CN102635975B

CN102635975B - 太阳能光伏电池辅助发电加热的家用冷热一体机

Info

Publication number: CN102635975B
Application number: CN201210147446.8A
Authority: CN
Inventors: 杨茉; 王金龙; 刘坤鹏; 雍青青; 卞恩杰; 周喻伟; 申春赟; 王慧; 王鹏; 黄凯; 蒋燕华; 肖瑞雪
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2032-05-14
Also published as: CN102635975A

Abstract

本发明涉及一种太阳能光伏电池辅助发电加热的家用冷热一体机，包括太阳能光伏电池发电辅助供电系统和太阳能光伏电池冷却水系统，太阳能光伏电池和蓄电池分别与太阳能充电控制器连接，太阳能充电控制器通过逆变器和切换控制器分别与市电供电系统和一体机电源相连接；太阳能光伏电池冷却水系统中的循环水泵一个端口通过管道与第七电磁阀的出口相连，第七电磁阀的四个端口分别与太阳能光伏电池室外盘管和太阳能光伏电池水箱盘管相连，太阳能光伏电池水箱盘管放置在水箱系统中的水箱内，第七电磁阀的另一端口与太阳能光伏电池底部出口的管道相连。将冰箱、空调、热水器和太阳能光伏电池发电系统四合一，能进一步提高能源利用率，实现节能。

Description

太阳能光伏电池辅助发电加热的家用冷热一体机

技术领域

本发明涉及一种太阳能光伏电池辅助发电加热的家用冷热一体机，属于家用电器领域。

背景技术

能源是人类活动的物质基础，人类社会的发展与能源是息息相关的，随着人类文明的发展，对于能源的需求越来越多，随着地球上有限能源的减少，世界面临着严重的能源问题，如何可持续发展是我们共同思考的问题，在我们的生活中除了自觉养成良好习惯外还要依靠科技的力量，有效利用可再生能源，回收被浪费的可利用能源，如今太阳能作为新能源越来越多的被应用在人们生活的方方面面。随着夏季用电量和冬季人们对于生活热水的需求的增加，如何有效地利用可再生能源，以及回收余热等有用的能源已经成为当今研究的重大课题。如在专利号：201020671203.0，公开的一种空调、冰箱和燃气热水器复合系统基础上增加一套太阳能光伏电池发电辅助供电系统和太阳能光伏电池冷却水系统，用于节约电能，回收余热，进一步提高能源利用率，实现节能。

发明内容

本发明的目的在于实现能源的进一步有效利用与余热的回收，而提供一种太阳能光伏电池辅助发电加热的家用冷热一体机，将冰箱、空调、热水器和太阳能光伏电池发电系统四合一，在节省使用空间的同时，节约了高品位的电能，回收余热，进一步提高了能源利用率，实现节能。

本发明的技术方案如下：一种太阳能光伏电池辅助发电加热的家用冷热一体机，包括空调系统，冰箱系统，水箱系统，太阳能光伏电池发电辅助供电系统和太阳能光伏电池冷却水系统，其特点是：太阳能光伏电池发电辅助供电系统包括位于屋顶的太阳能光伏电池，蓄电池，太阳能充电控制器，逆变器，切换控制器，太阳能光伏电池和蓄电池分别与太阳能充电控制器连接，太阳能充电控制器通过逆变器和切换控制器分别与市电供电系统和一体机电源相连接；

太阳能光伏电池冷却水系统包括位于屋顶的太阳能光伏电池，循环水泵，太阳能光伏电池室外盘管，太阳能光伏电池水箱盘管和第七电磁阀，循环水泵的一个端口通过管道与第七电磁阀的出口相连，第七电磁阀的四个端口分别与太阳能光伏电池室外盘管和太阳能光伏电池水箱盘管相连，太阳能光伏电池水箱盘管放置在水箱系统中的水箱内，第七电磁阀的另一端口与太阳能光伏电池底部出口的管道相连。

