CN105180508A - 一种基于太阳能的热电冷联供系统 - Google Patents

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孙文军
蔡茂林
许未晴
张翔
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Abstract

本发明是一种基于太阳能的热电冷联供系统,属于太阳能与多功能热泵领域。该系统可以充分利用太阳能为家庭供电、制冷、制热,同时提供生活所需热水。由于太阳能的光热效应,一般的太阳能光伏板在发电的同时温度逐渐上升,使发电效率降低,因此,该系统利用水循环为光伏板降温,一方面充分利用了光热效应加热生活用水,另一方面通过降低光伏板的温度提高了光电转化效率。同时,太阳能不充足时,也能为用户提供热水并满足用户制冷、制热的需求,另外,该系统加入了多功能热泵,在满足用户需求的同时提高系统的利用率。

Description

一种基于太阳能的热电冷联供系统
技术领域
:
[0001 ] 本专利属于太阳能与多功能热栗领域。
背景技术
:
[0002] 煤炭、石油、天然气等传统能源的消耗带来的环境问题日益严重,同时传统能源的日趋减少也成为不容忽视的问题。
[0003] 在尽量减少传统能源消耗的同时,新能源的利用率也在大幅提高。如今各国都在积极展开风能、太阳能、地热能等新能源的研究。在我国,新能源在总能源中的占比只有7%左右,预计该比例在2020年会达到15%。
[0004] 以新能源为基础的分布式能源技术,是我国新能源发展战略的一个重要研究方向。其中以太阳能作为能源的分布式能源技术,以其经济性、环保性、安全性、可靠性等,成为分布式能源的一个重要分支。
[0005] 以家庭为单位的太阳能光伏发电是通过太阳能光伏作用产生电能,供家庭使用或者逆变并网卖给国家,然而,这种太阳能利用技术仅仅将太阳能的一少部分能量,大约为15%,转换为了电能,其余部分都以热能的形式存在,并不断提升光伏板的温度,进一步降低了光伏板的光电转换效率。因此,科学家Kern和Russell提出了以水和空气作为流动介质的PV/T(光伏光热综合利用系统);之后,科学家又将SAHP(太阳能热栗系统)与PV/T (光伏光热综合利用系统)进行了有机地结合,提出了 PV-SAHP (光伏太阳能热栗系统)。
[0006] 近年来,国内外都开展了关于PV-SAHP的诸多研究,然而由于成本过高以及用户需求的不明确,该系统一直都未能产品化。因此,急需开发一套成本低,能够满足用户基本需求的光伏太阳能热栗系统。
发明内容
[0007] 本发明的目的:
[0008] 公开一种基于太阳能的热电冷联供系统,该系统能够为以家庭为单位的用户提供电能,并满足用户的制冷、制热,以及制取生活用水的需求。
[0009] 本发明的优点:
[0010] 在提高太阳能光伏转换效率的同时,充分利用了太阳能的光热效应,并提高了系统的利用率。
附图说明
[0011] 图1是基于太阳能的热电冷联供系统原理图
[0012] 1.变频压缩机,2.四通换向阀,3.板式换热器,4.室外风冷换热器,5.室内风冷换热器,6.带盘管与电加热蓄水箱,7.高压储液罐,8.过滤器,9.热力膨胀阀,10.室外蓄水箱,11.太阳能光伏光热板
[0013] 本发明的技术方案:
[0014] —种基于太阳能的热电冷联供系统,由变频压缩机(I)、四通换向阀(2)、板式换热器(3)、室外风冷换热器(4)、室内风冷换热器(5)、带盘管与电加热蓄水箱(6)、高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、室外蓄水箱(10)、太阳能光伏光热板(11)、以及球阀、单向阀、水栗等组成。蓄水箱(10)与蓄水箱(6)连通,生活用水可通过水栗由蓄水箱(10)进入蓄水箱¢),通过换热器通道上球阀的开启和关闭以及四通换向阀的开闭,可以选择不同的换热器作为热栗循环的蒸发器和冷凝器,完成发电、制冷、制热、制取生活所需热水的功能。
[0015]制取生活所需热水,光伏板背面贴附热管,热管顶部与水循环管路良好接触,通过热管将光伏板的热量搬运至水循环管路内的生活用水中,提高水温的同时降低光伏板温度,提高光伏板光电效率。
[0016] 为室内空气制冷,包含两种制冷回路,由压缩机(I)、四通换向阀(2)、室外风冷换热器(4)、高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、室内风冷换热器(5)构成制冷回路I ;由压缩机(I)、四通换向阀(2),板式换热器(3),高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、室内风冷换热器(5)构成制冷回路2。
[0017] 为室内空气制热,包含两种制热回路,由压缩机(I)、四通换向阀(2)、室内风冷换热器(5)、高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、室外风冷换热器(4)构成制热回路
I ;由压缩机(1)、四通换向阀(2)、室内风冷换热器(5)、高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、板式换热器(3)构成制热回路2。
[0018] 制取生活所需热水,包含两种制热水回路,由压缩机(1),四通换向阀(2),带盘管蓄水箱(6)、高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、室外风冷换热器(4)构成制热水回路I ;由压缩机(1),四通换向阀(2),带盘管蓄水箱(6)、高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、板式换热器(3)构成制热水回路2。
[0019] 本发明的实施方式:
[0020] 为室内空气制冷:在热栗循环中,选择室内风冷换热器(5)为蒸发器,室外风冷换热器(4)或板式换热器(3)为冷凝器,当室外风冷换热器(4)为冷凝器时,室内空气热量通过热栗循环被带到室外,完成制冷;当选择板式换热器(3)为冷凝器时,室内空气热量被搬运到生活用水侧,在为室内空气制冷的同时,制取了生活所需热水。
[0021] 为室内空气制热:在热栗循环中,选择室内风冷换热器(5)为冷凝器,室外风冷换热器(4)或板式换热器(3)为蒸发器,当室外风冷换热器(4)为蒸发器时,室外空气的热量被搬运到室内用于为室内空气制热;当板式换热器⑶为蒸发器时,蓄水箱(10)内的水的热量被搬运到室内用于为室内空气制热。
[0022]制取生活所需热水:首先采用热管为蓄水箱(10)内的水加热,若太阳能不足时,将蓄水箱(10)内的热水充入蓄水箱(6)内通过热栗循环加热,热栗循环冷凝器选择带盘管蓄水箱(6),蒸发器选择室外风冷换热器(4)或板式换热器(3),当选择室外风冷换热器(4)为蒸发器时,室外空气的热量用于加热蓄水箱(6)内的生活用水;当选择板式换热器(3)为蒸发器时,蓄水箱(10)内水的热量被用于加热蓄水箱(6)内的生活用水。此外,蓄水箱
(6)内还安装有电加热装置,在用户急需使用热水的情况下可以利用电加热快速加热生活用水。

