CN210569364U - 一种太阳能热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种太阳能热泵系统，包括：储水袋式光伏组件，储水袋式光伏组件设置于屋顶表面，包括：用于将太阳能转换为电能的光伏组件、设置于光伏组件背面的储水袋以及用于支撑储水袋的水袋支架；泵机组件，泵机组件包括：一个或多个热泵，光伏组件转换的电能一部分给热泵提供电力支持，热泵用于实现水循环；水袋循环管道，水袋循环管道将地下水源或外接水源与储水袋连通；室内循环管道，所示室内循环管道设置于室内，用于将地下水源或外接水源进行循环；中间管道，中间管道分别与水袋循环管道和室内循环管道连通，且在中间管道上设有温控阀；温度计，设置于室内。本实用新型采用双循环设计，可以有效实现夏季降温，冬季升温的效果。

Description

一种太阳能热泵系统
技术领域
本实用新型属于太阳能光伏领域，具体涉及一种太阳能热泵系统。
背景技术
当前太阳能作为新型新能源得到有效普及。尤其是晶体硅光伏组件占整个太阳能行业主要比例。光伏组件作为发电单元给系统供电过程中，光伏组件自身同时会发热，一般情况下，光伏组件温度甚至达到60℃。而温度升高对于发电效率是有影响的，晶体硅光伏组件功率温度系数是0.3-0.5％(上升1℃温度，功率下降0.3-0.5％)。
光伏发电在一些时间段是不稳定的，如白天供电，晚上则不能供电。如何更好的利用光伏能源，实现节能减排是现阶段亟需研究的问题。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种太阳能热泵系统。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种太阳能热泵系统，包括：
储水袋式光伏组件，储水袋式光伏组件设置于屋顶表面，包括：用于将太阳能转换为电能的光伏组件、设置于光伏组件背面的储水袋以及用于支撑储水袋的水袋支架；
泵机组件，泵机组件包括：一个或多个热泵，光伏组件转换的电能一部分给热泵提供电力支持，热泵用于实现水循环；
水袋循环管道，水袋循环管道将地下水源或外接水源与储水袋连通；
室内循环管道，所示室内循环管道设置于室内，用于将地下水源或外接水源进行循环；
中间管道，中间管道分别与水袋循环管道和室内循环管道连通，且在中间管道上设有温控阀；
温度计，设置于室内。
本实用新型公开一种太阳能热泵系统结构简单，热泵工作原理是通过消耗少量的逆循环净功，以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置，就可以得到较大的供热量，可以有效地把难以应用的低品位热能利用起来达到节能目的。白天供电情况下多余的光伏发电可以以不同形式的能源进行储存。
所以通过热泵来利用光伏组件产生多余的热量，可以达到以下效果：
(1)光伏组件额外的热能可以得到利用，比如作为家庭供暖部件。
(2)通过热泵循环光伏组件上的热量，光伏组件自身温度降低，可以提升发电效率。
(3)光伏组件所发电可提供热泵系统，作为逆循环提供机械能。
(4)在光伏组件背面设计循环储水袋。可以让光伏发电在一些时间段作为势能储存。
(5)光伏组件和储水袋之间可以设有导热硅胶垫，导热硅胶垫有利于光伏组件发电时热量的传递。
(6)储水袋上设有进水口和出水口，以便水源循环流动。
(7)采用室内循环管道和水袋循环管道，如果单纯建立一条循环，那么夏天时候，经过光伏组件加热的水源，反而会对室内增加温度。所以设计为双循环，并且是可以逆向循环。
在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
作为优选的方案，储水袋储水膨胀后的厚度尺寸不大于光伏组件的厚度尺寸。
采用上述优选的方案，储水式光伏组件的整体机械强度更佳。
作为优选的方案，水袋支架包括：
上层支撑架，上层支撑架与储水袋底面的两端固定连接；
下层支撑架，下层支撑架设置于上层支撑架的下方；
连接杆，连接杆的两端分别与上层支撑架和下层支撑架转动连接，且其中一根连接杆还与驱动装置传动连接，驱动装置驱动连接杆转动一定的角度，从而带动上层支撑架摆动。
采用上述优选的方案，结构更稳定。且当驱动装置驱动连接杆转动一定的角度，从而带动上层支撑架水平摆动，从而晃动储水袋，促使内部水进行流动。
作为优选的方案，连接杆通过万向节分别与上层支撑架和下层支撑架连接。
采用上述优选的方案，成本低，安装便捷。
作为优选的方案，驱动装置与支撑部件铰接固定。
采用上述优选的方案，安装更稳定，且可以有效调节驱动装置驱动力输出的方向。
作为优选的方案，在连接杆上设有连接件，驱动装置的输出端设置有与连接件铰接固定的连接块。
采用上述优选的方案，连接杆可在驱动装置的带动下进行相应角度的摆动，连接杆与驱动装置间进行活动铰连接，准确的将驱动装置的线性运动转化为连接杆的摆动。
