一種高倍聚光光伏光熱與地板采暖一體化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高倍聚光光伏光熱與地板采暖一體化裝置，利用高倍聚光光伏光熱系統(tǒng)，電能給將家用電器供電，冷卻水給地板供暖，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)取暖，同時(shí)利用冷水通入多功能地板實(shí)現(xiàn)室內(nèi)制冷，屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是太陽(yáng)能熱利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]地板采暖是一種既古老又嶄新的技術(shù)。在很久以前，中國(guó)人就發(fā)明了火炕，甚至一直延續(xù)至今，這可以看作是木地板輻射采暖的雛形。20世紀(jì)初，英國(guó)的巴克爾教授和蘇聯(lián)的亞西莫維奇工程師設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了地采暖方式的工程應(yīng)用。20世紀(jì)30年代，建筑師萊特(Frank Lloyd Weight)把地板福射采暖引入到他在美國(guó)Usonian的住宅中，用鋼管內(nèi)的循環(huán)水輸送熱量。據(jù)可查史料記載，地板采暖正式起源于歐洲，但是最初由于水溫及材料等一系列問(wèn)題而走過(guò)一段彎路。60年代由于采用了高溫水而引起腿部不適，影響其發(fā)展，到70年代后期該問(wèn)題有了突破，木地板采暖得以加速發(fā)展，并促成新的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。在最近的20年里，地板輻射采暖技術(shù)獲得了廣泛的運(yùn)用。法國(guó)約有20%的住宅建筑裝設(shè)了木地板采暖系統(tǒng)，在德國(guó)、奧地利、瑞士、丹麥有30%?50%的新建居住建筑用木地板采暖，在韓國(guó)約有90%的新建居住建筑用地板輻射系統(tǒng)供熱。美、日及朝鮮等國(guó)塑料工業(yè)的發(fā)展也帶動(dòng)了他們木地板輻射采暖技術(shù)的快速發(fā)展。在歐洲，地板采暖技術(shù)不僅被用于普通住宅，在商業(yè)和工業(yè)建筑中也被廣泛使用。地板采暖需要的熱水溫度一般在60-80度。而聚光太陽(yáng)能電池的工作溫度也是在此溫度范圍之內(nèi)。聚光太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率約為35%左右，換言之，仍然有近65%的太陽(yáng)能沒(méi)有得到利用，這些太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，反而影響電池的效率和壽命。如果將聚光太陽(yáng)能光伏光熱一體化與地板采暖集合起來(lái)，一方面可以解決聚光電池的冷卻問(wèn)題，另一方面將余熱有效利用起來(lái)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供暖，更加環(huán)保。
[0003]2012年，我國(guó)地暖行業(yè)的總產(chǎn)值超過(guò)300億元人民幣。近年來(lái)節(jié)能型地面輻射采暖大量使用，不僅北京等北方城市逐漸采用地面采暖，而且滬、閩、粵等南方省市的高檔住宅為了改善居室“夏潮冬冷”的環(huán)境也采用地面采暖，但無(wú)論從數(shù)量還是使用頻率都不及北方地區(qū)，南北方地采暖木地板使用比例約為2:8。據(jù)中國(guó)建筑科學(xué)研究院空氣調(diào)節(jié)研究所介紹:在北方地區(qū)120個(gè)供暖日中，僅有25天達(dá)到健康濕度，室內(nèi)平均濕度僅為15%。另?yè)?jù)相關(guān)部門(mén)研究顯示:北方住宅室內(nèi)空氣污染嚴(yán)重，有的甚至是室外的5?10倍，所以北方人缺少潔凈而濕潤(rùn)的空氣，而低溫木地板輻射供熱系統(tǒng)能解決這一問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有存在的問(wèn)題和不足，本發(fā)明一種高倍聚光光伏光熱與地板采暖一體化裝置的目的是解決現(xiàn)有供暖方式和制冷方式的污染問(wèn)題和能源消耗問(wèn)題。
