本實(shí)用新型涉及到一種保溫集熱光伏電池板采暖系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能發(fā)電、太陽(yáng)能熱利用與建筑一體化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，普通光伏電池板是直接收集太陽(yáng)輻射能量，通過(guò)電池板中的半導(dǎo)體PN結(jié)將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化成電能輸出。光伏電池板在接收太陽(yáng)輻射正常工作時(shí)，背板的表面溫度可以達(dá)到70℃以上,而此時(shí)電池的PN結(jié)溫度可以超過(guò)100℃。

通常情況隨PN結(jié)溫度升高，光伏電池板輸出功率會(huì)下降。所以光伏電池板的降溫，歷來(lái)是光伏發(fā)電過(guò)程需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。曾經(jīng)有人提出了利用光伏電池背板散發(fā)熱量進(jìn)一步熱利用的技術(shù)方案，但是并沒(méi)有解決與建筑結(jié)合問(wèn)題和太陽(yáng)能綜合利用的各個(gè)關(guān)鍵實(shí)施問(wèn)題。

在國(guó)內(nèi)北方推廣的戶用太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)，面臨兩個(gè)問(wèn)題必須解決。一是原有建筑保溫普遍不行，如不增加保溫設(shè)施，即使供暖能力翻倍，也無(wú)法保證采暖指標(biāo)。在我國(guó)北方應(yīng)用太陽(yáng)能采暖時(shí)，墻體保溫費(fèi)用普遍高于太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)費(fèi)用。

二是為滿足夜間或陽(yáng)光不足時(shí)的全天候采暖要求，太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)必須配備輔助供熱設(shè)備。如果標(biāo)準(zhǔn)采暖面積為60m²，太陽(yáng)能集熱面 積一般要20m²左右，如用普通太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)必須加裝7-9kw輔助供暖裝備才能確保全天采暖要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提出一種將光伏電池板與散熱換熱系統(tǒng)結(jié)合制成保溫墻體的技術(shù)方案，以解決光伏電池板的散熱和熱利用問(wèn)題

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：這種保溫集熱光伏電池板采暖系統(tǒng)，由集熱光伏電池保溫板與換熱設(shè)備連接構(gòu)成，其中集熱光伏電池保溫板結(jié)構(gòu)包括保溫層和玻璃蓋板，在保溫層內(nèi)設(shè)置光伏電池板，光伏電池板的背板緊密貼合微通道換熱扁管，微通道換熱扁管并排設(shè)置，其通道與保溫框架內(nèi)設(shè)置的上、下集管連通，上集管連通換熱設(shè)備的進(jìn)水管，下集管連通換熱設(shè)備的回水管。

所述保溫集熱光伏電池采暖系統(tǒng)，還設(shè)置有空氣源熱泵輔助供暖，空氣源熱泵的出水管與換熱設(shè)備進(jìn)水管經(jīng)三通閥門連通，空氣源熱泵的回水管與換熱設(shè)備回水管連通。

所述保溫集熱光伏電池采暖系統(tǒng)中集熱光伏電池保溫板的換熱設(shè)備還通過(guò)三通閥門與沐浴系統(tǒng)通,不需要采暖時(shí)作為熱水器使用。

所述保溫集熱光伏電池采暖系統(tǒng)，所述集熱光伏電池保溫板包括墻板與屋頂板，其中屋頂板在保溫層外設(shè)置安裝框架。

所述保溫集熱光伏電池板采暖系統(tǒng)，微通道換熱扁管與上集管和下集管的連接方式為粘接或焊接。

所述保溫集熱光伏電池板采暖系統(tǒng)，集熱光伏電池保溫板的保溫層壓制成型時(shí)，預(yù)留凹槽安裝微通道換熱扁管和光伏電池板，然后把 玻璃蓋板用玻璃粘合劑粘接在壓制保溫層凸出的周邊平面上；

所述保溫集熱光伏電池板采暖系統(tǒng)，集熱光伏電池保溫板的墻板用螺栓、密封壓條、扣插件安裝在墻體上單片使用或由多片串聯(lián)或并聯(lián)組成系統(tǒng)使用，單片的光伏電池板輸出電線在墻板一個(gè)側(cè)面引出；保溫集熱光伏電池板的屋頂板，用支架安裝在房頂單片使用或由多片串聯(lián)或并聯(lián)組成系統(tǒng)使用。