水箱系统包括水箱、燃气热水器和水龙头，水箱内侧内壁上分别设有三个水箱进水口，并与自来水管连接，水箱内的三个侧面上分别悬挂空调水箱盘管、冰箱水箱盘管和太阳能光伏电池水箱盘管，并在空调水箱盘管、冰箱水箱盘管和太阳能光伏电池水箱盘管前各设有水箱隔板，在二个水箱隔板之间的水箱底部设有出水口，出水口通过管路与第五电磁阀相接，第五电磁阀的两个出口分别与燃气热水器的进水口和第六电磁阀的一个进口相接，燃气热水器的出水口与第六电磁阀的另一个进口连接，第六电磁阀的出口与水龙头连接。

水箱内设有温度感应器，温度感应器经过放电器和控制器分别与第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀，第四电磁阀，第五电磁阀和第六电磁阀连接，用于实时地控制第一至第七电磁阀，实现夏季模式、春秋模式或冬季模式的运转。

空调水箱盘管与空调室外机风机盘管相连构成空调室外机风机冷凝器；冰箱水箱盘管与冰箱室外盘管相连构成冰箱室外冷凝器；太阳能光伏电池水箱盘管与太阳能光伏电池室外机风机盘管相连构成太阳能光伏电池室外机风机冷凝系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）由于运用了水箱作为“三冷凝系统”中的一个冷凝器，回收冷凝时制冷剂的热量和冷却太阳能光伏电池板的热量，实现节能。

（2）由于采用了，空调水箱盘管与空调室外机风机盘管相连构成空调室外机风机冷凝器，冰箱水箱盘管与冰箱室外盘管相连构成冰箱室外冷凝器及太阳能光伏电池水箱盘管与所述的太阳能光伏电池室外机风机盘管相连构成所述的太阳能光伏电池室外机风机冷凝系统的“三冷凝系统”，提高了本机的适用性，达到节能。

（3）由于使用了太阳能光伏电池发电，使系统减少了市电用电量，节约了高品位的电能；同时利用冷却系统放出的热量加热生活用水，回收这部分余热在一定程度上减少了天然气或者电能的使用，进一步提高了能源的利用率。

（4）由于使用了太阳能光伏电池水箱盘管与所述的太阳能光伏电池室外机风机盘管相连构成所述的太阳能光伏电池室外机风机冷凝系统，能更好的冷却太阳能光伏电池，从而提高发电效率，达到更好的节能效果。

（5）将冰箱、空调、热水器和太阳能光伏电池发电系统四合一，节省使用空间，并且能更高效的利用能源，提高了能源利用率，实现节能，而且操作方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中太阳能光伏电池发电辅助供电系统结构示意图；

图3是图1中太阳能光伏电池冷却水系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步的说明，但不限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的太阳能光伏电池辅助发电加热的家用冷热一体机，由空调系统，冰箱系统，水箱系统，太阳能光伏电池发电辅助供电系统和太阳能光伏电池冷却水系统组成。它包括空调压缩机1、空调室内机风机盘管2、空调室外机风机盘管3、膨胀阀4、四通阀5、空调水箱盘管6、第一电磁阀7、第二电磁阀8、第三电磁阀9、冰箱压缩机10、冰箱室外盘管11、毛细管12、冰箱冷冻室盘管13、冰箱冷藏室盘管14、冰箱水箱盘管15、冰箱冷冻室16、冰箱冷藏室17、第四电磁阀18、水箱19、水箱进水口20、水箱出水口21、水箱隔板22、第五电磁阀23、燃气热水器24、第六电磁阀25、水龙头26、太阳能光伏电池27、太阳能充电控制器28、逆变器29、切换控制器30、市电供电系统31、一体机系统供电电源32、蓄电池33、太阳能光伏电池室外盘管34、太阳能光伏电池水箱盘管35、循环水泵36、第七电磁阀37等。

