CN213841361U - 一种光热一体化系统 - Google Patents

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廖海浩
葛嘉琪
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Abstract

本实用新型公开了一种光热一体化系统，涉及新能源技术领域，其技术方案要点包括光伏板以及与所述光伏板分别连接的光伏部分和光热部分；所述光伏部分包括光伏控制器、蓄电池以及逆变器；所述光伏控制器与所述光伏板和所述蓄电池连接，并用于控制所述光伏板与所述蓄电池的连接启闭，所述蓄电池用于接收光伏板转化输出的电能，所述逆变器与所述控制器以及电网连接；所述光热部分包括光热控制器、蓄水箱以及热交换器；所述热交换器插接在所述蓄水箱内，且所述光热控制器与所述光伏板和所述蓄水箱连接，并用于控制所述热交换器的启闭，所述热交换器的两端分别与所述光伏板的进出口连通。本实用新型具有避免依次转化导致的能量损耗问题发生的效果。

Description

一种光热一体化系统
技术领域
本实用新型涉及新能源技术领域，更具体地说它涉及一种光热一体化系统。
背景技术
太阳能热利用是太阳能利用的重要形式，主要包括太阳能热水器、太阳能热发电、太阳能海水淡化、太阳房、太阳灶、太阳能温室、太阳能干燥系统、太阳能制冷空调等。就当前的技术而言，比较成熟的是光热发电及太阳能热水器利用。
公告号为CN207035560U的中国专利公开了一种利用太阳能光伏为地源热泵系统供电的控制系统，该系统包括控制器、太阳能光伏系统、地源热泵系统、生活热水系统和空调末端系统，所述太阳能光伏系统包括光伏组件、蓄电池组和逆变器；所述地源热泵系统包括地源热泵机组、地埋管系统和地源侧水泵；所述生活热水系统包括生活水箱、热水管道和生活热水泵；所述空调末端系统包括室内末端设备、空调供水管、空调回水管和空调循环泵。
但是该控制系统在运行过程中，首先转化太阳热能至电能，再通过电能转化为水的热能，因此在能量的转化过程中将导致能量的大量损耗，进而影响到该控制系统的能源转化率，造成资源浪费，有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种光热一体化系统，该光热一体化系统具有显著提升能量转化利用率的效果。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种光热一体化系统，包括光伏板以及与所述光伏板分别连接的光伏部分和光热部分；
所述光伏部分包括光伏控制器、蓄电池以及逆变器；所述光伏控制器与所述光伏板和所述蓄电池连接，并用于控制所述光伏板与所述蓄电池的连接启闭，所述蓄电池用于接收光伏板转化输出的电能，所述逆变器与所述控制器以及电网连接；
所述光热部分包括光热控制器、蓄水箱以及热交换器；所述热交换器插接在所述蓄水箱内，且所述光热控制器与所述光伏板和所述蓄水箱连接，并用于控制所述热交换器的启闭，所述热交换器的两端分别与所述光伏板的进出口连通。
通过采用上述技术方案，光伏板在吸收太阳热能后，通过光热控制器和光伏控制器分别将热能传入蓄水箱和蓄电池内，以实现热能的有效利用；避免产生热能在转化过程中的依次转化导致的能量损耗的问题。
本实用新型进一步设置为：所述热交换器包括连接管段和交换管段，所述连接管段用于与所述光伏板的进出口连通，所述交换管段沿竖直方向插接在所述蓄水箱的水池底部，且位于所述交换管段上端的所述连接管段与所述光伏板的出口连通，位于所述交换管段下端的所述连接管段与所述光伏板的进口连通。
通过采用上述技术方案，热能上端大于下端的热交换器在蓄水箱内实现有效的热交换的目的，显著提升光伏板吸收的太阳热能经热交换至蓄水箱内的交换率，使得该光热一体化系统具有显著提升能量转化利用率的效果。
本实用新型进一步设置为：所述交换管段包括呈U状的前端管和呈螺纹状的后端管，所述前端管插接在所述后端管内，且所述前端管的一端与位于所述交换管段上端的所述连接管段连接，另一端与所述后端管的上端开口连接；所述后端管的另一端位于下端且与位于所述交换管段下端的所述连接管段连接。
通过采用上述技术方案，前管端的热能大于后管端的热能，进而采用呈螺纹状分布在前管端外侧的后管端在蓄水箱内进行热交换，且前管段对整个热交换器的高度范围内的蓄水进行预热，达到进一步提升该热交换器在蓄水箱内的热交换率的目的。
本实用新型进一步设置为：位于所述交换管段下端的所述连接管段连接设置有单体循环泵，所述光热控制器与所述单体循环泵连接。
通过采用上述技术方案，单体循环泵起到控制热交换器内水流速度的作用，从而实现进一步提升热交换率的目的。
本实用新型进一步设置为：所述单体循环泵并联有直流循环泵，所述直流循环泵与所述蓄电池和所述光热控制器连接。
通过采用上述技术方案，在热交换时，流体经过直流循环泵的传导，实现有效控制热交换器内水流速度，以提升热交换率的目的。
本实用新型进一步设置为：所述蓄水箱的顶部设置有补水单元，且位于所述交换管段下端的所述连接管段设置有补液单元。