本實(shí)用新型利用光伏電池板散發(fā)熱量為熱源通過(guò)熱交換系統(tǒng)冬天為室內(nèi)供暖，夏天則提供沐浴的熱水。選擇空氣源熱泵作為輔助供暖裝備，用光伏電池提供的電力運(yùn)行熱泵和室內(nèi)電器。同時(shí)本實(shí)用新型將保溫板、光伏電池板、微通道散熱器集成在一起，構(gòu)成保溫、發(fā)電、采暖一體化裝配式墻板，在外墻施工同時(shí)安裝在外墻上或屋頂上，外觀與普通保溫裝飾板一樣，在建筑外墻安裝方式也與普通保溫裝飾板相同，能與建筑形成一體化無(wú)縫連接；節(jié)省50％太陽(yáng)能集熱和光伏電池兩套系統(tǒng)的安裝面積和一套邊框及支架系統(tǒng)；大幅降低了安裝太陽(yáng)能集熱和光伏電池兩套系統(tǒng)的成本。保證了建筑物的外觀不變，建筑物外墻沒(méi)有突出物，避免了破壞、墜落等事故，提高了安全性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型保溫集熱光伏電池墻板主視圖

圖2圖1的A-A剖視圖

圖3本實(shí)用新型保溫集熱光伏電池屋頂板主視圖

圖4是圖3的A-A剖視圖

圖5是本實(shí)用新型上下集管、微通道換熱扁管、光伏電池板連接示意 圖

圖6是圖5的B-B截面圖

圖7是本實(shí)用新型墻板安裝示意圖

圖8是本實(shí)用新型保溫集熱光伏電池板采暖系統(tǒng)安裝示意圖

圖中：

1、上集管 2、微通道換熱扁管 3、光伏電池板

4、玻璃蓋板 5、下集管 6、保溫層 7、光伏電池輸出線

8、背板 9、邊框 10、光伏電池電纜 11、空氣源熱泵

12、熱泵回水管 13、熱泵供水管 14、換熱設(shè)備 15、三通閥門

16、換熱設(shè)備回水管 17、換熱設(shè)備供水管 18、集熱光伏電池板

19、連接電網(wǎng)電纜 20、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 21、密封壓條 22、扣插件

23、螺栓 24、原有墻體 25、循環(huán)水泵 26、熱水閥門

27、洗浴設(shè)備 28、冷水供水管 29、冷水閥門 30、補(bǔ)水閥門

31、補(bǔ)水管道

具體實(shí)施方式

如圖8所示本實(shí)用新型保溫集熱光伏電池采暖系統(tǒng)：采暖系統(tǒng)由集熱光伏電池保溫板18與換熱設(shè)備14連接構(gòu)成，創(chuàng)新點(diǎn)是把保溫板、光伏電池板、微通道散熱器集成在一起，構(gòu)成保溫、發(fā)電、采暖一體化裝配式墻板，在外墻施工同時(shí)安裝在外墻上或屋頂上，外觀與普通保溫裝飾板一樣，在建筑外墻安裝方式也與普通保溫裝飾板相同，能與建筑形成一體化無(wú)縫連接；

其中：圖1、圖2、或圖3、圖4所示集熱光伏電池保溫板18結(jié) 構(gòu)包括保溫層6和玻璃蓋板4，在保溫框架內(nèi)設(shè)置光伏電池板3，光伏電池板的背板緊密貼合微通道換熱扁管2，微通道換熱扁管2并排設(shè)置，其通道與保溫框架內(nèi)設(shè)置的上、下集管連通，圖8所示：上集管1連通換熱設(shè)備的進(jìn)水管17，下集管5連通換熱設(shè)備的回水管16。

為滿足夜間或陽(yáng)光不足時(shí)的全天候采暖要求，本實(shí)用新型選擇空氣源熱泵11為輔助供暖，空氣源熱泵的出水管13與換熱設(shè)備進(jìn)水管17經(jīng)三通閥門15連通，空氣源熱泵的回水管與換熱設(shè)備回水管連通。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案技術(shù)和分布式并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)結(jié)合，不需配置蓄電設(shè)備，采暖系統(tǒng)用電少或不用電時(shí)，光伏發(fā)電直接上網(wǎng)輸出，采暖系統(tǒng)用電時(shí)，與電網(wǎng)連通。

