CN219955446U - 一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热泵采暖系统技术领域，且公开了一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统，热交换单元包括压缩机、连接铜管、放热冷凝器、吸热蒸发器和集热蒸发器，压缩机、放热冷凝器、吸热蒸发器和集热蒸发器间均通过连接铜管相连接，集热蒸发器与光伏冷却单元相连接，集热蒸发器用于与光伏冷却单元进行热交换，放热冷凝器与室内供暖单元相连接，放热冷凝器用于与室内供暖单元进行热交换，本装置对现有光伏空调中央空调系统进行改进，将电池组的冷却系统与供暖系统连通，在保证光伏电池组稳定工作的同时，可使光伏电池组产生废热得到充分的利用避免了热量的流失浪费，提高了系统的能量利用效率，并使设备的供暖效果得到了有效的提高。

Description

一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统

技术领域

本实用新型涉及热泵采暖系统技术领域，具体为一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统。

背景技术

空气源热泵采暖系统是以水作为低品位热源，通过少量高品位电能驱动将水中的低位热能转化为高品位热能的热量提升装置，相比于传统的燃煤供暖方式更加绿色环保。

光伏空调中央空调系统是利用光伏发电为空气源热泵采暖系统提供电力，其主要通过光伏电力驱动更加环保，在光伏空调中央空调系统的内部设置有储电用的电池组，电池组在工作时会产生废热，为了保证电池组的正常工作需借助冷却系统对电池组进行冷却降温，电池组的冷却系统与供暖系统独立，废热被释放到外部环境中，得不到有效的利用，造成了热量的流失与不必要的能源浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统，包括光伏冷却单元、热交换单元和室内供暖单元，所述热交换单元包括压缩机、连接铜管、放热冷凝器、吸热蒸发器和集热蒸发器，所述压缩机、放热冷凝器、吸热蒸发器和集热蒸发器间均通过连接铜管相连接；

所述集热蒸发器与光伏冷却单元相连接，所述集热蒸发器用于与光伏冷却单元进行热交换，所述放热冷凝器与室内供暖单元相连接，所述放热冷凝器用于与室内供暖单元进行热交换。

作为优选，上述放热冷凝器与集热蒸发器上部进液端与出液端的数量均为两个，所述压缩机的进液端通过连接铜管与吸热蒸发器的出液端相连通，所述压缩机的进液端通过连接铜管与集热蒸发器一侧的出液端相连通，所述压缩机的出液端通过连接铜管与放热冷凝器一侧的进液端相连通。

作为优选，上述吸热蒸发器和集热蒸发器的进液端分别设置有第一膨胀阀和第二膨胀阀，所述吸热蒸发器和集热蒸发器通过连接铜管分别与第一膨胀阀和第二膨胀阀相连通。

作为优选，上述第一膨胀阀和第二膨胀阀的进液端均通过连接铜管连通于放热冷凝器的一侧出液端，所述吸热蒸发器的一侧设置有吸热风机。

作为优选，上述光伏冷却单元包括光伏模块和冷却水泵，所述光伏模块的内部设置有光伏电池组，所述光伏电池组的外部设置有连接铜管，所述连接铜管与冷却水泵相连通，所述冷却水泵的出液端通过连接铜管连通于集热蒸发器另一侧的进液端，所述冷却水泵的进液端通过连接铜管连通于集热蒸发器另一侧的出液端。

作为优选，上述室内供暖单元包括房间采暖器和循环水泵，所述循环水泵的进液端通过连接铜管连通于房间采暖器的出液端，所述房间采暖器的进液端通过连接铜管连通于放热冷凝器另一侧的出液端，所述循环水泵的出液端通过连接铜管连通于放热冷凝器另一侧的进液端。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本装置对现有光伏空调中央空调系统进行改进，将电池组的冷却系统与供暖系统连通，通过集热蒸发器将光伏电池组工作时产生废热传导至热交换单元，通过压缩机将其与吸热蒸发器所产生的热量共同用于室内的冬季取暖，在保证光伏电池组稳定工作的同时，可使光伏电池组产生废热得到充分的利用避免了热量的流失浪费，提高了系统的能量利用效率节约了能耗，并使设备的供暖效果得到了有效的提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的系统整体划分结构示意图；

