CN103267365A - 一种联合制热水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能利用技术领域，具体涉及一种太阳能光伏光热组件与空气源热泵联合制热水系统，其发明目的是提高光伏组件的发电效率，同时能够制取一定温度的生活热水供家庭日常生活使用，以充分利用太阳能。本发明联合制热水系统包括热水系统和发电系统，有两种运行控制模式：1）太阳能光伏光热系统单独制热水，当PV/T组件在晴天能够把足量的冷水加热到所需温度，此时空气源热泵不需要工作；2）太阳能光伏光热组件与空气源热泵联合制热水，PV/T组件无法把足量的热水加热到所需温度，此时温度达不到要求，即需要开启空气源热泵进行加热到要求的温度。本发明具有在各种天气下最大程度地利用太阳能、提高光伏组件的发电效率、节约电能、降低运行费用等优点。

Description

一种联合制热水系统
技术领域
本发明涉及太阳能利用技术领域，具体涉及一种太阳能光伏光热组件与空气源热泵联合制热水系统。
背景技术
随着世界光伏产业的快速发展，目前国家正在大力支持分布式光伏发电政策，同时随着居民对生活热水需求的不断增加，相应的生活热水的能耗也越来越多。尽管光伏发电技术不断成熟，使光伏电池的电效率有了很大的提高，但是光电效率的绝对数值依然较低，照射到光伏电池表面的太阳辐射能80%以上并未转化为电能，而是转化为光伏电池的热能损失掉了，而光伏电池的光电效率又随着工作温度的升高而降低。
为尽可能使光伏电池效率保持在较高水平，人们通过在光伏组件背面敷设流体通道带走热量以降低电池温度，这样既能维持电池温度，提高发电效率，又可提供热能利用率，此系统即为太阳能光伏光热一体化系统。该系统能够产生一些热水，但是由于太阳能受天气的变化影响很大，如若需要制取一定温度的热水供日常生活使用，那么辅助热源是必不可少的。目前许多太阳能热水系统采用电加热作为辅助热源，那样会消耗大量的电能。由于热泵的性能系数（COP）大于1，一般在2-6之间，因此用热泵作为辅助热源会大幅减少电力的消耗。
空气源热泵是一种环保、节能、结构简单及易于安装的热泵形式，但是其使用易受环境的影响，其供热能力和性能系数会随着室外温度的降低而降低，制冷量和制热量不易均衡。冬季还有室外结霜等问题，不适用于寒冷地区。但上海属于夏热冬冷地区，适宜使用空气源热泵。
由于过去存在上述的问题，常常导致能源利用率相对较低。现有太阳能热水(50～70℃)和光伏工程的转换效率分别仅约为40～80%和10～15%，能源浪费非常严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能光伏光热组件与空气源热泵联合制热水系统，使之不但能够提高光伏组件的发电效率，而且能够制取一定温度的生活热水供家庭日常生活使用，从而达到充分利用太阳能、节能环保的目的。
为达到上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种联合制热水系统，包括：
热水系统，所述热水系统包括储热水箱、集热泵、电磁流量计、太阳能光伏光热组件、空气源热泵和恒温水箱，所述储热水箱通过镀锌钢管依次顺序连接所述集热泵、所述电磁流量计和所述太阳能光伏光热组件后回到所述储热水箱；所述恒温水箱通过镀锌钢管依次顺序连接所述加热泵、所述空气源热泵后回到所述恒温水箱；所述储热水箱与所述恒温水箱之间通过镀锌钢管连接；
发电系统，所述发电系统包括信号线、直流防雷配电箱、逆变器和交流负载配电箱，所述太阳能光伏光热组件产生的电通过所述信号线依次顺序连接所述直流防雷配电箱、所述逆变器和所述交流负载配电箱。
进一步地，所述储热水箱里的低温水是自来水经过所述太阳能光伏光热组件加热得到的，所述恒温水箱里的水来自所述储热水箱。
优选地，所述太阳能光伏光热组件的背面设有流体通道。