[0005]技術(shù)方案:一種高倍聚光光伏光熱與地板采暖一體化裝置，包括進(jìn)水閥門(mén)(I)、接收器(2)、菲涅爾聚光鏡(3)、閥門(mén)(4)、三通閥門(mén)(5)、閥門(mén)(6)、閥門(mén)(7)、閥門(mén)(8)、三通閥門(mén)(9 )、多功能地板(10)、保溫水箱(11)、直流母線(xiàn)(12)、冷卻水溫度傳感器(13)、地板溫度傳感器(14)、控制器(15);
接收器(2)安裝在菲涅爾聚光鏡(3)的焦點(diǎn)處，用支架固定安裝接收器(2)與菲涅爾聚光鏡(3)，然后安裝在太陽(yáng)能高精度跟蹤裝置上，進(jìn)水閥門(mén)(I)的輸入端口連接自來(lái)水，進(jìn)水閥門(mén)(I)的輸出端口與接收器(2 )的進(jìn)水口連接，接收器(2 )的出水口與下一個(gè)接收器(2 )的進(jìn)水口連接，形成串聯(lián)，串聯(lián)的最后一個(gè)接收器(2 )的出水口與三通閥門(mén)(5 )的進(jìn)口端連接，三通閥門(mén)(5 )有兩個(gè)輸出口，三通閥門(mén)(5 )輸出口一與保溫水箱(11)的熱水進(jìn)口端連接，中間串連閥門(mén)(4 )，三通閥門(mén)(5 )輸出口二與閥門(mén)(6 )的輸入端口連接，閥門(mén)(6 )的輸出端口與閥門(mén)(7 )的輸出端口并聯(lián)后與三通閥門(mén)(9 )輸出端口一連接，三通閥門(mén)(9 )的輸入端口二與閥門(mén)(8 )的輸出連接，閥門(mén)(8 )的輸入與自來(lái)水連接，三通閥門(mén)(9 )的輸出與多功能地板(1 )的換熱器(10-3)的輸入連接，閥門(mén)(7)的輸入端與保溫水箱(11)的熱水出口端連接，冷卻水溫度傳感器(13 )安裝在三通閥門(mén)(5 )的進(jìn)口端，地板溫度傳感器(14 )安裝在多功能地板(10)內(nèi)部，冷卻水溫度傳感器(13)與地板溫度傳感器(14)的信號(hào)輸出與控制器(15)信號(hào)輸入端口連接，控制器(15)的信號(hào)輸出與分別與進(jìn)水閥門(mén)(1)、閥門(mén)(4)，閥門(mén)(6)，閥門(mén)(7)，閥門(mén)(8 )的控制端口連接;接收器(2 )的電池(2-1)輸出與直流母線(xiàn)裝置(12 )連接。
[0006]一種高倍聚光光伏光熱與地板采暖一體化裝置，其特征在于有三種工作模式: 模式一:直接取暖模式:
控制器(15)控制各閥門(mén)的工作狀態(tài)為:閥門(mén)(4)打開(kāi)，閥門(mén)(6)打開(kāi)，閥門(mén)(7)關(guān)閉，閥門(mén)(8)關(guān)閉；
模式二:夜間取暖模式:
控制器(15)控制各閥門(mén)的工作狀態(tài)為:閥門(mén)(4)關(guān)閉，閥門(mén)(6)關(guān)閉，閥門(mén)(7)打開(kāi)，閥門(mén)(8)關(guān)閉；
模式三:制冷模式:
控制器(15)控制各閥門(mén)的工作狀態(tài)為:閥門(mén)(4)關(guān)閉，閥門(mén)(6)關(guān)閉，閥門(mén)(7)關(guān)閉，閥門(mén)(8)打開(kāi)。
[0007]一種高倍聚光光伏光熱與地板采暖一體化裝置，其特征在于接收器(2)的冷卻水溫度為80度，當(dāng)冷卻水溫度大于80度時(shí)，控制器(15)控制進(jìn)水閥門(mén)(I)開(kāi)度，增大冷卻水的流量，當(dāng)冷卻水溫度小于80度時(shí)，控制器(15)控制進(jìn)水閥門(mén)(I)開(kāi)度，減小冷卻水的流量，當(dāng)無(wú)陽(yáng)光照射時(shí)，控制器(15)控制進(jìn)水閥門(mén)(I)關(guān)閉。
[0008]一種高倍聚光光伏光熱與地板采暖一體化裝置，其特征在于多功能地板(10)由木地板(10-1)、傳熱填充物(10-2 )、換熱器(10-3 )、保溫材料(10-4 )構(gòu)成;接收器(2 )由電池(2-1)、熱管(2-2 )、冷凝箱(2-3 )構(gòu)成。
[0009]
所述進(jìn)水閥門(mén)(I)由電動(dòng)閥門(mén)構(gòu)成，由控制器(15)控制閥門(mén)開(kāi)度、開(kāi)、關(guān)。
