[发明专利]一种太阳能或空气能热电联供系统及其方法

说明书

本发明公开了一种太阳能或空气能热电联供系统及方法，属于供热及太阳应用领域。所述系统包括源侧组件、用户侧组件和双源复合热泵。源侧组件设置高温水箱和低温水箱，水管路上并联设置太阳能取热支路、低温水箱支路、热泵蒸发器支路和高温水箱支路；用户侧组件包括用户供热支路和热泵冷凝器支路；双源复合热泵设置水源蒸发器支路和空气源蒸发器支路。该系统结构紧凑、调节灵活、安全可靠，具有广阔的应用前景。供热方法通过水路和制冷剂支路的切换，可实现太阳能低温水箱蓄热、太阳能高温水箱蓄热、空气源高温水箱蓄热3种蓄热模式，以及水源热泵供热和空气源热泵供热两种供热模式，同时实现光伏背板高效冷却，提高供热保障率和太阳能利用率。

技术领域

本发明涉及太阳能综合能量利用领域，尤其涉及一种太阳能或空气能热电联供系统及其方法。

背景技术

太阳能是一种清洁、高效的可再生能源，充分利用太阳能可切实降低对化石燃料的依赖，缓解能源危机和环境污染问题。太阳能的利用一般分为自然采光、光电（光伏）和光热，其中光电和光热是应用最广泛的形式。近年来发展出的光伏光热一体化（PV/T）技术可综合利用光伏和光热，同时降低光伏电池组件背板温度，提高光伏发电效率，切实提高太阳能综合利用效率。

现有技术中有一种PV/T-空气能双热源热泵供热方案，双热源复合热泵同时具有水冷蒸发器和空气源蒸发器，光伏光热一体化组件通过水路与水冷蒸发器连接，水路上设置一个蓄热水箱；当太阳辐射较强时，吸收水路中太阳能热量供热；太阳辐射较弱时，吸收空气中热量用于供热。但该系统存在以下问题：1）当白天太阳辐射较强但室内无供热需求时，蓄热水箱水温逐渐升高（甚至超过40℃），导致光伏发电效率大幅降低；2）当白天太阳辐射较弱，但气温较高时，此时空气源热泵机组COP较高，但现有方案未考虑白天利用高温空气蓄能，导致现有热泵机组选型较大、初投资较高；3）现有方案该系统只针对供暖季光热利用，未充分考虑非供暖季光伏电池温度控制问题，非供暖季时光伏电池背板温度异常升高（可到80℃），导致发电效率大幅降低。

综上,现有技术中缺乏一种太阳能-空气能热电联供系统,能够在供暖季利用太阳能和空气高效蓄热和供热，同时兼顾光伏发电效率，在非供暖季控制光伏背板温度，且结构紧凑,调节方便。

发明内容

本发明提供一种太阳能或空气能热电联供系统及其方法，能够在供暖季同时利用太阳能和空气进行蓄热和供热，提高供热保障率和太阳能利用率；在非供暖季降低背板温度，提高光伏发电效率；同时结构紧凑、调节灵活、初投资低。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种太阳能或空气能热电联供系统，包含热源侧组件、用户侧组件和双源热泵机组。

热源侧组件包括水管路上并联设置的太阳能取热支路、低温水箱支路、热泵蒸发器支路和高温水箱支路。

太阳能取热支路上设置光伏光热一体化组件，光伏光热一体化组件进口连接第一阀门，出口连接第出二阀门。

低温水箱支路上设置低温水箱，低温水箱进口连接第三阀门，低温水箱出口分为两路，一路上设置源侧水泵且与太阳能取热支路和热泵蒸发器支路连接，另一路上设置第四阀门并与高温水箱支路连接。

第一阀门和第三阀门连接，源侧水泵分别和第二阀门连接。

热泵蒸发器支路上设置水冷蒸发器的水侧连接，进口处设置第五阀门，第五阀门和源侧水泵连接。

高温水箱支路上设置高温水箱，高温水箱进口连接第六阀门，出口连接第七阀门，高温水箱支路进口处与第六阀门之间通过第八阀门连接。

用户侧组件包括并联设置的用户供热支路和热泵冷凝器支路。

用户供热支路上设置若干组供热末端装置，用户供热支路进口连接第九阀门，出口连接第十阀门；热泵冷凝器支路上设置用户侧水泵，且与水冷冷凝器水侧连接。