CN106352597A - 采用pvt集热器进行吸附制冷与发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，包括：冷却塔、吸附制冷机组、热水箱、PVT集热器、控制系统、冷冻水箱、空调末端。所述冷却塔与吸附制冷机组相连，所述PVT集热器与吸附制冷机组相连，所述PVT集热器与空气末端相连，所述冷冻水箱与空调末端相连，所述PVT集热器与控制系统、PVT集热器水泵、热水箱水泵、冷冻水泵、冷却水泵相连。本发明在夏季可实现PVT集热器驱动吸附制冷机组吸附制冷，在冬季可实现PVT集热器提供采暖，另外，在四季PVT集热器可提供电力，从而可以有效提高太阳能系统的利用率与利用效率。

Description

采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统
技术领域
本发明涉及吸附制冷系统技术领域，具体涉及一种采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统。
背景技术
太阳辐射能实际上是地球上最主要的能量来源。尽管太阳辐射到地球大气层外界的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但其辐射通量已高达1.73×105tW。从广义太阳能来讲，地球上绝大部分能源皆源自于太阳能，例如风能、水能、生物质能、海洋温差能、波浪能等。
但太阳能的应用现存在一些问题：(1)太阳能吸附空调的功能单一，现有的太阳能空调一般只能有制冷功能，无法实现热泵采暖功能和储能功能。这导致太阳吸附空调的工作时间一般只能是夏季太阳能丰富的季节，且在多云阴雨天时无法使用，满足不了普通用户的需求。而如果在现有太阳能吸附空调系统中增加备用热源或备用压缩式空调系统，其投资成本以及运行费用增加较多，往往超出用户的接受范围；(2)另外，中国虽然拥有约占世界70％的太阳能热利用市场，但绝大多数是热水器产品，应用领域比较狭窄，相关市场已处于发展瓶颈期。
PVT集热器可以有效提高太阳能的利用率以及利用场合。PVT集热器是集太阳能光伏发电和光热为一体的热电联产系统，包含光伏与光热两部分。它集太阳能电池板与太阳能集热器于一体，利用光电转化效应，使光能转化为电能，同时将太阳能电池板光电转换过程中产生的部分热能，通过集热器、换热器、蓄热器等装置，通过热交换进行收集并通过加热的热水等方式供人们使用，从而实现系统的热电一体化联供。所以PVT集热器可以用来驱动吸附制冷机组制冷，可以用来采暖，以及可以用来供电。
PVT集热器系统方面的研究，已经有很多科研人员进行了研究。经对现有技术的文献检索发现，专利申请号为CN201310333599.6，专利名称为“光伏光热集热器与燃气-蒸汽联合循环机组联合供能系统”的专利文献，该专利文献包括燃气-蒸汽联合循环机组、PVT集热系统和引水泵，燃气-蒸汽联合循环机组的凝结水泵排出的部分凝结水经引水泵进入PVT集热系统加热，经过PVT集热系统加热的凝结水与凝结水泵排出的其余凝结水汇合后进入燃气-蒸汽联合循环机组的余热锅炉的低压省煤器的水工质入口，PVT集热系统的电能输出端与负载或电网连接。该专利文献将PVT集热系统与燃气-蒸汽联合循环机组有机结合在一起，很好地解决了光伏电池的散热和废热利用问题，大大提高了能源的综合利用率，减少了天然气的消耗，有利于燃气-蒸汽联合电厂的节能减排。但是，该专利文献较为复杂，涉及到PVT集热器系统、燃气-蒸汽系统以及电源转换系统，所以系统的除投资较大，影响了其大量推广应用。
专利申请号为CN201020685374.9，专利名称为“基于光伏电池的PVT系统”的专利文献，所要解决的技术问题是提供一种结构简单、制作方便、成本低、得热量稳定的基于光伏电池的PVT系统。解决该问题的技术方案是：基于光伏电池的PVT系统，其特征在于：它包括第一换热回路、第二换热回路以及控制上述两个回路进行换热的换热器；其中第一换热回路包括通过管道串联成一回路的集热器和绝热储液罐，所述换热器一侧换热通道串接于集热器出口端和绝热储液罐之间；第二换热回路包括通过管道依次串联成一回路的压缩机和带换热功能的储热水箱，所述换热器另一侧换热通道则串接于压缩机的进口端和储热水箱的出口端之间。该专利文献主要用于利用太阳光产生热能和电能。但是，该专利文献只是收集了热水，未将PVT系统中的热量进行有效地利用。
