CN107062703B - 一种基于pvt集热器的直流热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏发电技术领域，公开了一种基于PVT集热器的直流热泵系统，包括PVT集热器、压缩机、水箱、蒸发换热盘管，水箱内设有冷凝换热盘管，水箱上设有进水管、出水管，冷凝换热盘管、压缩机、蒸发换热盘管通过管路连接形成回路，蒸发换热盘管与冷凝换热盘管之间设有节流器，PVT集热器通过管路并联在冷凝换热盘管两端的管路上，蒸发换热盘管的一侧设有风机，风机、压缩机由PVT集热器供电，整个管路中填充有冷媒工质。本发明能有效利用光伏组件热量用于对水加热，提高光电转化率，即使没有阳光时也能供热水。本发明能对太阳能多元化利用，稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种基于PVT集热器的直流热泵系统。
背景技术
近些年，我国凭借着传统能源的不断消耗，使国家经济得以飞速的发展，但是现阶段在国际环境和国内能源的短缺的双重压力下，我国的能源结构必须逐渐的向可再生的清洁能源进行转型。在清洁可再生能源的发展行列里，以太阳能使用占据主导地位，相适应的产能技术也比较成熟，并且在实际中得到了广泛的应用。在对太阳能的使用中，以往都是将产生的太阳能光伏直流电通过逆变器转化为交流电，通过相位控制耦合到市网电中，实现能源的部分替代，达到节能效果，但是光伏直流电在转化耦合过程中必然会带来技术上的能源浪费，降低光伏电的实际使用效率，在对光热的利用也简单的停留在太阳加热与电加热耦合供给生活热水。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的上述问题，提供了一种能对太阳能多元化利用、稳定性好的基于PVT集热器的直流热泵系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于PVT集热器的直流热泵系统，包括PVT集热器、压缩机、水箱、蒸发换热盘管，所述的水箱内设有冷凝换热盘管，水箱上设有进水管、出水管，所述的冷凝换热盘管、压缩机、蒸发换热盘管通过管路连接形成回路，所述蒸发换热盘管与冷凝换热盘管之间设有节流器，所述PVT集热器通过管路并联在冷凝换热盘管的两端，所述蒸发换热盘管的一侧设有风机，所述的风机、压缩机由PVT集热器供电，整个管路中填充有冷媒工质。冷媒工质通过压缩机压缩后形成高温高压气体，高温高压气体经过蒸发换热盘管时通过风机风冷后形成低温高压液体，低温高压液体经过节流器后形成低温低压液体，大部分低温低压液体进入冷凝换热盘管，从而对水箱中的水热交换，实现水箱中的水制冷，低温低压液体吸热后进入压缩机内，少部分低温低压液体不经过冷凝换热盘管中，直接通过管路进入PVT集热器，吸收PVT集热器的热量后直接进入压缩机，从而吸收PVT集热器多余的热量，保证PVT集热器稳定的发电效率。
作为优选，所所述的压缩机通过四通换向阀与蒸发换热盘管、蒸发换热盘管连接，所述PVT集热器的一端设有三通阀，三通阀的第三个接口与蒸发换热器、节流器之间的管路连接，PVT集热器的另一端设有阀A、阀B，阀A、阀B之间的部位与通过引流管与节流器、蒸发换热器之间的管路连接，所述的引流管上设有阀C。在冬季，切换四通换向阀，阀A关闭、阀B阀C打开，经过压缩机后形成的高温高压气体经过冷凝换热盘管，与水箱中的冷水热交换，从而将水箱中的冷水加热，提供生活热水，从冷凝换热盘管出来的低温高压液体经过节流器后形成低温低压液体，大部分低压低压液体经过蒸发换热盘管时吸收空气的热量，然后进入压缩机，少部分低温低压液体经过阀B、阀C进入PVT集热器内吸收热量，吸热后的冷媒工质通过三通阀进入蒸发换热盘管，从而提高冷媒工质的温度；在冬季，当PVT集热器表面积雪时，水箱中的水加热后，高温高压气体与水箱中的水之间热交换很小，因此进入节流器之前的冷媒工质也是高温高压气体，此时将阀A、阀B打开、阀C关闭，部分高温高压气体直接进入PVT集热器内将其表面的积雪融化。
