系统的供暖水进行加热循环处理，解决了建筑地板供暖系统因对热水进行集中加热补充与管道运送过程中热量损失较大所产生的能耗增加的问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的结合地板辐射供暖的光伏组件背板余热利用装置结构图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

下面首先结合图1对本申请实施例适用的可能的系统架构进行介绍。

请参考图1，本申请提供的装置包括：

墙体以及地面；

其中，装置的墙体从室外至室内包括光伏组件1、水冷却板2、冷却液管道10、蓄能墙3；

装置的地面从上之下包括地板装饰层4、细石混凝土5、反射膜层与钢丝网层6、保温隔热层7、基层地面8、采暖管道9。

水冷却板2设置有整齐排布的蛇行穿插的冷却液管道10。

水冷却板2的出水口以及入水口分别与采暖管道9相连构成回路。

水冷却板2连接住宅供水系统，方便补给冷却液水。

蓄能墙3包括导电水泥砂浆、水泥基阳极层、嵌入阳极层的镀铁碳纤维网、水泥基电解质层、水泥基阴极层、嵌入阴极层的镀镍碳纤维网、分别与阳极和阴极相连接的集流器构成的可充放电混凝土蓄能材料。

镀铁碳纤维网利用电镀技术将金属铁镀到碳纤维网表面，然后将其嵌入进导电砂浆阳极层。

镀镍碳纤维网利用电镀技术将金属镍镀到碳纤维网表面，然后将其嵌入进导电砂浆阴极层。

导电水泥砂浆的成分包括：水泥、沙子、碳纤维、水、甲基纤维素以及超级塑化剂。

集流器的材料为无涂层的碳纤维。

连接光伏组件与蓄能墙的控制器，以控制蓄能墙充放电，方便住户用电。

由基层地面8与保温隔热层7构成地板辐射供暖系统结构底层。

反射膜层与钢丝网层6与采暖管道9构成地板辐射供暖系统供暖层。

光伏组件1直接作为建筑物的外立面外墙体。

下面结合具体实施例对本申请进行阐述。

利用光伏组件与蓄能墙散热对流经水冷却板的水加热，再使热水通过地板辐射供暖系统采暖管道流经室内地下，再对回流水进行再加热实现供热热水循环加热使用，来对室内进行供暖。具体为，在夏季或者室外温度较高时，需要对室内进行降温，此时控制水冷却板与供水系统相连开关11，向水冷却板内注入大量温度较低流速较快的水，对光伏组件与蓄能墙进行降温，流经采暖管道，降低室内温度，再经由管道流回水厂实现再利用，或者使温度升高的水流入蓄水器，对室内供给热水，减少热水器等加热设备使用。在冬季或者室外温度较低时，需要对室内进行供暖，此时水冷却板2中的水经过光伏组件1与蓄能墙3加热，得到低温热水经过采暖管道流遍地板供暖系统，对室内进行供暖，供暖后温度降低的水再次流入水冷却板2再加热，实现供热低温热水循环利用供暖，从而减少地板辐射供暖系统因需要持续补充低温热水造成的能源消耗。同时，补水开关11控制对供暖水的补充。

本实用新型利用一种新型可充放电混凝土蓄能材料，其筑成墙体取代传统光伏建筑一体化的蓄能墙与普通建筑外墙，满足日益提高的用户用电需求与对储能装置储能能力的要求，同时水冷却板对光伏组件与蓄能墙进行冷却处理，解决了光伏组件因散热较差而导致温度过高光电转换效率降低与蓄能墙散热不良安全隐患较大的问题；在地板辐射供暖系统对室内进行供热时，使用光伏组件与蓄能墙余热对地板辐射系统的供热热水进行加热循环处理，解决了地板辐射系统因对供热热水进行补充与运输过程存在热量损失所产生的能耗增加的问题以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (6)

1.结合地板辐射供暖的光伏组件背板余热利用装置，其特征在于，所述装置包括：

墙体以及地面；

其中，所述装置的墙体从室外至室内包括光伏组件(1)、水冷却板(2)、冷却液管道(10)、蓄能墙(3)；

所述装置的地面从上之下包括地板装饰层(4)、细石混凝土(5)、反射膜层与钢丝网层(6)、保温隔热层(7)、基层地面(8)、采暖管道(9)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，水冷却板(2)设置有整齐排布的蛇行穿插的冷却液管道(10)。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，水冷却板(2)的出水口以及入水口分别与采暖管道(9)相连构成回路。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，水冷却板(2)连接住宅供水系统。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，蓄能墙(3)包括导电水泥砂浆、水泥基阳极层、嵌入阳极层的镀铁碳纤维网、水泥基电解质层、水泥基阴极层、嵌入阴极层的镀镍碳纤维网、分别与阳极和阴极相连接的集流器构成的可充放电混凝土蓄能材料。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述集流器的材料为无涂层的碳纤维。