[发明专利]包含光伏光热相变水箱、特朗伯墙、植物的系统及方法

说明书

本发明提供一种包含光伏光热相变水箱、特朗伯墙、植物的系统及工作方法，包括光伏光热相变水箱、特朗伯墙、植物、储电系统；本系统可实现发电、制热水、被动制冷、被动采暖、净化空气等多种功能。在非采暖季，光伏光热相变水箱与植物分别以储热和蒸腾作用降低建筑墙体温度，获得热水的同时而并与特朗伯墙形成太阳能烟囱，达到建筑被动制冷功能；在采暖季，光伏光热相变水箱和特朗伯墙联合，实现建筑被动采暖的同时储存热量，而植物通过光合作用吸收CO₂释放O₂并耦合被动采暖过程调节室内空气质量。除了季节性的实现制热水、被动制冷、被动采暖和调节室内空气质量外，本系统同时可实现全年供电。

技术领域

本发明属于光伏光热技术与建筑结合领域，具体涉及光伏光热相变水箱与特朗伯墙、植物相结合在建筑中的应用。

背景技术

太阳能光伏光热一体化技术系统可实现供电供热水双重功能。当前光伏光热系统多采用换热器连接光伏光热模块与水箱，此种系统具有换热面积小、传热路径长、占用空间大等缺点，阻碍了光伏光热系统的效率提升和实际应用发展。

自然对流换热形式是光伏光热模块实际应用的主要换热模式，此前系统多考虑模块背部换热器的管型、尺寸、材质等作为提升换热能力的参数，针对水箱内部的设计来提升光伏光热性能的研究有待加强。

植物墙体是一个传统的优化建筑外观和室内环境的方案，其与太阳能系统的结合可耦合实现不同功能，具有重要研究价值。

发明内容

针对现有光伏光热模块传热路径长、太阳能特朗伯墙应用方式单一、功能局限等问题，本发明提出了一种包含光伏光热相变水箱、特朗伯墙、植物的系统。该系统将光伏光热层与储热水箱壁面黏合并与特朗伯墙相结合，以光伏光热层与储热水箱的直接熔合扩大了二者之间的换热面积，缩短了传热路径，节省了安装空间；同时，储热水箱内部设置散热翅片和相变材料共同作用以加强水与壁面的换热能力，提高光伏光热综合效率。通过光伏光热系统的供热与植物的空气净化功能相结合，扩展了系统输出功能。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种包含光伏光热相变水箱、特朗伯墙、植物的系统，包括墙体、墙体阳面的玻璃板1、玻璃板1内侧的特朗伯墙系统、玻璃板1和特朗伯墙系统之间的光伏光热相变水箱和植物11、以及储电系统；

光伏光热相变水箱包括储热水箱5、位于储热水箱5向阳侧外表面的太阳能光伏光热层2，太阳能光伏光热层2由电池片阵列3和玻璃基板4层压而成；电池片阵列3层压在玻璃基板4的向阳侧外表面，储热水箱5的向阳侧内壁面设有竖直放置的散热翅片9，储热水箱5的背光侧内壁面上部设有相变材料8；储热水箱5上设有连通至客户端的热水出口6和冷水进口7；

特朗伯墙系统包括墙体阴面的特朗伯墙23、玻璃板1和特朗伯墙23之间的特朗伯墙空气流道14，墙体阴面上设有建筑阴面进气口20，建筑阴面进气口20设有建筑阴面进气口挡板21，特朗伯墙下方和墙体之间的开口为特朗伯墙下风入口12，特朗伯墙下风入口12设有特朗伯墙下风入口挡板13，特朗伯墙23上方和墙体之间的开口为特朗伯墙上风出口15，特朗伯墙上风出口15设有特朗伯墙上风出口挡板16，特朗伯墙23和玻璃板1之间的通道为特朗伯墙空气流道14，墙体的阳面设有建筑阳面排气口17；

光伏光热相变水箱和植物11设置于特朗伯墙空气流道14内；

储电系统包括太阳能蓄电池18与太阳能逆控一体机19，电池片阵列3和太阳能蓄电池18通过电线连接，太阳能蓄电池18与太阳能逆控一体机19通过电线连接，太阳能逆控一体机19连接用户端22。

作为优选方式，储热水箱5的左右两面为平面。

作为优选方式，储热水箱5的背光侧外表面和特朗伯墙23之间设有保温层10，储热水箱5的上下外表面覆盖保温层10。