家用冷热一体机的最上部为空调室内机风机盘管2，中部为冰箱冷冻室16与冰箱冷藏室17，下部为动力系统和水箱19；其中空调室内风机盘管2与冰箱冷冻室16之间加装隔热板，动力系统和空调冷藏室17之间加装隔热板，制冷剂的流动管道均位于冷热一体机的后部；最下部的水箱19为钢板焊接结构，使其能承受一定水压，用机械连接方式固定在家用冷热一体机内，外边加装隔热板，水箱19内侧内壁上分别设有三个水箱进水口20，并与自来水管连接，将空调水箱盘管6、冰箱水箱盘管15和太阳能光伏电池水箱盘管35分别以悬挂形式置于水箱19内的三个侧面，并在该空调水箱盘管6、冰箱水箱盘管15和太阳能光伏电池水箱盘管35前各设有水箱隔板22，在该二个水箱隔板22之间的水箱19底部设有出水口21，该出水口21通过管路与第五电磁阀23相接，该第五电磁阀23的两个出口分别与燃气热水器24的进水口和第六电磁阀25的一个进口相接，燃气热水器24的出口与第六电磁阀25的另一个进口连接，第六电磁阀25的出口与水龙头26连接。

空调水箱盘管6与空调室外机风机盘管3相连构成空调室外机风机冷凝器；冰箱水箱盘管15与冰箱室外盘管11相连构成冰箱室外冷凝器；太阳能光伏电池水箱盘管35与太阳能光伏电池室外机风机盘管34相连构成太阳能光伏电池室外机风机冷凝系统。

如图2所示，太阳能光伏电池发电辅助供电系统包括位于屋顶的太阳能光伏电池27，蓄电池33，太阳能充电控制器28，逆变器29，切换控制器30，太阳能光伏电池27和蓄电池33分别与太阳能充电控制器28连接，太阳能充电控制器28通过逆变器29和切换控制器30分别与市电供电系统31和一体机电源32相连接。

太阳能光伏电池27所发的电经过太阳能充电控制器28经过逆变器29逆变为交流电后通过切换控制器30自动切换使用太阳能光伏电池27所发的电或家用220V市电供电系统31，当太阳能光伏电池27所发的电不能支持系统运转时，自动切换到使用家用220V市电供电系统31，并连通太阳能光伏电池27给蓄电池33进行充电，当达到一体机所需的用电量时继续使用太阳能光伏电池27所发的电结合蓄电池33给系统供电。

如图3所示，太阳能光伏电池冷却水系统包括位于屋顶的太阳能光伏电池27，循环水泵36，太阳能光伏电池室外盘管34，太阳能光伏电池水箱盘管35和第七电磁阀37，循环水泵36的一个端口通过管道与第七电磁阀37的出口相连，第七电磁阀37的四个端口分别与太阳能光伏电池室外盘管34和太阳能光伏电池水箱盘管35相连，太阳能光伏电池水箱盘管35放置在水箱系统中的水箱19内，第七电磁阀37的另一端口与太阳能光伏电池27底部出口的管道相连。

水箱19内设有温度感应器，其中温度感应器采集温度信号，经过放电器，由控制器控制程序控制第一电磁阀7、第二电磁阀8、第三电磁阀9，第四电磁阀18，第五电磁阀23和第六电磁阀25，第七电磁阀37采用手动控制方式调节燃气热水器的工作；通过实时地控制有关电磁阀，实现夏季模式、春秋模式或冬季模式的不同工作模式的运转。水箱19作为太阳能光伏电池的冷却器，回收太阳能光伏电池放出的热量；当家中不用热水且水箱19中水温较高时，温度感应器配合第七电磁阀37切换回路，将冷却回路切换至太阳能光伏电池室外盘管34，达到冷却效果。

太阳能光伏电池辅助发电加热的家用冷热一体机的运行按季节分为三种模式，即“夏季模式”、“春秋模式”和“冬季模式”。

夏季模式：用水箱回收空调冷凝和太阳能光伏电池冷却排出的热量，从水箱经出水口流出的热水可直接流经第五电磁阀、第六电磁阀和水龙头供使用，当水箱内水温过高达到设定值后，启动室外机风机盘管散热。

