CN207570051U - 太阳能热电联产地源热泵冷暖系统 - Google Patents

太阳能热电联产地源热泵冷暖系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统包括以下分系统：光伏光热联产装置阵列；电力系统；地埋蓄热库、土壤源埋管系统、地源热泵系统、智能控制系统、建筑冷暖末端系统。所述光伏光热联产装置阵列包括至少一个平行排列的光伏光热联产装置，以及连接管道，其安装在建筑物屋顶。所述电力系统包括依次连接的接线盘、功率控制器、配电盘、电力计量器以及连接线路。所述地埋蓄热库埋设在冻土层以下，包括：太阳能蓄热槽、保温隔热材料、地埋蓄热式换热器。所述土壤源埋管系统包括管道，与所述地埋蓄热库相邻设置。所述管道采用垂直埋管方式，串、并联构成完整系统。所述地源热泵系统包括：地源热泵机组、智能控制柜、水泵及管路。

Description

太阳能热电联产地源热泵冷暖系统
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能热泵系统，尤其涉及一种太阳能热电联产地源热泵冷暖系统。
背景技术
目前已经有太阳能光伏光热器，包括各种同时将产生电能和热能的太阳能装置。如：热管真空玻璃管光伏光热器、U型管真空玻璃管光伏光热器等。
地源热泵冷暖系统是指以土壤源为低温热源的冬季供暖及夏季制冷系统。地埋储热系统是将适合地埋的固体复合储热装置埋设在地下较长时间储存热量的系统，由于一年四季地下温度变化幅度较小（如3℃～6℃），与放置在大气环境下的水箱储热相比，内部蓄热温度与外界环境温度之差较小，能够较大幅度地减低由温差引起的热损失。地埋蓄热库的蓄热材料以固体为主和少量的固体-液态相变，由于没有液体-气体的相变，避免了因气态泄露所造的大量热损失。
智能控制技术是指将整个系统作为一个能量整体进行人工智能控制，在很多技术领域有应用。
如何将太阳能技术、固体储热技术有机结合，采用智能控制，为建筑物供热供冷，是一个需要解决的问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中的上述技术问题，太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统主要包括以下分系统：光伏光热联产装置阵列；电力系统；地埋蓄热库、土壤源埋管系统、地源热泵系统、智能控制系统、建筑冷暖末端系统。
所述光伏光热联产装置阵列包括至少一个平行排列的光伏光热联产装置，以及连接管道，其安装在建筑物屋顶。
所述电力系统包括依次连接的接线盘、功率控制器、配电盘、电力计量器以及连接线路。
所述地埋蓄热库埋设在冻土层以下，包括：太阳能蓄热槽、保温隔热材料、地埋蓄热式换热器。
所述土壤源埋管系统包括管道，与所述地埋蓄热库相邻设置。
所述管道采用垂直埋管方式，串、并联构成完整系统。
所述地源热泵系统包括：地源热泵机组、智能控制柜、水泵及管路。
所述智能控制系统设置在智能控制柜中，包括传感系统、箱体、PLC、供电模块、控制面板、继电器、端子。
所述光伏光热联产装置阵列的连接管道与所述智能控制系统相连；
所述智能控制系统与所述地埋蓄热库相连。
所述智能控制系统的供电模块与所述电力系统的配电盘相连。
所述地源热泵机组与所述电力系统的配电盘相连。
所述地源热泵系统通过管路与所述建筑冷暖末端系统相连。
所述建筑冷暖末端系统包括室内地板下铺设的辐射采暖系统。
所述辐射采暖系统可采用风机盘管系统，还可以采用风柜。
所述辐射采暖系统可采用集中式空调系统。
所述辐射采暖系统也可采用地板辐射采暖，用风机盘管制冷，也可以采用暖气片。
所述光伏光热联产装置阵列，包括联箱、光伏光热联产装置、支架。
所述支架上端固定联箱，联箱上连接设置至少一个光伏光热联产装置，光伏光热联产装置底端通过设置的抱箍固定于支架。
所述支架包括前支架、背支架、斜撑和安装脚。所述前支架和背支架相连，所述斜撑设置在背支架和前支架之间，所述安装脚设置在前支架和背支架的一端，用于将支架固定在地面。
