本实用新型专利技术涉及使用建材化PV/T板及蓄能型建材的太阳能热泵系统，包括MPPT太阳能控制器、光伏逆变器、主制冷剂循环管路、副制冷剂循环管路、热水箱循环管路及蓄能循环管路；所述主制冷剂循环管路、副制冷剂循环管路分别为PV/T热泵循环管路、风冷换热器热泵循环管路，PV/T热泵循环管路与风冷换热器热泵循环管路并联；集热水箱用换热器通过生活用集热水箱换热管路连接集热水箱；缓冲水箱用换热器通过蓄能型建材换热管路连接缓冲水箱；墙体内嵌式PV/T板出口连接MPPT太阳能控制器。本实用新型专利技术的有益效果是：本实用新型专利技术采用的墙体内嵌式PV/T发电/集热/蒸发板可以实现与建筑立面墙体的结合，嵌入向阳面墙体中，不占用高层建筑的屋顶空间，可以实现每家每户的安装。
【技术实现步骤摘要】
使用建材化PV/T板及蓄能型建材的太阳能热泵系统
本技术涉及带有蓄能结构的太阳能热泵技术，通过建材化蓄能单元实现建筑一体化，特别涉及一种使用建材化PV/T板及蓄能型建材的太阳能热泵系统。
技术介绍
中国作为全球第一能源消费大国和二氧化碳排放量最大的国家，节能减排的压力日益严峻，同时伴随着环境及大气污染问题，能源结构转型迫在眉睫。可再生能源的开发利用成为有效的解决途径之一，其中太阳能以普遍性、永久性、无污染性成为首选。现主要利用太阳能的形式有光电和光热，已在人类生产生活的各个领域中有着十分广泛的应用，但由于太阳能存在不稳定性、低能量密度、持续性差等缺点，在高效稳定利用太阳能方面还存在诸多瓶颈，影响着分布式能源推进的进程。太阳能电池板发电效率也因太阳能电池板温度的升高而锐减。为克服太阳能系统能量利用率低的问题，前人已专利技术了PV/T技术，其耦合了光伏组件和集热器，降低光伏组件温度提高电效率的同时回收废热，能够极大的减少常规电力消耗，从而提高综合能量利用效率。但由于热电输出的不稳定性的特点，对建筑节能稳定性调控带来障碍，使得该技术在推广时受到限制。为解决系统输出不稳定的问题，前人提出了耦合蓄能设备的太阳能系统，而蓄能设备的使用可以大大降低太阳能热泵系统的不稳定性，但由于蓄能设备需要额外提供安装位置，在土地资源稀缺的城市地区推广缺少实用性和经济性。此外，以水和空气作为换热介质的PV/T板由于成本低廉，结构简单已在市场上进行推广，但由于其换热效果较差，热迁移能力较弱，总体效率不及以制冷剂为介质的直膨式PV/T板。此外，由于城市土地资源稀缺，太阳能组件与建筑一体化成为主流。在城市化的大趋势下，建筑的分布式能源利用已成为推进我国能源转换的中坚力量，如何高效利用太阳能及稳定系统输出成为太阳能分布式能源利用系统推广的关键。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种使用建材化PV/T板及蓄能型建材的太阳能热泵系统，实现太阳能的高效利用及高度的建筑一体化，该系统综合能量利用率高，并利用相变材料和建筑热容减少蓄能设备的占地面积。这种使用建材化PV/T板及蓄能型建材的太阳能热泵系统，包括MPPT太阳能控制器、光伏逆变器、主制冷剂循环管路、副制冷剂循环管路、热水箱循环管路及蓄能循环管路；所述主制冷剂循环管路、副制冷剂循环管路分别为PV/T热泵循环管路、风冷换热器热泵循环管路，PV/T热泵循环管路与风冷换热器热泵循环管路并联；PV/T热泵循环管路包括墙体内嵌式PV/T板、压缩机、集热水箱用换热器、缓冲水箱用换热器和电子膨胀阀，电子膨胀阀连接墙体内嵌式PV/T板入口，墙体内嵌式PV/T板出口通过压缩机分别连接集热水箱用换热器入口和缓冲水箱用换热器入口，集热水箱用换热器出口和缓冲水箱用换热器出口连接电子膨胀阀；风冷换热器热泵循环管路包括风冷换热器、压缩机、集热水箱用换热器、缓冲水箱用换热器和电子膨胀阀，电子膨胀阀连接风冷换热器入口，风冷换热器出口通过压缩机分别连接集热水箱用换热器入口和缓冲水箱用换热器入口；集热水箱用换热器通过生活用集热水箱换热管路连接集热水箱，所述热水箱循环管路包括集热水箱、生活热水供应端和自来水补水端，集热水箱入口连接自来水补水端，集热水箱出口连接生活热水供应端；缓冲水箱用换热器通过蓄能型建材换热管路连接缓冲水箱，所述蓄能循环管路包括缓冲水箱、墙体蓄能型建材和地板蓄能型建材，缓冲水箱出口分别连接墙体蓄能型建材入口和地板蓄能型建材入口，墙体蓄能型建材出口和地板蓄能型建材出口分别连接缓冲水箱入口；墙体内嵌式PV/T板出口连接MPPT太阳能控制器，MPPT太阳能控制器分别连接直流负载和光伏逆变器，光伏逆变器连接交流负载。