图2为本实用新型的系统整体结构示意图；

图3为本实用新型的热交换单元结构示意图；

图4为本实用新型的光伏冷却单元结构示意图；

图5为本实用新型的室内供暖单元结构示意图。

附图标记说明：1、压缩机；2、连接铜管；3、放热冷凝器；4、吸热蒸发器；5、吸热风机；6、第一膨胀阀；7、第二膨胀阀；8、房间采暖器；9、循环水泵；10、光伏模块；11、光伏电池组；12、集热蒸发器；13、冷却水泵。

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。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

实施例

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统，包括光伏冷却单元、热交换单元和室内供暖单元。

热交换单元包括压缩机1、连接铜管2、放热冷凝器3、吸热蒸发器4和集热蒸发器12，压缩机1、放热冷凝器3、吸热蒸发器4和集热蒸发器12间均通过连接铜管2相连接，连接铜管2为铜制管路，用于对制冷剂的流动进行定向输送，所有连接铜管2和制冷配件经钎焊连接，所有连接铜管2和阀件间通过螺纹连接。

放热冷凝器3与集热蒸发器12上部进液端与出液端的数量均为两个，压缩机1的进液端通过连接铜管2与吸热蒸发器4的出液端相连通，用于流通制冷剂进行热量的传导与交换，吸热蒸发器4的一侧设置有吸热风机5，吸热风机5可强化制冷剂在吸热蒸发器4中蒸发吸热，加速热交换速率。

压缩机1的进液端通过连接铜管2与集热蒸发器12一侧的出液端相连通，通过压缩机1的做功，可为制冷剂的循环提供驱动力，吸热蒸发器4和集热蒸发器12的进液端分别设置有第一膨胀阀6和第二膨胀阀7，吸热蒸发器4和集热蒸发器12通过连接铜管2分别与第一膨胀阀6和第二膨胀阀7相连通，第一膨胀阀6和第二膨胀阀7可对制冷剂进行节流降压，使其变为低温低压制冷剂液体。

压缩机1的出液端通过连接铜管2与放热冷凝器3一侧的进液端相连通，第一膨胀阀6和第二膨胀阀7的进液端均通过连接铜管2连通于放热冷凝器3的一侧出液端。

集热蒸发器12与光伏冷却单元相连接，光伏冷却单元包括光伏模块10和冷却水泵13，光伏模块10吸收太阳辐射，将光能转化为电能，光伏模块10的内部设置有光伏电池组11，光伏电池组11可对转化的电能进行存储，光伏电池组11的外部设置有连接铜管2，连接铜管2的内部流动有冷却水，对光伏电池组11进行降温。

连接铜管2与冷却水泵13相连通，冷却水泵13的出液端通过连接铜管2连通于集热蒸发器12另一侧的进液端，冷却水泵13的进液端通过连接铜管2连通于集热蒸发器12另一侧的出液端，光伏电池组11通过连接铜管2与冷却水换热，冷却水温度升高，同时冷却水泵13促使冷却水循环流动强化换热，而冷却水同时给集热蒸发器12提供蒸发的热源，集热蒸发器12用于与光伏冷却单元进行热交换。

放热冷凝器3与室内供暖单元相连接，室内供暖单元包括房间采暖器8和循环水泵9，房间采暖器8为使翅片式采暖器，通过热水传递并向房间内传递热量，循环水泵9可对连接铜管2内的水液进行输送，加速水液的热交换速率，循环水泵9的进液端通过连接铜管2连通于房间采暖器8的出液端，房间采暖器8的进液端通过连接铜管2连通于放热冷凝器3另一侧的出液端，循环水泵9的出液端通过连接铜管2连通于放热冷凝器3另一侧的进液端，放热冷凝器3用于与室内供暖单元进行热交换。

工作原理或者结构原理，制热循环，空气源热泵采暖系统在室外侧制热工作环境温度下，室外机制冷剂经压缩机1入口吸入低温低压制冷剂气体，低温低压制冷剂气体被压缩机1压缩，低温低压制冷剂气体被压缩后从压缩机1出口排出高温高制冷剂气体，高温高压冷制冷剂气体经放热冷凝器3与水换热，空气源热泵采暖系统产生热水，即制取高温热水。高温热水进入房间采暖器8，实现房间采暖。