所述光伏光热联产装置，包括真空玻璃管、热管组件、接线盒；所述热管组件和接线盒设置在所述真空玻璃管内；
所述真空玻璃管内壁上包覆有光伏薄膜；
所述光伏薄膜由钼电极、铜铟镓硒薄膜、硫化镉薄膜、氧化锌薄膜构成；
所述热管组件包括：热管、热管套管、导热翅片、不锈钢衬底；所述导热翅片采用不锈钢板；
所述不锈钢衬底焊接在所述导热翅片上。
所述不锈钢衬底采用不锈钢板卷曲成半圆形；所述热管套管为圆管，材质为不锈钢，套在所述热管外部；所述不锈钢衬底上包覆有绝缘层；所述绝缘层采用机械强度高的聚酯薄膜材料，用EVA胶结封装。
所述热管包括发热段和冷凝段。
所述联箱包括金属外壳、水联集管、保温发泡层；
所述水联集管与所述热管的冷凝段固定连接。
所述联箱为金属外壳，两端端盖为硬质塑料，水联集管使用铜管制作所述联箱中填充保温发泡层。水联集管上等间隔设置有插孔，用于插入热管冷凝段。
所述保温发泡层采用聚氨酯材料发泡保温。
在使用过程中，水联集管先用岩棉、矿棉或硅酸铝等耐较高温度的保温材料包裹（或喷涂）。
本实用新型太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统是一种新能源复合系统。该系统结合地源热泵系统、地埋储热系统和智能控制技术共同实现。与传统的集中燃煤燃气供暖及广泛使用的水地源热泵供暖相比具有很多优点：能量来源长久、可靠、安全、无污染、高效节能、运行成本低。
本实用新型中的各系统以水或水溶防冻液为传热工质，管道在系统中起到传送水的作用。由于系统热传递过程的特殊性，管道需进行较好的保温以降低过程的热损失。管道附件与常规集热与采暖水管道系统附件类似，它在系统中起到使系统稳定传递热量、采集信息数据（如温度、压力及流量等）、系统切换、补充传热工质等作用。地埋蓄热库以抗压强度很高的固体为骨架，所使用的保温围护结构也具有足够的抗压强度，蓄热库建造后能够承担较大的永久荷载、活动荷载及偶然荷载，一般修建在建筑物的院内道路、停车场和草坪等的冻土层下，不占用地面场地。地源热泵可将低温热源提升为高温热源。既可制冷，又能制热，与地埋蓄热库相配合，能够更好地节省能量。
附图说明：
图1为本实用新型的太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统的结构示意图。
图2为本实用新型的光伏光热联产装置阵列结构正视图。
图3为本实用新型的光伏光热联产装置阵列结构侧视图。
图4为本实用新型的光伏光热联产装置结构示意图。
具体实施方式：
太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统包括以下分系统：光伏光热联产装置阵列1、电力系统2、地埋蓄热库3、土壤源埋管系统4、地源热泵系统5、智能控制系统6、建筑冷暖末端系统7。
所述光伏光热联产装置阵列1包括至少一个平行排列的光伏光热联产装置11，以及连接管道，其安装在建筑物屋顶。
所述电力系统包括依次连接的接线盘21、功率控制器22、配电盘23、电力计量器24以及连接线路。
所述地埋蓄热库3埋设在冻土层以下，包括：太阳能蓄热槽31、保温隔热材料33、地埋蓄热式换热器32。
所述土壤源埋管系统4包括管道41，与所述地埋蓄热库3相邻设置。
所述管道41采用垂直埋管方式，串、并联构成完整系统。
所述地源热泵系统5包括：地源热泵机组51、智能控制柜（图中未示出）、水泵（图中未示出）及管路。
所述智能控制系统6设置在智能控制柜中，包括传感器、箱体、PLC控制芯片、供电模块、控制面板、继电器、端子（图中未示出）。
所述光伏光热联产装置阵列的连接管道与所述智能控制系统相连；
所述智能控制系统与所述地埋蓄热库相连。
所述智能控制系统的供电模块与所述电力系统的配电盘相连。
所述地源热泵机组与所述电力系统的配电盘相连。
所述智能控制系统6的PLC控制芯片根据所述传感器的传感数据控制热量的储藏与输出。