[0010]所述接收器(2)由電池(2-1)、熱管(2-2 )、冷凝箱(2-3 )構(gòu)成，電池(2-1)由高性能多結(jié)砷化鎵聚光電池構(gòu)成，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，電池(2-1)用導(dǎo)熱膠粘貼在熱管(2-2)的蒸發(fā)段，熱管(2-2)冷凝段設(shè)計(jì)冷凝箱(2-3)，冷凝箱(2-3)通入冷卻水。
[0011]所述菲涅爾聚光鏡(3)由樹(shù)脂材料制成，用于將太陽(yáng)光聚光到電池(2-1)表面。
[0012]所述閥門(mén)(4)、閥門(mén)(6)、閥門(mén)(7)、閥門(mén)(8)用于控制冷卻水的流量，由電動(dòng)閥門(mén)構(gòu)成，電動(dòng)閥門(mén)的控制端口與控制器(15)的控制輸出連接。
[0013]所述三通閥門(mén)(5)是由一輸入、二輸出閥門(mén)構(gòu)成。
[0014]所述三通閥門(mén)(9)是由二輸入、一輸出閥門(mén)構(gòu)成。
[0015]所述多功能地板(10)包括木地板(10-1)、傳熱填充物(10-2)、換熱器(10-3)、保溫材料(10-4)。最底層為保溫材料(10-4)，保溫材料(10-4)層上安裝換熱器(10-3)，在換熱器(10-3)上覆蓋一層傳熱填充物(10-2)，鋪平后，在傳熱填充物(10-2)上安裝木地板(10-1)。
[0016]所述保溫水箱(11)用于儲(chǔ)存冷卻水，實(shí)現(xiàn)夜間供暖，由保溫水箱構(gòu)成。
[0017]所述直流母線(xiàn)(12)用于收集電池(2-1)的直流電能。
[0018]所述冷卻水溫度傳感器(13)用于采集冷卻水輸出端口的溫度，溫度信號(hào)送至控制器(15 )的信號(hào)輸入端。
[0019]所述地板溫度傳感器(14)用于采集多功能輸出端口的溫度，溫度信號(hào)送至控制器(15 )的信號(hào)輸入端。
[0020]所述控制器(15)由單片機(jī)構(gòu)成，用于接收冷卻水輸出端口和多功能地板的溫度，控制進(jìn)水閥門(mén)(I)、閥門(mén)(4)、閥門(mén)(6)、閥門(mén)(7)、閥門(mén)(8)的工作狀態(tài)。
[0021 ] 工作原理:
菲涅爾聚光鏡(3)將太陽(yáng)能聚光到接收器(2)，接收器(2)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能和熱能，電池(2-1)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，送至直流母線(xiàn)(12)，熱管(2-2)安裝在電池(2-1)背面，將電池(2-1)的熱能傳熱至冷凝箱(2-3)中的冷卻水中。接收器(2)經(jīng)過(guò)多個(gè)串聯(lián)后，冷卻水送至三通閥門(mén)(5)的輸入端。三通閥門(mén)(5)分別將加熱后的冷卻水分別送至保溫水箱(11)中保存或者送至多功能地板(10)中實(shí)現(xiàn)地板采暖，保溫水箱(11)中的熱水用于夜間采暖。當(dāng)用戶(hù)需要進(jìn)行制冷時(shí)，運(yùn)行制冷模式，自來(lái)水通入多功能地板(10)中，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)制冷。
[0022]—種高倍聚光光伏光熱與地板采暖一體化裝置有三種工作模式:
模式一:直接取暖模式:
控制器(15)控制各閥門(mén)的工作狀態(tài)為:閥門(mén)(4)打開(kāi)，閥門(mén)(6)打開(kāi)，閥門(mén)(7)關(guān)閉，閥門(mén)(8)關(guān)閉；
模式二:夜間取暖模式:
控制器(15)控制各閥門(mén)的工作狀態(tài)為:閥門(mén)(4)關(guān)閉，閥門(mén)(6)關(guān)閉，閥門(mén)(7)打開(kāi)，閥門(mén)(8)關(guān)閉；
模式三:制冷模式:
控制器(15)控制各閥門(mén)的工作狀態(tài)為:閥門(mén)(4)打開(kāi)，閥門(mén)(6)關(guān)閉，閥門(mén)(7)關(guān)閉，閥門(mén)
(8)打開(kāi)。
[0023]一種高倍聚光光伏光熱與地板采暖一體化裝置，其特征在于接收器(2)的冷卻水溫度為80度，當(dāng)