CN108548332B - 一种太阳能光伏环路热管热水系统 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能光伏环路热管热水系统，包括集热蒸发器、室外排风管、可编程逻辑控制器、温度传感器、第一阀门、第二阀门，集热蒸发器由层状结构组成，阳光照射面到背光面依次包括空气通道、光伏板、吸热板、吸热管，第一室外排风管一端通过第一阀门与室内连接，第一室外排风管另一端与空气通道一端相连接，第二排风管一端与空气通道另一端相连接，第二排风管另一端通过第二阀门与大气相通，温度传感器分别与集热蒸发器的吸热板、可编程逻辑控制器连接，第一阀门、第二阀门分别连接可编程逻辑控制器。本发明提供的太阳能环路热管热水系统，根据吸热板温度对室外排风管阀门进行控制，将室内空气引至空气通道，与吸热板进行换热，提高太阳能综合利用率。
Description
技术领域
本发明涉及建筑节能技术领域，特别是涉及一种太阳能光伏环路热管热水系统。
背景技术
太阳能光伏环路热管热水系统将太阳能光伏光热利用技术与环路热管相结合，在正常工作温度范围内，该系统可有效提高太阳能光热综合转换效率。但是，与独立的太阳能光伏系统类似，该系统在夏季工作时会出现光伏板、吸热板温度过高的不利工况，而过高的工作温度除了影响太阳能光伏板的光电转换效率和使用寿命之外，还将导致太阳能光热转换效率明显下降。在冬季工作时容易出现热管循环启动较晚，停止运行较早的不利工况，且太阳能光热转换效率普遍较低，不利于太阳能的充分利用。上述两种不利工况，在严寒/热带等极端气候下，将进一步加剧，导致系统运行性能明显降低。因此，上述两种不利工况将严重影响热管型太阳能系统的太阳能综合利用效率和使用寿命，降低其节能性和经济性，阻碍该项技术的进一步推广应用。
发明内容
本发明提供一种太阳能环路热管热水系统，能够改善系统在夏、冬季的不利工况，提高太阳能综合利用率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种太阳能光伏环路热管热水系统，包括集热蒸发器、第一室外排风管、第二室外排风管、可编程逻辑控制器、温度传感器、第一阀门、第二阀门，所述集热蒸发器由层状结构组成，由阳光照射面到背光面依次包括空气通道、光伏板、吸热板、吸热管，所述第一室外排风管的一端通过所述第一阀门与室内连接，所述第一室外排风管的另一端与所述空气通道的一端相连接，所述第二排风管的一端与所述空气通道的另一端相连接，所述第二排风管的另一端通过所述第二阀门与大气相通，所述温度传感器分别与集热蒸发器的吸热板、可编程逻辑控制器连接，第一阀门、第二阀门分别连接可编程逻辑控制器。
可选的，所述的集热蒸发器还包括玻璃盖板和保温层。
可选的，所述的系统中还包括换热水箱、蒸汽管线、液体管线，换热水箱一端通过蒸汽管线与吸热管的第一端口相连，换热水箱的另一端通过液体管线与吸热管的第二端口相连。
可选的，所述温度传感器选型为热电偶传感器。
可选的，所述的第一阀门、第二阀门安装在室外排风管上。
可选的，所述可编程逻辑控制器根据温度传感器输入的电压信号，控制第一阀门、第二阀门的开启。
可选的，所述的温度传感器检测到吸热板工作温度≥75℃或者≤20℃时，可编程逻辑控制器控制第一阀门和第二阀门的开启。
可选的，所述的换热水箱中有螺旋状的盘管，盘管的第一端口与蒸汽管线相连，盘管的第二端口与液体管线相连。
该技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明提供的一种太阳能光伏环路热管热水系统，利用温度传感器将检测到的吸热板温度转换为电压信号，可编程逻辑控制器根据接收的电压信号自动与其预存的温度进行比较，控制室外排风管上的第一阀门、第二阀门是否开启，当第一阀门、第二阀门开启时，室外排风管将室内空气引至集热蒸发器空气通道，空气与吸热板进行换热，降低/提高吸热板的工作温度，提高太阳能综合转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例系统结构示意图；
图2为本发明实施例集热蒸发器纵向剖面图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种太阳能环路热管热水系统，能够改善系统在夏、冬季的不利工况，提高太阳能综合利用率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加简明易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例一种太阳能光伏环路热管热水系统结构示意图，如图1所示，一种太阳能光伏环路热管热水系统，包括集热蒸发器1、换热水箱2、蒸发管线3、液体管线4、室内5、第一室外排风管6、第二室外排风管7、可编程逻辑控制8、温度传感器9、第一阀门10、第二阀门11，所述第一室外排风管6的一端通过所述第一阀门10与室内连接，所述第一室外排风管6的另一端与所述空气通道21的一端相连接，所述第二排风管7的一端与所述空气通道21的另一端相连接，所述第二排风管7的另一端通过所述第二阀门11与大气相通，所述温度传感器9分别与集热蒸发器1的吸热板41、可编程逻辑控制器8连接，第一阀门10、第二阀门11分别连接可编程逻辑控制器8。