专利申请号为CN201510289635.2，专利名称为“一种采用太阳能集热的多温度梯度利用系统”的专利文献，该专利文献公开了一种采用具有三个不同温度水的蓄温水箱，通过优化调节各水箱不同温度水的分配，从而梯度利用并满足供冷供热需求的系统。系统可提供两种不同温度的生活热水，以及实现在不同季节条件下的毛细管辐射末端供冷或供热和防结冻要求，保证其舒适性、高效性、安全性。系统采用太阳能热利用和热电一体化联供技术。装置配有集光伏发电和太阳能低温热利用为一体的新型太阳能集热器——光伏/光热集热器(PVT)。该装置包括太阳能高温集热器端、太阳能PVT中温集热器端、溴化锂吸收式制冷低温蓄水端、室内毛细管供冷供热辐射端、冬季防结冻放空管道保护端以及生物质辅助热源和生活热水制取端。但是，该专利文献需要使用高温集热器才能驱动溴化锂吸收制冷机组，与PVT产生的热水并不匹配；另外，由于系统需要大量中温、高温集热器，这增大了系统的初投资，从而影响了其实际的推广应用。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，该系统在夏季可实现PVT集热器驱动吸附制冷机组吸附制冷，在冬季可实现PVT集热器提供采暖，另外，在四季PVT集热器可提供电力，从而可以有效提高太阳能系统的利用率与利用效率。
根据本发明提供的一种采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，包括：冷却塔、吸附制冷机组、热水箱、PVT集热器、控制系统、冷冻水箱、空调末端；
所述冷却塔与吸附制冷机组相连，所述PVT集热器与吸附制冷机组相连，所述PVT集热器与空气末端相连，所述冷冻水箱与空调末端相连，所述PVT集热器分别与控制系统、PVT集热器水泵、热水箱水泵、冷冻水泵、冷却水泵相连；热水箱水泵连接热水箱；冷冻水泵连接冷冻水箱；冷却水泵连接冷却塔；
其中：
所述冷却塔与吸附制冷机组相连实现冷却的循环过程；
所述PVT集热器与吸附制冷机组相连实现加热的循环过程；
所述PVT集热器与空调末端相连实现采暖的循环过程；
所述冷冻水箱与空调末端相连实现连续输出冷量的循环过程；
所述PVT集热器分别与控制系统、PVT集热器水泵、热水箱水泵、冷冻水泵、冷却水泵相连实现输出电能的循环过程。
优选地，冷却塔出口管与冷却塔的底部相连，冷却塔进口管与冷却塔的顶部相连。
优选地，第一冷却塔阀门、吸附制冷机组冷却盘管、第二冷却塔阀门依次相连，第二三通阀的第二端、吸附制冷机组冷冻水进口管、吸附制冷机组蒸发盘管、吸附制冷机组冷冻水出口管依次相连，第一三通阀的第一端、吸附制冷机组加热盘管、第二三通阀的第一端依次相连。
优选地，第一三通阀的第二端、加热出水管、热水箱右部的下部依次相连，加热回水管与热水箱右部的中上部相连，热水箱辅助加热器连接在热水箱底部，热水箱进水管与热水箱左部的下部相连，热水箱出水管与热水箱左部的中上部相连，热水箱溢流管与热水箱左部的顶部相连；第二三通阀的第三端连接热水箱顶部。
优选地，第一PVT集热器阀门、PVT集热器进口管、PVT集热器、PVT集热器出口管、第二PVT集热器阀门依次相连。
优选地，所述控制系统包括：电脑、数据采集器，其中：控制系统电源线与电脑相连，控制系统电源线与数据采集器相连。
优选地，第一三通阀的第二端、冷冻水泵、冷冻水箱出口管、冷冻水箱右部的下部依次相连，冷冻水箱回水管与冷冻水箱右部的上部相连，冷冻水箱溢流管与冷冻水箱左部的顶部、排水管相连，冷冻水箱辅助加热器与冷冻水箱底部相连。
优选地，空调末端进口管与空调末端顶部的左部相连，第二三通阀的第二端、空调末端出口管、空调末端顶部的右部依次相连。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提供的采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，其循环方式在夏季可实现PVT集热器驱动吸附制冷机组吸附制冷，在冬季可实现PVT集热器提供采暖。