作为优选的方案，连接杆包括：第一连接部和第二连接部，第一连接部通过万向节与上层支撑架连接，第二连接部通过万向节与下层支撑架连接，且连接件设置于第二连接部上。
采用上述优选的方案，连接杆的摆动更顺畅，且连接杆的机械强度更佳。
作为优选的方案，第一连接部与上层支撑架呈锐角倾斜设置，第二连接部与下层支撑架呈垂直设置。
采用上述优选的方案，连接杆的摆动更顺畅。
作为优选的方案，连接杆为一体式结构。
采用上述优选的方案，连接杆的机械强度更稳定。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种太阳能热泵系统的结构示意图。
图2为本实用新型实施例提供的储水袋式光伏组件的俯视图。
图3为本实用新型实施例提供的储水袋式光伏组件的仰视图。
图4为本实用新型实施例提供的储水袋式光伏组件的剖视图之一。
图5为本实用新型实施例提供的储水袋式光伏组件的剖视图之二。
图6为本实用新型实施例提供的驱动装置与水袋支架连接结构示意图。
其中：光伏组件1、接线盒11、储水袋2、入水口21、出水口22、导热硅胶垫3、水袋支架4、上层支撑架41、下层支撑架42、连接杆43、第一连接部431、第二连接部432、驱动装置5、万向节6、支撑部件7、连接件8、连接块9、泵机组件10、水袋循环管道101、室内循环管道102、中间管道103、地下水源104。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。
为了达到本实用新型的目的，一种太阳能热泵系统的其中一些实施例中，
如图1所示，一种太阳能热泵系统，包括：
如图2和3所示，储水袋式光伏组件，储水袋式光伏组件设置于屋顶表面，包括：用于将太阳能转换为电能的光伏组件1、设置于光伏组件1背面的储水袋2以及用于支撑储水袋的水袋支架4；
泵机组件10，泵机组件10包括：一个或多个热泵，光伏组件转换的电能一部分给热泵提供电力支持，热泵用于实现水循环；
水袋循环管道101，水袋循环管道101将地下水源104或外接水源(图中未示出)与储水袋连通；
室内循环管道102，所示室内循环管道102设置于室内，用于将地下水源或外接水源进行循环；
中间管道103，中间管道103分别与水袋循环管道101和室内循环管道102连通，且在中间管道103上设有温控阀(图中未示出)；
温度计(图中未示出)，设置于室内。
本实用新型还公开一种太阳能热泵系统的工作方法，利用太阳能热泵系统进行工作，包括如下步骤：
(1.1)当温度计超过设定温度时，温控阀关闭，水袋循环管道101和室内循环管道102相互独立；
(1.2)热泵工作，地下水源通过水袋循环管道101对光伏组件进行降温；
(1.3)热泵工作，地下水源通过室内循环管道102对室内进行降温；
(2.1)当温度计低于设定温度时，温控阀开启，水袋循环管道101和室内循环管道102相互联通；
(2.2)热泵工作，外接水源通过储水袋、水袋循环管道101和室内循环管道102实现循环对室内进行升温。
一种太阳能热泵系统的工作方法采用室内循环管道102和水袋循环管道101，如果单纯建立一条循环，那么夏天时候，经过光伏组件加热的水源，反而会对室内增加温度。所以设计为双循环，并且是可以逆向循环。
当温度计超过设定温度时(如夏天)，内部循环一分为二，水袋循环管道101和室内循环管道102相互独立，通过地下水源实现降温，增加降温效果。
而当温度计低于设定温度时(如夏天)，内部循环合并，水袋循环管道101和室内循环管道102相互联通，并且逆向运行，热泵工作，外接水源通过储水袋、水袋循环管道101和室内循环管道102实现循环对室内进行升温。
本实用新型公开一种太阳能热泵系统及其工作方法，热泵工作原理是通过消耗少量的逆循环净功，以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置，就可以得到较大的供热量，可以有效地把难以应用的低品位热能利用起来达到节能目的。白天供电情况下多余的光伏发电可以以不同形式的能源进行储存。
所以通过热泵来利用光伏组件产生多余的热量，可以达到以下效果：
(1)光伏组件1额外的热能可以得到利用，比如作为家庭供暖部件，光伏组件1背面设有接线盒11。
(2)通过热泵循环光伏组件上的热量，光伏组件自身温度降低，可以提升发电效率。
(3)光伏组件1所发电可提供热泵系统，作为逆循环提供机械能。
(4)在光伏组件1背面设计循环储水袋2。可以让光伏发电在一些时间段作为势能储存。
(5)光伏组件1和储水袋2之间可以设有导热硅胶垫3，导热硅胶垫有利于光伏组件发电时热量的传递。
(6)储水袋2上设有进水口21和出水口22，以便水源循环流动。
(7)采用室内循环管道102和水袋循环管道101，如果单纯建立一条循环，那么夏天时候，经过光伏组件加热的水源，反而会对室内增加温度。所以设计为双循环，并且是可以逆向循环。
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，储水袋储水膨胀后的厚度尺寸不大于光伏组件的厚度尺寸。