来自放热冷凝器3冷凝后的制冷剂液体分两路分别进入两个节流电子膨胀阀节流降压，节流降压后的低温低压制冷剂液体分别在吸热蒸发器4和集热蒸发器12中吸热蒸发，蒸发器后的低温低压制冷剂气体被压缩机1吸入压缩，实现一个制热循环。其中循环水泵9加压使得热水在放热冷凝器3和房间采暖器8中循环流动，强化换热。冷却水泵13加压使得冷却水在集热蒸发器12和光伏模块10中循环流动，强化换热，冷却水泵13将光伏模块10中光伏电池组11产生的废热与冷却水强化换热，同时冷却水泵13将冷却水与集热蒸发器12强化换热，加速集热蒸发器12中的制冷剂蒸发。

根据制冷原理及冷媒介质特性，光伏模块10与空气源热泵采暖系统，经节流后的制冷剂液体可在吸热蒸发器4中吸热蒸发，亦可在集热蒸发器12中吸热蒸发，明显增加空气源热泵采暖系统蒸发热量，根据冷凝器放热量＝蒸发热量+压缩机功率，提高空气源热泵采暖系统蒸发热量制热循环经济性。甚至吸热蒸器不工作，仅靠集热蒸发器12吸收光伏电池组11产生的废热通过压缩机1制热循环可供空气源热泵采暖系统所需热源。

综上，本装置对现有光伏空调中央空调系统进行改进，将电池组的冷却系统与供暖系统连通，通过集热蒸发器12将光伏电池组11工作时产生废热传导至热交换单元，通过压缩机1将其与吸热蒸发器4所产生的热量共同用于室内的冬季取暖，在保证光伏电池组11稳定工作的同时，可使光伏电池组11产生废热得到充分的利用避免了热量的流失浪费，提高了系统的能量利用效率节约了能耗，并使设备的供暖效果得到了有效的提高。

至此，已经结合附图对本实用新型实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各零部件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统，包括光伏冷却单元、热交换单元和室内供暖单元，其特征在于：所述热交换单元包括压缩机(1)、连接铜管(2)、放热冷凝器(3)、吸热蒸发器(4)和集热蒸发器(12)，所述压缩机(1)、放热冷凝器(3)、吸热蒸发器(4)和集热蒸发器(12)间均通过连接铜管(2)相连接；

所述集热蒸发器(12)与光伏冷却单元相连接，所述集热蒸发器(12)用于与光伏冷却单元进行热交换，所述放热冷凝器(3)与室内供暖单元相连接，所述放热冷凝器(3)用于与室内供暖单元进行热交换。

2.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统，其特征在于：所述放热冷凝器(3)与集热蒸发器(12)上部进液端与出液端的数量均为两个，所述压缩机(1)的进液端通过连接铜管(2)与吸热蒸发器(4)的出液端相连通，所述压缩机(1)的进液端通过连接铜管(2)与集热蒸发器(12)一侧的出液端相连通，所述压缩机(1)的出液端通过连接铜管(2)与放热冷凝器(3)一侧的进液端相连通。

3.根据权利要求2所述的一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统，其特征在于：所述吸热蒸发器(4)和集热蒸发器(12)的进液端分别设置有第一膨胀阀(6)和第二膨胀阀(7)，所述吸热蒸发器(4)和集热蒸发器(12)通过连接铜管(2)分别与第一膨胀阀(6)和第二膨胀阀(7)相连通。

4.根据权利要求3所述的一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统，其特征在于：所述第一膨胀阀(6)和第二膨胀阀(7)的进液端均通过连接铜管(2)连通于放热冷凝器(3)的一侧出液端，所述吸热蒸发器(4)的一侧设置有吸热风机(5)。

5.根据权利要求2所述的一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统，其特征在于：所述光伏冷却单元包括光伏模块(10)和冷却水泵(13)，所述光伏模块(10)的内部设置有光伏电池组(11)，所述光伏电池组(11)的外部设置有连接铜管(2)，所述连接铜管(2)与冷却水泵(13)相连通，所述冷却水泵(13)的出液端通过连接铜管(2)连通于集热蒸发器(12)另一侧的进液端，所述冷却水泵(13)的进液端通过连接铜管(2)连通于集热蒸发器(12)另一侧的出液端。

6.根据权利要求2所述的一种光伏光热一体化组件与空气源热泵采暖系统，其特征在于：所述室内供暖单元包括房间采暖器(8)和循环水泵(9)，所述循环水泵(9)的进液端通过连接铜管(2)连通于房间采暖器(8)的出液端，所述房间采暖器(8)的进液端通过连接铜管(2)连通于放热冷凝器(3)另一侧的出液端，所述循环水泵(9)的出液端通过连接铜管(2)连通于放热冷凝器(3)另一侧的进液端。