CN219740314U - 一种空气能热泵供电系统及光伏逆变器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种空气能热泵供电系统及光伏逆变器，为降低市政电能消耗，更加节能，本实用新型的技术要点包括套管换热器：用于对空调换热；电加热器和水泵：串联连接在套管换热器的回路中；光伏组件，用于将太阳能转换成可变直流电压；光伏逆变器，耦接于光伏组件，用于将光伏组件产生的可变直流电压转换为市电频率交流电，用于对电加热器和水泵提供电能；市政电网，耦接于光伏逆变器；蓄电池组件，耦接于光伏逆变器；其中，所述光伏逆变器包括机箱和设置于机箱内耦接于光伏组件用于控制光伏组件能量输入及最大功率点跟踪的MPPT模块。

Description

一种空气能热泵供电系统及光伏逆变器

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种空气能热泵供电系统及光伏逆变器。

背景技术

目前，传统建筑内空调的能量来源于柴油发电机组水套加热器，柴油发电机组加热器分三种：

1.水套加热器：当市电单相电压正确接入时，用于给机组冷却液自动加热。当机组处于备用状态时，该装置自动检测冷却液温度，当温度低于厂设限值时，会自动通电加热。待温度升高到约50℃左右时，即自动停止加热。水套加热器于可能结冰地区的机组所必须配套的。机组水套加热器的电源为市电AC220V。

2.空气预热器：它的作用是当机组启动时,为了增加启动成功率而专门给进入燃烧室的空气加热的。当机组实现正常着车运行、启动马达已经退出后,该空气预热器会自动停止工作。空气预热器的电源一般为机组启动电池。

3.抗冷凝加热器。当柴油发电机组使用环境湿度较大时，就应另外加装抗冷凝加热器。其电源一般为机组启动电池。

空气能热泵是利用空气中的热量来产生热能，能全天24小时大水量、高水压、恒温提供全家不同热水、采暖需求，同时又消耗最少的能源。

通过柴油发电机组水套加热器对空调提供能量的方式，通过泵循

环至缸体各个部位，保证应急启机时缸体运行平稳，由于电加热效率普遍低于69%，用于柴发电加热的效率更低。在用电紧张的地区或时期，若机组关闭水套加热器将导致后期无法应急启动机组，影响机房安全。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种空气能热泵供电系统，降低市政电能消耗，更加节能。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种空气能热泵供电系统，包括

套管换热器：用于对空调换热；

电加热器和水泵：串联连接在套管换热器的回路中；

光伏组件，用于将太阳能转换成可变直流电压；

光伏逆变器，耦接于光伏组件，用于将光伏组件产生的可变直流电压转换为市电频率交流电，用于对电加热器和水泵提供电能；

市政电网，耦接于光伏逆变器；

蓄电池组件，耦接于光伏逆变器；

其中，所述光伏逆变器包括机箱和设置于机箱内耦接于光伏组件用于控制光伏组件能量输入及最大功率点跟踪的MPPT模块。

通过上述技术方案，通过光伏逆变器接收光伏组件传输的利用太阳能转换的电压，将能量进行逆变转换提供给电加热器和水泵提供电能，而且光伏逆变器中设置有MPPT模块，可以控制光伏组件的能量输入及跟踪最大功率，充分利用太阳能，减少市政电网的电能消耗，并将多余能量存储于蓄电池组件中，以便后续在光照不足时进行电能补充，在蓄电池组件能量提供进一步不足时，再借助市政电网进行能量补充，减少市政电网消耗，更加节能。

进一步的，所述光伏组件包括若干并联的子光伏单元，所述子光伏单元包括若干串联连接的光伏板。

通过上述技术方案，单元式的组合连接便于安装、更换和维护，且便于根据场景需求进行加装和调整。

进一步的，所述蓄电池组件选用铅酸电池或锂电池。

通过上述技术方案，适用多种类型电池，兼容性更强。

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之二在于提供一种光伏逆变器，降低市政电能消耗，更加节能。