通过采用上述技术方案，补水单元为蓄水箱的顶部注水，且补液单元在位于下端的连接管段上进行补液，以避免对热交换造成不利影响，进而实现提升热交换率的目的。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：通过光伏板吸收太阳热能，再分别通过光热控制器和光伏控制器分别将热能传入蓄水箱和蓄电池内，以实现热能的有效利用，并避免产生热能在转化过程中的依次转化导致的能量损耗的问题；与此同时，通过相应的热交换器实现热交换率的显著提升，使得该光热一体化系统具有显著提升能量转化利用率的效果。
附图说明
图1是本实施例的流程框图；
图2是本实施例的热交换器的结构示意图。
附图标记说明：1、光伏部分；11、光伏控制器；12、蓄电池；13、逆变器；14、电网；2、光热部分；21、光热控制器；22、蓄水箱；23、热交换器；231、连接管段；232、交换管段；2321、前端管；2322、后端管；24、单体循环泵；25、直流循环泵；3、光伏板。
具体实施方式
为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，一种光热一体化系统，包括光伏板3以及与光伏板3分别连接的光伏部分1和光热部分2。光伏部分1用于直接将太阳热能转化为电能进行存储和使用，光热部分2直接将太阳热能通过热交换器23在蓄水箱22内进行热交换，进而使得该光热一体化系统具有显著提升能量转化利用率的效果。
需要说明的是，光伏部分1包括光伏控制器11、蓄电池12以及逆变器13。光伏控制器11与光伏板3和蓄电池12连接，并用于控制光伏板3与蓄电池12的连接启闭；蓄电池12用于接收光伏板3转化输出的电能；逆变器13与控制器以及电网14连接。光热部分2包括光热控制器21、蓄水箱22以及热交换器23。热交换器23插接在蓄水箱22内，以在蓄水箱22内进行热交换；光热控制器21与光伏板3和蓄水箱22连接，并用于控制热交换器23的启闭；热交换器23的两端分别与所述光伏板3的进出口连通。因此，在光伏板3吸收太阳热能后，通过光热控制器21和光伏控制器11分别将热能传入蓄水箱22和蓄电池12内，以实现热能的有效利用，进而避免产生热能在转化过程中的依次转化导致的能量损耗的问题。
如图1、图2所示，热交换器23包括连接管段231和交换管段232。连接管段231用于与光伏板3的进出口连通。交换管段232沿竖直方向插接在蓄水箱22的水池底部，以实现提升热交换率的目的。需要提及的是，位于交换管段232上端的连接管段231与光伏板3的出口连通，位于交换管段232下端的连接管段231与光伏板3的进口连通，进而使得热能上端大于下端的热交换器23在蓄水箱22内实现有效的热交换的目的，显著提升光伏板3吸收的太阳热能经热交换至蓄水箱22内的交换率，使得该光热一体化系统具有显著提升能量转化利用率的效果。
与此同时，交换管段232包括呈U状的前端管2321和呈螺纹状的后端管2322。前端管2321插接在后端管2322内，且前端管2321的一端与位于交换管段232上端的连接管段231连接，另一端与后端管2322的上端开口连接；后端管2322的另一端位于下端且与位于交换管段232下端的所述连接管段231连接。因此，由于前管端的热能大于后管端的热能，进而采用呈螺纹状分布在前管端外侧的后管端在蓄水箱22内进行热交换，且前管段对整个热交换器23的高度范围内的蓄水进行预热，达到进一步提升该热交换器23在蓄水箱22内的热交换率的目的。
为了实现热交换器23的热能稳定性交换，在位于交换管段232下端的连接管段231上连接设置有单体循环泵24，且光热控制器21与单体循环泵24连接，进而使得单体循环泵24起到控制热交换器23内水流速度的作用，从而实现进一步提升热交换率的目的。与此同时，单体循环泵24并联有直流循环泵25。直流循环泵25与蓄电池12和光热控制器21连接，进而在热交换时，流体经过直流循环泵25的传导，实现有效控制热交换器23内水流速度，以提升热交换率的目的。为了进一步提升光热部分2的循环稳定性，在蓄水箱22的顶部设置有补水单元，且位于交换管段232下端的连接管段231设置有补液单元。通过补水单元为蓄水箱22的顶部注水，且补液单元在位于下端的连接管段231上进行补液，以避免对热交换造成不利影响，进而实现提升热交换率的目的。
综上，本申请通过光伏板3吸收太阳热能，再分别通过光热控制器21和光伏控制器11分别将热能传入蓄水箱22和蓄电池12内，以实现热能的有效利用，并避免产生热能在转化过程中的依次转化导致的能量损耗的问题；与此同时，通过相应的热交换器23实现热交换率的显著提升，使得该光热一体化系统具有显著提升能量转化利用率的效果。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，本实用新型的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，但凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干修改和润饰，这些修改和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种光热一体化系统，其特征在于：包括光伏板(3)以及与所述光伏板(3)分别连接的光伏部分(1)和光热部分(2)；