冬季模式：将水箱利用冷却太阳能光伏电池的热量与流过室内机风机盘管的“二次热流”对水箱进行加热。

春秋模式：用冷却太阳能光伏电池的热量和空调室外机盘管的热量直接对水箱的水进行加热，燃气热水器不工作。从水箱经出水口流出的热水可直接流经第五电磁阀、第六电磁阀和水龙头供使用。从水箱经出水口流出的热水，当温度达不到要求时，流进家用燃气热水器启用燃气热水器进行辅助加热供使用。

经实验表明，太阳能光伏电池辅助发电加热的家用冷热一体机，将冰箱、空调、热水器和太阳能光伏电池发电系统四合一，能进一步提高能源利用率，实现节能。

Claims

1.一种太阳能光伏电池辅助发电加热的家用冷热一体机，包括空调系统，冰箱系统，水箱系统，太阳能光伏电池发电辅助供电系统和太阳能光伏电池冷却水系统，其特征在于：所述太阳能光伏电池发电辅助供电系统包括位于屋顶的太阳能光伏电池（27），蓄电池（33），太阳能充电控制器（28），逆变器（29），切换控制器（30），太阳能光伏电池（27）和蓄电池（33）分别与太阳能充电控制器（28）连接，太阳能充电控制器（28）通过逆变器（29）和切换控制器（30）分别与市电供电系统（31）和一体机电源（32）相连接；所述太阳能光伏电池冷却水系统包括位于屋顶的太阳能光伏电池（27），循环水泵（36），太阳能光伏电池室外盘管（34），太阳能光伏电池水箱盘管（35）和第七电磁阀（37）；循环水泵（36）的一个端口通过管道与第七电磁阀（37）的出口相连，第七电磁阀（37）的四个端口分别与太阳能光伏电池室外盘管（34）和太阳能光伏电池水箱盘管（35）相连，太阳能光伏电池水箱盘管（35）放置在水箱系统中的水箱（19）内，第七电磁阀（37）另一端口与太阳能光伏电池（27）底部出口的管道相连；所述水箱系统包括水箱（19）、燃气热水器（24）和水龙头（25），水箱（19）内侧内壁上分别设有三个水箱进水口（20），并与自来水管连接，水箱（19）内三个侧面上分别悬挂空调水箱盘管（6）、冰箱水箱盘管（15）和太阳能光伏电池水箱盘管（35），并在空调水箱盘管（6）、冰箱水箱盘管（15）和太阳能光伏电池水箱盘管（35）前各设有水箱隔板（22），在二个水箱隔板（22）之间的水箱（19）底部设有出水口（21），出水口（21）通过管路与第五电磁阀（23）相接，第五电磁阀（23）两个出口分别与燃气热水器（24）进水口和第六电磁阀（25）一个进口相接，燃气热水器（24）出水口与第六电磁阀（25）另一个进口连接，第六电磁阀（25）出口与水龙头（26）连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池辅助发电加热的家用冷热一体机，其特征在于：所述水箱（19）内设有温度感应器，温度感应器经过放电器和控制器分别与第一电磁阀（7）、第二电磁阀（8）、第三电磁阀（9），第四电磁阀（18），第五电磁阀（23）和第六电磁阀（25）连接，用于实时地控制第一至第七电磁阀，实现夏季模式、春秋模式或冬季模式的运转。

3.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池辅助发电加热的家用冷热一体机，其特征在于：所述空调水箱盘管（6）与空调室外机风机盘管（3）相连构成空调室外机风机冷凝器；冰箱水箱盘管（15）与冰箱室外盘管（11）相连构成冰箱室外冷凝器；太阳能光伏电池水箱盘管（35）与太阳能光伏电池室外盘管（34）相连构成太阳能光伏电池室外机风机冷凝系统。