[实用新型]适合寒冷地区的光伏幕墙与双源热泵集成结构

说明书

技术领域

本实用新型属于可再生能源利用技术领域，具体涉及到建筑供热供冷的集成技术。

背景技术

能源、环境和可持续发展是21世纪人类社会生存和发展的主题，而发展太阳能热利用技术受到全球范围的重视。热泵技术可以有效地将自然界中的低品位热源提高品质，满足建筑及工艺过程对冷热量的需求，近些年在我国乃至世界范围内得到了突飞猛进的发展。但热泵系统的运行受到低位热源、气候条件及用户系统状况等多方面影响，为使其正常稳定运行经常需要复合其他能源。

光伏光电(Photovoltaic/Thermal，简写为PVT)集热器的概念于20世纪70年代被提出，但近些年来PVT集热器的研究才越来越受到关注，主要是因为太阳能电池的效率和太阳能集热器效率的提高使得PVT集热器的综合效率得到提高，而且采用新的设计也使PVT集热器性能的到了改善。一般PVT集热器的温度可以达到30℃更高。

目前已经有了若干关于双源热泵机组以及系统的报道，比如：

专利双源热泵机组(申请号：2013102864371)提供一种双源热泵机组，包括压缩机、四通阀、电磁阀组、冷凝器、节流装置、蒸发器和气液分离器，在空气源情况下用翅片式冷凝器，在水源情况下用壳管式冷凝器，不同工况采用不同冷凝器，使机组性能达到最佳效果。

专利一种风水双源热泵冷热水机组及其控制方法(申请号：2014102400051)提出了根据冷热水需求实现空气源热泵模式、风冷冷水模式水源热泵模式三种模式的自动切换，把三台不同功能机组集成为一台多功能，全年实现随时根据用户冷热需求可以利用空气源和水源进行制冷、制热。

然而，已有的热泵和系统都没有与实际条件结合起来考虑，缺乏针对具体情况的整体集成方案设计，比如：空气源热泵可从周围空气中获取低品位热量来制取生活热水，空气源热泵成本低，但是它也受到室外空气温度的限制，在寒冷地区难以推广和使用，而结合利用建筑一体化的PVT系统则有望克服这一问题；在有些地方，土壤源热泵在夏季制冷工况下向土壤排放的热量大于冬季采暖工况下从土壤中吸收的热量，因此随着热泵系统逐年运行，地下土壤会出现热堆积现象，土壤温度会逐渐升高，造成土壤源热泵运行效率下降。

实用新型内容

本实用新型目的是提供适合寒冷地区的光伏幕墙与双源热泵集成结构，目的在于消耗很少一部分电能高效利用太阳能和地热能资源进行建筑冬季采暖。系统充分利用光伏余热，优先开启空气源模式，热泵能效高；地源模式间歇运行，运行能效高；夏季选择性开启地源和空气源模式，维护土壤热平衡；并通过相变水箱将白天多余的热量转移至晚上使用，一机双源，成本增加少，投资回报期短。

为了解决背景技术中所存在的问题，它包含光伏幕墙2，地源热组件3，空气源-地源双源热泵机组1和相变蓄热水箱4以及相应的空调末端，所述光伏幕墙2的气流输出端通过管道5经过第一电控风阀6与空气源-地源双源热泵机组1的进风口相连，所述光伏幕墙2的气流输出端通过管道5经过第二电控风阀7和风机8与空气源-地源双源热泵机组1的出风口9相连，所述地源热组件3的回水端和进水端分别与地埋侧回水管32和地埋侧进水管33连接，其中，地埋侧回水管32的另一端经过第一补水装置和地埋循环装置与空气源-地源双源热泵机组1对接，所述地埋侧进水管33的另一端与空气源-地源双源热泵机组1对接，所述空气源-地源双源热泵机组1的另一端分别通过回水管11和进水管12与相变蓄热水箱4相连，所述的空调末端通过用户侧供水管23和用户侧回水管17与相变蓄热水箱4相连。

所述的光伏幕墙2包含固定在外墙墙壁上的憎光岩棉层21，该憎光岩棉层21的外面涂覆有一层防水涂料层22，所述防水涂料层22的外面设置有一层硅光电池板23，该硅光电池板23通过支架杆24固定在外墙墙壁上，所述硅光电池板23的电流输出端通过导线连接电网或蓄电池，所述的外墙墙壁与硅光电池板23之间设置有空腔a，该空腔a的一端通过管道5经过第一电控风阀6与空气源-地源双源热泵机组1的进风口相连，其另一端通过管道5经过第二电控风阀7和风机8与空气源-地源双源热泵机组1的出风口相连。

所述的地源热组件3包含数根埋入到地下的地热管31，每根地热管31均与地埋侧回水管32和地埋侧进水管33对接。