所述地源热泵系统5通过管路与所述建筑冷暖末端系统7相连。
所述建筑冷暖末端系统7包括室内地板下铺设的辐射采暖系统。
所述辐射采暖系统可采用风机盘管系统，还可以采用风柜。
所述辐射采暖系统可采用集中式空调系统。
所述辐射采暖系统也可采用地板辐射采暖，用风机盘管制冷，也可以采用暖气片。
结合图2和图3所示，一种光伏光热联产装置阵列1，包括联箱12、光伏光热联产装置11、支架13。
所述支架13上端固定联箱12，联箱12上连接设置至少一个光伏光热联产装置11，光伏光热联产装置11底端通过设置的抱箍固定于支架13。
所述支架包括前支架、背支架、斜撑和安装脚。所述前支架和背支架相连，所述斜撑设置在背支架和前支架之间，所述安装脚设置在前支架和背支架的一端，用于将支架固定在地面。
如图4所示，所述光伏光热联产装置11，包括真空玻璃管14、热管组件15、接线盒16；所述热管组件15和接线盒16设置在所述真空玻璃管14内；
所述真空玻璃管14内壁上包覆有光伏薄膜17；
所述光伏薄膜17包括钼电极、铜铟镓硒薄膜、硫化镉薄膜、氧化锌薄膜（图中未示出）；
所述热管组件15包括：热管、热管套管、导热翅片、不锈钢衬底；所述导热翅片采用不锈钢板（图中未示出）；
所述不锈钢衬底焊接在所述导热翅片上。
所述不锈钢衬底采用不锈钢板卷曲成半圆形；所述热管套管为圆管，材质为不锈钢，套在所述热管外部；所述不锈钢衬底上包覆有绝缘层；所述绝缘层采用机械强度高的聚酯薄膜材料，用EVA胶结封装。
所述热管包括发热段和冷凝段（图中未示出）。
所述联箱12包括金属外壳、水联集管、保温发泡层（图中未示出）；
所述水联集管与所述热管的冷凝段固定连接。
所述联箱12为金属外壳，两端端盖为硬质塑料，水联集管使用铜管制作所述联箱中填充保温发泡层。水联集管上等间隔设置有插孔，用于插入热管冷凝段（图中未示出）。
所述保温发泡层采用聚氨酯材料发泡保温。
在使用过程中，水联集管先用岩棉、矿棉或硅酸铝等耐较高温度的保温材料包裹（或喷涂）。
本实用新型实施例二，其他组成部分与实施例一相同，所述辐射采暖系统采用集中式空调系统。
本实用新型实施例三，其他组成部分与实施例一相同，所述辐射采暖系统采用地板辐射采暖，用风机盘管制冷。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
本实用新型太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统是一种新能源复合系统。该系统结合地源热泵系统、地埋储热系统和智能控制技术共同实现。与传统的集中燃煤燃气供暖及广泛使用的水地源热泵供暖相比具有很多优点：能量来源长久、可靠、安全、无污染、高效节能、运行成本低。
本实用新型中的各系统以水或水溶防冻液为传热工质，管道在系统中起到传送水的作用。由于系统热传递过程的特殊性，管道需进行较好的保温以降低过程的热损失。管道附件与常规集热与采暖水管道系统附件类似，它在系统中起到使系统稳定传递热量、采集信息数据（如温度、压力及流量等）、系统切换、补充传热工质等作用。地埋蓄热库以抗压强度很高的固体为骨架，所使用的保温围护结构也具有足够的抗压强度，蓄热库建造后能够承担较大的永久荷载、活动荷载及偶然荷载，一般修建在建筑物的院内道路、停车场和草坪等的冻土层下，不占用地面场地。地源热泵可将低温热源提升为高温热源。既可制冷，又能制热，与地埋蓄热库相配合，能够更好地节省能量。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统，其特征在于，包括以下分系统：光伏光热联产装置阵列、电力系统、地埋蓄热库、土壤源埋管系统、地源热泵系统、智能控制系统、建筑冷暖末端系统；
所述光伏光热联产装置阵列包括至少一个平行排列的光伏光热联产装置，以及连接管道；
所述电力系统包括依次连接的接线盘、功率控制器、配电盘、电力计量器以及连接线路；
所述地埋蓄热库埋设在冻土层以下，包括：太阳能蓄热槽、保温隔热材料、地埋蓄热式换热器；
