[实用新型]太阳能光伏光热和空气能联合热水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电技术领域，特别涉及太阳能光伏光热和空气能联合热水系统。 

背景技术

太阳能光伏光热一体化系统虽然能够产生一些热水，但是由于太阳能受天气的变化影响很大，如若需要制取一定温度的热水供日常生活使用，那么辅助热源是必不可少的。目前许多太阳能热水系统采用电加热作为辅助热源，那样会消耗大量的电能。由于热泵的性能系数(COP)大于1，一般在2-6之间，因此用热泵作为辅助热源会大幅减少电力的消耗。空气源热泵是一种环保、节能、结构简单及易于安装的热泵形式，但是其使用易受环境的影响，其供热能力和性能系数会随着室外温度的降低而降低，制冷量和制热量不易均衡。冬季还有室外结霜等问题，不适用于寒冷地区。但上海属于夏热冬冷地区，适宜使用空气源热泵。由于过去存在上述的问题，常常导致能源利用率相对较低。现有太阳能热水(50～70℃)和光伏工程的转换效率分别仅约为40～80％和10～15％，能源浪费非常严重。再者，太阳能光伏光热综合利用的复合组件目前也有研究，大多是将集热管用超声波焊到集热板上，集热板与太阳能光伏组件相贴合，或者将集热管固定连接在太阳能光伏组件的背光面，再在集热管下面安装隔热保温板构成。集热管是固定设置在光伏组件背面，与光伏组件和隔热保温板是硬接触。由于太阳能光伏光热组件一般都在户外使用，而且在运输和安装过程中集热管或集热板与光伏组件及集热管与隔热保温背板之间是硬接触，电池片易被碰碎，而且光伏组件被光面不是完全平整的，与集热板的接触不好，影响传热效率。 

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种太阳能光伏光热和空气能联合热水系统，通过采用结构简单、安装方便、成本较低的光伏光热一体化组件，该光伏光热一体化组件可以增加光伏电池的转换效率，增加单位面积上太阳能转换效率，由该一体化组件构成的系统能够实现单独制热水和联合制热水，结合太阳能与空气源热泵的优点，在各种天气下最大程度地利用太阳能，产生一定温度的生活热水供家庭日常生活使用。能提高光伏组件的发电效率，产生电能与市电并网供家庭负载设备使用；使用空气源热泵作为辅助热源，节约电能，降低运行费用；采用储热水箱和恒温水箱，有利于提高光伏光热(PV/T)组件和空气源热泵的运行效率。 

本实用新型的太阳能光伏光热和空气能联合热水系统，包括太阳能热水系统和空气源热泵系统；太阳能热水系统和空气源热泵系统通过供热水箱进行耦合；所述太阳能热水子系统包括光伏组件和光热组件构成的太阳能集热器和储热水箱；空气源热泵系统由压缩机、冷凝器、蒸发器构成；所述光伏组件包括太阳能光伏电池片以及在其上表面依次粘接设置的EVA膜层和透明树脂防护层，其下表面依次粘接设置有四氟乙烯ETFE膜层和导热底板，所述四氟乙烯ETFE膜层与导热底板之间设置柔性石墨板。 

进一步，所述光热组件包括设置于导热底板背面的集热管，所述热器外侧设置有隔热保温背板，所述集热管与隔热保温背板之间设置橡塑保温层； 

进一步，所述橡塑保温层设置有用于与集热管外表面相配合固定的凹槽； 

进一步，所述集热管为多根以相互平行的方式固定于导热底板的空心铜管； 

进一步，所述集热管为蛇形盘管； 

进一步，所述空心铜管焊接固定于导热底板，所述导热底板为铝板； 

进一步，透明树脂防护层为钢化玻璃盖板； 

进一步，所述钢化玻璃盖板与导热底板之间的距离为25mm； 

进一步，所述空心铜管的管间距离与其管径的比为6.25。