[发明专利]太阳能光伏热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能光伏热泵系统，尤其是一种太阳能光伏加热和制冷联合系统。

背景技术

目前，关于太阳能光伏热泵的报导比较少见，公知的类似报导是2006年中国国家知识产权局公告的由东南大学徐海英、张小松申请的发明专利《太阳能热泵制冷与光伏光电一体化装置》，授权公开号为CN 1862148A，申请号为200610085449.8；该专利的主要是将直膨式太阳能热泵蒸发器作为冷却背板与电池板结合构成光伏/集热板，目的是通过热泵循环收集光伏/集热板的热量，一方面提高热泵效率，另一方面降低电池板温度，以提高电池板的发电效率，是一个很新颖的发明，但还存在以下三点不足。

（1）     它很难解决光伏电池板与热泵之间的匹配问题，由于电池板的光电转换与光热收集之间在量上存在很大差异，往往如果光伏/集热板的容量能保证它的集热量满足热泵蒸发吸热所需，那么该容量下的光伏/集热板所发出的电远远不够热泵所消耗的，而如果光伏/集热板的发电量能满足热泵所消耗的，则该容量下的光伏/集热板的集热量将远大于热泵蒸发所需，造成的结果是电池板很难得到冷却。

（2）     它将光伏组件与蒸发器直接耦合在一起，因此很难解决热泵与光伏组件的互相牵制问题，使得热泵的实际运行受太阳辐照影响较严重，稳定性较差；而光伏组件的占地面积往往较大，蒸发器制冷剂的回路过长，压损较大，从而降低了热泵的性能，另外系统的安装场地也往往受限。

（3）     它的光伏/集热板的结构采用的是，蒸发盘管镶嵌在太阳能光伏组件与集热板的夹层中，蒸发盘管与电池板采用的是线接触，传热效果不好，因而光伏组件的冷却效果并不理想，且温度均匀性差。

发明内容

本发明是要解决太阳能光伏系统的冷却技术问题，而提供一种太阳能光伏热泵系统，该系统通过将太阳能光伏发电技术、光热收集技术与热泵技术相结合成太阳能光伏热泵系统，在提高光伏发电效率的同时实现热电联产，且其制热效率远高于常规的空气源热泵，还能避免空气源热泵的结霜问题，另外也克服了直膨式光伏光热一体化装置中的匹配问题和互相牵制问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能光伏热泵系统，由太阳能光伏发电系统，循环冷却系统和热泵热水系统组成，太阳能光伏发电系统包括光伏组件、控制器、逆变器和蓄电池，其特点是：循环冷却系统包括冷却器，第一，二温控阀，蓄热水箱，温度传感器，第一循环水泵和恒温水箱，热泵系统包括蒸发器，储液罐，压缩机，冷凝器，回热器，电子膨胀阀以及第二，三循环水泵；蒸发器水侧进口通过支路与冷凝器（进口支路相连，中间装有第四温控阀，光伏组件背面贴有冷却器，冷却器出口分别通过第二温控阀和第一温控阀与蓄热水箱和恒温水箱相连，蓄热水箱下部的左侧支路通过第一循环水泵连接冷却器，蓄热水箱上部右侧支路通过第二循环水泵和第三温控阀连接蒸发器水侧进口，蒸发器出口通过管道连接蓄热水箱下部右侧，冷凝器的水侧进口与第三循环水泵和恒温水箱之间通过管道串联，蒸发器的制冷回路连接回热器后经储液罐连接压缩机吸气口，压缩机排气口，连接冷凝器进口，冷凝器的出口通过回热器和电子膨胀阀连接蒸发器入口。

光伏组件，其所用冷却工质是循环冷却水。 

冷却器由上挡板，封头，下挡板和流道组成，上挡板和下挡板之间两端设有封头密封，中间为矩形流道，上挡板与光伏组件面接触贴合在一起。 

冷却器与蓄热水箱之间的支路上设有温度传感器，且温度传感器与控制器连接，根据温度传感器反馈信号来控制冷却器与蓄热水箱支路和冷却器与恒温水箱支路之间的切换。

恒温水箱与蓄热水箱之间通过平衡阀连通。

本发明的有益效果：