CN111578390B - 一种风冷式pvt空调外机及运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种风冷式PVT空调外机及运行方法,该风冷式PVT室外机包括风机、PVT冷凝/蒸发盘管支路、PVT换热板、常规冷凝/蒸发盘管支路、PVT水盘管。将空调冷凝器/蒸发器和PVT组件结合,集成整个室外机一起工作安装,充分利用日间太阳能与夜间长波辐射能并针对不同季节、不同时段采用不同的供冷/供热/供电方案,实现PVT组件与空调机组的冷凝器/蒸发器优势互补,提高系统在全年、全天候的利用率。本发明中PVT组件和风冷式室外机既能够独立工作,又能联合运行,更加便于保证系统在全季候、不同室外环境下的制冷/制热量,并达到节能目的。

Description

一种风冷式PVT空调外机及运行方法
技术领域
本发明涉及太阳能应用、空调技术领域,具体涉及一种结合太阳能光伏光热(PVT)技术的风冷式PVT空调外机及运行方法。
背景技术
随着人们对能源的需求不断增加,节能逐渐成为人们关注的重点问题。而空调系统结构复杂,节能潜力较大。风冷式空调机组由于结构简单、不受水资源限制等优点,在空调市场占比越来越大。然而在夏季,空调外机内部的冷凝器周围空气温度较高,导致空调机组耗电量增大,制冷能力下降,甚至由于背压超限导致机组出现停机问题;在冬季,室外温度较低,空调外机内部的蒸发器蒸发温度下降,导致机组制热能力降低。为了解决以上问题,节省空调运行能耗,需要采取措施以在夏季降低冷凝器周围空气温度,在冬季提高蒸发器周围空气温度。
太阳能是一种清洁能源,具有普遍性、无污染、储量大、使用长久等优点。中国的太阳能资源丰富,近期对太阳能高效利用的研究层出不穷。其中太阳能光伏光热一体化(PVT)技术将光伏与光热技术相结合,在光伏板的背面铺设流体管道,日间太阳辐射充足时,由流体带走并回收光伏发电所产生的热能,同时产生热和电两种效益。另外,位于地球表面与外太空之间的大气层是一个天然的冷源,在晴朗的夜间有效天空温度可以低于-10℃,故在夜间无太阳辐射时,利用PVT组件向天空进行长波辐射散热可作为一种散热方式。
目前已有PVT组件与空调系统的结合应用。专利号为ZL201821454184.9的中国专利公开了一种太阳能光伏、光热及空调一体化系统,该专利结合使用溴化锂吸收式制冷机组,在夏季工况利用太阳能及吸收式制冷技术“以热制冷”,在冬季利用太阳能及辐射供暖或热风供暖的手段实现制热。但此系统结构复杂,无论夏季供冷还是冬季供热,系统都需要利用光伏板发电产生的热量,而太阳能辐射较弱时,蓄热水箱的水从光伏板获得的热量不多,会影响供冷及供热效果,甚至无法正常工作,系统全年利用率低,且占地面积大。
目前,单一的PVT组件仅能起到发电和制热的作用,并且由于太阳辐射的间歇性和波动性影响,PVT组件难以保证夜间和阴雨天气的用电和用热需求。而将独立的PVT组件与风冷式空调系统相结合使用,则存在系统复杂、占地面积大、PVT组件夜间利用率低的问题。为解决上述问题,可利用PVT组件构成风冷式空调外机的外壳,将PVT组件与风冷式空调外机一体化结合,充分利用日间太阳辐射能及夜间长波辐射能,实现PVT组件与空调外机内部的冷凝器/蒸发器优势互补,提升系统制冷/热能力并节省运行能耗。
发明内容
本发明目的是提供一种结合太阳能光伏光热技术的风冷式PVT空调外机及运行方法。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:
一种风冷式PVT空调外机的运行方法,该风冷式PVT室外机包括风机、PVT冷凝/蒸发盘管支路、PVT换热板、常规冷凝/蒸发盘管支路、PVT水盘管;其特征在于该运行方法的过程是:
在冬季日间,PVT换热板将太阳能转化为热能及电能;当制热量需求较小时,无需使用PVT冷凝/蒸发盘管支路和常规冷凝/蒸发盘管支路,PVT水盘管内的水将吸收太阳能产生的热能为建筑供热;若制热量需求较大,PVT冷凝/蒸发盘管支路和/或常规冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂蒸发,为建筑供热,而PVT换热板发电产生的热能此时能传递给PVT冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂,并提升常规冷凝/蒸发盘管支路周围空气的温度,进而提高空调系统的制热能力,降低空调系统运行所需的耗电量;同时,PVT换热板产生的电能能供空调系统运行使用或用于其他用电设备中;
在冬季夜间,当空调系统只运行PVT冷凝/蒸发盘管支路不满足热负荷需求时,开启风机,空气从进风口进入,与PVT冷凝/蒸发盘管支路和常规冷凝/蒸发盘管支路充分换热后从出风口排出,PVT冷凝/蒸发盘管支路和常规冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂吸收周围空气的热能并蒸发为制冷剂蒸气,为建筑供热;
在夏季日间,PVT换热板进行光伏发电发热,并将所得电能输送给空调系统或建筑内其他用电设备使用;开启风机,空气从进风口进入,与常规冷凝/蒸发盘管支路及PVT换热板换热后从出风口排出,常规冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂蒸气将自身热能释放给周围空气并冷凝,为建筑供冷;来流空气的扰动作用能增强其与PVT换热板的对流换热性能,降低PVT换热板的温度,但由于常规冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂蒸气将热能释放给周围空气,使得空气温度升高,PVT换热板的温度降低效果可能并不明显,因此开启PVT水盘管内的水循环,进一步用水将PVT换热板发电过程中产生的热能带走,同时可降低PVT换热板的温度,提升发电效率;
在夏季夜间,PVT组件利用与天空的长波辐射换热和与周围空气的对流换热获得冷量;若制冷量需求较小,PVT冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂将通过PVT换热板向夜空和周围环境散热并冷凝,为建筑供冷;若制冷量需求较大,除了PVT冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂将通过PVT换热板向夜空和周围环境散热并冷凝外,常规冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂也向周围环境散热并冷凝,二者同时工作为建筑供冷,有效提高了空调系统的制冷能力;
在无需供冷或供热的情况下,在日间单独利用PVT换热板进行发电和制热,电能供给建筑用电设备或储存在蓄电池中,热能利用PVT水盘管内的水收集;在夜间利用天空长波辐射使PVT水盘管内的水获得冷量。
本发明还提供一种风冷式PVT空调外机,包括风机、PVT冷凝/蒸发盘管支路、PVT换热板、常规冷凝/蒸发盘管支路、进风口、外壳、出风口、PVT水盘管;其特征在于:
将原有空调外机的上部外壳去掉,铺设PVT换热板,多个PVT换热板构成新的上部外壳,新的上部外壳的铺设不改变原有空调外机的形状;在PVT换热板的中心顶部安装风机,风机位置附近形成出风口,在PVT换热板的下表面相间盘布有PVT冷凝/蒸发盘管支路和PVT水盘管,制冷剂进入外机后分别流入PVT冷凝/蒸发盘管支路和常规冷凝/蒸发盘管支路,最后经过PVT冷凝/蒸发盘管支路和常规冷凝/蒸发盘管支路的相应出口流出,实现制冷剂在室外机内的循环过程。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
(1)本发明室外机将空调冷凝器/蒸发器(风冷式空调外机)和PVT组件结合,集成整个室外机一起工作安装,充分利用日间太阳能与夜间长波辐射能并针对不同季节、不同时段采用不同的供冷/供热/供电方案(系统利用温湿度传感器、太阳辐照仪等设备采集室外气象和室内外温湿度信息,应用空气焓差法计算出系统所需的制冷量或制热量,对比分析相应气象条件下各运行方式的制冷/制热量是否满足需求,进一步决定采用的供冷/供热方案,并应用自控装置控制PVT冷凝/蒸发盘管支路2、常规冷凝/蒸发盘管支路4和PVT水盘管8阀门的开度),实现PVT组件与空调机组的冷凝器/蒸发器优势互补,提高系统在全年、全天候的利用率。本发明中PVT组件和风冷式室外机既能够独立工作,又能联合运行,更加便于保证系统在全季候、不同室外环境下的制冷/制热量,并达到节能目的。
(2)本发明将原有空调外机的上部外壳去掉,铺设PVT组件构成新的外壳,新外壳的铺设不改变原有空调外机的形状,保证PVT组件能吸收太阳能或与天空进行长波辐射散热的同时又不会占用额外的空间,结构较为紧凑,不会增加空调外机占地面积。
(3)空调外机自带的风机可增强PVT冷凝/蒸发盘管支路2和常规冷凝/蒸发盘管支路4表面的空气流速,进一步提升换热效果,提高制冷/制热能效。
(4)本发明使用太阳能、天空长波辐射能及空气热能等清洁、天然、廉价的能源进行发电、供冷和供热,保证建筑环境舒适的同时降低供冷/供热模式下的耗电量,并解决PVT空调全年、全天候利用率低的问题。
(5)本发明运行方法,在冬季日间,PVT换热板3产生的电能可以供给空调系统或其他用电设备使用,或用蓄电池储存起来;当建筑热负荷较小时,PVT换热板3产生的热能可以直接为建筑供热,比常规的空调系统节省电能,当建筑热负荷较大时,PVT换热板3产生的热能可传递给PVT冷凝/蒸发盘管支路2内的制冷剂,并提升常规冷凝/蒸发盘管支路4周围空气的温度,提高空调系统的制热能力,减少空调系统的耗电量。在冬季夜间,可以直接使用常规冷凝/蒸发盘管支路4进行制热。在夏季夜间,PVT换热板3除了可以与空气对流换热获得冷量外,还可以利用天空长波冷辐射获得冷量,在满足建筑冷量需求的同时节省电能。在夏季日间,可以直接使用常规冷凝/蒸发盘管支路4进行制冷,PVT换热板3进行发电,同时PVT水盘管8内的水将吸收PVT换热板3产生的热能,用于制备生活热水等用途。因此,相较于传统的PVT系统或风冷式空调系统,本发明系统在全工况范围内均可以工作,系统的运行时间更长、利用率更高,同时系统制冷和制热效率得以提升。
(6)在冬季,PVT冷凝/蒸发盘管支路2内的制冷剂和PVT水盘管8内的水均可以带走PVT换热板3发电产生的热能;在夏季,PVT水盘管8内的水可以带走PVT换热板3发电产生的热能,同时风机1可以加强空气扰动,强化PVT换热板3与来流空气的换热,从而降低PVT换热板3的温度,提升系统发电效率。本申请将常规的风冷式空调系统与PVT组件有机结合,在太阳能不足时可以使用常规的风冷式空调系统供冷或供热,保证了系统的全工况运行。
附图说明
图1为本发明风冷式PVT空调外机一种实施例的轴侧结构示意图。
图2为本发明风冷式PVT空调外机一种实施例的主视结构示意图。