由于采用了上述技术方案，本发明的优点在于：
1）能结合太阳能与空气源热泵的优点，在各种天气下最大程度地利用太阳能，产生一定温度的生活热水供家庭日常生活使用。
2）能提高光伏组件的发电效率，产生电能与市电并网供家庭负载设备使用。
3）使用空气源热泵作为辅助热源，节约电能，降低运行费用。
4）采用储热水箱和恒温水箱，有利于提高光伏光热（PV/T）组件和空气源热泵的运行效率。
附图说明
图1是本发明的系统结构原理示意图。
其中：1为集热泵；2为太阳能光伏光热组件；3为储热水箱；4为恒温水箱；5为加热泵；6为空气源热泵；7为逆变器。
具体实施方式
本发明联合制热水系统包括热水系统与发电系统，其中：
热水系统包括储热水箱、集热泵、电磁流量计、太阳能光伏光热组件、空气源热泵和恒温水箱，储热水箱通过镀锌钢管依次顺序连接集热泵、电磁流量计和太阳能光伏光热组件后回到储热水箱；恒温水箱通过镀锌钢管依次顺序连接加热泵、空气源热泵后回到恒温水箱；储热水箱与恒温水箱之间通过镀锌钢管连接；
发电系统包括信号线、直流防雷配电箱、逆变器和交流负载配电箱，太阳能光伏光热组件产生的电通过信号线依次顺序连接直流防雷配电箱、逆变器和交流负载配电箱。
本发明联合制热水系统有两种运行控制模式：1）太阳能光伏光热系统单独制热水，当PV/T组件在晴天能够把足量的冷水加热到所需温度（这种情况一般出现在夏天、秋天、春天），此时空气源热泵不需要工作；2）太阳能光伏光热组件与空气源热泵联合制热水，PV/T组件无法把足量的热水加热到所需温度（出现这种情况原因很多，比如冬天太阳辐射不足、阴雨天气或者室外气温较低），此时温度达不到要求，即需要开启空气源热泵进行加热到要求的温度。相应的运行控制方法是打开或关闭相应的阀门，根据天气情况、使用水温等自由选择运行模式，充分利用太阳能。
本发明系统所产生的电通过逆变器后可以与市电并网后直接供家庭负载设备使用。其储热水箱里的低温水是自来水经过PV/T组件加热得到的，恒温水箱里的水是来自低温级储热水箱，当水温达到设定温度时就不需要空气源热泵加热，当水温未达到设定温度时就开启空气源热泵对其进行加热，从而达到家庭生活热水使用要求。
此外，PV/T组件即在光伏组件背面可以敷设流体通道以降低电池温度，这样既能维持电池温度，提高发电效率，又可提供热能利用。
下面结合附图1对本发明的具体实施方式作进一步的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
1）太阳能光伏光热系统单独制热水：
在夏天、秋天、或春天的晴朗季节里，开启集热泵1（一用一备），使储热水箱3底部的自来水由太阳能光伏光热组件2循环加热后流入恒温水箱4，此时在不开启空气源热泵6的情况下恒温水箱4里的水温即满足生活水温使用要求。太阳能光伏光热组件2产生的直流电通过逆变器7变为交流电后直接与市电并网供家庭负载设备使用。
2）太阳能光伏光热组件与空气源热泵联合制热水：
在冬天太阳辐射不足、阴雨天气或者室外气温较低时，此时恒温水箱4里的水温达不到生活热水的要求温度，所以需要开启空气源热泵6进行辅助加热。开启加热泵5（一用一备）对来自低温级储热水箱3里的水进行再热，使恒温水箱4内部的水达到生活热水的使用要求。太阳能光伏光热组件2产生的电能与模式1）一样。
以上显示和描述了本发明基本的原理和主要特征以及其优势。本领域普通技术人员应当明白，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中的描述只是用于说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还可能出现各种变化和改进，诸如此类等同或等效变化或改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书界定。

