[實用新型]多功能熱管式光伏光熱熱水采暖系統

有效

• 申請號: 201922490465.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN211260985U
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 袁艷平;周錦志;蔣福建;季亞勝;高志宇
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: F24D15/00
• 分類號: F24D15/00;F24S10/95;F24S50/00;F24S60/30;F24S80/30;F28D15/04;H02S10/00;H02S40/38;H02S40/44
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

本實用新型提供一種多功能熱管式光伏光熱熱水采暖系統，包括太陽能光伏發電系統、直管式熱管強制水冷系統、儲熱水箱、閉式環路熱管強制風冷系統、采暖房間、光電儲存器太陽能蓄電池以及太陽能逆控一體機；直管式熱管強制水冷系統包括直管式微通道熱管、微通道水冷換熱器和水泵，直管式微通道熱管設有蒸發端和冷凝端，閉式環路熱管強制風冷系統包括閉式環路熱管蒸發器、閉式環路熱管冷凝器和風扇，本實用新型具有小型化、易與建筑結合等特點，可根據不同季節光照特點，實現多功能輸出滿足建筑不同需求。

技術領域

本實用新型屬于光伏光熱技術領域，具體涉及一種多功能熱管式光伏光熱熱水采暖系統。

背景技術

隨著太陽能技術的發展和太陽能產品成本的下降，太陽能作為一種可靠的補充能源越來越受到人們的青睞，如太陽能熱水系統、分布式光伏發電系統等。然而，當前系統在實際應用過程中存在功能單一、能量轉換效率低和熱傳遞效率低等問題。因此，研發可實現多功能、高轉換效率和高利用率的光伏光熱一體化系統成為實現建筑節能和滿足用戶需求的重要研究方向。

目前，光伏光熱系統可采用空氣或者水作為換熱介質，因空氣熱容低、密度低傳遞熱量能力較弱，同時空氣冷卻型系統與建筑結合方式較為復雜，所以當前系統多采用水冷方式進行換熱。然而，水循環采暖多采用地暖形式進行，太陽能從光伏光熱系統到房間經歷了太陽能模塊、儲熱水箱、地板、室內空氣等多個換熱過程，大量熱量在傳遞過程中流失，整體傳熱效率下降；同時，水冷方式在冬季易造成管道結冰，導致系統無法正常運轉。

中國專利《一種節能建筑的太陽能光伏光熱系統》(CN 201310573559.9)介紹了一種光伏光熱系統采用地板采暖方式為建筑提供熱量，《一種發汗傳熱式太陽能光伏光熱聯用窗》(CN CN201010224257.7)將光伏光熱模塊以窗戶的形式與建筑結合，這些系統皆具有功能單一或采暖傳熱效率低等問題。

實用新型內容

針對現有光伏光熱系統功能單一或嚴寒地區冬季運行困難等問題，本實用新型提出了一種可實現強制風冷和強制水冷的熱管式光伏光熱熱水采暖系統。該系統將直管式熱管與閉式環路熱管與光伏光熱模塊相結合，以強制水冷和強制風的換熱方式實現制熱水、采暖的功能。在提高換熱效率的情況下，解決了冬季水路結冰和傳熱效率低的問題。

為實現上述實用新型目的，本實用新型技術方案如下：

一種多功能熱管式光伏光熱熱水采暖系統，包括太陽能光伏發電系統1、直管式熱管強制水冷系統4、儲熱水箱8、閉式環路熱管強制風冷系統11、采暖房間17、光電儲存器太陽能蓄電池20以及太陽能逆控一體機21；

太陽能光伏發電系統1安裝在室外，所述太陽能光伏發電系統1包括太陽能電池片陣列2和太陽能光伏模塊基板3，太陽能電池片陣列2通過熱熔膠層壓在太陽能光伏模塊基板3正面，吸收和轉換太陽能為系統提供電能和熱能，太陽能蓄電池20和太陽能電池片陣列2連接，太陽能逆控一體機21和太陽能蓄電池20連接，太陽能蓄電池20和太陽能逆控一體機21組合運行用于儲存電能并輸送給用戶端19；

直管式熱管強制水冷系統4包括直管式微通道熱管5、微通道水冷換熱器6和水泵7，直管式微通道熱管5設有蒸發端和冷凝端，直管式微通道熱管5的蒸發端通過熱熔膠層壓在太陽能光伏模塊基板3背面與太陽能光伏模塊基板3進行熱交換，直管式微通道熱管5的冷凝端通過熱熔膠層壓方式與微通道水冷換熱器6相結合，并與微通道水冷換熱器6進行熱交換，直管式微通道熱管5內設有冷媒，直管式微通道熱管5的蒸發端通過管內冷媒的相變，吸收太陽能光伏模塊基板3的熱量形成蒸汽，蒸汽上升到冷凝端后與微通道水冷換熱器6里面的冷水進行強制對流換熱，冷水吸收蒸汽的熱量變成熱水進入儲熱水箱8，將來自太陽能光伏模塊基板3的熱量儲存在儲熱水箱8中，微通道水冷換熱器6的出口通過水泵7連接至儲熱水箱8的入口，儲熱水箱8的出口連接至微通道水冷換熱器6的入口，儲熱水箱8內的熱水通過儲熱水箱用戶端出口閥門18供給用戶端19；