(2)本发明的循环方式，在四季PVT集热器可提供电力，从而可以有效提高太阳能系统的利用率与利用效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明结构示意图。
图中示出：
冷却塔出口管1，冷却塔2，冷却塔进口管3，吸附制冷机组冷却盘管4，第一冷却塔阀门5，第二冷却塔阀门6，冷却塔水泵电源线7，吸附制冷机组加热盘管8，吸附制冷机组蒸发盘管9，第一三通阀10，吸附制冷机组11，热水箱水泵12，第二三通阀13，加热回水管路14，加热出水管路15，热水箱16，热水箱辅助加热器17，热水箱溢流管18，热水箱进水管19，PVT集热器水泵20，热水箱出水管21，第一PVT集热器阀门22，PVT集热器水泵电源线23，PVT集热器进口管24，PVT集热器25，控制系统电源线26，PVT集热器出口管27，热水箱水泵和冷冻水箱水泵电源线28，第二PVT集热器阀门29，电脑30，控制系统31，数据采集器32，冷冻水箱溢流管33，排水管34，冷冻水箱35，冷冻水箱辅助加热器36，冷冻水箱回水管37，吸附制冷机组冷冻水出口管38，空调末端进口管39，冷冻水箱出口管40，冷冻水泵41，冷冻水箱阀门42，吸附制冷机组冷冻水进口管43，空调末端出口管44，空调末端45，冷却水泵46
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，包括：冷却塔、吸附制冷机组、热水箱、PVT集热器、控制系统、冷冻水箱、空调末端。所述冷却塔与吸附制冷机组相连，所述PVT集热器与吸附制冷机组相连，所述PVT集热器与空气末端相连，所述冷冻水箱与空调末端相连，所述PVT集热器与控制系统、PVT集热器水泵、热水箱水泵、冷冻水泵、冷却水泵相连。本发明在夏季可实现PVT集热器驱动吸附制冷机组吸附制冷，在冬季可实现PVT集热器提供采暖，另外，在四季PVT集热器可提供电力，从而可以有效提高太阳能系统的利用率与利用效率。
根据本发明提供的一种采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，包括：冷却塔、吸附制冷机组、热水箱、PVT集热器、控制系统、冷冻水箱、空调末端；
所述冷却塔与吸附制冷机组相连，所述PVT集热器与吸附制冷机组相连，所述PVT集热器与空气末端相连，所述冷冻水箱与空调末端相连，所述PVT集热器分别与控制系统、PVT集热器水泵、热水箱水泵、冷冻水泵、冷却水泵相连；热水箱水泵连接热水箱；冷冻水泵连接冷冻水箱；冷却水泵连接冷却塔；
其中：
所述冷却塔与吸附制冷机组相连实现冷却的循环过程；
所述PVT集热器与吸附制冷机组相连实现加热的循环过程；
所述PVT集热器与空调末端相连实现采暖的循环过程；
所述冷冻水箱与空调末端相连实现连续输出冷量的循环过程；
所述PVT集热器分别与控制系统、PVT集热器水泵、热水箱水泵、冷冻水泵、冷却水泵相连实现输出电能的循环过程。
优选地，冷却塔出口管与冷却塔的底部相连，冷却塔进口管与冷却塔的顶部相连。
优选地，第一冷却塔阀门、吸附制冷机组冷却盘管、第二冷却塔阀门依次相连，第二三通阀的第二端、吸附制冷机组冷冻水进口管、吸附制冷机组蒸发盘管、吸附制冷机组冷冻水出口管依次相连，第一三通阀的第一端、吸附制冷机组加热盘管、第二三通阀的第一端依次相连。
优选地，第一三通阀的第二端、加热出水管、热水箱右部的下部依次相连，加热回水管与热水箱右部的中上部相连，热水箱辅助加热器连接在热水箱底部，热水箱进水管与热水箱左部的下部相连，热水箱出水管与热水箱左部的中上部相连，热水箱溢流管与热水箱左部的顶部相连；第二三通阀的第三端连接热水箱顶部。
优选地，第一PVT集热器阀门、PVT集热器进口管、PVT集热器、PVT集热器出口管、第二PVT集热器阀门依次相连。
优选地，所述控制系统包括：电脑、数据采集器，其中：控制系统电源线与电脑相连，控制系统电源线与数据采集器相连。
优选地，第一三通阀的第二端、冷冻水泵、冷冻水箱出口管、冷冻水箱右部的下部依次相连，冷冻水箱回水管与冷冻水箱右部的上部相连，冷冻水箱溢流管与冷冻水箱左部的顶部、排水管相连，冷冻水箱辅助加热器与冷冻水箱底部相连。
优选地，空调末端进口管与空调末端顶部的左部相连，第二三通阀的第二端、空调末端出口管、空调末端顶部的右部依次相连。
