[發明專利]一種光電光熱綜合利用熱泵系統

有效

• 申請號: 202010132672.3
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111397251B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 楊昭;師培豐;楊宗豫;葛瀅瀅;鄧秋佳;劉兵
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F25B30/02
• 分類號: F25B30/02;F25B30/06;H02S40/32;H02S40/38;H02S40/44
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

本發明提供了一種新型光電光熱綜合利用熱泵系統，包括依次首尾相連的太陽能電池板、集熱水泵、集熱水箱和太陽能集熱水路流量計，集熱水箱的蒸發側管路依次與蒸發側水泵、第一板殼式換熱器和蒸發側水路流量計首尾相連，第一板殼式換熱器的制冷劑管路依次與第一三通閥、變頻壓縮機、第二板殼式換熱器、儲液罐、膨脹閥和第二三通閥首尾相連；第一三通閥的另一個出口和第二三通閥的另一個出口分別與室外換熱器的制冷劑出口和制冷劑進口連接，第二板殼式換熱器的水管路依次與冷凝側水泵、生活用水箱和用戶側水路流量計首尾相連。本發明能夠保證太陽能電池發電效率，可在一年四季穩定地提供生活或供暖用熱水。

技術領域

本發明涉及太陽能回收利用的技術領域，更具體地，涉及一種光電光熱綜合利用熱泵系統。

背景技術

目前，太陽能利用主要有太陽能光伏發電和太陽能光熱利用兩種方式。近年來，隨著太陽能轉化效率的提高，太陽能光電和光熱利用得到迅速發展。與此同時，由于太陽能資源分布不均，太陽能利用設備成本較高，傳統太陽能光伏發電效率低，不利于市場推廣。

太陽能熱泵以太陽能電池板在發電的過程中產生的余熱作為熱泵的低溫熱源，在這個過程中，流動的工質帶走了太陽能電池板產生的余熱，會導致太陽能電池板溫度過高，光電效率低，還會將余熱帶走。并且，太陽能又具有不穩定性且與氣候變化密切相關，這使得太陽能熱泵的利用受到限制。

空氣源熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源空氣流向高位熱源的節能裝置，傳統的空氣源熱泵機組在室外空氣溫度高于0℃的情況下，均能安全可靠地運行。但由于空氣源熱泵冬季采用空氣作為熱源，所以，隨著室外溫度的降低其蒸發溫度也隨之降低，蒸發器表面會結霜，對熱泵極其不利。隨著霜層的形成，蒸發器傳熱熱阻增加，蒸發溫度下降，機組的性能下降。

因此，現有技術中亟需一種能夠來保證太陽能電池發電效率、提高太陽能的一次能源利用率，并可在一年四季穩定地提供生活或供暖用熱水，提高系統能效，節約能源的技術方案。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供了一種利用復合熱源，提高設備使用率，提高系統能效，降低建筑能耗的光電光熱綜合利用熱泵系統。

為實現上述目的，本發明通過下述技術方案予以實現：

一種光電光熱綜合利用熱泵系統，包括依次首尾相連的太陽能電池板、集熱水泵、集熱水箱和太陽能集熱水路流量計，所述太陽能電池板的太陽能電池輸出端與逆變器連接，所述逆變器連接有蓄電池；所述集熱水箱的蒸發側管路依次與蒸發側水泵、第一板殼式換熱器和蒸發側水路流量計首尾相連，所述第一板殼式換熱器的制冷劑管路依次與第一三通閥、變頻壓縮機、第二板殼式換熱器、儲液罐、膨脹閥和第二三通閥首尾相連；所述第一三通閥的另一個出口和所述第二三通閥的另一個出口分別與所述室外換熱器的制冷劑出口和制冷劑進口連接，所述第二三通閥的另一個出口和所述變頻壓縮機的出口之間還連接有融霜電磁閥；所述第二板殼式換熱器的水管路依次與冷凝側水泵、生活用水箱和用戶側水路流量計首尾相連。

所述集熱水箱上設有第一補水閥，所述生活用水箱上設有第二補水閥。

所述太陽能電池板為熱管式太陽能電池板。

所述室外換熱器為風冷換熱器。

所述第一板殼式換熱器和所述第二板殼式換熱器均為水冷式換熱器。

本發明與現有技術相比的有益效果是：將太陽能熱源蒸發器和空氣源風冷蒸發器并聯，并根據晝夜、天氣、溫度等具體情況通過PLC控制，將太陽能熱泵和空氣源熱泵，將太陽能和環境熱源綜合利用，并將多余的太陽能存儲在蓄電池中，能夠保證太陽能電池發電效率，提高太陽能的一次能源利用率，并可在一年四季穩定地提供生活或供暖用熱水，提高設備使用率，提高系統能效，降低建筑能耗，節約能源。

附圖說明

圖1是本發明的系統圖。