CN105515527A - 一种太阳能耦合多源热泵综合系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能综合应用技术领域，公开了一种太阳能耦合多源热泵综合系统，包括光伏光热板、空气源热泵、地源热泵、水箱，光伏光热板包括边框、光伏组件、微流道吸热管，光伏组件与电网系统连接，微流道吸热管分别与空气源热泵、地源热泵连接，水箱内设有加热盘管，空气源热泵与水箱内的加热盘管连接，地源热泵上连接有地热换热管、空调末端，地源热泵与微流道吸热管之间还设有蓄能装置；微流道吸热管的两端并联有风冷散热器。本发明具有能有效的把太阳能转化为电能，同时充分利用太阳光热能，极大提高太阳能利用率的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能综合应用技术领域，尤其涉及一种太阳能耦合多源热泵综合系统。
背景技术
太阳能取之不尽用之不竭，既可以发电也可以用热，但是目前的应用技术是光伏和光热是分开的，光伏发电转换效率在8％～15％之间，其余的80％～90％辐射能转化为光伏组件的热能散失到周围环境中。研究表明，光伏组件在25℃时，发电效率最高，光伏组件表面温度每上升1℃，发电效率降低0.3％～0.5％。由此可见，降低光伏组件的温度，可以有效地提高发电效率。目前的光伏组件上的热量都无法利用，直接散发出去很浪费。
发明内容
本发明为了克服现有技术中的太阳能综合利用率低的问题，提供了一种能有效的把太阳能转化为电能，同时充分利用太阳光热能的太阳能耦合多源热泵综合系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种太阳能耦合多源热泵综合系统，包括光伏光热板、空气源热泵、地源热泵、水箱，所述的光伏光热板包括边框、光伏组件、微流道吸热管，所述的光伏组件与电网系统连接，所述的微流道吸热管分别与空气源热泵、地源热泵连接，水箱内设有加热盘管，所述的空气源热泵与水箱内的加热盘管连接，所述地源热泵上连接有地热换热管、空调末端，所述的地源热泵与微流道吸热管之间还设有蓄能装置。
光伏光热板上的光伏组件把太阳能转化为电能供给电网系统，为厂区和生活区供电，光伏组件吸收多余的热量传递给微流道吸热管，微流道吸热管内的冷却介质吸收热量，吸热后的冷却介质通过空气源热泵把温度提升后进入加热盘管，从而为水箱内的水加热，源源不断的提供生活热水，多余的热量储存在蓄能装置内，在夜间或者阴雨天气，蓄能器向空气源热泵提供能量对水箱内的水加热；地源热泵用于制冷或采暖，需要制冷时，地源热泵从空调末端处吸收能量储存在蓄能装置内，多余的热量通过地热换热管导入地下，需要制热时，优先使用蓄能装置内的热能，热能不够时，则地源热泵工作从地热换热管提取地热能。该综合系统即保证了光伏组件高效的光电转化率，又对多余的热量合理利用，用于取暖、制冷、制备热水，太阳能利用率高。
作为优选，所述的微流道吸热管的两端并联有风冷散热器。当蓄能装置内能量蓄满，水箱中的水温达到要求，此时光伏组件多余的热量从风冷散热器内散发到外界；在夜间或阴雨天气，蓄能装置内能量不足时，空气源热泵与风冷散热器连接，空气源热泵工作，从空气中吸收能量为水箱内的水加热。
作为优选，所述的光伏组件与微流道吸热管之间设有导热板，微流道吸热管的外侧设有隔热板，隔热板的外侧设有底板，底板上设有光伏接线座，所述的光伏接线座与电网系统连接。导热板能快速把光伏组件上的热量传递给微流道吸热管，实现热交换。
作为优选，所述导热板的顶面为平面，所述导热板的顶面上设有碳晶涂层，所述的碳晶涂层表面与光伏组件底面之间通过导热胶连接。碳晶涂层具有高导热性，能快速把光伏组件多余的热量传递给导热板，冷却介质循环能快速把导热板上的热量带走，从而保持光伏组件稳定的工作环境。
作为优选，所述导热板的底面上设有上吸热管槽，所述的隔热板的顶面上设有与上吸热管槽对应的下吸热管槽，所述的导热板的底面与隔热板的顶面贴合接触，所述的微流道吸热管位于上吸热管槽、下吸热管槽内。微流道吸热管嵌在上吸热管槽、下吸热管槽内，一方面起到定位作用，另一方面能增加微流道吸热管与导热板之间的接触面积，提高热交换效率。
作为优选，所述的微流道吸热管的内径为2mm-3mm。
作为优选，所述的导热板为铝板，所述的光伏组件为单晶硅组件或多晶硅组件。
因此，本发明具有能有效的把太阳能转化为电能，同时充分利用太阳光热能，极大提高太阳能利用率的有益效果。
附图说明
图1为本发明的一种原理框图。
图2为本发明的具体实施图。
图3为光伏光热板的结构示意图。
图4为本光伏光热板的爆炸图。
图5为图3中D处放大示意图。
图6为微流道吸热管的示意图。
图中：光伏光热板1、空气源热泵2、地源热泵3、水箱4、加热盘管5、风冷散热器6、地热换热管7、空调末端8、蓄能装置9、电控换向阀10、电网系统11、边框100、光伏组件101、导热板102、微流道吸热管103、隔热板104、底板105、光伏接线座106、碳晶涂层107、导热胶108、上吸热管槽109、下吸热管槽110。
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描述：
