1.本实用新型属于太阳能利用，尤其涉及一种联合空气源热泵的光伏储能建筑墙体。


背景技术：

2.目前太阳能的光电技术还存在效率较低的问题，太阳能的不稳定性导致供热量因外界环境较差(如阴天或其他恶劣天气的情况)影响而不能时时达到要求。此外，我国空气源热泵发展较早，技术相对成熟，主要应用有空气源热水器和空气源热泵空调系统。
3.随着我国建筑业的不断发展以及能源结构的不断调整，生产及使用建筑的能源消耗所占比重持续上升，其中供暖所需的能源消耗量不容忽视。因此，建筑的节能设计越来越都到人们的关注和重视。
4.太阳能以及空气源热泵的热源空气能作为绿色清洁的可再生能源。随着科学的发展进步，对其充分利用能改善能源紧缺、能源匮乏成为我国可持续发展负担的局面,促进我国经济可持续发展。
5.相变蓄能技术在建筑节能领域日渐受到重视，以相变稳定性好的相变材料以及导热性能好的金属屑混合物填充在墙主体内部作为蓄热材料，可以有效蓄热，提高能源利用率，提高系统的热效率。


技术实现要素：

6.为了解决技术问题，本实用新型提供一种联合空气源热泵的光伏储能建筑墙体，本实用新型利用相变蓄能材料储能放能来灵活调节空气源热泵供能系统不稳定性存在的问题，并通导热蓄热材料对提高光伏蓄热墙体系统综合效率起到促进作用，提高热泵机组的效率；本实用新型在空气源热泵系统运行时结合光伏技术为空气源热泵及风机自主提供电能，保证系统的运行，最大限度利用可再生能源。
7.本实用新型为了解决现有技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
8.一种联合空气源热泵的光伏储能建筑墙体，该建筑墙体包括一可以向室内供热、制冷的储能墙体、空气源热泵和储能系统；所述储能墙体依次由采能机构、储能机构和变能机构组成；所述采能机构输出端分别于空气源热泵、储能系统并连；其中：
9.所述采能机构由第一支架、光伏板、第一风机、第二支架、第一空气腔和开关a-d构成；
10.所述储能机构由保温层和蓄能层构成；
11.所述变能机构由第二空气腔、带第二风机和送风口墙板构成；其中：
12.所述第一支架一端通过第一开关a与所述光伏板连接，其另一端通过第三开关c与所述储能机构连接；所述光伏板通过第二开关b与所述第二支架连接，所述第二支架通过第四开关d与所述储能机构连接；所述储能机构通过第一空气腔与所述采能机构连接；所述储能机构通过第二空气腔与所述变能机构中墙板连接。
13.进一步，冬季供热模式；所述光伏板与保温层之间的第一空气腔，利用外界环境与第一空气腔之间的温差形成热压作用及风机作用形成气流，带走光伏板发电及太阳辐射到光伏板产生的余热，在此期间，第二开关b一直处在开启状态；之后通过打开的第三开关c进入空气源热泵进行品质的提升后送入墙体内部第二空气腔内为房间提供热量，同时储能层内部填充的相变蓄能材料吸收一部分热量进行储能，同时第一开关a和第四开关d为关闭状态。
14.进一步，夏季降温模式：光伏板与保温层之间的第一空气腔，利用外界环境与空气腔之间的温差形成热压作用及风机作用下形成气流，带走光伏板发电及太阳辐射到光伏板产生的余热，此时，第一开关a、第二开关b处在开启状态，同时第三开关c和第四开关d为关闭状态，达到储能机构表面温度；室内空气进入空气源热泵进行降温后送入墙体内部第二空气腔内用于为房间提供冷量，同时墙主体内部填充的相变蓄能材料吸收一部分能量进行储能。
15.进一步，冬季、夏季节能模式：所述光伏板吸收太阳能发电，所产生的发电量主要为空气源热泵及风机，多余电量存储能系统。
16.有益效果
17.1、本实用新型利用墙体空气腔结构连接空气源热泵系统，充分利用空气能及太阳能技术，且工作过程中不会产生废气，不会破坏臭氧层。最大限度使用清洁能源，从而大幅提升能量利用效率、使热泵供能系统更加稳定可靠，每减少一度电量的消耗即可以减少发电时1.5磅二氧化碳的产生，同时最高可节省2/3电费，优于传统装置。利用热泵还可以更好提升能量的品质，以及有利于改善环境的温度，从而降低温室效应的情况。
18.2、本实用新型利用太阳能和空气能作为获取范围广泛的理想的清洁能源，对其最大限度的利用符合可持续发展的理念；本实用新型利用空气腔带走光伏板发电余热，提高光伏发电效率，以硅电池为例其转换效率最高达17％-22％，使照射到光伏电池表面的太阳能有效转换率提升5％左右。充分利用能源为空气源热泵提供热源，提高系统的能效比，使热泵能效比(cop)至少为3.5以上，进而减少电能的消耗。