换热水箱2一端通过蒸汽管线3与吸热管51的第一端口相连，换热水箱2的另一端通过液体管线4与吸热管51的第二端口相连，所述的换热水箱2中有螺旋状的盘管，盘管的第一端口与蒸汽管线3相连，盘管的第二端口与液体管线4相连。所述温度传感器9选型为热电偶传感器，所述的第一阀门10、第二阀门11安装在室外排风管上。夏季工况下，室内空气由于空调制冷，温度较低，当温度传感器检测到吸热板的工作温度≥75℃时，可编程逻辑控制器控制室外排风管上的第一阀门、第二阀门开启，室外排风管将室内空气引至集热蒸发器空气通道，空气与吸热板进行换热，降低吸热板的工作温度，提高光电、光热效率；冬季工况下，空调室内空气温度较高，当温度传感器检测到吸热板的工作温度≤20℃时，可编程逻辑控制器控制室外排风管上的的第一阀门、第二阀门开启，室外排风管将空气引至集热蒸发器空气通道，空气与吸热板进行换热，升高吸热板的工作温度，提高光热效率。
图2为本发明集热蒸发器纵向剖面图，如图2所示，集热蒸发器由层状结构组成，由阳光照射面到背光面依次包括玻璃盖板11、空气通道21、光伏板31、吸热板41、吸热管51、保温层61。空气通道21进气端口与第一室外排风管6相连，空气通道的出气端口与第二室外排风管7相连。蒸汽管线3与吸热管51的第一端口相连，液体管线4的与吸热管51第二端口相连，与换热水箱2构成热管环路。当系统工作时，循环工质在吸热管51中蒸发吸热，循环工质由液体变为气体，通过蒸汽管线3流至换热水箱，释放热量，提升水温。循环工质释放热量后，由气体变为液体，自动流至液体管线4中，通过液体管线4再次流至吸热管51中继续蒸发吸热，如此循环。
本发明提供的一种太阳能光伏环路热管热水系统，利用温度传感器将检测到的吸热板温度转换为电压信号，可编程逻辑控制器根据接收的电压信号自动与其预存的温度进行比较，控制室外排风管上的第一阀门、第二阀门是否开启，当第一阀门、第二阀门开启时，室外排风管将室内空气引至集热蒸发器空气通道，空气与吸热板进行换热，降低/提高吸热板的工作温度，提高光热效率。研究结果表明：在夏季工况下，太阳能综合转换效率可提升5％左右；在冬季工况下，太阳能综合转换效率可提升3％左右。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种太阳能光伏环路热管热水系统，包括集热蒸发器、第一室外排风管、第二室外排风管、可编程逻辑控制器、温度传感器、第一阀门、第二阀门，所述集热蒸发器由层状结构组成，由阳光照射面到背光面依次包括空气通道、光伏板、吸热板、吸热管，所述第一室外排风管的一端通过所述第一阀门与室内连接，所述第一室外排风管的另一端与所述空气通道的一端相连接，所述第二室外排风管的一端与所述空气通道的另一端相连接，所述第二室外排风管的另一端通过所述第二阀门与大气相通，所述温度传感器分别与集热蒸发器的吸热板、可编程逻辑控制器连接，第一阀门、第二阀门分别连接可编程逻辑控制器，所述的温度传感器检测到吸热板工作温度≥75℃或者≤20℃时，可编程逻辑控制器控制第一阀门和第二阀门的开启；
所述的系统中还包括换热水箱、蒸汽管线、液体管线，换热水箱一端通过蒸汽管线与吸热管的第一端口相连，换热水箱的另一端通过液体管线与吸热管的第二端口相连。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏环路热管热水系统，其特征在于，所述的集热蒸发器还包括玻璃盖板和保温层。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏环路热管热水系统，其特征在于，所述温度传感器选型为热电偶传感器。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏环路热管热水系统，其特征在于，所述的第一阀门、第二阀门安装在室外排风管上。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏环路热管热水系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器根据温度传感器输入的电压信号，控制第一阀门、第二阀门的开启。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏环路热管热水系统，其特征在于，所述的换热水箱中有螺旋状的盘管，盘管的第一端口与蒸汽管线相连，盘管的第二端口与液体管线相连。
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