采用上述优选的方案，储水式光伏组件的整体机械强度更佳。
如图4所示，为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，水袋支架4包括：
上层支撑架41，上层支撑架41与储水袋2底面的两端固定连接；
下层支撑架42，下层支撑架42设置于上层支撑架41的下方；
连接杆43，连接杆43的两端分别与上层支撑架41和下层支撑架42转动连接，且其中一根连接杆43还与驱动装置5传动连接，驱动装置5驱动其中连接杆43转动一定的角度，从而带动上层支撑架41摆动。
采用上述优选的方案，结构更稳定。且当驱动装置5驱动连接杆43转动一定的角度，从而带动上层支撑架41摆动，从而晃动储水袋2，促使内部水进行流动，如图5所示。
进一步，连接杆43通过万向节6分别与上层支撑架41和下层支撑架42连接。
采用上述优选的方案，成本低，安装便捷。
如图6所示，进一步，驱动装置5与支撑部件7铰接固定。
采用上述优选的方案，安装更稳定，且可以有效调节驱动装置5驱动力输出的方向。
进一步，在连接杆43上设有连接件8，驱动装置5的输出端设置有与连接件8铰接固定的连接块9。
采用上述优选的方案，连接杆43可在驱动装置5的带动下进行相应角度的摆动，连接杆43与驱动装置5间进行活动铰连接，准确的将驱动装置5的线性运动转化为连接杆43的摆动。
进一步，连接杆43包括：第一连接部431和第二连接部432，第一连接部431通过万向节6与上层支撑架41连接，第二连接部432通过万向节6与下层支撑架42连接，且连接件8设置于第二连接部432上。
采用上述优选的方案，连接杆43的摆动更顺畅。
进一步，第一连接部431与上层支撑架41呈锐角倾斜设置，第二连接部432与下层支撑架42呈垂直设置。
采用上述优选的方案，连接杆43的摆动更顺畅。
进一步，连接杆43为一体式结构。
采用上述优选的方案，连接杆43的机械强度更稳定。
对于本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种太阳能热泵系统，其特征在于，包括：
储水袋式光伏组件，所述储水袋式光伏组件设置于屋顶表面，包括：用于将太阳能转换为电能的光伏组件、设置于所述光伏组件背面的储水袋以及用于支撑所述储水袋的水袋支架；
泵机组件，所述泵机组件包括：一个或多个热泵，所述光伏组件转换的电能一部分给所述热泵提供电力支持，所述热泵用于实现水循环；
水袋循环管道，所述水袋循环管道将地下水源或外接水源与所述储水袋连通；
室内循环管道，所示室内循环管道设置于室内，用于将地下水源或外接水源进行循环；
中间管道，所述中间管道分别与所述水袋循环管道和室内循环管道连通，且在所述中间管道上设有温控阀；
温度计，设置于室内。
2.根据权利要求1所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述储水袋储水膨胀后的厚度尺寸不大于光伏组件的厚度尺寸。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述水袋支架包括：
上层支撑架，所述上层支撑架与所述储水袋底面的两端固定连接；
下层支撑架，所述下层支撑架设置于所述上层支撑架的下方；
连接杆，所述连接杆的两端分别与所述上层支撑架和下层支撑架转动连接，且其中一根所述连接杆还与驱动装置传动连接，所述驱动装置驱动所述连接杆转动一定的角度，从而带动所述上层支撑架摆动。
4.根据权利要求3所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述连接杆通过万向节分别与所述上层支撑架和下层支撑架连接。
5.根据权利要求4所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述驱动装置与支撑部件铰接固定。
6.根据权利要求5所述的太阳能热泵系统，其特征在于，在所述连接杆上设有连接件，所述驱动装置的输出端设置有与所述连接件铰接固定的连接块。
7.根据权利要求6所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述连接杆包括：第一连接部和第二连接部，所述第一连接部通过万向节与所述上层支撑架连接，所述第二连接部通过万向节与所述下层支撑架连接，且所述连接件设置于所述第二连接部上。
8.根据权利要求7所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述第一连接部与所述上层支撑架呈锐角倾斜设置，所述第二连接部与所述下层支撑架呈垂直设置。
9.根据权利要求8所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述连接杆为一体式结构。
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