CN210241747U - 一种采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统 - Google Patents

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Zuming Liu
刘祖明
Qun Sun
孙群
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Jufen Gao
高菊芬
Hui Xiang
向辉
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Abstract

本实用新型公开了一种采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统，包括由若干块太阳能电池组成的太阳电池方阵，太阳电池方阵的底部设置有密封仓，密封仓的低端设置有进气口，高端设置有热风出口，热风出口包括至少两个，其中一个热风出口通过管道连接抽风机，其余热风出口通过热风管连接气源热泵；气源热泵包括热泵主机以及在热泵主机四周密封设置的热风集气箱，来自密封仓的热风由热风管导入热风集气箱内，再进入热泵主机，被循环泵强制循环的水也进入热泵主机，被高温高的冷媒介质加热后送去供用户使用。本实用新型提供了一种能够较好地利用这些发电余热，有利于节省能源，降低能耗的采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统。

Description

一种采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能光伏光热设备技术领域，具体为一种采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统。
背景技术
太阳能利用的基本方式有光电和光热两种形式，当利用太阳能来发电时，发电效率除直接太阳电池板转换率的影响外，还会随着温度的升高而降低，阳光的直射使得光伏组件产热，只有18％～20％的光能转化电能，剩下绝大部分的能量都以热能的形式散发，而温度每升高1℃，组件将减少0.4％～0.5％的输出功率，因此，如果能将组件的温度降低，不仅可以提高组件的发电效率，而且可以将散发的这部分热量收集起来利用，构建光伏光热一体化系统，提高太阳能的综合利用率。目前现有技术中光伏发电余下的热能利用是一个技术难题，直接利用温度过低，难于达到理想的效果。因此，需要研制一种能够较好地利用这些发电余热，提供生活和取暖用热水，有利于节省能源，降低能耗的采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够较好地利用这些发电余热，提供生活和取暖用热水，有利于节省能源，降低能耗的采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统，包括由若干块太阳能电池组成的倾斜的太阳电池方阵，太阳电池方阵通过导线经并网逆变器连接电网，太阳电池方阵的底部设置有密封仓，密封仓的低端设置有进气口，高端设置有热风出口，热风出口包括至少两个，其中一个热风出口通过管道连接抽风机，其余热风出口通过热风管连接气源热泵；
气源热泵包括热泵主机以及在热泵主机外部密封设置的热风集气箱，热风集气箱将热泵主机前后左右四个侧壁的外围包裹起来，形成一个密封的空腔，来自密封仓的热风由热风管导入热风集气箱内，再进入热泵主机进行热交换工作；热泵主机上还设置有热泵进水口和热泵出水口，热泵进水口通过管道经循环泵连接保温水箱的出水口，热泵出水口通过管道连接保温水箱的进水口，保温水箱侧壁的中部设置有热水出口，热水出口连接热水用户。
进一步地，热风集气箱采用厚度为0.5～1.5mm的不锈钢板或铝板制成，通过自攻螺丝与热泵主机外壁紧固，热风集气箱与热泵主机外壁搭接处采用密封胶封堵。
进一步地，热风集气箱的内壁到热泵主机外壁的距离为80～150mm。
进一步地，热泵主机内安装有蒸发器、压缩机、冷媒介质管、冷凝器和膨胀阀，蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀通过冷媒介质管连接成闭合的回路，冷凝器内设置有与冷媒介质进行热交换的盘管，盘管的进口与热泵进水口连接，出口与热泵出水口连接，热泵主机的顶部设置有散热口，散热口安装有排风扇。
进一步地，保温水箱的顶部还设置有补水箱，补水箱的进口连接补水管。
进一步地，热水用户包括散热器和淋浴喷头，保温水箱上部设置有回水进口，热水出口通过热水泵连接散热器和淋浴喷头，散热器内冷却后的回水通过管道连接回水进口。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在太阳能电池方阵的下部设置密封仓，用来收集太阳能光伏组件发电产生的余热，这些余热由热风出口通过热风管连接气源热泵，通过热泵主机加强了密封仓的空气循环，将密封仓内的热量及时带走，能有效地降低光电组件的温度，提高组件光电转换效率，由于热风的温度较高，因此热泵主机的效率比常规从常温的空气中得到的热量要高得多，从而加快了热泵主机中冷媒介质吸热速度，缩短冷媒介质的蒸发时间，降低电能消耗，有利于节省能源。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为气源热泵的结构示意图；
图中：1-密封仓，2-进气口，3-太阳电池方阵，4-抽风机，5-热风出口，6-热风管，7-气源热泵，71-热泵主机，72-热风集气箱，73-蒸发器，74-压缩机，75-排风扇，76-冷媒介质管，77-冷凝器，78-盘管，79-膨胀阀，710-散热口，8-热泵出水口，9-热泵进水口，10-循环泵，11-保温水箱，12-补水箱，13-补水管，14-回水进口，15-热水出口，16-热水泵，17-散热器，18-并网逆变器，19-电网。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统，包括由若干块太阳能电池组成的倾斜的太阳电池方阵3，太阳电池方阵3通过导线经并网逆变器18连接电网19，太阳电池方阵3的底部设置有密封仓1，密封仓1的低端设置有进气口2，高端设置有热风出口5，热风出口5包括至少两个，其中一个热风出口5通过管道连接抽风机4，其余热风出口5通过热风管6连接气源热泵7；
