[實(shí)用新型]雙源復(fù)合熱泵與光伏熱管理一體化系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721894920.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208154690U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張朋磊;張大林;李先庭;李榮嘉;榮星月;石文星;王寶龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F24F5/00
• 分類(lèi)號(hào): F24F5/00;F25B30/06;H02J7/35;F24S10/95
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本實(shí)用新型公開(kāi)了雙源復(fù)合熱泵與光伏熱管理一體化系統(tǒng)，涉及太陽(yáng)能綜合能量利用和暖通空調(diào)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括：光伏光熱模塊、三介質(zhì)換熱模塊、熱泵模塊，光伏光熱模塊上方安裝三介質(zhì)換熱模塊，光伏光熱模塊和三介質(zhì)換熱模塊構(gòu)成一體化結(jié)構(gòu)，作為光伏光熱一體化組件，三介質(zhì)換熱模塊和熱泵模塊連接并構(gòu)成熱泵供熱系統(tǒng)。光伏光熱模塊和三介質(zhì)換熱模塊進(jìn)行熱量交換；三介質(zhì)換熱模塊和熱泵模塊進(jìn)行熱量交換。本實(shí)用新型適用于能夠在供暖季同時(shí)利用太陽(yáng)能和空氣源進(jìn)行供熱，提高供熱保障率和太陽(yáng)能利用率；在非供暖季利用熱管循環(huán)進(jìn)行光伏熱管理，降低背板溫度，提高光伏發(fā)電效率；同時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)潔，能夠模塊化設(shè)計(jì)生產(chǎn)，造價(jià)低，施工量小。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能綜合能量利用和暖通空調(diào)領(lǐng)域，尤其涉及雙源復(fù)合熱泵與光伏熱管理一體化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能是一種清潔、高效的可再生能源，充分利用太陽(yáng)能可切實(shí)降低對(duì)化石燃料的依賴，緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題。太陽(yáng)能的利用一般分為自然采光、光電(光伏)和光熱，其中光電和光熱是應(yīng)用最廣泛的形式。近年來(lái)發(fā)展出的光伏光熱一體化(PV/T)技術(shù)可綜合利用光伏和光熱，且降低光伏電池組件背板溫度，提高光伏發(fā)電效率，切實(shí)提高太陽(yáng)能綜合利用效率(其中光伏效率達(dá)10％同時(shí)光熱效率達(dá)50％)。

現(xiàn)有技術(shù)中有一種利用空氣-水-制冷劑三介質(zhì)換熱模塊綜合利用太陽(yáng)能和空氣熱量的方案。三介質(zhì)換熱模塊內(nèi)管為水路循環(huán)，與太陽(yáng)能集熱器連接；外管為制冷劑循環(huán)，與熱泵連接；管外帶翅片，與空氣進(jìn)行換熱。太陽(yáng)輻射較強(qiáng)時(shí)，吸收水路中太陽(yáng)能熱量供熱；太陽(yáng)輻射較弱時(shí)，吸收空氣中熱量用于供熱。但該系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：1)該系統(tǒng)只針對(duì)光熱利用，未考慮光伏電池溫度控制問(wèn)題，非供暖季時(shí)光伏電池背板溫度異常升高(可到80℃)，導(dǎo)致發(fā)電效率大幅降低；2)該系統(tǒng)需要水路連接，冬季存在凍結(jié)風(fēng)險(xiǎn)和泄漏風(fēng)險(xiǎn)，且系統(tǒng)復(fù)雜、集成度低，需要現(xiàn)場(chǎng)施工，施工量大；3)該系統(tǒng)利用翅片管式三介質(zhì)換熱模塊，制造困難、造價(jià)高。

綜上,現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種供熱系統(tǒng),能夠在供暖季同時(shí)利用太陽(yáng)能和空氣供熱,在非供暖季表面避免背板溫度過(guò)高的問(wèn)題,且結(jié)構(gòu)緊湊,可靠性高，造價(jià)低，施工量小，維護(hù)簡(jiǎn)便。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供雙源復(fù)合熱泵與光伏熱管理一體化系統(tǒng)，能夠在供暖季同時(shí)利用太陽(yáng)能和空氣進(jìn)行供熱，提高供熱保障率和太陽(yáng)能利用率；在非供暖季利用熱管循環(huán)進(jìn)行光伏熱管理，降低背板溫度，提高光伏發(fā)電效率；同時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)潔，能夠模塊化設(shè)計(jì)生產(chǎn)，造價(jià)低，施工量小。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

雙源復(fù)合熱泵與光伏熱管理一體化系統(tǒng)，包括：光伏光熱模塊、三介質(zhì)換熱模塊、熱泵模塊，光伏光熱模塊上方安裝三介質(zhì)換熱模塊，三介質(zhì)換熱模塊和光伏光熱模塊連接并構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)，作為光伏光熱一體化組件，三介質(zhì)換熱模塊和熱泵模塊連接。

光伏光熱模塊和三介質(zhì)換熱模塊進(jìn)行熱量交換；三介質(zhì)換熱模塊和熱泵模塊進(jìn)行熱量交換。

進(jìn)一步的，光伏光熱模塊自上而下依次設(shè)置玻璃蓋板、空氣夾層、光伏電池組件、熱管集熱器、保溫層。

熱管集熱器包括上集管、下集管、垂直立管，上集管和下集管通過(guò)豎直設(shè)置的垂直立管連接。熱管集熱器上面安裝光伏電池組件，溫度傳感器緊密安裝于光伏電池組件的背面，檢測(cè)光伏電池組件背板溫度。

進(jìn)一步的，三介質(zhì)換熱模塊包括散熱風(fēng)扇、第一介質(zhì)氣體集管、第一介質(zhì)液體集管、第二介質(zhì)氣體集管、第二介質(zhì)液體集管、第一介質(zhì)水平管、第二介質(zhì)水平管和散熱翅片。

第一介質(zhì)氣體集管和第一介質(zhì)液體集管通過(guò)水平設(shè)置的若干組第一介質(zhì)水平管連接；第一介質(zhì)水平管內(nèi)部設(shè)置第二介質(zhì)水平管，第二介質(zhì)氣體集管和第二介質(zhì)液體集管通過(guò)第二介質(zhì)水平管連接。