图3为本发明风冷式PVT空调外机一种实施例的俯视结构示意图。
图4为PVT组件主要组成部分示意图。
图5为整个空调系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图具体对本发明进一步做详细、完整的说明。
本发明风冷式PVT空调外机包括风机1、PVT冷凝/蒸发盘管支路2、PVT换热板3、常规冷凝/蒸发盘管支路4、进风口5、外壳6、出风口7、PVT水盘管8。
本实施例中空调外机整体外壳6呈长方体状,在长方体状外壳的上部铺设多个PVT换热板3,多个PVT换热板3围成四棱台状,构成四棱台状外壳,在长方体外壳的四个侧面上分别开有一个方形进风口5,在PVT换热板3的中心顶部安装风机1,PVT换热板3围绕风机1铺设,风机位置附近形成出风口,四面PVT换热板3的形状为梯形;在PVT换热板3的下表面相间盘布有PVT冷凝/蒸发盘管支路2和PVT水盘管8,PVT水盘管8和PVT换热板3为PVT组件的主要组成部分,再加上PVT冷凝/蒸发盘管支路2构成PVT空调外机的主要组成部分。制冷剂进入外机后分别流入PVT冷凝/蒸发盘管支路2和常规冷凝/蒸发盘管支路4,最后经过PVT冷凝/蒸发盘管支路2和常规冷凝/蒸发盘管支路4的相应出口流出,实现制冷剂在室外机内的循环过程。PVT水盘管8内流通水,常规冷凝/蒸发盘管支路4为原有室外机自有部分,原有室外机内部组件的连接及位置不动。
空调外机上方出风口7处安装风机1,在需要增强PVT冷凝/蒸发盘管支路2、常规冷凝/蒸发盘管支路4及PVT水盘管8与空气的换热效果时可将其打开,以加强空气扰动,提升光伏发电、空调制冷或制热效率。空调外机的四个侧面皆设置进风口5,以增大进风面积,与风机1协同加大进入空调外机的空气流量,使更多空气与PVT冷凝/蒸发盘管支路2、常规冷凝/蒸发盘管支路4及PVT水盘管8换热,有效提高发电、制冷及制热效果。
本发明室外机的工作过程是:冷暖式空调的制热及制冷功能切换一般是通过空调系统中的四通换向阀改变制冷剂流向完成的,本申请也采用这种方法。在冬季空调外机内部的换热器称为蒸发器,在夏季空调外机内部的换热器称为冷凝器,其实是同一个部件。
如图5所示,夏季制冷循环工况下,液态制冷剂在室内机盘管中蒸发为低温低压的蒸气,经压缩机压缩后变为高温高压的蒸气,然后进入PVT冷凝/蒸发盘管支路2或常规冷凝/蒸发盘管支路4冷凝为低温高压的液体,再经节流阀降低压力变为低温低压的液体,最后进入室内机盘管内蒸发,完成制冷循环;在冬季制热循环工况下,通过切换四通换向阀改变制冷剂流向,此时制冷剂在室内机盘管中冷凝,在PVT冷凝/蒸发盘管支路2或常规冷凝/蒸发盘管支路4中蒸发,其余过程与夏季制冷循环工况相同。
在确定运行方法切换条件时,进行大量不同地区、不同时间的气象数据采集,应用本申请的风冷式PVT空调外机,在室内外均安装温湿度传感器,同时在室外安装室外气象参数采集相关设备,如太阳辐射仪、风速传感器等,采集室内外温湿度和室外气象信息,应用空气焓差法计算出空调系统所需的制冷量或制热量,对比分析相应气象条件下PVT组件的制冷/制热量是否满足需求,满足时则采用PVT组件(包括PVT水盘管)进行供冷/供热,不满足时加以PVT空调子系统(包括PVT冷凝/蒸发盘管支路2)和/或常规风冷式空调子系统(包括风机和常规冷凝/蒸发盘管支路4)辅助。根据大数据的试验统计,将制定好的不同时间、天气下的相应空调外机运行方式加载在空调系统的服务器中,直接为用户使用,实现用户端空调外机针对不同季节、不同时段采用不同的供冷/供热/供电方案,能全年、全天候节能工作,提高PVT空调利用率。