一种光伏逆变器，包括机箱、设置于机箱的MPPT模块，所述机箱上设置开设有进风口和出风口，且覆盖出风口机箱上设置有散热扇，所述进风口覆盖有连通机箱内外的滤网，位于机箱内靠近滤网处设置有用于检测滤网进风量并输出检测信号的进风量检测组件、敲击滤网振动的振动组件、以及用于接收检测信号并输出控制信号启闭振动组件的控制组件。

通过上述技术方案，通过滤网在进风口处对进入机箱的杂质进行拦截和过滤，而进风口的进风效率则连带影响了机箱的散热效率，故通过进风量检测组件对进风口的进风量进行检测，当进风量较小时，通过控制组件控制振动组件敲击滤网，对附着于滤网上的杂质和灰尘进行击落，以提高进风量，通过进风量检测组件及时对进风口和滤网的进风量进行检测，较为及时的对滤网完成初步的清洁，保证机箱内的正常散热，清洁灵活性较高，且不影响后续工作人员对滤网的进一步清理，且可延长工作人员对滤网的清洁周期，减少人力资源的消耗。

进一步的，所述进风量检测组件包括连接于机箱内壁滤网上方的固定杆、转动连接于固定杆并随风摆动的轻质杆、设置于轻质杆靠近滤网一侧的磁铁片、连接于机箱内壁上的固定座、以及安装于固定座上受控于磁铁片并输出控制信号的接近传感器。

通过上述技术方案，轻质杆随着滤网的风流动时被吹起，此时，轻质杆上的磁铁片距离固定座上的接近传感器较远，接近传感器输出低电平的检测信号，此时无需振动组件启动，而当滤网的出风侧出风较小时，表示滤网上有杂质附着或杂质堆积，此时，轻质杆上磁铁片距离固定座上的接近传感器较近，接近传感器的输出端输出高电平的检测信号，此时控制组件控制振动组件启动，对滤网进行敲击，通过振动将堆积于滤网上的杂质和堆积的灰尘击落，以提高滤网的进风量。

进一步的，所述轻质杆顶端固定连接有挂环，所述挂环相对两个内壁上固定连接有凸起设置的圆柱凸起，且固定杆相对两侧壁上分别对应开设有与圆柱凸起配合的圆柱凹槽。

通过上述技术方案，通过圆柱凸起和圆柱凹槽的配合，使得轻质杆仅发生风向上的摆动，而不发生其他方向上的晃动，提高轻质杆上磁铁片和接近传感器之间的触发稳定性。

进一步的，垂直于所述滤网出风侧风向的轻质杆的宽度大于固定座的宽度。

通过上述技术方案，使得轻质杆受风的接触面积更大，以提高风对轻质杆的吹动效率，减少固定座对风的拦截影响轻质杆的摆动。

进一步的，所述振动组件包括固定连接于滤网侧壁上的弹性拨片、设置于机箱上的电机、固定连接于电机输出轴上用于间歇敲击弹性拨片的转动杆。

通过上述技术方案，当电机启动后，电机的输出轴带动转动杆转动间歇性敲击弹性拨片，从而实现对滤网的敲击振动。

进一步的，所述振动组件设置于机箱内滤网出风侧。

通过上述技术方案，振动组件设置于机箱内滤网的出风侧，减少了灰尘和杂质对振动组件的损伤，提高振动组件的使用寿命和工作稳定性。

进一步的，所述弹性拨片设置于滤网的中心位置。

通过上述技术方案，将弹性拨片设置于滤网的中心位置，在弹性拨片被敲击时，整个滤网由中心向四周均匀振动传播，具有较好的清洁效果。

进一步的，所述转动杆端部包覆有橡胶套。

通过上述技术方案，橡胶套减少转动杆敲击弹性拨片时的磨损，且降低转动杆敲弹性拨片时的噪音。

进一步的，所述滤网在竖直方向倾斜设置，且滤网的顶部沿远离机箱方向突出于滤网底部。

通过上述技术方案，倾斜设置的滤网具有更大的进风面积，且具有防雨的效果。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