下面结合附图对本实施例做进一步描述。
如图1所示，本实施例提供的采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，包括：冷却塔2、吸附制冷机组11、热水箱16、PVT集热器25、控制系统31、冷冻水箱35、空调末端45。
其中：
冷却塔2与吸附制冷机组11连接，其连接的管路是，冷却塔2底部、冷却塔出口管1、第一冷却塔阀门5、吸附制冷机组冷却盘管4、第二冷却塔阀门6、冷却塔进口管3依次相连；
PVT集热器25与吸附制冷机组11连接，其连接的管路是，PVT集热器25、PVT集热器出口管27、第二PVT集热器阀门29、热水箱进水管19依次相连，热水箱出水管21、PVT集热器水泵20、第一PVT集热器阀门22、PVT集热器进口管24依次相连，热水箱16、加热出水管15、热水箱水泵12、第一三通阀10、吸附制冷机组加热盘管8、第二三通阀13、加热回水管路14、热水箱16依次相连；
PVT集热器25与空调末端45连接，其连接的管路是，PVT集热器25、PVT集热器出口管27、第二PVT集热器阀门29、热水箱进水管19依次相连，热水箱出水管21、PVT集热器水泵20、第一PVT集热器阀门22、PVT集热器进口管24依次相连，热水箱16、加热出水管15、热水箱水泵12、第一三通阀10、空调末端进口管39、空调末端45、空调末端出口管44、第二三通阀13、加热回水管路14、热水箱16依次相连；
冷冻水箱35与空调末端45连接，其连接的管路是，冷冻水箱35、冷冻水箱出口管40、冷冻水泵41、冷冻水箱阀门42、空调末端进口管39、空调末端45、空调末端出口管44、吸附制冷机组冷冻水进口管43、吸附制冷机组蒸发盘管9、吸附制冷机组冷冻水出口管38、冷冻水箱回水管37、冷冻水箱35依次相连；
PVT集热器25分别与控制系统31、PVT集热器水泵20、热水箱水泵12、冷冻水泵41、冷却水泵46连接，其连接的管路是，PVT集热器25、控制系统电源线26、控制系统31依次相连，PVT集热器25、PVT集热器水泵电源线23、PVT集热器水泵20依次相连，PVT集热器25与热水箱水泵、冷冻水箱水泵电源线28、热水箱水泵12相连，同时与冷冻水箱水泵41相连，PVT集热器25、冷却塔水泵电源线7、冷却水泵46依次相连；
所述冷却塔2包括：冷却塔出口管1、冷却塔进口管3，其中：冷却塔出口管1与冷却塔2的底部相连，冷却塔进口管3与冷却塔2的顶部相连；
所述吸附制冷机组11包括：第一冷却塔阀门5、吸附制冷机组冷却盘管4、第二冷却塔阀门6、吸附制冷机组冷冻水进口管43、吸附制冷机组蒸发盘管9、吸附制冷机组冷冻水出口管38、第一三通阀10、吸附制冷机组加热盘管8、第二三通阀13，其中：第一冷却塔阀门5、吸附制冷机组冷却盘管4、第二冷却塔阀门6依次相连，吸附制冷机组冷冻水进口管43、吸附制冷机组蒸发盘管9、吸附制冷机组冷冻水出口管38依次相连，第一三通阀10、吸附制冷机组加热盘管8、第二三通阀13依次相连；
所述热水箱16包括：加热出水管15、加热回水管14、热水箱辅助加热器17、热水箱进水管19、热水箱出水管21、热水箱溢流管18，其中：加热出水管15与热水箱16右部的下部相连，加热回水管14与热水箱16右部的中上部相连，热水箱辅助加热器17连接在热水箱16底部，热水箱进水管19与热水箱16左部的下部相连，热水箱出水管21与热水箱16左部的中上部相连，热水箱溢流管18与热水箱16左部的顶部相连；
所述PVT集热器25包括：PVT集热器阀门22、PVT集热器进口管24、PVT集热器出口管27，第二PVT集热器阀门29，其中：第一PVT集热器阀门22、PVT集热器进口管24、PVT集热器25、PVT集热器出口管27、第二PVT集热器阀门29依次相连；
所述控制系统31包括：电脑30、数据采集器32，其中：控制系统电源线26与电脑30相连，控制系统电源线26与数据采集器32相连；
所述冷冻水箱35包括：冷冻水泵41、冷冻水箱出口管40、冷冻水箱回水管37、冷冻水箱溢流管33、排水管34、冷冻水箱辅助加热器36，其中：冷冻水泵41、冷冻水箱出口管40、冷冻水箱35右部的下部依次相连，冷冻水箱回水管37与冷冻水箱35右部的上部相连，冷冻水箱溢流管33、冷冻水箱35左部的顶部、排水管34依次相连，冷冻水箱辅助加热器36与冷冻水箱35底部相连；