19.3、本实用通过墙体外部与光伏板间空气腔中空气流动带走光伏板发电及太阳辐射到光伏板产生的余热，以及墙体内部相变蓄能材料通过在不同工况下吸收释放能量，可以有效控制墙体结构温度，使围护结构温度场的分布常年保持均匀，进而不易产生裂缝现象，有效控制围护结构裂缝所带来的安全隐患。
20.4、本实用新型利用墙体表面附着的光伏组件发电来为空气源热泵及机组供能，实现系统的自主供能，减少外界供能的消耗。将多余约15％的电量并网或通过蓄电池储能，可以提高系统能量利用效率，并达到移峰填谷的效果。实现能源的有效利用，节能效果明显，极具推广价值。
21.5、本实用新型构建冬季通过空气腔对气流进行预热，空气源热泵系统补热，墙体内部蓄能材料储放能量的模式进行供热的系统，将供热系统与墙体结构结合。同时构建夏季通过墙体内部蓄能材料储放能量辅助制冷的系统，提高系统运行的能量利用效率。
附图说明
22.附图1为功能性墙体剖面图。
23.附图2为本实用新型建筑墙体冬季工作模式原理图。
24.附图3为本实用新型建筑墙体夏季工作模式原理图。
具体实施方式
25.结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
26.如图1-3所示，本实用新型提供一种联合空气源热泵的光伏储能建筑墙体，该建筑墙体包括一可以向室内供热、制冷的储能墙体100、空气源热泵401和储能系统501；所述储能墙体100依次由采能机构101、储能机构201和变能机构301组成；所述采能机构101输出端分别于空气源热泵401、储能系统501连；其中：
27.所述采能机构101由第一支架102、光伏板103、第一风机104、第二支架105、第一空气腔106和开关a-d构成；
28.所述储能机构201由保温层202和蓄能层203构成；所述储能层201为相变储能材料组成。
29.所述变能机构301由第二空气腔302、带第二风机303和送风口304的墙板305构成；其中：
30.所述第一支架102一端通过第一开关a与所述光伏板103连接，其另一端通过第三开关c与所述储能机构201连接；所述光伏板103通过第二开关b与所述第二支架105连接，所述第二支架105通过第四开关d与所述储能机构201连接；所述储能机构201通过第一空气腔106与所述采能机构101连接；所述储能机构201通过第二空气腔302与所述变能机构301中墙板连接。
31.如图2所示，本实用新型在冬季工作模式：
32.白天储能工况下：
33.1.供热功能：
34.光伏板103与保温层202之间的第一空气腔106，利用外界环境与第一空气腔之间的温差形成热压作用及风机作用形成气流，带走光伏板103发电及太阳辐射到光伏板产生的余热，在此期间，第二开关b一直处在开启状态；该过程即预热过程，之后通过打开的第三开关c进入空气源热泵401进行品质的提升后送入墙体内部第二空气腔302内为房间提供热量，同时储能层203内部填充的相变蓄能材料吸收一部分热量进行储能，同时第一开关a和第四开关d为关闭状态。
35.2.供电功能：
36.光伏板103吸收太阳能发电，所产生的发电量主要为空气源热泵及风机供能，多余电量存储于蓄电池内或进行并网。
37.晚间放能工况下：
38.晚间无太阳光照射，光伏板103不工作，开关a-d关闭，空气源热泵401停止运行，室内空气在第二风机303的作用下进入到第二空气腔302，蓄能机构201通过白天的蓄能过程，在晚间将能量释放到第二空气腔302中，第二空气腔302中空气被蓄能机构加热后通过送风口送到室内为房间供热。
39.如图3所示，本实用新型夏季工作模式：
40.白天储能工况下：
41.1.降温功能：
42.光伏板103与保温层202之间的第一空气腔106，利用外界环境与空气腔之间的温差形成热压作用及风机作用下形成气流，带走光伏板发电及太阳辐射到光伏板产生的余热，此时，第一开关a、第二开关b处在开启状态，同时第三开关c和第四开关d为关闭状态，达到储能机构201表面温度，有利于室内降温。
43.室内空气进入空气源热泵401进行降温后送入墙体内部第二空气腔302内用于为房间提供冷量，同时墙主体内部填充的相变蓄能材料吸收一部分能量进行储能。
44.2.供电功能：
45.光伏板103吸收太阳能发电，所产生的发电量主要为空气源热泵及风机供能，多余电量存储于蓄电池内或进行并网。
46.晚间放能工况下：
47.晚间无太阳光照射，光伏板103不工作，开关a-d关闭，空气源热泵3011停止运行，室内空气在第二风机303的作用下进入到第二空腔，储能机构201通过白天的蓄能过程，在晚间将能量释放到空气中，空气温度降低后通过下送风送到室内制冷。
48.应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。