Claims (5)

1.一种基于太阳能的热电冷联供系统,其特征在于:由变频压缩机(I)、四通换向阀(2)、板式换热器(3)、室外风冷换热器(4)、室内风冷换热器(5)、带盘管与电加热蓄水箱(6)、高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、室外蓄水箱(10)、太阳能光伏光热板(11)、以及球阀、单向阀、水栗等组成。蓄水箱(10)与蓄水箱(6)连通,生活用水可通过水栗由蓄水箱(10)进入蓄水箱¢),通过换热器通道上球阀的开启和关闭以及四通换向阀的开闭,可以选择不同的换热器作为热栗循环的蒸发器和冷凝器,完成制冷、制热、制取生活所需热水的功能。
2.权利要求1所述的制取生活所需热水,其特征在于:光伏板(11)背面贴附热管,热管顶部与水循环管路良好接触,光伏板背面水循环管路连接至蓄水箱(10)。
3.权利要求1所述的为室内空气制冷,其特征在于:包含两种制冷回路,由压缩机(I)、四通换向阀(2)、室外风冷换热器(4)、高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、室内风冷换热器(5)构成制冷回路I ;由压缩机(I)、四通换向阀(2),板式换热器(3),高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、室内风冷换热器(5)构成制冷回路2。
4.权利要求1所述的为室内空气制热,其特征在于:包含两种制热回路,由压缩机(I)、四通换向阀(2)、室内风冷换热器(5)、高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、室外风冷换热器(4)构成制热回路I ;由压缩机(1)、四通换向阀(2)、室内风冷换热器(5)、高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、板式换热器(3)构成制热回路2。
5.权利要求1所述的制取生活所需热水,其特征在于:包含两种制热水回路,由压缩机(I),四通换向阀(2),带盘管蓄水箱(6)、高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、室外风冷换热器(4)构成制热水回路I ;由压缩机(1),四通换向阀(2),带盘管蓄水箱(6)、高压储液罐(7)、过滤器(8)、热力膨胀阀(9)、板式换热器(3)构成制热水回路2。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105605714A (zh) * 2016-03-17 2016-05-25 亿代科技(江苏)有限公司 一种太阳能空调系统
CN105805984A (zh) * 2016-04-29 2016-07-27 中节能先导城市节能有限公司 一种太阳能与空气源耦合的可再生能源区域供能系统
CN106679236A (zh) * 2017-01-17 2017-05-17 集美大学 一种冷热蓄能式多功能热泵系统
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