通过滤网在进风口处对进入机箱的杂质进行拦截和过滤，通过进风量检测组件对进风口的进风量进行检测，当进风量较小时，通过控制组件控制振动组件敲击滤网，对附着于滤网上的杂质和灰尘进行击落，以提高进风量，通过进风量检测组件及时对进风口和滤网的进风量进行检测，较为及时的对滤网完成初步的清洁，保证机箱内的正常散热，清洁灵活性较高。

附图说明

图1是实施例一场景连接示意图；

图2是实施例二的整体结构示意图；

图3是实施例二的整体结构示意图；

图4是图3中A的放大图；

图5是实施例二中进风量检测组件的局部爆炸图；

图6是实施例二中控制组件的电路示意图。

附图标记：1、套管换热器；2、电加热器；3、水泵；4、光伏组件；5、光伏逆变器；6、市政电网；7、蓄电池组件；8、MPPT模块；9、机箱；10、进风口；11、出风口；12、散热扇；13、滤网；14、进风量检测组件；15、振动组件；16、控制组件；17、固定杆；18、轻质杆；19、底座；20、接近传感器；21、磁铁片；22、挂环；23、圆柱凸起；24、圆柱凹槽；25、弹性拨片；26、电机；27、转动杆；28、橡胶套。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

一种空气能热泵供电系统，如图1所示，空气能热泵系统包括水路串接的套管换热器1、电加热器2和水泵3，套管换热器1用于对空调的外机进行热交换。

其中，空气能热泵供电系统包括光伏组件4、光伏逆变器5、市政电网6、和蓄电池组件7。

光伏逆变器5耦接于光伏组件4、市政电网6和蓄电池组件7，光伏组件4将太阳能转换成可变直流电压，光伏逆变器5将光伏组件4产生的可变直流电压转换为市电频率交流电，用于对电加热器2和水泵3提供电能。

光伏逆变器5包括机箱9和设置于机箱9内耦接于光伏组件4用于控制光伏组件4能量输入及最大功率点跟踪的MPPT模块8。

光伏组件4包括若干并联的子光伏单元，子光伏单元包括若干串联连接的光伏板。

本实施例中，光伏板选用单块（330W）进行10组串联组成子光伏单元，并且子光伏单元进行两两并联。

而蓄电池组件7选用铅酸电池或锂电池，采用安全可靠的磷酸铁锂电池单模组51.2V，100Ah，6并的方式接入光伏逆变器5，额定电压51.2V，额定电量为30.72kWh。

工作过程：

设置光伏逆变器5的工作模式为光伏优先模式，

当光照充足时，光伏组件4输出直流给光伏逆变器5，然后光伏逆变器5再将直流逆变器出交流输出给空气能热泵系统供电，并且同时在蓄电池组件7中进行电能储存。

当光照不充足但是光伏阵列仍然能提供少部分直流给光伏逆变器5，然后光伏逆变器5再将直流逆变器出交流输出给空气能热泵系统供电，而剩余不足的部分由蓄电池组件7和市政电网6的市电来提供。

当完全没有光照时，即光伏阵列无法输出直流给光伏逆变器5器，那么光伏逆变器5的供电全部由蓄电池组件7和市政电网6的市电提供，然后再输出给空气能热泵系统供电。

实施例二：

一种光伏逆变器，如图2和图3所示，包括机箱9，机箱9上开设有进风口10和出风口11，且机箱9内安装有散热扇12，散热扇12覆盖于出风口11，进风口10处安装有滤网13，滤网13覆盖进风口10，滤网13连通机箱9内外，且滤网13在竖直方向倾斜设置，且滤网13的顶部沿远离机箱9方向突出于滤网13底部。

光伏逆变器5在运行时，会产生大量的热，散热扇12启动后，将机箱9内的热量从出风口11排出机箱9，而外界的空气经过滤网13后进入机箱9，形成散热风路。

由于滤网13处的进风量对于机箱9散热效率具有较大影响，故位于机箱9内靠近滤网13处设置有用于检测滤网13进风量并输出检测信号的进风量检测组件14、敲击滤网13振动的振动组件15、以及用于接收检测信号并输出控制信号启闭振动组件15的控制组件16。