在冬季日间,PVT换热板3进行光伏发电与发热,并将所得电能输送给空调系统或建筑内其他用电设备使用。当建筑热负荷需求较小时,PVT水盘管8内的水吸收PVT换热板3发电过程产生的热能,为建筑供热;当热负荷需求较大时,PVT冷凝/蒸发盘管支路2内的液态制冷剂吸收PVT换热板3发电过程产生的热能并蒸发为制冷剂蒸气,输送到室内进行供热;当热负荷需求进一步增大时,则启动常规风冷式空调系统,开启风机和常规冷凝/蒸发盘管支路4,常规冷凝/蒸发盘管支路4内的制冷剂吸收周围空气中的热量并蒸发,为室内供热。
在冬季夜间,当空调系统只运行PVT冷凝/蒸发盘管支路2不满足热负荷需求时,开启风机1,空气从进风口5进入,与PVT冷凝/蒸发盘管支路2和常规冷凝/蒸发盘管支路4充分换热后从出风口7排出,PVT冷凝/蒸发盘管支路2和常规冷凝/蒸发盘管支路4内的制冷剂吸收周围空气的热能并蒸发为制冷剂蒸气(冬季制冷剂进入蒸发器前会经过节流阀以降低压力,在低压状态下制冷剂的蒸发温度可以达到零下几十度,即使室外环境温度很低也可以蒸发),为建筑供热。
在夏季日间,PVT换热板3进行光伏发电发热,并将所得电能输送给空调系统或建筑内其他用电设备使用。开启风机1,空气从进风口5进入,与常规冷凝/蒸发盘管支路4及PVT换热板3换热后从出风口7排出,常规冷凝/蒸发盘管支路4内的制冷剂蒸气将自身热能释放给周围空气并冷凝,为建筑供冷;来流空气的扰动作用可增强其与PVT换热板3的对流换热性能,降低PVT换热板3的温度,但由于常规冷凝/蒸发盘管支路4内的制冷剂蒸气将热能释放给周围空气,使得空气温度升高,PVT换热板3的温度降低效果可能并不明显,因此开启PVT水盘管8内的水循环,进一步用水将PVT换热板3发电过程中产生的热能带走并用于制备生活热水等用途,同时可降低PVT换热板3的温度,提升发电效率。
在夏季夜间,PVT换热板3通过与天空的长波辐射换热和与周围空气的对流换热获得冷量。当冷负荷需求较少时,PVT冷凝/蒸发盘管支路2内的制冷剂将通过PVT换热板3向夜空和周围环境散热并冷凝,为建筑供冷。当冷负荷需求较大时,开启风机1,空气从进风口5进入,与PVT冷凝/蒸发盘管支路2及常规冷凝/蒸发盘管支路4充分换热后从出风口7排出,PVT冷凝/蒸发盘管支路2内的制冷剂将通过PVT换热板3向夜空和周围环境散热并冷凝,常规冷凝/蒸发盘管支路4内的制冷剂也可以向周围环境散热并冷凝,二者同时工作为建筑供冷,有效提高了空调系统的制冷能力。
在过渡季等其他无需供冷或供热的情况下,在日间可单独利用PVT换热板3进行发电和制热,获得的电能可供给建筑用电设备使用或储存在蓄电池中,热能可利用PVT水盘管8内的水收集并用于制备生活热水等用途;在夜间可利用PVT换热板3与天空长波辐射获得冷量,PVT水盘管8内的水将获得的冷量运输给蓄冷设备以便储存或另做他用。
不同季节阴雨天气时可以按照相应夜间情况进行处理。
为实现上述工作过程的灵活切换,空调系统中安装有自控模块,在PVT冷凝/蒸发盘管支路2、常规冷凝/蒸发盘管支路4和PVT水盘管8进出口侧设置温度传感器和压力传感器,在进风口5和出风口7处设置空气温湿度传感器,经数据采集装置采集各信号参数后,统一输送到服务器中。将PVT组件或空调系统制冷/制热量与建筑冷/热负荷相比较,进而确定空调系统的工作过程,通过切换四通换向阀控制制冷剂流向,应用电动阀门控制PVT冷凝/蒸发盘管支路2、常规冷凝/蒸发盘管支路4和PVT水盘管8的通断状态,并应用变频调速器实现风机1的变速调节。
