[发明专利]多功能热管式光伏光热高低温相变地板耦合系统及方法

权利要求书

1.一种多功能热管式光伏光热高低温相变地板耦合系统，其特征在于：包括热管式光伏光热模块(1)、风-水冷换热器模块(18)、高低温相变地板换热模块(21)、太阳能逆变器蓄电模块；所述风-水冷换热器模块(18)和高低温相变地板换热模块(21)的安装位置高于热管式光伏光热模块(1)；

所述热管式光伏光热模块(1)包括：固定于墙体向阳侧的吸热板(5)、吸热板(5)和墙体(20)之间的保温层(7)、吸热板(5)远离墙体一侧的玻璃盖板(2)、玻璃盖板(2)和吸热板(5)之间的隔热空气层(3)，吸热板(5)的向阳面设有太阳能电池片阵列(4)，吸热板(5)的背光面和微通道热管蒸发器(6)固定连接，热管式光伏光热模块(1)用于吸收太阳能并将其转换为电能和热能；微通道热管蒸发器(6)通过风-水冷换热器阀门B(28)连接至风-水冷换热器模块(18)的入口；

风-水冷换热器模块(18)内部设有微通道冷媒换热管(13)、水冷换热管(12)、风冷换热管(11)，风-水冷换热器模块(18)具有风冷、水冷两种强制换热模式，水冷换热管(12)通过水泵(15)与储热水箱(17)相连，形成冷却水通道，冷却水通道与微通道冷媒换热管(13)相邻设置；若干风冷换热管(11)首尾串联形成冷却风通道，冷却风通道与微通道冷媒换热管(13)相邻设置，冷却风通道的入口设有风扇(10)，冷却风通道的出口设置于室外且设有风冷管出口挡板(14)；

高低温相变地板换热模块(21)包括：地板(24)、地板(24)内部的地板冷凝器(22)、地板冷凝器(22)内部的高低温相变材料(23)；

太阳能逆变器蓄电模块包括：和太阳能电池片阵列(4)连接的太阳能蓄电池(27)、太阳能蓄电池(27)连接的太阳能逆变器(26)，太阳能逆变器(26)连接至用户端(16)；

风-水冷换热器模块(18)的入口设有风-水冷换热器阀门B(28)，风-水冷换热器模块(18)的出口设有风-水冷换热器阀门A(9)，高低温相变地板换热模块(21)的出口设有高低温相变地板换热器阀门D(25)，高低温相变地板换热模块(21)的入口设有高低温相变地板换热器阀门C(19)，风-水冷换热器阀门B(28)和高低温相变地板换热器阀门C(19)通过管道连通，高低温相变地板换热器阀门C(19)和微通道热管蒸发器(6)的顶部出口通过管道连通，高低温相变地板换热器阀门D(25)和风-水冷换热器阀门A(9)通过管道连通，高低温相变地板换热器阀门D(25)和微通道热管蒸发器(6)的底部入口通过管道连通，水泵(15)安装于水箱下端管道。

2.根据权利要求1所述的一种多功能热管式光伏光热高低温相变地板耦合系统，其特征在于：高低温相变材料(23)由两种不同相变温度的相变材料组成，高温相变温度为30℃～35℃，低温相变温度为20-25℃。

3.根据权利要求1所述的一种多功能热管式光伏光热高低温相变地板耦合系统，其特征在于：太阳能电池片阵列(4)、吸热板(5)、微通道热管蒸发器(6)通过热熔胶层压在一起。

4.根据权利要求1所述的一种多功能热管式光伏光热高低温相变地板耦合系统，其特征在于：所述热管式光伏光热模块(1)的上下两侧通过光伏光热模块边框(8)封闭。

5.根据权利要求1所述的一种多功能热管式光伏光热高低温相变地板耦合系统，其特征在于：热管式光伏光热模块(1)嵌于建筑外墙上。

6.根据权利要求1所述的一种多功能热管式光伏光热高低温相变地板耦合系统，其特征在于：热管式光伏光热模块(1)内的微通道热管蒸发器(6)分别与微通道冷媒换热管(13)、地板冷凝器(22)组成分离式热管系统。

7.权利要求1至6任意一种所述的多功能热管式光伏光热高低温相变地板耦合系统的工作方法，其特征在于：

在非采暖季节白天，热管式光伏光热模块(1)与风-水冷换热器模块(18)连通，微通道热管蒸发器(6)与风-水冷换热器模块(18)组成分离式热管系统，微通道热管蒸发器(6)内的工质吸收热管式光伏光热模块(1)内的热量，内部工质由液态变为气态，气态工质沿管道经风-水冷换热器阀门B(28)到达风-水冷换热器模块(18)，在微通道冷媒换热管(13)中与水冷换热管(12)中的水进行换热，储热水箱(17)及水冷换热管(12)中的水通过水泵(15)进行循环，微通道冷媒换热管(13)内的工质经过放热后由气态变为液态，液态工质受重力作用，经过风-水冷换热器阀门A(9)流回热管式光伏光热模块(1)实现制热水并循环；在夏季夜晚，风-水冷换热器模块(18)及高低温相变地板换热模块(21)连通，地板冷凝器(22)与风-水冷换热器模块(18)组成分离式热管系统，由于白天室内温度高，高低温相变地板换热模块(21)中的相变材料(23)吸热后发生相变，在夜间相变材料(23)中的热量使地板冷凝器(22)中的工质由液态变为气态，气态工质通过高低温相变地板换热器阀门C(19)沿管道到达风-水冷换热器模块(18)，在微通道冷媒换热管(13)中与风冷换热管(11)通过风扇(10)进行强制换热，微通道冷媒换热管(13)内的工质经过放热后由气态变为液态，液态工质受重力作用，经过风-水冷换热器阀门A(9)流回高低温相变地板换热模块(21)实现蓄冷并循环；

在采暖季节白天，热管式光伏光热模块(1)与高低温相变地板换热模块(21)接通，微通道热管蒸发器(6)与地板冷凝器(22)组成分离式热管，微通道热管蒸发器(6)内的工质吸收热管式光伏光热模块(1)内的热量，内部工质由液态变为气态，气态工质通过高低温相变地板换热器阀门C(19)沿管道进入地板冷凝器(22)，高温工质释放热量使高低温相变地板换热模块(21)中的相变材料(23)发生相变，并对室内房间进行供暖，气态工质放热后由气态变为液态，由高低温相变地板换热器阀门D(25)流回热管式光伏光热模块(1)实现供暖并循环；在采暖季节夜间时，又将地板相变材料(23)中的热量释放出来用于供暖；

全年白天系统运行时，太阳能蓄电池(27)储存来自于热管式光伏光热模块(1)的电能，而太阳能逆变器(26)则将太阳能蓄电池(27)内的直流电转换成交流电供给用户端(16)使用。