作为优选：所述墙体内嵌式PV/T板为嵌入建筑立面的PV/T板，从外到内分别为太阳能电池板、EVA胶膜、吹胀板和绝热材料，PV/T板与建筑接触处通过断热铝合金封装；墙体内嵌式PV/T板由光伏组件与单面吹胀的吹胀板层压而成，光伏组件与吹胀板之间通过EVA胶粘连；墙体内嵌式PV/T板表面喷涂电镀黑铬选择性涂层。作为优选：所述吹胀板为全铝板单面吹胀而成，其顶面为平板并通过EVA胶与太阳能电池板背面压制紧密贴合，其底面为制冷剂流道，制冷剂流道为六边形及棋盘型耦合流道；吹胀板内侧布置绝热材料。作为优选：蓄能型建材为埋入地板中的套管式管路，并与地暖管路相耦合，套管内管内为蓄热循环介质，套管外管内为相变材料；外层维护结构采用普通混凝土或泡沫混凝土；普通混凝土或泡沫混凝土上方为实木地板或瓷砖，普通混凝土或泡沫混凝土下方为聚苯乙烯板和建材混凝土。本技术的有益效果是：1、本技术采用的墙体内嵌式PV/T发电/集热/蒸发板可以实现与建筑立面墙体的结合，嵌入向阳面墙体中，不占用高层建筑的屋顶空间，可以实现每家每户的安装；并且通过该PV/T板嵌入墙体的设计，有效的提高传热热阻，相比于普通墙体具有更好的围护结构，降低室内负荷。2、本技术采用流道设计优化的直膨式吹胀板，相比传统水基、空气基的PV/T板和未经流道设计优化的直膨式吹胀板具有较高的效率，实现高效的集热及太阳能电池板的降温；流道设计优化的吹胀板具有更小的压力损失、更好的传热效果和更均匀的温度分布，为系统的稳定运行奠定基础；3、本技术采用蓄能型建材，利用套管将换热介质与储能材料分离，并埋入地板，利用相变材料及建筑热容蓄能，相比传统的蓄能设备，有效减少占地面积，白天多余热量可以存储至蓄能型建材中从而减少夜间系统运行时间，减少常规电力消耗，实现节能减排，并提高系统运行的稳定性和推广的经济性。4、本技术采用并联的风冷换热器加强系统运行的稳定性，将墙体内嵌式PV/T发电/集热/蒸发板与风冷换热器并联，使得该系统在全天、全气候条件下能够稳定输出，相比单一能量输入系统具有更高的效率和更好的运行稳定性。5、本技术的系统与建筑集成度高，不仅墙体内嵌式PV/T板可以和建筑立面或屋顶结合，而且蓄能设备也与建筑一体化，大大减少土地资源匮乏城市地区的设备占地面积；该系统集发电/集热/蓄能于一体，外界条件良好的情况下可以实现建筑零能耗或向外输出电能，为绿色建筑的推广提供了一种可行性方案。附图说明图1为使用建材化PV/T板及蓄能型建材的太阳能热泵系统的系统循环原理图；图2为蓄能型建材单元的剖面图；图3为墙体内嵌式PV/T发电/集热/蒸发板安装示意图。附图标记说明：1-MPPT太阳能控制器；2-压缩机；3-风扇；4-风冷换热器；5-集热水箱用换热器；6-集热水箱；7-生活热水供应端；8-自来水补水端；9-墙体蓄能型建材；10-直流负载；11-交流负载；12-光伏逆变器；13-墙体内嵌式PV/T板；14-三通阀；15-电子膨胀阀；16-缓冲水箱用换热器；17-循环泵；18-电磁阀；19-缓冲水箱；20-地板蓄能型建材；21-套管外管；22-相变材料；23-蓄热循环介质；24-套管内管；25-实木地板或瓷砖；26-普通混凝土或本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种使用建材化PV/T板及蓄能型建材的太阳能热泵系统，其特征在于：包括MPPT太阳能控制器(1)、光伏逆变器(12)、主制冷剂循环管路、副制冷剂循环管路、热水箱循环管路及蓄能循环管路；/n所述主制冷剂循环管路、副制冷剂循环管路分别为PV