作为优选，所述的阀A、阀B、阀C均为电控阀；所述的节流装置为电子膨胀阀。电控阀便于自动控制。
作为优选，还包括控制单元，压缩机、风机与控制单元连接，控制单元上还连接有监控模块，监控模块与PVT集热器电连接，监控模块与市电连接，所述的监控模块与控制单元之间设有直流变压器、交直流转换器，所述的直流变压器与交直流转换器并联；所述的压缩机为直流压缩机，所述的风机为直流风机。。PVT集热器将光转化为直流电，直流电通过直流变压器改变电压后为压缩机、风机供电；当PVT集热器供电不足时，用市电供电，市电为交流电，交流电通过交直流转换器转化为直流电后为压缩机、风机供电。
作为优选，所述的冷媒工质为R417a。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)在夏季能保持PVT集热器稳定的温度，提高光电转化效率，同时能为水箱中的水制冷；在冬季，吸收PVT集热器余热的同时能对水箱内的水制热，提供生活热水；(2)PVT表面积雪时，能将积雪融化，确保PVT稳定的发电。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
图中：PVT集热器1、压缩机2、水箱3、蒸发换热盘管4、冷凝换热盘管5、进水管6、出水管7、三通阀8、阀A9、阀B10、引流管11、阀C12、控制单元13、监控模块14、直流变压器15、交直流转换器16、风机17、四通换向阀18、节流器19。
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所示的一种基于PVT集热器的直流热泵系统，包括PVT集热器1、压缩机2、水箱3、蒸发换热盘管4，水箱内设有冷凝换热盘管5，水箱上设有进水管6、出水管7，冷凝换热盘管、压缩机、蒸发换热盘管通过管路连接形成回路，蒸发换热盘管4与冷凝换热盘管之间设有节流器19，PVT集热器1通过管路并联在冷凝换热盘管5两端的管路上，蒸发换热盘管的一侧设有风机17，风机、压缩机由PVT集热器供电，整个管路中填充有冷媒工质；
压缩机2通过四通换向阀18与蒸发换热盘管、蒸发换热盘管连接PVT集热器的一端设有三通阀8，三通阀的三个接口分别为a口、b口、c口，其中a口、b口接入管路，c口与蒸发换热器、节流器之间的管路连接，PVT集热器1的另一端设有阀A9、阀B10，阀A、阀B之间的部位与通过引流管11与节流器、蒸发换热器之间的管路连接，引流管上设有阀C12；本实施例中，阀A、阀B、阀C均为电控阀，节流装置为电子膨胀阀，压缩机为直流压缩机，风机为直流风机，冷媒工质为R417a。
还包括控制单元13，压缩机、风机与控制单元连接，控制单元上还连接有监控模块14，监控模块与PVT集热器电连接，监控模块与市电连接，监控模块与控制单元之间设有直流变压器15、交直流转换器16，直流变压器与交直流转换器并联。
结合附图，本发明的原理如下：在夏季，阀A、阀B打开、阀C关闭，三通阀上的a口、b口打开、c口关闭，PVT集热板将太阳能转化为电能，并通过直流变压器稳压后为压缩机、风机供电，冷媒工质通过压缩机压缩后形成高温高压气体，高温高压气体经过蒸发换热盘管时通过风机风冷后形成低温高压液体，低温高压液体经过节流器后形成低温低压液体，大部分低温低压液体进入冷凝换热盘管，从而对水箱中的水热交换，实现水箱中的水制冷，在夏季为人们提供冷水，低温低压液体吸热后进入压缩机内，少部分低温低压液体不经过冷凝换热盘管中，直接通过管路进入PVT集热器，吸收PVT集热器的热量后直接进入压缩机，从而吸收PVT集热器多余的热量，保证PVT集热器稳定的发电效率；
在冬季，切换四通换向阀，阀A关闭、阀B阀C打开，三通阀上的a口关闭、b口打开、c口打开，经过压缩机后形成的高温高压气体经过冷凝换热盘管，与水箱中的冷水热交换，从而将水箱中的冷水加热，提供生活热水，从冷凝换热盘管出来的低温高压液体经过节流器后形成低温低压液体，大部分低压低压液体经过蒸发换热盘管时吸收空气的热量，然后进入压缩机，少部分低温低压液体经过阀B、阀C进入PVT集热器内吸收热量，吸热后的冷媒工质通过三通阀进入蒸发换热盘管，从而提高冷媒工质的温度；