进风量检测组件14包括连接于机箱9内壁滤网13上方的固定杆17，固定杆17远离滤网13的端部转动连接有轻质杆18，轻质杆18采用轻质材料制作，可随着滤网13出风侧的风摆动。对应的，机箱9内壁底部固定连接有底座19，底座19位于轻质杆18和滤网13之间，其中，垂直于滤网13出风侧风向的轻质杆18的宽度大于固定座的宽度。而底座19靠近轻质杆18的侧壁上安装有接近传感器20，轻质杆18靠近底座19的侧壁上固定连接有磁铁片21，磁铁片21触发接近传感器20，接近传感器20输出检测信号。

轻质杆18随着滤网13的风流动时被吹起，此时，轻质杆18上的磁铁片21距离固定座上的接近传感器20较远，接近传感器20输出低电平的检测信号，此时无需振动组件15启动；

而当滤网13的出风侧出风较小时，表示滤网13上有杂质附着或杂质堆积，此时，轻质杆18上磁铁片21距离固定座上的接近传感器20较近，接近传感器20的输出端输出高电平的检测信号，此时控制组件16控制振动组件15启动，对滤网13进行敲击，通过振动将堆积于滤网13上的杂质和堆积的灰尘击落，以提高滤网13的进风量。

轻质杆18顶端固定连接有挂环22，挂环22成“U”型设置，挂环22相对两个内壁上固定连接有凸起设置的圆柱凸起23，固定杆17相对两侧壁上分别对应开设有与圆柱凸起23配合的圆柱凹槽24。

通过圆柱凸起23和圆柱凹槽24的配合，使得轻质杆18仅发生风向上的摆动，而不发生其他方向上的晃动，提高轻质杆18上磁铁片21和接近传感器20之间的触发稳定性。

振动组件15设置于滤网13出风侧的机箱9内部，振动组件15包括固定连接于滤网13侧壁上的弹性拨片25，弹性拨片25选用具有弹性的塑料、金属等材料制作，弹性拨片25设置于滤网13出风侧的中心位置。机箱9内安装有电机26，电机26的输出轴竖直向上延伸，电机26的输出轴上固定连接有转动杆27，转动杆27沿水平方向设置，转动杆27的端部包覆有橡胶套28，转动杆27的端部抵接于弹性拨片25，用于间歇敲击弹性拨片25。

当电机26启动后，电机26的输出轴带动转动杆27转动间歇性敲击弹性拨片25，从而实现对滤网13的敲击振动。

控制组件16包括三极管Q1、继电器KM1、续流二极管D1，接近传感器20的一端耦接于直流电VCC，另一端耦接于三极管Q1的基极，三极管的发射极接地，三极管KM1具有线圈和常开触头，继电器KM1的线圈串接于三极管KM1的集电极和直流电VCC之间，三极管KM1的常开触头耦接于电机26的供电回路中，而续流二极管D2的阳极耦接于三级管Q1的集电极，续流二极管D1的阴极耦接于直流电VCC。

通过滤网13在进风口10处对进入机箱9的杂质进行拦截和过滤，而进风口10的进风效率则连带影响了机箱9的散热效率，故通过进风量检测组件14对进风口10的进风量进行检测。

当进风量较小时，轻质杆18上的磁铁片21靠近接近传感器20，接近传感器20输出高电平的检测信号，三极管Q1为导通状态，继电器KM1的线圈得电，继电器KM1的常开触头闭合，电机26供电回路导通，电机26的输出轴带动转动杆27转动，间歇敲击弹性拨片25，将附着于滤网13上的杂质和灰尘击落，以提高进风量，且由于滤网13也倾斜设置，故减少滤网13顶部击落的杂质附着于滤网13底部的现象。

