一种与地板相结合的热管式光伏光热供暖系统

1.本实用新型属于光伏光热技术与建筑结合领域，具体涉及热管式光伏/光热系统与地板结合在建筑中的应用。


背景技术：

2.大型车站冬季采暖一直是建筑设计时需考虑的一个重要问题，现阶段多采用热泵结合地板水暖方式。但车站外层的玻璃幕墙可使建筑南部区域得到大量热，而因其长纵深，建筑北部区域温度与南部差距较大，造成整个建筑的热舒适性较差，且浪费大量能源。
3.太阳能建筑一体化系统虽然可有效将光照热量导入室内，解决部分采暖，但考虑到车站的幕墙设计，太阳能集热系统的利用存在一定的限制。因此，开发合理的太阳能利用方式，以缓解大型建筑因光照引起的南北热量不均势在必行。


技术实现要素：

4.针对现有太阳能系统在大型玻璃幕墙建筑应用受限且无法解决中南北区域温差大的问题，本实用新型提出了一种与地板相结合的热管式光伏/光热供暖系统。该系统将热管式光伏/光热模块与地板相结合，通过热管将建筑过热区域的热量输送至过冷区，在不改变建筑结构和不消耗额外能源的情况下，实现热量的有效均匀分配，降低建筑整体温度不均匀性。
5.为实现上述实用新型目的，本实用新型技术方案如下：
6.一种与地板相结合的热管式光伏光热供暖系统，包括位于靠近光照一侧的光照过热区1和远离光照一侧的无光照过冷区2，光照过热区1的向阳侧设有透明幕墙0；
7.光照过热区1包括玻璃地板3、玻璃地板3下方的光伏光热模块、玻璃地板3和光伏光热模块之间的空气层4，光伏光热模块包括太阳能电池片6、太阳能电池片6下方的热管7，热管7上设有热管蒸发段7-1，热管蒸发段7-1上连通设置热管蒸发段翅片5-1，热管蒸发段翅片5-1与热管蒸发段7-1沿系统长度方向平行设置；相变材料8置于热管蒸发段翅片5-1和热管蒸发段7-1的下方；相变材料8下方为水泥支撑9；
8.无光照过冷区2包括玻璃地板3、玻璃地板3下方的光伏光热模块、玻璃地板3和光伏光热模块之间的空气层4，光伏光热模块包括热管7，热管7上设有热管冷凝段7-2，热管冷凝段7-2和热管蒸发段7-1连通，热管冷凝段7-2连通设置热管冷凝段翅片5-2，热管冷凝段翅片5-2与热管冷凝段7-2沿系统长度方向平行设置；相变材料8置于热管冷凝段翅片5-2与热管冷凝段7-2的下方；相变材料8下方为水泥支撑9。作为优选方式，热管冷凝段翅片5-2与热管冷凝段7-2的水平位置，高于热管蒸发段翅片5-1与热管蒸发段7-1的水平位置。
9.作为优选方式，玻璃地板3的两侧以水泥支撑9为边框。
10.作为优选方式，水泥支撑9内设有水暖换热管10。
11.作为优选方式，热管冷凝段翅片5-2焊接于热管冷凝段7-2两侧。
12.作为优选方式，热管蒸发段翅片5-1焊接于热管蒸发段7-2两侧。
13.本实用新型的工作原理为：
14.在采暖季，光照穿过透明幕墙0到达光照过热区1。光照透过玻璃地板3、空气层4并被太阳能电池片6和热管蒸发段7-1吸收。其中，照射在太阳能电池片6的一部分光照被转化为电能，另一部分被转化为热能。热能的传递过程分为三部分，其一：加热空气层4后通过玻璃地板3将热量传递到光照过热区1，其二：通过热管蒸发段翅片5-1将热量传递到热管蒸发段7-1，内部的冷媒加热相变后将热量传递到热管冷凝段7-2，后依次经热管冷凝段翅片5-2、空气层4、玻璃地板3进入无光照过冷区2。其三：通过热管蒸发段翅片5-1将热量储存于相变材料8内。而照射在热管蒸发段7-1的热量分别经热管传到无光照过冷区2或储存于相变材料8内。
15.相比现有技术，本实用新型的有益效果如下：
