[發明專利]多功能雙冷冷凝器熱管光伏光熱系統及方法

在審

• 申請號: 202010240630.1
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN111306814A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 袁艷平;周錦志;余南陽;鐘巍
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: F24S10/95
• 分類號: F24S10/95;F25B29/00;H02S40/44;F24S10/70
• 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

本發明提供一種多功能雙冷冷凝器熱管光伏光熱系統及其使用方法，其組成包括：太陽能光伏光熱模塊、翅片微通道板芯、雙冷冷凝器、水泵、儲熱水箱、太陽能蓄電池以及太陽能逆控一體機。本發明結構可實現發電、供熱水和供冷功能。白天運行時，太陽能光伏光熱模塊、雙冷冷凝器、水泵以及儲熱水箱聯合運行，通過強迫水冷換熱模式實現供熱水功能；夜間運行時，翅片微通道板芯、雙冷冷凝器聯合運行，通過強迫風冷換熱模式實現供冷功能。本發明具有多功能、易與建筑相結合、運行模式簡單等優點。

技術領域

本發明屬于光伏光熱技術與建筑結合領域，具體涉及熱管式光伏光熱系統在建筑中的應用。

背景技術

太陽能作為一種重要的可再生能源，其多種利用方式可有效緩解建筑的電耗和熱耗。大多數的太陽能產品，如太陽能光伏板、太陽能集熱器和太陽能光伏光熱系統，多以電能和熱能輸出為主，而能實現制冷功能的系統，如太陽能熱泵/空調系統、太陽能吸收式制冷或太陽能吸附式制冷系統，多具有高成本、體積大、電量消耗大等缺點。

將輻射制冷與太陽能系統結合是一種巧妙的應用結構，其在不增加體積、增加少量成本的情況下豐富了太陽能產品的功能，而針對傳統風冷模式與太陽能產品結合達到系統制冷、供電、供熱水等多功能尚缺少研究。

中國專利《一種熱管式光伏光熱構件》(CN201310539314.4)、《熱管式光伏光熱一體化板》(CN201310475617.4)皆采用單一水冷模式達到供熱水功能。目前的光伏光熱系統僅能滿足用戶部分功能，其功能多樣化有待改進。

發明內容

針對現有光伏光熱模塊換熱模式單一、功能局限、換熱效率低等問題，本發明提出了一種多功能雙冷冷凝器熱管光伏光熱系統。該系統將雙冷換熱器、熱管式光伏光熱模塊與翅片微通道蒸發器板芯結合，以單一換熱器的兩種換熱模式分別實現了白天供電供熱水、夜間供冷的功能，豐富了光伏光熱系統的輸出功能。

為實現上述發明目的，本發明技術方案如下：

一種多功能雙冷冷凝器熱管光伏光熱系統，包括太陽能光伏光熱模塊1、翅片微通道蒸發器板芯21、雙冷冷凝器11、水泵17、儲熱水箱18、太陽能蓄電池24和太陽能逆控一體機25；

太陽能光伏光熱模塊1用于吸收和轉換太陽能、為系統提供電能和熱能，所述太陽能光伏光熱模塊1包括靠近光照側的玻璃板2、靠近用戶側的吸熱板5、玻璃板2和吸熱板5之間的隔熱空氣層3，太陽能電池片陣列4固定在吸熱板5的吸光面，微通道蒸發器板芯6固定在吸熱板5的背光面；

微通道蒸發器板芯6的上端連接第一冷媒蒸汽閥9形成第一分支，翅片微通道蒸發器板芯21的上端連接第二冷媒蒸汽閥22形成第二分支，第一分支、第二分支并聯后連接冷媒蒸汽管10的下端，冷媒蒸汽管10的上端連接雙冷冷凝器11內微通道冷媒換熱管12的入口，微通道冷媒換熱管12的出口連接冷媒回液管19的回液入口，冷媒回液管19的出口分別連接至第一冷媒回液閥門20和第二冷媒回液閥門23的回液入口；雙冷冷凝器11安裝位置高于太陽能光伏光熱模塊1與翅片微通道蒸發器板芯21，翅片微通道蒸發器板芯21位于室內，翅片微通道蒸發器板芯21的下端連接至第二冷媒回液閥門23；

雙冷冷凝器11內部設有微通道冷媒換熱管12、水冷換熱管13、風冷換熱管14、風扇15，水冷換熱管13通過水泵17與儲熱水箱18相連，形成冷卻水通道，冷卻水通道與微通道冷媒換熱管12相鄰設置；若干風冷換熱管14首尾串聯形成冷卻風通道，冷卻風通道與微通道冷媒換熱管12相鄰設置，冷卻風通道的入口設有風扇15，冷卻風通道的出口設置于室外且設有風冷管出口擋板16；

太陽能蓄電池24與太陽能光伏光熱模塊1通過電線相連，用于儲存電能，而太陽能逆控一體機25與太陽能蓄電池24相連并將蓄電池24內的直流電轉換成交流電供給用戶端26使用。

作為優選方式，太陽能光伏光熱模塊1、雙冷冷凝器11安裝于室外，雙冷冷凝器11固定于屋頂邊緣處。