/T热泵循环管路、风冷换热器热泵循环管路，PV/T热泵循环管路与风冷换热器热泵循环管路并联；PV/T热泵循环管路包括墙体内嵌式PV/T板(13)、压缩机(2)、集热水箱用换热器(5)、缓冲水箱用换热器(16)和电子膨胀阀(15)，电子膨胀阀(15)连接墙体内嵌式PV/T板(13)入口，墙体内嵌式PV/T板(13)出口通过压缩机(2)分别连接集热水箱用换热器(5)入口和缓冲水箱用换热器(16)入口，集热水箱用换热器(5)出口和缓冲水箱用换热器(16)出口连接电子膨胀阀(15)；风冷换热器热泵循环管路包括风冷换热器(4)、压缩机(2)、集热水箱用换热器(5)、缓冲水箱用换热器(16)和电子膨胀阀(15)，电子膨胀阀(15)连接风冷换热器(4)入口，风冷换热器(4)出口通过压缩机(2)分别连接集热水箱用换热器(5)入口和缓冲水箱用换热器(16)入口；/n集热水箱用换热器(5)通过生活用集热水箱换热管路连接集热水箱(6)，所述热水箱循环管路包括集热水箱(6)、生活热水供应端(7)和自来水补水端(8)，集热水箱(6)入口连接自来水补水端(8)，集热水箱(6)出口连接生活热水供应端(7)；/n缓冲水箱用换热器(16)通过蓄能型建材换热管路连接缓冲水箱(19)，所述蓄能循环管路包括缓冲水箱(19)、墙体蓄能型建材(9)和地板蓄能型建材(20)，缓冲水箱(19)出口分别连接墙体蓄能型建材(9)入口和地板蓄能型建材(20)入口，墙体蓄能型建材(9)出口和地板蓄能型建材(20)出口分别连接缓冲水箱(19)入口；/n墙体内嵌式PV/T板(13)出口连接MPPT太阳能控制器(1)，MPPT太阳能控制器(1)分别连接直流负载(10)和光伏逆变器(12)，光伏逆变器(12)连接交流负载(11)。/n...
【技术特征摘要】
1.一种使用建材化PV/T板及蓄能型建材的太阳能热泵系统，其特征在于：包括MPPT太阳能控制器(1)、光伏逆变器(12)、主制冷剂循环管路、副制冷剂循环管路、热水箱循环管路及蓄能循环管路；
所述主制冷剂循环管路、副制冷剂循环管路分别为PV/T热泵循环管路、风冷换热器热泵循环管路，PV/T热泵循环管路与风冷换热器热泵循环管路并联；PV/T热泵循环管路包括墙体内嵌式PV/T板(13)、压缩机(2)、集热水箱用换热器(5)、缓冲水箱用换热器(16)和电子膨胀阀(15)，电子膨胀阀(15)连接墙体内嵌式PV/T板(13)入口，墙体内嵌式PV/T板(13)出口通过压缩机(2)分别连接集热水箱用换热器(5)入口和缓冲水箱用换热器(16)入口，集热水箱用换热器(5)出口和缓冲水箱用换热器(16)出口连接电子膨胀阀(15)；风冷换热器热泵循环管路包括风冷换热器(4)、压缩机(2)、集热水箱用换热器(5)、缓冲水箱用换热器(16)和电子膨胀阀(15)，电子膨胀阀(15)连接风冷换热器(4)入口，风冷换热器(4)出口通过压缩机(2)分别连接集热水箱用换热器(5)入口和缓冲水箱用换热器(16)入口；
集热水箱用换热器(5)通过生活用集热水箱换热管路连接集热水箱(6)，所述热水箱循环管路包括集热水箱(6)、生活热水供应端(7)和自来水补水端(8)，集热水箱(6)入口连接自来水补水端(8)，集热水箱(6)出口连接生活热水供应端(7)；
缓冲水箱用换热器(16)通过蓄能型建材换热管路连接缓冲水箱(19)，所述蓄能循环管路包括缓冲水箱(19)、墙体蓄能型建材(9)和地板蓄能型建材(20)，缓冲水箱(19)出口分别连接墙体蓄能型建材(...
【专利技术属性】
技术研发人员：代彦军，姚剑，赵耀，彭浩，寿春晖，周剑武，沈曲，陈强峰，吕安斌，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，浙江浙能北仑发电有限公司，上海交通大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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