所述土壤源埋管系统包括管道，与所述地埋蓄热库相邻设置；
所述管道采用垂直埋管方式；
所述地源热泵系统包括：地源热泵机组、智能控制柜、水泵及管路；
所述智能控制系统设置在所述智能控制柜中，包括传感系统、箱体、PLC、供电模块、控制面板、继电器、端子；
所述光伏光热联产装置阵列的连接管道与所述智能控制系统相连；
所述智能控制系统与所述地埋蓄热库相连；
所述智能控制系统的供电模块与所述电力系统的配电盘相连；
所述地源热泵机组与所述电力系统的配电盘相连；
所述地源热泵系统通过管路与所述建筑冷暖末端系统相连；
所述建筑冷暖末端系统包括室内地板下铺设的辐射采暖系统。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统，其特征在于，
所述辐射采暖系统采用风机盘管系统。
3.根据权利要求1所述的太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统，其特征在于，
所述辐射采暖系统采用风柜。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统，其特征在于
所述辐射采暖系统采用集中式空调系统。
5.根据权利要求1所述的太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统，其特征在于，
所述辐射采暖系统采用地板辐射采暖。
6.根据权利要求2或3或4或5所述的太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统，其特征在于，
所述光伏光热联产装置阵列，包括联箱、光伏光热联产装置、支架；
所述支架上端固定联箱，联箱上连接设置至少一个光伏光热联产装置，光伏光热联产装置底端通过设置的抱箍固定于支架。
7.根据权利要求6所述的太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统，其特征在于，
所述支架包括前支架、背支架、斜撑和安装脚；
所述前支架和背支架相连，所述斜撑设置在背支架和前支架之间，所述安装脚设置在前支架和背支架的一端。
8.根据权利要求7所述的太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统，其特征在于，
所述光伏光热联产装置，包括真空玻璃管、热管组件、接线盒；所述热管组件和接线盒设置在所述真空玻璃管内；
所述真空玻璃管内壁上包覆有光伏薄膜；
所述光伏薄膜由钼电极、铜铟镓硒薄膜、硫化镉薄膜、氧化锌薄膜构成；
所述热管组件包括：热管、热管套管、导热翅片、不锈钢衬底；所述导热翅片采用不锈钢板；
所述不锈钢衬底焊接在所述导热翅片上。
9.根据权利要求8所述的太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统，其特征在于，
所述不锈钢衬底采用不锈钢板卷曲成半圆形；所述热管套管为圆管，材质为不锈钢，套在所述热管外部；所述不锈钢衬底上包覆有绝缘层；所述绝缘层采用机械强度高的聚酯薄膜材料，用EVA胶结封装；
所述热管包括发热段和冷凝段；
所述联箱包括金属外壳、水联集管、保温发泡层；
所述水联集管与所述热管的冷凝段固定连接。
10.根据权利要求9所述的太阳能光伏光热地源热泵冷暖系统，其特征在于，
所述联箱为金属外壳，两端端盖为硬质塑料，水联集管使用铜管制作所述联箱中填充保温发泡层；水联集管上等间隔设置有插孔，用于插入热管冷凝段；
所述保温发泡层采用聚氨酯材料发泡保温。
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CN112201742A (zh) * 2020-05-15 2021-01-08 四川大学 一种用于沙漠地区昼夜运行的热电转换系统

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