16.1、本实用新型将热管式光伏光热模块与地板相结合，在不改变建筑原有结构的情况下，实现建筑内高低温区域的热量传递，调节室内温度均匀性。可实现发电、采暖功能，有效解决车站等大型透明幕墙采暖房间因光照不均引起的区域性温差。在采暖季，位于建筑过热区地板的太阳能光伏/光热模块吸收光照，通过热管将热量输送至低温区并将多余热量储存于相变材料，调节室内温度均匀性，延长热量供给时长。
17.2、光伏光热模块采用热管传热，具有节能、冬季不结冻等优点。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例提供一种与地板相结合的热管式光伏/光热供暖系统的结构示意图；
19.图2是图1中沿a-a剖面线的剖视图。
20.图3为本实用新型的玻璃地板内的光伏光热模块结构示意图；
21.图中，0为透明幕墙，1为光照过热区，2为无光照过冷区，3为玻璃地板，4为空气层，6为太阳能电池片，8为相变材料，9为水泥支撑，10为水暖换热管，7为热管，7-1为热管蒸发段，7-2为热管冷凝段；5为翅片，5-1为热管蒸发段翅片，5-2为热管冷凝段翅片。
具体实施方式
22.如图1所示，一种与地板相结合的热管式光伏光热供暖系统，包括位于靠近光照一侧的光照过热区1和远离光照一侧的无光照过冷区2，光照过热区1的向阳侧设有透明幕墙0；
23.光照过热区1包括玻璃地板3、玻璃地板3下方的光伏光热模块、玻璃地板3和光伏光热模块之间的空气层4，光伏光热模块包括太阳能电池片6、太阳能电池片6下方的热管7，热管7上设有热管蒸发段7-1，热管蒸发段7-1上连通设置热管蒸发段翅片5-1，热管蒸发段翅片5-1与热管蒸发段7-1沿系统长度方向平行设置；相变材料8置于热管蒸发段翅片5-1和热管蒸发段7-1的下方；相变材料8下方为水泥支撑9；
24.无光照过冷区2包括玻璃地板3、玻璃地板3下方的光伏光热模块、玻璃地板3和光伏光热模块之间的空气层4，光伏光热模块包括热管7，热管7上设有热管冷凝段7-2，热管冷凝段7-2和热管蒸发段7-1连通，热管冷凝段7-2连通设置热管冷凝段翅片5-2，热管冷凝段翅片5-2与热管冷凝段7-2沿系统长度方向平行设置；相变材料8置于热管冷凝段翅片5-2与
热管冷凝段7-2的下方；相变材料8下方为水泥支撑9。作为优选方式，热管冷凝段翅片5-2与热管冷凝段7-2的水平位置，高于热管蒸发段翅片5-1与热管蒸发段7-1的水平位置。
25.玻璃地板3的两侧以水泥支撑9为边框。
26.水泥支撑9内设有水暖换热管10。
27.热管冷凝段翅片5-2焊接于热管冷凝段7-2两侧。
28.热管蒸发段翅片5-1焊接于热管蒸发段7-2两侧。
29.本实用新型的工作原理为：
30.在采暖季，光照穿过透明幕墙0到达光照过热区1。光照透过玻璃地板3、空气层4并被太阳能电池片6和热管蒸发段7-1吸收。其中，照射在太阳能电池片6的一部分光照被转化为电能，另一部分被转化为热能。热能的传递过程分为三部分，其一：加热空气层4后通过玻璃地板3将热量传递到光照过热区1，其二：通过热管蒸发段翅片5-1将热量传递到热管蒸发段7-1，内部的冷媒加热相变后将热量传递到热管冷凝段7-2，后依次经热管冷凝段翅片5-2、空气层4、玻璃地板3进入无光照过冷区2。其三：通过热管蒸发段翅片5-1将热量储存于相变材料8内。而照射在热管蒸发段7-1的热量分别经热管传到无光照过冷区2或储存于相变材料8内。
31.以上结合附图对本实用新型的实施例进行了详细阐述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护范围的情况下还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护。