所述光伏部分(1)包括光伏控制器(11)、蓄电池(12)以及逆变器(13)；所述光伏控制器(11)与所述光伏板(3)和所述蓄电池(12)连接，并用于控制所述光伏板(3)与所述蓄电池(12)的连接启闭，所述蓄电池(12)用于接收光伏板(3)转化输出的电能，所述逆变器(13)与所述控制器以及电网(14)连接；
所述光热部分(2)包括光热控制器(21)、蓄水箱(22)以及热交换器(23)；所述热交换器(23)插接在所述蓄水箱(22)内，且所述光热控制器(21)与所述光伏板(3)和所述蓄水箱(22)连接，并用于控制所述热交换器(23)的启闭，所述热交换器(23)的两端分别与所述光伏板(3)的进出口连通。
2.根据权利要求1所述的一种光热一体化系统，其特征在于：所述热交换器(23)包括连接管段(231)和交换管段(232)，所述连接管段(231)用于与所述光伏板(3)的进出口连通，所述交换管段(232)沿竖直方向插接在所述蓄水箱(22)的水池底部，且位于所述交换管段(232)上端的所述连接管段(231)与所述光伏板(3)的出口连通，位于所述交换管段(232)下端的所述连接管段(231)与所述光伏板(3)的进口连通。
3.根据权利要求2所述的一种光热一体化系统，其特征在于：所述交换管段(232)包括呈U状的前端管(2321)和呈螺纹状的后端管(2322)，所述前端管(2321)插接在所述后端管(2322)内，且所述前端管(2321)的一端与位于所述交换管段(232)上端的所述连接管段(231)连接，另一端与所述后端管(2322)的上端开口连接；所述后端管(2322)的另一端位于下端且与位于所述交换管段(232)下端的所述连接管段(231)连接。
4.根据权利要求2所述的一种光热一体化系统，其特征在于：位于所述交换管段(232)下端的所述连接管段(231)连接设置有单体循环泵(24)，所述光热控制器(21)与所述单体循环泵(24)连接。
5.根据权利要求4所述的一种光热一体化系统，其特征在于：所述循环泵并联有直流循环泵(25)，所述直流循环泵(25)与所述蓄电池(12)和所述光热控制器(21)连接。
6.根据权利要求5所述的一种光热一体化系统，其特征在于：所述蓄水箱(22)的顶部设置有补水单元，且位于所述交换管段(232)下端的所述连接管段(231)设置有补液单元。
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GR01 Patent grant
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Denomination of utility model: An integrated system of light and heat

Effective date of registration: 20220509

Granted publication date: 20210730

Pledgee: Ningbo Tianjin Enterprise Service Co.,Ltd.

Pledgor: NINGBO U-LAN RENEWABLE ENERGY DEVELOPMENT Co.,Ltd.

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Granted publication date: 20210730

Pledgee: Ningbo Tianjin Enterprise Service Co.,Ltd.

Pledgor: NINGBO U-LAN RENEWABLE ENERGY DEVELOPMENT Co.,Ltd.

Registration number: Y2022330000668

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of utility model: A Photothermal Integrated System

Effective date of registration: 20230512

Granted publication date: 20210730

Pledgee: Ningbo Tianjin Enterprise Service Co.,Ltd.

Pledgor: NINGBO U-LAN RENEWABLE ENERGY DEVELOPMENT Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980040543

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