[发明专利]一种使用相变材料的多功能太阳能墙体系统

权利要求书

1.一种使用相变材料的多功能太阳能墙体系统，其特征在于：包括由外向内依次设置的玻璃盖板(1)、封闭空气层(2)、光伏模块(3)、吸热板(4)、水管(9)、外空气流道(5)、隔热层(6)、内空气流道(7)、相变材料(8)和墙体(10)，所述玻璃盖板(1)位于墙体的最外侧，材质为白玻璃，其在太阳光波段透过率为90％以上，用于让更多的太阳辐照透过玻璃盖板进入系统内部，同时起到保护内部组件的作用；所述封闭空气层(2)位于玻璃盖板(1)和光伏模块(3)的中间，用于减少室外环境对光伏模块(3)和吸热板(4)温度的影响；所述光伏模块(3)使用的为单晶硅光伏电池，光伏电池的内外两侧都使用透明的聚氟乙烯复合膜，聚氟乙烯复合膜和光伏电池与聚氟乙烯复合膜和吸热板之间都是通过乙烯-醋酸乙烯酯共聚物粘合，再将整体置于真空层压机之间层压成型，光伏电池在吸热板上的覆盖率为60％～80％，用于将部分太阳能转化为电能，其标准发电效率达20％-30％；所述吸热板(4)为涂有选择性吸收涂层的铝板，其吸收率高于0.9，发射率低于0.25，用以吸收太阳辐照，以使得系统在冬季具有集热性能；所述外空气流道(5)具有外流道上通风口(V1)、外流道下通风口(V2)、外流道通风上挡板(D1)和外流道通风下挡板(D2)；所述内空气流道(7)具有内流道上通风口(V3)、内流道下通风口(V4)、内流道通风上挡板(D3)和内流道通风下挡板(D4)；空气通过与吸热板的对流换热被加热，在热虹吸效应的作用下建立起了流道空气与室内空气的循环，从而保证了采暖季日间室内的被动采暖效果，在其余季节时，通过关闭流道通风挡板，流道内部的空气层起到保温与隔热的作用；所述隔热层(6)位于吸热板与相变材料之间，厚度不低于5cm，添加隔热层的作用在于引入了双流道和多种运行模式，从而配合相变材料在采暖季发挥夜间持续采暖作用以及在夏季达到隔热效果；所述相变材料(8)覆盖在建筑南墙外墙的表面，在采暖季的日间以潜热的形式储存部分热量并在夜间释放，起到夜间持续室内供暖的效果；所述水管(9)为八根支路水管以及上下两根集管组成，焊接在吸热板背板，用于在非采暖季的日间制取热水供日常生活使用，同时带走光伏模块(3)的部分热量，降低其温度从而达到提高光电效率的目的；所述墙体(10)的使用的材料为隔热材料，其内部开有内流道上通风口(V3)和内流道下通风口(V4)，墙体起到的主要作用为隔热；所述系统的上方设有室外上通风口(V5)、室外下通风口(V6)以及室外上通风挡板(D5)、室外下通风挡板(D6)，用以在夏季夜间打开，让室外空气流入内流道，以带走相变材料的热量。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述外空气流道(5)和内空气流道(7)的流道高度应为1.8m～2m，厚度为8cm～10cm，以保证热虹吸力，所述外空气流道(5)和内空气流道(7)的上下通风口、通风上挡板和通风下挡板的尺寸均为30cm×15cm。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述相变材料(8)尺寸为4.5cm×3.0cm×1.5cm，在采暖季的白天相变材料将流道气流的部分热量以潜热的形式储藏起来，在夜间释放以提供室内夜间持续采暖；在非采暖季吸收内流道空气中的一部分热量以达到隔热的作用，降低建筑冷负荷。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：在冬季的日间模式时，外流道的外流道通风上挡板(D1)和外流道通风下挡板(D2)以及内流道的内流道通风上挡板(D3)和内流道通风下挡板(D4)全部打开，室外通风上挡板(D5)和室外通风下挡板(D6)保持关闭，此种模式下系统能够实现的功能有发电和室内采暖。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：在冬季和过渡季的夜间模式时，内流道的内流道通风上挡板(D3)和内流道通风下挡板(D4)保持打开，外流道的外流道通风上挡板(D1)和外流道通风下挡板(D2)以及室外通风上挡板(D5)和室外通风下挡板(D6)保持关闭，此种模式下系统可实现的功能有保温和室内夜间持续采暖。