CN202359757U - 太阳能光电-热集成*** - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及节能环保建筑领域，特别涉及一种全被动式太阳能光电-热集成***。所述太阳能光电-热集成***包括设置于墙体内侧上部的热空气出口，其可以与室内环境直接相通或与建筑空调或热水***相连接；内侧吸热表面，其可以为建筑墙体或高反射玻璃；外墙作为幕墙的太阳能光电板，其下半部设置有多个分布式小进风口。本实用新型的设计可以大大提高太阳能利用的综合效率，尤其是单位阳光直射面积上太阳能的利用效率；应用性强，建造成本及维护成本较低。

Description

太阳能光电-热集成***
技术领域
本实用新型涉及节能环保建筑领域，特别涉及一种全被动式太阳能光电-热集成***。 
背景技术
在目前传统能源消耗引起的环境污染问题越来越严重的情况下，追求环保与节能已逐渐成为全世界各国的目标，绿色环保建筑即为其中一项重要的领域。目前出现了一种技术应用，即利用太阳能的自然热辐射以及玻璃的温室效应(greenhouse effect：太阳热辐射可以穿透玻璃但室温热辐射无法逃逸出来)，在一个玻璃墙体夹层中集中加热周围环境低温空气，由温差引起的向上热浮力自然引导加热后的空气流入室内，从而进行室内加热。如图1所示的这种玻璃墙体的结构示意图，所述加热墙体包括墙体内侧上部的热空气出口10，其可以与室内相通或作为空调或热水***的预热***；内侧吸热表面18，其可为 
建筑墙体或高反射玻璃；外墙高透玻璃16，设置于外墙下部的室外空气入口14；另外，还可包括墙体内侧下部设置的室内空气入口12。这种玻璃加热墙体，仅是将太阳能和热能进行转化，另外目前越来越多的建筑采用光伏组件作为建筑幕墙进行产生电能供楼宇使用，这些使用都是单纯的太阳能光热或光电利用，不能在同样的建筑面积上最大限度的利用太阳能这种无污染的绿色新能源。 
实用新型内容
针对现有技术的问题，本实用新型提出一种太阳能光电-热集成***，其利用太阳能光电板作为建筑物的外墙，对太阳能经太阳能光电板吸收后的余热(约85-95％)进行二次利用来加热空气；加热后的空气可以用于建筑室内直接或间接取暖，或连接气水热交换器来产生生活所需的热水。由于玻璃的温室效应，穿透外层太阳能光电板的大量太阳能余热在一个特别设计的玻璃墙体夹层中可以集中加热周围环境低温空气，由温差引起的向上热浮力自然引导加热后的空气流入室内，无需任何机械和热力***就可以对室内环境进行天然取暖或提供生活热水。 
为达到本实用新型的目的，本实用新型的太阳能光电-热集成***，其应用于建筑物的外墙面或建筑顶面，所述建筑物外墙面为太阳能光电板，后面有可让空气流通的空腔，所述太阳能光电-热集成***包括设置于墙体内侧上部的热空气出口，其可以与室内相通或与空调或热水***连接；内侧吸热表面，其可以为建筑墙体或高反射玻璃；外墙作为幕墙的太阳能光电板，其下半部设置有多个分布式小进风口；另外，还包括墙体顶部以及底部，顶部可以为高透玻璃；底部为吸热表面。 
另优选的，还可包括墙体内侧下部设置的室内空气入口。 
其中，所述多个分布式小进风口可以减少空气在入口处的动量由于转向会遭遇较大的阻力从而造成空气流量减少，增加空气流量。另外，其还可以将被加热冷空气更有效和均匀地传递到内侧的热表面进行加热。 
本实用新型的有益效果是，本实用新型的设计可以大大提高太阳能利用的综合效率，尤其是单位阳光直射面积上太阳能的利用效率。更重要的是，周围空气可以对太阳能光电板进行有效的降温，从而恢复或提高太阳能光电板的产电效率(太阳能光电板的产电效率会随着光电板温度的增加会下降，每增加一度温度，产电效率就会下降约0.5％)。太阳能加热墙可以全被动式工作，无需任何机械和热力***；应用时可以运用在各种层高的建筑物上，***可以向上下左右重复延；可以作为独立的采暖***，也可以与其他***结合使用；整个***无移动部件，保证了较低，甚至为零的维护成本且无需特别的建筑材料，成本较低。 
附图说明
图1所示为现有技术的空气加热墙的结构示意图； 
图2所示为本实用新型的太阳能光电-热集成***的墙体的结构示意图。 
具体实施方式
下面将结合附图详细叙述本实用新型的太阳能光电-热集成***的结构及功效，图示仅为更好的显示本实用新型的设计细节，所示尺 寸比例并不为实际设计的尺寸比例。另外，图中所示是墙体的纵向剖面示意图。 
如图2所示的本实用新型的太阳能光电-热集成***的结构示意图，所述建筑物外墙采用太阳能光电板24(即太阳电池组件)作为幕墙，建筑物墙体内侧上部设置热空气出口20，其可以与室内相通或与空调或热水***连接；内侧吸热表面40，其可以为建筑墙体或高反射玻璃表面；所述太阳能光电板24的下半部设置有多个分布式小进风口28；另外，还包括墙体顶部30，其可以为高透玻璃；以及底部吸热表面32。另优选的，还可包括墙体内侧下部设置的室内空气入口22。所述分布式小进风口28为相隔一定间距均匀设置，优选的，所述进风口的孔径为0.3至0.7cm，其相隔间距为5至10cm。 
多个分布式小进风口28的作用为，空气在入口处的动量由于转向会遭遇较大的阻力(或称为动量损耗)，从而减少流量，分布式小进风口28可以减少这种动量损耗，增加空气流量。另外，分布式小进风口28可以将被加热冷空气更有效和均匀地传递到内侧的热表面进行加热。 
在利用本实用新型的太阳能光电-热集成***的一个实施例实现的全新风工作模式中，外部空气由于玻璃墙体夹层中热浮力产生的向上提升力，经分布式小进风口吸入玻璃墙体夹层，被太阳能光电板背面的高温和内侧的吸热表面加热，加热后的空气有墙体夹层上侧开口进入室内(或空调/热交换器***)。此为空气加热墙的主要模式。所述模拟测试的条件为：垂直日照强度：200W/m2，光电板背面温度：70℃；室内温度：20℃；墙宽：1m。表一显示了在此条件下两种空气墙的性能比较结果。 
Figure DEST_PATH_GSB00000804764200031
表一 
在利用本实用新型的太阳能光电-热集成***的另一个实施例实现的部分新风模式中，为了更有效的利用室内废热，部分室内温热但陈旧空气(约占总流量的40％)可以经有玻璃墙体夹层内侧下层的可控开口，进入玻璃墙体夹层，与经分布式小进风口吸入的新鲜冷空气(约占总流量的60％)混合，被两侧的吸热表面加热后，由上侧开口流入室内。此为空气加热墙根据实际需要的可选辅助模式。 
所述模拟测试的条件为：垂直日照强度：200W/m2，光电板背面温度：70℃；室内温度：20℃；墙宽：1m。表二显示了在此条件下两种空气墙的性能比较结果。 
Figure DEST_PATH_GSB00000804764200041
表二 
本实用新型的太阳能加热墙可以运用在建筑的东、南、西外立面以及剖面屋顶，当然使用在朝阳的南面和屋顶效果最好。 
如上所述，本实用新型的太阳能光电-热集成***，大大增加单位日照面积的太阳能利用效率，在废热利用的同时增加太阳能光电板的发电效率，提高昂贵太阳能光电板的性价比；本实用新型可以实现全被动式工作，无需任何机械和热力***；应用时可以运用在各种层高的建筑物上，***可以向上下左右重复延；其可以作为独立的采暖***，也可以与其他***结合使用；其结构简单，既可以使用于新建筑又可以很方便的运用于既有建筑改造，不需要对现有建筑***做大的调整；整个***无移动部件，保证了低(甚至零)维护成本；其可以利用常规建筑材料，所以建造成本也较低。 
本实用新型并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本实用新型的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。 