在冬季，当PVT集热器表面积雪时，水箱中的水加热后，高温高压气体与水箱中的水之间热交换很小，因此进入节流器之前的冷媒工质也是高温高压气体，此时将阀A、阀B打开、阀C关闭，部分高温高压气体直接进入PVT集热器内将其表面的积雪融化。
Claims (4)
1.一种基于PVT集热器的直流热泵系统，其特征是，包括PVT集热器、压缩机、水箱、蒸发换热盘管，所述的水箱内设有冷凝换热盘管，水箱上设有进水管、出水管，所述的冷凝换热盘管、压缩机、蒸发换热盘管通过管路连接形成回路，所述蒸发换热盘管与冷凝换热盘管之间设有节流器，所述PVT集热器通过管路并联在冷凝换热盘管两端的管路上，所述蒸发换热盘管的一侧设有风机，所述的风机、压缩机由PVT集热器供电，整个管路中填充有冷媒工质；
所述的压缩机通过四通换向阀与蒸发换热盘管、蒸发换热盘管连接，所述PVT集热器的一端设有三通阀，三通阀的第三个接口与蒸发换热器、节流器之间的管路连接，PVT集热器的另一端设有阀A、阀B，阀A、阀B之间的部位与通过引流管与节流器、蒸发换热器之间的管路连接，所述的引流管上设有阀C；
在冬季，当PVT集热器表面积雪时，水箱中的水加热后，高温高压气体与水箱中的水之间热交换很小，因此进入节流器之前的冷媒工质也是高温高压气体，此时将阀A、阀B打开、阀C关闭，部分高温高压气体直接进入PVT集热器内将其表面的积雪融化。
2.根据权利要求1所述的一种基于PVT集热器的直流热泵系统，其特征是，所述的阀A、阀B、阀C均为电控阀；所述的节流器为电子膨胀阀。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于PVT集热器的直流热泵系统，其特征是，还包括控制单元，压缩机、风机与控制单元连接，控制单元上还连接有监控模块，监控模块与PVT集热器电连接，监控模块与市电连接，所述的监控模块与控制单元之间设有直流变压器、交直流转换器，所述的直流变压器与交直流转换器并联；压缩机为直流压缩机，所述的风机为直流风机。
4.根据权利要求1所述的一种基于PVT集热器的直流热泵系统，其特征是，所述的冷媒工质为R417a。
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| CN113063178B (zh) * | 2021-05-19 | 2022-10-21 | 大连理工大学 | 机泵联驱增焓型pvt热泵户用发电供暖供冷及热水四联供系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202004690U (zh) * | 2011-04-01 | 2011-10-05 | 赵福龙 | 光伏发电供热系统 |
| CN105157273A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-16 | 北京建筑大学 | 一种太阳能与土壤源联合应用的户式热泵系统 |
| CN206709447U (zh) * | 2017-05-13 | 2017-12-05 | 上海博阳新能源科技股份有限公司 | 基于pvt集热器的直流热泵系统 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202004690U (zh) * | 2011-04-01 | 2011-10-05 | 赵福龙 | 光伏发电供热系统 |
| CN105157273A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-16 | 北京建筑大学 | 一种太阳能与土壤源联合应用的户式热泵系统 |
| CN206709447U (zh) * | 2017-05-13 | 2017-12-05 | 上海博阳新能源科技股份有限公司 | 基于pvt集热器的直流热泵系统 |
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