所述空调末端45包括：空调末端进口管39、空调末端出口管44，其中：空调末端进口管39与空调末端45顶部的左部相连，空调末端出口管44与空调末端45顶部的右部相连。
本实施例提供的一种采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，在夏季可实现PVT集热器驱动吸附制冷机组吸附制冷，在冬季可实现PVT集热器提供采暖，另外，在四季PVT集热器可提供电力，从而可以有效提高太阳能系统的利用率与利用效率。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，其特征在于，包括：冷却塔、吸附制冷机组、热水箱、PVT集热器、控制系统、冷冻水箱、空调末端；
所述冷却塔与吸附制冷机组相连，所述PVT集热器与吸附制冷机组相连，所述PVT集热器与空气末端相连，所述冷冻水箱与空调末端相连，所述PVT集热器分别与控制系统、PVT集热器水泵、热水箱水泵、冷冻水泵、冷却水泵相连；热水箱水泵连接热水箱；冷冻水泵连接冷冻水箱；冷却水泵连接冷却塔；
其中：
所述冷却塔与吸附制冷机组相连实现冷却的循环过程；
所述PVT集热器与吸附制冷机组相连实现加热的循环过程；
所述PVT集热器与空调末端相连实现采暖的循环过程；
所述冷冻水箱与空调末端相连实现连续输出冷量的循环过程；
所述PVT集热器分别与控制系统、PVT集热器水泵、热水箱水泵、冷冻水泵、冷却水泵相连实现输出电能的循环过程。
2.根据权利要求1所述的采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，其特征在于，冷却塔出口管与冷却塔的底部相连，冷却塔进口管与冷却塔的顶部相连。
3.根据权利要求1所述的采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，其特征在于，第一冷却塔阀门、吸附制冷机组冷却盘管、第二冷却塔阀门依次相连，第二三通阀的第二端、吸附制冷机组冷冻水进口管、吸附制冷机组蒸发盘管、吸附制冷机组冷冻水出口管依次相连，第一三通阀的第一端、吸附制冷机组加热盘管、第二三通阀的第一端依次相连。
4.根据权利要求3所述的采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，其特征在于，第一三通阀的第二端、加热出水管、热水箱右部的下部依次相连，加热回水管与热水箱右部的中上部相连，热水箱辅助加热器连接在热水箱底部，热水箱进水管与热水箱左部的下部相连，热水箱出水管与热水箱左部的中上部相连，热水箱溢流管与热水箱左部的顶部相连；第二三通阀的第三端连接热水箱顶部。
5.根据权利要求1所述的采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，其特征在于，第一PVT集热器阀门、PVT集热器进口管、PVT集热器、PVT集热器出口管、第二PVT集热器阀门依次相连。
6.根据权利要求1所述的采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，其特征在于，所述控制系统包括：电脑、数据采集器，其中：控制系统电源线与电脑相连，控制系统电源线与数据采集器相连。
7.根据权利要求3所述的采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，其特征在于，第一三通阀的第二端、冷冻水泵、冷冻水箱出口管、冷冻水箱右部的下部依次相连，冷冻水箱回水管与冷冻水箱右部的上部相连，冷冻水箱溢流管与冷冻水箱左部的顶部、排水管相连，冷冻水箱辅助加热器与冷冻水箱底部相连。
8.根据权利要求1所述的采用PVT集热器进行吸附制冷与发电系统，其特征在于，空调末端进口管与空调末端顶部的左部相连，第二三通阀的第二端、空调末端出口管、空调末端顶部的右部依次相连。
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