Claims (3)

1.一种联合制热水系统，其特征在于包括：
热水系统，所述热水系统包括储热水箱、集热泵、电磁流量计、太阳能光伏光热组件、空气源热泵和恒温水箱，所述储热水箱通过镀锌钢管依次顺序连接所述集热泵、所述电磁流量计和所述太阳能光伏光热组件后回到所述储热水箱；所述恒温水箱通过镀锌钢管依次顺序连接所述加热泵、所述空气源热泵后回到所述恒温水箱；所述储热水箱与所述恒温水箱之间通过镀锌钢管连接；
发电系统，所述发电系统包括信号线、直流防雷配电箱、逆变器和交流负载配电箱，所述太阳能光伏光热组件产生的电通过所述信号线依次顺序连接所述直流防雷配电箱、所述逆变器和所述交流负载配电箱。
2.如权利要求1所述的联合制热水系统，其特征在于：所述储热水箱里的低温水是自来水经过所述太阳能光伏光热组件加热得到的，所述恒温水箱里的水来自所述储热水箱。
3.如权利要求1或2所述的联合制热水系统，其特征在于：所述太阳能光伏光热组件的背面设有流体通道。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104110906A (zh) * 2014-06-27 2014-10-22 安徽康特姆新能源工程有限公司 生活污水热回收装置
CN104598716A (zh) * 2014-11-28 2015-05-06 楚雄师范学院 一种基于模型分析的聚光光伏/热热水太阳能系统设计方法
CN105627585A (zh) * 2016-03-17 2016-06-01 热霸节能科技（苏州）有限公司 一种太阳能热泵热水器
CN106130473A (zh) * 2016-06-15 2016-11-16 冯卓林 一种分布式光电站热水机构
CN106352387A (zh) * 2015-07-24 2017-01-25 上海港旺实业有限公司 混合能源采暖制冷系统
CN106500217A (zh) * 2016-11-10 2017-03-15 江苏海雷德蒙新能源有限公司 一种节能的空气源热泵空调系统
CN108980954A (zh) * 2018-05-18 2018-12-11 广州宝能环境技术有限公司 一种节能省电的热泵供热系统及其控制方法
CN109114804A (zh) * 2017-06-22 2019-01-01 北京航空航天大学 太阳能光伏-市电联合驱动的光伏光热一体化双源热泵热水系统及其运行方法
CN109307361A (zh) * 2018-10-10 2019-02-05 宁波市建筑设计研究院有限公司 空气源热泵的节能控制方法
CN109539599A (zh) * 2017-08-03 2019-03-29 邓泽宇 一种充分利用太阳能的方法、装置、控制系统及热水器
CN109668338A (zh) * 2018-12-25 2019-04-23 常州市市政工程设计研究院有限公司 适用低温环境下的太阳能热水系统
CN113587203A (zh) * 2021-07-23 2021-11-02 西安石油大学 基于plc的多模块联控太阳能-热泵复合集热系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1865782A (zh) * 2006-06-14 2006-11-22 高振杰 太阳能风能热、电综合利用热水及采暖系统
CN201340033Y (zh) * 2008-12-30 2009-11-04 上海理工大学 太阳能辅助发电地源热泵空调装置
CN201363900Y (zh) * 2009-03-11 2009-12-16 曾智勇 太阳能空气源热泵热水装置
CN101676637A (zh) * 2008-09-19 2010-03-24 上海申通轨道交通研究咨询有限公司 适用于轨道交通基地的空气源热泵辅助太阳能热水系统
CN101738002A (zh) * 2009-12-18 2010-06-16 同济大学 一种太阳能复合地源热泵的能量系统及其应用
CN101806503A (zh) * 2009-02-16 2010-08-18 潘戈 平板型太阳能集能器
CN101951194A (zh) * 2010-09-25 2011-01-19 上海电力学院 一种分级式太阳能光伏光热系统
CN202692411U (zh) * 2012-07-02 2013-01-23 王宜梁 新型太阳能热水器
CN102967052A (zh) * 2012-12-10 2013-03-13 国电南京自动化股份有限公司 建筑物太阳能利用系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1865782A (zh) * 2006-06-14 2006-11-22 高振杰 太阳能风能热、电综合利用热水及采暖系统
CN101676637A (zh) * 2008-09-19 2010-03-24 上海申通轨道交通研究咨询有限公司 适用于轨道交通基地的空气源热泵辅助太阳能热水系统
CN201340033Y (zh) * 2008-12-30 2009-11-04 上海理工大学 太阳能辅助发电地源热泵空调装置
CN101806503A (zh) * 2009-02-16 2010-08-18 潘戈 平板型太阳能集能器
CN201363900Y (zh) * 2009-03-11 2009-12-16 曾智勇 太阳能空气源热泵热水装置
CN101738002A (zh) * 2009-12-18 2010-06-16 同济大学 一种太阳能复合地源热泵的能量系统及其应用
CN101951194A (zh) * 2010-09-25 2011-01-19 上海电力学院 一种分级式太阳能光伏光热系统
CN202692411U (zh) * 2012-07-02 2013-01-23 王宜梁 新型太阳能热水器
CN102967052A (zh) * 2012-12-10 2013-03-13 国电南京自动化股份有限公司 建筑物太阳能利用系统

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104110906A (zh) * 2014-06-27 2014-10-22 安徽康特姆新能源工程有限公司 生活污水热回收装置
CN104598716B (zh) * 2014-11-28 2017-05-17 楚雄师范学院 一种基于模型分析的聚光光伏/热热水太阳能系统设计方法
CN104598716A (zh) * 2014-11-28 2015-05-06 楚雄师范学院 一种基于模型分析的聚光光伏/热热水太阳能系统设计方法
CN106352387A (zh) * 2015-07-24 2017-01-25 上海港旺实业有限公司 混合能源采暖制冷系统
CN105627585A (zh) * 2016-03-17 2016-06-01 热霸节能科技（苏州）有限公司 一种太阳能热泵热水器
CN106130473A (zh) * 2016-06-15 2016-11-16 冯卓林 一种分布式光电站热水机构
CN106500217A (zh) * 2016-11-10 2017-03-15 江苏海雷德蒙新能源有限公司 一种节能的空气源热泵空调系统
CN109114804A (zh) * 2017-06-22 2019-01-01 北京航空航天大学 太阳能光伏-市电联合驱动的光伏光热一体化双源热泵热水系统及其运行方法
CN109114804B (zh) * 2017-06-22 2020-11-06 北京航空航天大学 太阳能光伏-市电联合驱动的光伏光热一体化双源热泵热水系统及其运行方法
CN109539599A (zh) * 2017-08-03 2019-03-29 邓泽宇 一种充分利用太阳能的方法、装置、控制系统及热水器
CN108980954A (zh) * 2018-05-18 2018-12-11 广州宝能环境技术有限公司 一种节能省电的热泵供热系统及其控制方法
CN109307361A (zh) * 2018-10-10 2019-02-05 宁波市建筑设计研究院有限公司 空气源热泵的节能控制方法
CN109668338A (zh) * 2018-12-25 2019-04-23 常州市市政工程设计研究院有限公司 适用低温环境下的太阳能热水系统
CN113587203A (zh) * 2021-07-23 2021-11-02 西安石油大学 基于plc的多模块联控太阳能-热泵复合集热系统

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