本发明中PVT组件在空调机组上方既可以充分吸收太阳能及与天空进行长波辐射换热,又不会影响常规冷凝/蒸发盘管支路吸放热,并且安装位置在空调外机上方,相较于传统的空调外机不增加占地面积,结构紧凑,采用简单、合理的结构使风机1、PVT冷凝/蒸发盘管支路2、PVT换热板3、常规冷凝/蒸发盘管支路4、PVT水盘管8等部件有机结合,解决采用独立的PVT组件与风冷式空调系统结合使用时存在的系统复杂、占地面积大的问题。
本发明在进行发电、供冷或供热时,不产生对环境有害的物质,并大量使用太阳能、天空长波辐射能及空气热能,从而实现清洁能源的高效利用,达到节能减排的效果。将PVT组件与风冷式冷凝器/蒸发器组合起来形成一体化风冷式PVT空调外机,可根据建筑负荷、季节及时段的具体情况,利用阀门灵活切换PVT冷凝/蒸发盘管支路2、常规冷凝/蒸发盘管支路4以及PVT水盘管8的运行工况,实现PVT组件和风冷式冷凝器/蒸发器优势互补,既能避免单一使用PVT系统时难以保证全时段的用电和用热需求问题,又可解决单一使用风冷式空调系统时性能不佳的问题。
本发明中上述设计的各个部件(如风机型号、PVT换热板3的面积、冷凝/蒸发盘管及水盘管尺寸等)需要根据建筑所需的冷负荷/热负荷及水力平衡计算进行选型,但根据本申请给出的室外机结构设计其能效比显著提高,节能效果显著。
在本实施方式案例中,假设室外干球温度为35℃,湿球温度为24℃,室内干球温度为27℃,湿球温度为19℃,风机1风量约为450m3/h,若采用普通的风冷式空调外机,空调系统制冷量为2900kW,耗电量为900W,能效比约为3.2。而若采用本发明风冷式PVT空调外机,PVT组件下方空调外壳6的整体尺寸为1120mm(长)×1120mm(宽)×1100mm(高),PVT换热板3采用多晶硅光伏板,在标准工况下发电效率为15%,PVT换热板3由光伏板和换热板通过EVA粘合而成,每台空调外机PVT换热板3的总面积约为1.4m2,当日间太阳辐射照度为800W/m2时,PVT换热板3的发电量约为100W,空调能效比可达到3.6,提高约12%;晴朗夜间利用天空冷辐射时,冷凝器的散热速率可达50W/m2,夜间可节省电量约70W,空调能效比约为3.5,提高约9%。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (2)

1.一种风冷式PVT空调外机的运行方法,该风冷式PVT室外机包括风机、PVT冷凝/蒸发盘管支路、PVT换热板、常规冷凝/蒸发盘管支路、PVT水盘管、进风口、外壳、出风口;其特征在于:将原有空调外机的上部外壳去掉,铺设PVT换热板,多个PVT换热板构成新的上部外壳,新的上部外壳的铺设不改变原有空调外机的形状;在PVT换热板的中心顶部安装风机,风机位置附近形成出风口,在PVT换热板的下表面相间盘布有PVT冷凝/蒸发盘管支路和PVT水盘管,制冷剂进入外机后分别流入PVT冷凝/蒸发盘管支路和常规冷凝/蒸发盘管支路,最后经过PVT冷凝/蒸发盘管支路和常规冷凝/蒸发盘管支路的相应出口流出,实现制冷剂在室外机内的循环过程;
所述空调外机整体外壳呈长方体状,在长方体状外壳的上部铺设多个PVT换热板,多个PVT换热板围成四棱台状,构成四棱台状外壳,在长方体外壳的四个侧面上分别开有一个方形进风口,在PVT换热板的中心顶部安装风机,四面PVT换热板的形状为梯形;
该运行方法的过程是:
在冬季日间,PVT换热板将太阳能转化为热能及电能;当制热量需求较小时,无需使用PVT冷凝/蒸发盘管支路和常规冷凝/蒸发盘管支路,PVT水盘管内的水将吸收太阳能产生的热能为建筑供热;若制热量需求较大,PVT冷凝/蒸发盘管支路和/或常规冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂蒸发为制冷剂蒸气,输送到室内进行供热,而PVT换热板发电产生的热能此时能传递给PVT冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂,并提升常规冷凝/蒸发盘管支路周围空气的温度,进而提高空调系统的制热能力,降低空调系统运行所需的耗电量;同时,PVT换热板产生的电能能供空调系统运行使用或用于其他用电设备中;
在冬季夜间,当空调系统只运行PVT冷凝/蒸发盘管支路不满足热负荷需求时,开启风机,空气从进风口进入,与PVT冷凝/蒸发盘管支路和常规冷凝/蒸发盘管支路充分换热后从出风口排出,PVT冷凝/蒸发盘管支路和常规冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂吸收周围空气的热能并蒸发为制冷剂蒸气,为建筑供热;
在夏季日间,PVT换热板进行光伏发电发热,并将所得电能输送给空调系统或建筑内其他用电设备使用;开启风机,空气从进风口进入,与常规冷凝/蒸发盘管支路及PVT换热板换热后从出风口排出,常规冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂蒸气将自身热能释放给周围空气并冷凝,为建筑供冷;来流空气的扰动作用能增强其与PVT换热板的对流换热性能,降低PVT换热板的温度,但由于常规冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂蒸气将热能释放给周围空气,使得空气温度升高,PVT换热板的温度降低效果可能并不明显,因此开启PVT水盘管内的水循环,进一步用水将PVT换热板发电过程中产生的热能带走,同时可降低PVT换热板的温度,提升发电效率;
在夏季夜间,PVT组件利用与天空的长波辐射换热和与周围空气的对流换热获得冷量;若制冷量需求较小,PVT冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂将通过PVT换热板向夜空和周围环境散热并冷凝,为建筑供冷;若制冷量需求较大,除了PVT冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂将通过PVT换热板向夜空和周围环境散热并冷凝外,常规冷凝/蒸发盘管支路内的制冷剂也向周围环境散热并冷凝,二者同时工作为建筑供冷,有效提高了空调系统的制冷能力;
在无需供冷或供热的情况下,在日间单独利用PVT换热板进行发电和制热,电能供给建筑用电设备或储存在蓄电池中,热能利用PVT水盘管内的水收集;在夜间利用天空长波辐射使PVT水盘管内的水获得冷量;
将空调冷凝器/蒸发器和PVT组件结合,集成整个室外机一起工作安装,充分利用日间太阳能与夜间长波辐射能并针对不同季节、不同时段采用不同的供冷/供热/供电方案,实现PVT组件与空调机组的冷凝器/蒸发器优势互补,提高系统在全年、全天候的利用率;
PVT组件和风冷式室外机既能够独立工作,又能联合运行,更加便于保证系统在全季候、不同室外环境下的制冷/制热量,并达到节能目的;
将原有空调外机的上部外壳去掉,铺设PVT组件构成新的外壳,新外壳的铺设不改变原有空调外机的形状,保证PVT组件能吸收太阳能或与天空进行长波辐射散热的同时又不会占用额外的空间,结构较为紧凑,不会增加空调外机占地面积。
2.根据权利要求1所述的运行方法,其特征在于,所述PVT水盘管内的水带走的热量供生活用热水使用;PVT水盘管内的水获得的冷量运输给蓄冷设备储存或另做他用。
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