Claims (5)

1.一种太阳能光电-热集成***，其用于建筑物的外墙面或建筑顶面，其特征在于，所述建筑物外墙面为太阳能光电板，后面有可让空气流通的空腔，建筑物内墙面上部设置有热空气出口，其与室内环境直接相通或与空调或热水***连接，建筑内墙面为吸热表面；其中，所述太阳能光电板的下半部设置有多个分布式小进风口。
2.如权利要求1所述的太阳能光电-热集成***，其特征在于，其中所述墙体还包括墙体顶部以及底部，其顶部为高透玻璃；底部为吸收表面。
3.如权利要求1所述的太阳能光电-热集成***，其特征在于，其中所述加热墙还包括内墙体面下部设置的室内循环空气入口。
4.如权利要求1所述的太阳能光电-热集成***，其特征在于，其中所述分布式小进风口为相隔一定间距均匀设置。
5.如权利要求4所述的太阳能光电-热集成***，其特征在于，其中所述分布式小进风口的孔径为0.3至0.7cm，其相隔间距为5至10cm。 
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102383499A (zh) * 2011-08-30 2012-03-21 翟志强 太阳能光电-热集成***
CN105723613A (zh) * 2016-01-17 2016-06-29 盛玉伟 具有太阳能能源单元的建筑结构及向建筑供热、电的方法

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CN102383499A (zh) * 2011-08-30 2012-03-21 翟志强 太阳能光电-热集成***
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