本實(shí)用新型安裝20m²一體化保溫集熱光伏電池墻板，平均輸出功率約2.4kw，按日上網(wǎng)供電6小時(shí)計(jì)算，每日可產(chǎn)電量14.4kwh。按每戶照明等其它日用電量0.5kwh計(jì)算，其余13.9kwh電量可并網(wǎng)輸出。當(dāng)輔助供暖裝備采用供熱能力為8kw的空氣源熱泵時(shí)，因?yàn)槠骄苄П鹊扔?，耗電量?jī)H有2kw/h，耗用13.9kwh電量，可維持熱泵運(yùn)行7小時(shí)左右。因此輔助供暖裝備耗電完全可由本系統(tǒng)發(fā)電換取，不再需要另外消耗煤、電、氣、柴等其它能源。

夏天，本實(shí)用新型的保溫集熱光伏電池板采暖系統(tǒng)的換熱設(shè)備14還通過(guò)三通閥門26與沐浴系統(tǒng)27連通,不需要采暖時(shí)作為熱水器使用。

所述保溫集熱光伏電池板18包括墻板與屋頂板，其中屋頂板在 保溫層外設(shè)置安裝框架9。

本實(shí)用新型保溫集熱光伏電池采暖系統(tǒng)中采暖系統(tǒng)集熱光伏電池保溫板18的加工方法包括：

A、微通道換熱扁管2與上集管和下集管的連接方式為粘接或焊接；

粘接方法是在上集管和下集管外壁上，延軸向加工出長(zhǎng)孔，長(zhǎng)孔尺寸與扁管橫截面形狀相同，將扁管插入集管后，用耐高溫粘合劑將集管與扁管粘接固定。集管上長(zhǎng)孔之間預(yù)留5-8毫米間隙，光伏電池片之間預(yù)留3-5毫米間隙。上集管1和下集管5不流通水或介質(zhì)的一端，預(yù)先焊接或粘接封堵。

釬焊方法是：在上集管和下集管外壁上，延軸向加工出長(zhǎng)孔，長(zhǎng)孔尺寸與扁管橫截面形狀相同，將扁管插入集管后，用過(guò)爐釬焊將扁管焊接到集管上。

B、在微通道換熱扁管與上下集管粘接固定好后，再將光伏電池板3塑封面與微通道換熱扁管用耐高溫導(dǎo)熱粘合劑粘接固定，光伏電池輸出電線按串聯(lián)或并聯(lián)連接好后，用耐高溫導(dǎo)熱粘合劑固定在微通道換熱扁管上；

本實(shí)用新型中選擇微通道扁管和集管可以是鋁、銅等金屬管，也可以是PP-R等耐溫塑料材料。耐高溫粘合劑選擇在200℃環(huán)境下可長(zhǎng)期工作的密封型耐高溫單組分硅酮膠。耐高溫導(dǎo)熱粘合劑選擇在240℃可長(zhǎng)期工作的耐高溫導(dǎo)熱硅酮膠。

C、集熱光伏電池保溫板18的保溫層6壓制成型時(shí)，預(yù)留凹槽安 裝微通道換熱扁管和光伏電池板，然后把玻璃蓋板用玻璃粘合劑粘接在壓制保溫層凸出的周邊平面上；

D、集熱光伏電池保溫板18的墻板用螺栓、密封壓條、扣插件安裝在墻體上單片使用或由多片串聯(lián)或并聯(lián)組成系統(tǒng)使用，單片的光伏電池板輸出電線在墻板一個(gè)側(cè)面引出；保溫集熱光伏電池板的屋頂板，用支架安裝在房頂單片使用或由多片串聯(lián)或并聯(lián)組成系統(tǒng)使用。

上述描述僅作為保溫集熱光伏電池板采暖系統(tǒng)及加工方法可實(shí)施的技術(shù)方案提出，不作為對(duì)其結(jié)構(gòu)或方法的限制條件。