[發明專利]太陽能光伏-環路熱水系統及運行控制方法

有效

• 申請號: 201810730835.0
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN109000381B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 李洪;張士英
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F24S10/95
• 分類號: F24S10/95;F24S50/40;F28D15/02;F24S10/70
• 代理公司: 11474 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王冬杰;張冬花

本發明提供一種太陽能光伏?環路熱水系統，其包括集熱蒸發器、預熱水箱、控制器、第二蒸發器、冷凝器以及蓄熱水箱，冷凝器設置在蓄熱水箱內部，第二蒸發器設置在預熱水箱內部，集熱蒸發器內部設置有第一集熱管組以及第二集熱管組，第二集熱管組為普通集熱管，第一集熱管組與蓄熱水箱之間形成環路熱管，第二集熱管組與預熱水箱之間形成太陽能水源熱泵環路，溫度傳感器內部設置有第一溫度閾值以及第二溫度閾值，當溫度傳感器監測到的集熱蒸發器的溫度高于第一溫度閾值或低于第二溫度閾值時，控制器控制系統開啟太陽能水源熱泵環路以提升蓄熱水箱的熱水溫度。

技術領域

本發明屬于建筑節能技術領域，具體地涉及一種太陽能光伏-環路熱水系統及運行控制方法。

背景技術

傳統的光伏系統只能將約15％的入射太陽能轉化為電能，其余大部分都轉化為使光伏系統溫升的熱，太陽能光伏-環路熱管系統與獨立的太陽能光伏系統類似，在夏季工況下運行時，會出現光伏板、吸熱板溫度過高的不利工況，而過高的工作溫度除了影響太陽能光伏板的光電轉換效率和使用壽命之外，還將導致太陽能光熱轉換效率明顯下降。在冬季工作時容易出現熱管循環啟動較晚，停止運行較早的不利工況，且室外環境溫度過低，吸熱板與環境間溫差過大，熱損較高，導致系統光熱效率較低。尤其在夏熱冬冷或熱帶/亞熱帶氣候區應用時，系統工作溫度長期保持較高水平，將對系統光熱、光電效率均產生不利影響。因此，有必要采取有效措施改善該系統在各氣候區應用中的不利工況，以進一步提高其太陽能綜合轉換效率。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明提供一種太陽能光伏-環路熱水系統及運行控制方法，該系統在夏季降低PV/LHP集熱蒸發器的工作溫度，在冬季改善環路熱管循環啟動較晚，停止運行較早等不利工況，系統運行有一定的應變能力，可以提高太陽能綜合轉換率。

具體地，本發明提供一種太陽能光伏-環路熱水系統，其包括集熱蒸發器、預熱水箱、控制器、第二蒸發器、冷凝器以及蓄熱水箱，所述冷凝器設置在所述蓄熱水箱內部，所述第二蒸發器設置在所述預熱水箱內部，

所述集熱蒸發器包括第一集熱管組、第二集熱管組以及平板集熱器，所述第一集熱管組為含有制冷劑的第一蒸發器，所述第二集熱管組套設在所述第一集熱管組的外部，第一集熱管組以及第二集熱管組通過壓合技術固定在所述平板集熱器的上部，

所述第一集熱管組與所述冷凝器之間設置有蒸汽上升管路以及液體下降管路，所述第二集熱管組與所述預熱水箱之間設置有第一管路和第二管路，所述第二蒸發器與所述冷凝器之間設置有第三管路和第四管路，所述第一管路上設置有第一閥門，所述第二管路上設置有第二閥門以及循環泵，所述蒸汽上升管路上設置有第三閥門，所述液體下降管路上設置有第四閥門，所述集熱蒸發器內部設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器、第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門以及循環泵分別與所述控制器通訊連接并受控于所述控制器，

所述第一集熱管組與所述蓄熱水箱之間形成環路熱管，所述第二集熱管組與所述預熱水箱之間形成太陽能水源熱泵環路，所述溫度傳感器內部設置有第一溫度閾值以及第二溫度閾值，當所述溫度傳感器監測到的集熱蒸發器的溫度低于第一溫度閾值且高于第二溫度閾值時，系統以環路熱管模式運行；當所述溫度傳感器監測到的集熱蒸發器的溫度高于第一溫度閾值或低于第二溫度閾值時，所述控制器控制系統開啟太陽能水源熱泵環路模式運行以調控蓄熱水箱的熱水溫度。

優選地，所述第一集熱管組為環路熱管運行模式的第一蒸發器。

優選地，所述第三管路連接所述第二蒸發器和所述蒸汽上升管路，所述第三管路上設置有壓縮機，所述第四管路連接所述第二蒸發器和所述液體下降管路，所述第四管路上設置有節流閥。

優選地，所述第一集熱管組以及第二集熱管組均為太陽能集熱管組。