而当滤网13的进风量恢复至正常后，轻质杆18随风摆动较高，磁铁片21远离接近传感器20，此时接近传感器20输出低电平的检测信号，三极管Q1处于截止状态，继电器KM1的线圈为失电状态，电机26供电回路切断，等待下一次触发。

通过控制组件16控制振动组件15敲击滤网13，对附着于滤网13上的杂质和灰尘进行击落通过进风量检测组件14及时对进风口10和滤网13的进风量进行检测，较为及时的对滤网13完成初步的清洁，保证机箱9内的正常散热，清洁灵活性较高，且不影响后续工作人员对滤网13的进一步清理，且可延长工作人员对滤网13的清洁周期，减少人力资源的消耗。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种空气能热泵供电系统，其特征在于：包括

套管换热器(1)：用于对空调换热；

电加热器(2)和水泵(3)：串联连接在套管换热器(1)的回路中；

光伏组件(4)，用于将太阳能转换成可变直流电压；

光伏逆变器(5)，耦接于光伏组件(4)，用于将光伏组件(4)产生的可变直流电压转换为市电频率交流电，用于对电加热器(2)和水泵(3)提供电能；

市政电网(6)，耦接于光伏逆变器(5)；

蓄电池组件(7)，耦接于光伏逆变器(5)；

其中，所述光伏逆变器(5)包括机箱(9)和设置于机箱(9)内耦接于光伏组件(4)用于控制光伏组件(4)能量输入及最大功率点跟踪的MPPT模块(8)。

2.根据权利要求1所述的一种空气能热泵供电系统，其特征在于：所述光伏组件(4)包括若干并联的子光伏单元，所述子光伏单元包括若干串联连接的光伏板。

3.根据权利要求1所述的一种空气能热泵供电系统，其特征在于：所述蓄电池组件(7)选用铅酸电池或锂电池。

4.一种光伏逆变器，其特征在于：包括机箱(9)、设置于机箱(9)的MPPT模块(8)，所述机箱(9)上设置开设有进风口(10)和出风口(11)，且覆盖出风口(11)机箱(9)上设置有散热扇(12)，所述进风口(10)覆盖有连通机箱(9)内外的滤网(13)，位于机箱(9)内靠近滤网(13)处设置有用于检测滤网(13)进风量并输出检测信号的进风量检测组件(14)、敲击滤网(13)振动的振动组件(15)、以及用于接收检测信号并输出控制信号启闭振动组件(15)的控制组件(16)。

5.根据权利要求4所述的一种光伏逆变器，其特征在于：所述进风量检测组件(14)包括连接于机箱(9)内壁滤网(13)上方的固定杆(17)、转动连接于固定杆(17)并随风摆动的轻质杆(18)、设置于轻质杆(18)靠近滤网(13)一侧的磁铁片(21)、连接于机箱(9)内壁上的固定座、以及安装于固定座上受控于磁铁片(21)并输出控制信号的接近传感器(20)。

6.根据权利要求5所述的一种光伏逆变器，其特征在于：所述轻质杆(18)顶端固定连接有挂环(22)，所述挂环(22)相对两个内壁上固定连接有凸起设置的圆柱凸起(23)，且固定杆(17)相对两侧壁上分别对应开设有与圆柱凸起(23)配合的圆柱凹槽(24)。

7.根据权利要求4所述的一种光伏逆变器，其特征在于：所述振动组件(15)包括固定连接于滤网(13)侧壁上的弹性拨片(25)、设置于机箱(9)上的电机(26)、固定连接于电机(26)输出轴上用于间歇敲击弹性拨片(25)的转动杆(27)。

8.根据权利要求7所述的一种光伏逆变器，其特征在于：所述振动组件(15)设置于机箱(9)内滤网(13)出风侧。

9.根据权利要求7所述的一种光伏逆变器，其特征在于：所述转动杆(27)端部包覆有橡胶套(28)。

10.根据权利要求4所述的一种光伏逆变器，其特征在于：所述滤网(13)在竖直方向倾斜设置，且滤网(13)的顶部沿远离机箱(9)方向突出于滤网(13)底部。