一种利用光伏幕墙余热和加热塔的蓄热系统

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其涉及一种利用光伏幕墙余热和加热塔的蓄热系统。

背景技术

光伏幕墙是光伏建筑一体化的一种高端产品，是指将光伏组件设置在建筑围护结构的外表面，或直接取代建筑围护结构，实现光伏发电与建筑物有机结合的一种新型建筑能源方式。光伏幕墙接收太阳辐射，光伏组件将太阳辐射转换为电能。光伏组件发电的同时向光伏幕墙附近环境散热以及与气流通道内气流进行对流换热。在光伏幕墙系统的运行中，太阳电池的光电转换效率随着工作温度的上升而下降，对于晶体硅的光伏组件温度每升高1℃会使太阳电池的能量转换效率降低0.5％。

我国太阳能资源丰富，由于地理、季节、昼夜及天气变化等因素的制约，常表现出间断性和不稳定性等特点。因此热量的利用也常常表现出在时间上和空间上不匹配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用光伏幕墙余热和加热塔的蓄热系统，利用相变储能技术解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

一种利用光伏幕墙余热和加热塔的蓄热系统，其特征在于：包括光伏箱体(2)、风水换热器(8)、加热塔(17)和地埋盘管(13)，其特征在于：所述光伏箱体(2)的前部为光伏幕墙面板(3)，所述光伏箱体(2)的后部为光伏幕墙背板，所述光伏幕墙面板(3)上贴附有多组的光伏板(1)，所述光伏板(1)后部为密闭空腔(2a)，所述光伏箱体(2)的上部和下部分别设有光伏幕墙上出口(4)、光伏幕墙下入口(5)，所述光伏幕墙上出口(4)通过镀锌钢管(6)连接管道风机(7)，所述管道风机(7)通过镀锌钢管(6)连接风水换热器(8)，所述风水换热器(8)通过镀锌钢管(6)从光伏幕墙下入口(5)进入光伏幕墙的密闭空腔(2a)；

所述地埋盘管(13)分别通过地源侧回水管(10)和地源侧供水管(11) 连接风水换热器(8)，所述加热塔(17)通过加热塔供水管(14)连接地源侧回水管(10)，所述加热塔(17)通过加热塔回水管(15)连接地源侧供水管(11)，所述加热塔回水管(15)上设置有电动阀门(16)，所述地源侧供水管(11)上设置有地源侧水泵(12)；

所述地埋盘管(13)需要的需热量通过地源侧供水管(11)经地源侧水泵(12)送入风水换热器(8)和加热塔(17)内，最后通过地源侧回水管(10) 返回到地埋盘管(13)。

所述镀锌钢管(6)上安装有电动阀门(9)，电动阀门(9)在过渡季运行风水换热器(8)的时候自动开启。

所述电动阀门(16)是根据控制策略来控制风水换热器(8)与加热塔(17) 的任一设备运行的阀门，可分别联通风水换热器(8)一侧和加热塔(17)一侧。

所述地埋盘管(13)的出口与地源侧水泵(12)相连接，其根据控制策略分别切换至风水换热器(8)或加热塔(17)进行蓄热。

本发明的有益效果是：

1、光伏幕墙结合了风水换热器与自动控制技术，能够将光伏板产生多余热量，利用风水换热器将热量转入地下起来，也间接提高了光伏板的发电效率，从而为可再生能源持续发展做出准备。

2、风水换热器可以将光伏板所产多余热量利用起来，同时加热塔也可以将热量为土壤源蓄热，缓解土壤的冷堆积问题。从而提高了土壤源热泵的应用领域与应用范围，也提高机组的运行效率和Cop。

附图说明

图1为本发明一种利用光伏幕墙余热利用和加热塔的蓄热系统的光伏幕墙示意图；

图2为本发明一种利用光伏幕墙余热利用和加热塔的蓄热系统在过渡季运行流程图；

图3为本发明一种利用光伏幕墙余热利用和加热塔的蓄热系统在过渡季运行的控制逻辑图；

图中，1、光伏板，2、光伏箱体，2a、密闭空腔，3、光伏幕墙面板，4、光伏幕墙上出口，5、光伏幕墙下出口，6、镀锌钢管，7、管道风机，8、风水换热器，9、风道电动阀门，10、地源侧回水管，11、地源侧供水管，12、地源侧水泵，13、地埋盘管，14加热塔供水管，15加热塔回水管，16电动阀门，17加热塔。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合附图描述本发明的具体实施例。

实施例1

如图1-3所示

一种利用光伏幕墙余热和加热塔的蓄热系统，包括光伏箱体2、风水换热器8、加热塔17和地埋盘管13，光伏箱体2的前部为光伏幕墙面板3，光伏箱体 2的后部为光伏幕墙背板，光伏幕墙面板3上贴附有多组的光伏板1，光伏板1 后部为密闭空腔2a，光伏箱体2的上部和下部分别设有光伏幕墙上出口4、光伏幕墙下入口5，光伏幕墙上出口4通过镀锌钢管6连接管道风机7，管道风机7 通过镀锌钢管6连接风水换热器8，风水换热器8通过镀锌钢管6从光伏幕墙下入口5进入光伏幕墙的密闭空腔2a；

地埋盘管13分别通过地源侧回水管10和地源侧供水管11连接风水换热器 8，所述加热塔17通过加热塔供水管14连接地源侧回水管10，加热塔17通过加热塔回水管15连接地源侧供水管11，所述加热塔回水管15上设置有电动阀门 16，地源侧供水管11上设置有地源侧水泵12；

所述地埋盘管13需要的需热量通过地源侧供水管11经地源侧水泵12送入风水换热器8和加热塔17内，最后通过地源侧回水管10返回到地埋盘管13。

镀锌钢管6上安装有电动阀门9，电动阀门9在过渡季运行风水换热器8的时候自动开启。

电动阀门16是根据控制策略来控制风水换热器8与加热塔17的任一设备运行的阀门，可分别联通风水换热器8一侧和加热塔17一侧。

地埋盘管13的出口与地源侧水泵12相连接，其根据控制策略分别切换至风水换热器8或加热塔17进行蓄热。

本发明在过度季运行时，可以采用俩种方式分别为土壤进行蓄热，一是利用风水换热器8进行换热，二是利用加热塔17为土壤进行蓄热，当阳光照射到光伏板1上，光伏板1发电并产热，幕墙内空气通过管道风机7与将空气通过镀锌钢管6连通到风水换热器8内与地源侧水进行换热，地埋盘管13内的水通过地源侧水泵将水送入风水换热器8内与热风交换热量。

加热塔17为土壤进行蓄热的原理是，当加热塔17中的温度较高时，即在 20℃以上时，开启电动阀门16，加热塔17中的水通过加热塔供水管14送入地下，加热塔回水管15通过地源侧水泵12再回到加热塔中，实现为土壤进行蓄热。

当光伏幕墙内空气温度≥25℃，开启风水换热器8，将幕墙内余热利用送入风水换热器8与空气进行热量交换；当光伏幕墙内空气温度＜25℃时，而加热塔17中的水温≥20℃，则采用加热塔17为土壤蓄热，其控制流程图见图3。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。