如图1和图2所示的一种太阳能耦合多源热泵综合系统，包括光伏光热板1、空气源热泵2、地源热泵3、水箱4，如图3和图4所示，光伏光热板1包括边框100，边框内100从上到下依次设有光伏组件101、导热板102、微流道吸热管103、隔热板104、底板105，底板上设有光伏接线座106，导热板102的顶面为平面，导热板102的顶面上设有碳晶涂层107，碳晶涂层107表面与光伏组件101底面之间通过导热胶108连接；如图5所示，导热板102的底面上设有上吸热管槽109，隔热板104的顶面上设有与上吸热管槽对应的下吸热管槽110，导热板的底面与隔热板的顶面贴合接触，微流道吸热管103位于上吸热管槽、下吸热管槽内；微流道吸热管103的结构如图6所示，微流道吸热管103的内径为3mm，本实施例中的导热板为铝板，光伏组件为多晶硅组件。
光伏光热板1上的光伏接线座106与电网系统11连接，微流道吸热管103分别与空气源热泵2、地源热泵3连接，水箱4内设有加热盘管5，空气源热泵2与水箱内的加热盘管5连接，微流道吸热管103的两端并联有风冷散热器6；地源热泵3上连接有地热换热管7、空调末端8，地源热泵3与微流道吸热管103之间还设有蓄能装置9，三通管路连接处设置电控换向阀10，可以自动控制切换管路。
光伏光热板1、空气源热泵2、水箱内的加热盘管5构成水箱内的水加热系统，地源热泵3、地热换热管7、空调末端8构成制热制冷系统，蓄能装置9用于缓冲调节水加热系统、制冷制热系统中的热量。白天，光伏光热板受到太阳照射，光伏组件把光能转化为电能输入到电网系统中，为厂区和生活区供电，光伏组件吸收多余的热量传递给微流道吸热管，微流道吸热管内的冷却介质吸收热量，吸热后的冷却介质通过空气源热泵把温度提升后进入加热盘管，从而为水箱内的水加热，源源不断的提供生活热水，水箱内的水达到设定的温度后，再有多余的热量储存在蓄能装置内，蓄能装置内蓄满能量后，多余的热量通过风冷散热器散发掉；在夜间或者阴雨天气，蓄能器向空气源热泵提供能量对水箱内的水加热，当蓄能装置内的能量不足时，空气源热泵与风冷散热器连接，空气源热泵工作，从空气中吸收能量为水箱内的水加热；地源热泵用于制冷或采暖，需要制冷时，地源热泵从空调末端处吸收能量储存在蓄能装置内，多余的热量通过地热换热管导入地下，需要制热时，优先使用蓄能装置内的热能，热能不够时，则地源热泵工作从地热换热管提取地热能。该综合系统即保证了光伏组件高效的光电转化率，又对多余的热量合理回收利用，用于取暖、制冷、制备热水，极大提高了太阳能、地热能、空气能的利用率。
Claims (7)
1.一种太阳能耦合多源热泵综合系统，其特征是，包括光伏光热板、空气源热泵、地源热泵、水箱，所述的光伏光热板包括边框、光伏组件、微流道吸热管，所述的光伏组件与电网系统连接，所述的微流道吸热管分别与空气源热泵、地源热泵连接，水箱内设有加热盘管，所述的空气源热泵与水箱内的加热盘管连接，所述地源热泵上连接有地热换热管、空调末端，所述的地源热泵与微流道吸热管之间还设有蓄能装置。
2.根据权利要求1所述的太阳能耦合多源热泵综合系统，其特征是，所述的微流道吸热管的两端并联有风冷散热器。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能耦合多源热泵综合系统，其特征是，所述的光伏组件与微流道吸热管之间设有导热板，微流道吸热管的外侧设有隔热板，隔热板的外侧设有底板，底板上设有光伏接线座，所述的光伏接线座与电网系统连接。
4.根据权利要求3所述的太阳能耦合多源热泵综合系统，其特征是，所述导热板的顶面为平面，所述导热板的顶面上设有碳晶涂层，所述的碳晶涂层表面与光伏组件底面之间通过导热胶连接。
5.根据权利要求3所述的太阳能耦合多源热泵综合系统，其特征是，所述导热板的底面上设有上吸热管槽，所述的隔热板的顶面上设有与上吸热管槽对应的下吸热管槽，所述的导热板的底面与隔热板的顶面贴合接触，所述的微流道吸热管位于上吸热管槽、下吸热管槽内。
6.根据权利要求1所述的太阳能耦合多源热泵综合系统，其特征是，所述的微流道吸热管的内径为2mm-3mm。
7.根据权利要求3所述的太阳能耦合多源热泵综合系统，其特征是，所述的导热板为铝板，所述的光伏组件为单晶硅组件或多晶硅组件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201611 Shanghai City, Songjiang District Shen Gang Road No. 3450 Applicant after: Shanghai Bo Yangxin energy Polytron Technologies Inc Address before: 201616 Shanghai City, Songjiang District small town Kunshan Qinan Street No. 18 A District 2 room G block Applicant before: Shanghai Boyon New Energy Technology Co., Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |