CN105515527B - 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

一种太阳能耦合多源热泵综合系统
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 (5)

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;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;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。
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。
4.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。
5.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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