气源热泵7包括热泵主机71以及在热泵主机71外部密封设置的热风集气箱72，热风集气箱72将热泵主机71前后左右四个侧壁的外围包裹起来，形成一个密封的空腔，来自密封仓1的热风由热风管6导入热风集气箱72内，再进入热泵主机71进行热交换工作；热泵主机71上还设置有热泵进水口9和热泵出水口8，热泵进水口9通过管道经循环泵10连接保温水箱11的出水口，热泵出水口8通过管道连接保温水箱11的进水口，保温水箱11侧壁的中部设置有热水出口15，热水出口15连接热水用户。
热风集气箱72采用厚度为0.5～1.5mm的不锈钢板或铝板制成，通过自攻螺丝与热泵主机71外壁紧固，热风集气箱72与热泵主机71外壁搭接处采用密封胶封堵。热风集气箱72收集来自于密封仓1的热风，再将这些送入热风送入热泵主机71，热泵主机71内的冷媒介质吸收了这些热风中热量，加快了冷媒介质的汽化速度。
热风集气箱72的内壁到热泵主机71外壁的距离为80～150mm。
热泵主机71内安装有蒸发器73、压缩机74、冷媒介质管76、冷凝器77和膨胀阀79，蒸发器73、压缩机74、冷凝器77和膨胀阀79通过冷媒介质管76连接成闭合的回路，冷凝器77内设置有与冷媒介质进行热交换的盘管78，盘管78的进口与热泵进水口9连接，出口与热泵出水口8连接，热泵主机71的顶部设置有散热口710，散热口710安装有排风扇75。
保温水箱11的顶部还设置有补水箱12，补水箱12的进口连接补水管13。
热水用户包括散热器17和淋浴喷头，保温水箱11上部设置有回水进口14，热水出口15通过热水泵16连接散热器17和淋浴喷头，散热器17内冷却后的回水通过管道连接回水进口14。
本实用新型通过在太阳电池方阵3的下部设置密封仓1，并在密封仓1的低端设置进气口2，高端设置热风出口5，密封仓1内的热风由热泵主机71抽吸到气源热泵7的热风集气箱72内，热泵主机71的蒸发器73内部的冷媒介质吸收热风中的热量后被汽化进入压缩机74，压缩机74将这种低压冷媒介质气体压缩成高温、高压气体送入冷凝器77，被循环泵10强制循环的水也通过冷凝器77，被高温的冷媒介质加热后送去供用户使用，而冷媒介质被冷却成液体，该液体经膨胀阀79节流降温后再次流入蒸发器73，如此反复循环工作，热风集气箱72中的热风热能被不断送到水中，使保温水箱11里的水温逐渐升高，最后达到55℃左右，正好适合人们洗浴或取暖用水。由于热风的温度较高，因此热泵主机71的效率比常规从常温的空气中得到的热量要高得多，从而加快了热泵主机71中冷媒介质吸热汽化速度，缩短冷媒介质的蒸发时间，降低电能消耗，有利于节省能源。当保温水箱内的水温度达到55℃左右，热泵主机71就会停止工作，系统会自动启动抽风机4运行，太阳电池方阵3以及密封仓1内的热风由抽风机4抽吸排出，加强了密封仓1的空气循环，将密封仓1内的热量及时带走，能有效地降低光伏组件的温度，提高组件光电转换效率。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统，包括由若干块太阳能电池组成的倾斜的太阳电池方阵(3)，太阳电池方阵(3)通过导线经并网逆变器(18)连接电网(19)，其特征在于：太阳电池方阵(3)的底部设置有密封仓(1)，密封仓(1)的低端设置有进气口(2)，高端设置有热风出口(5)，热风出口(5)包括至少两个，其中一个热风出口(5)通过管道连接抽风机(4)，其余热风出口(5)通过热风管(6)连接气源热泵(7)；
气源热泵(7)包括热泵主机(71)以及在热泵主机(71)外部密封设置的热风集气箱(72)，热风集气箱(72)将热泵主机(71)前后左右四个侧壁的外围包裹起来，形成一个密封的空腔，来自密封仓(1)的热风由热风管(6)导入热风集气箱(72)内，再进入热泵主机(71)进行热交换工作；热泵主机(71)上还设置有热泵进水口(9)和热泵出水口(8)，热泵进水口(9)通过管道经循环泵(10)连接保温水箱(11)的出水口，热泵出水口(8)通过管道连接保温水箱(11)的进水口，保温水箱(11)侧壁的中部设置有热水出口(15)，热水出口(15)连接热水用户。
2.根据权利要求1所述的一种采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统，其特征在于：热风集气箱(72)采用厚度为0.5～1.5mm的不锈钢板或铝板制成，通过自攻螺丝与热泵主机(71)外壁紧固，热风集气箱(72)与热泵主机(71)外壁搭接处采用密封胶封堵。
3.根据权利要求1或2所述的一种采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统，其特征在于：热风集气箱(72)的内壁到热泵主机(71)外壁的距离为80～150mm。
4.根据权利要求1所述的一种采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统，其特征在于：热泵主机(71)内安装有蒸发器(73)、压缩机(74)、冷媒介质管(76)、冷凝器(77)和膨胀阀(79)，蒸发器(73)、压缩机(74)、冷凝器(77)和膨胀阀(79)通过冷媒介质管(76)连接成闭合的回路，冷凝器(77)内设置有与冷媒介质进行热交换的盘管(78)，盘管(78)的进口与热泵进水口(9)连接，出口与热泵出水口(8)连接，热泵主机(71)的顶部设置有散热口(710)，散热口(710)安装有排风扇(75)。
5.根据权利要求1所述的一种采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统，其特征在于：保温水箱(11)的顶部还设置有补水箱(12)，补水箱(12)的进口连接补水管(13)。
6.根据权利要求1所述的一种采用空气源热泵辅助加热的太阳能热电联产系统，其特征在于：热水用户包括散热器(17)和淋浴喷头，保温水箱(11)上部设置有回水进口(14)，热水出口(15)通过热水泵(16)连接散热器(17)和淋浴喷头，散热器(17)内冷却后的回水通过管道连接回水进口(14)。
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