[实用新型]一种基于热泵的太阳能光热光伏集成装置

说明书

本实用新型公开了一种基于热泵的太阳能光热光伏集成装置，包括光伏电池板，吸热盘管设置于光伏电池板背侧吸热盘管的出口通过第一管路依次连接第一阀门，气液分离器和热泵，热泵的出口第二管路连接第一水箱内的放热盘管，放热盘管的出口通过第三管路连接第二阀门和膨胀阀，膨胀阀通过第四管路连接吸热盘管，第一水箱设有冷水补水阀和热水放水阀，热水放水阀连接第二水箱，第一水箱设置高度高于吸热盘管设置高度，第一管路和第二管路之间连接有与热泵并联的第三阀门，第三管路和第四管路之间连接有与膨胀阀并联的第四阀门，控制器控制系统以热管或热泵模式运行。本实用新型能解决水箱水温身高后散热效果差问题，维持较高发电效率并同时制取热水。

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能光热光伏集成装置，特别是涉及一种基于热泵的太阳能光热光伏集成装置。

背景技术

现有技术中的光伏光热一体机装置，达到了发电和发热采暖两用功能。其主要结构为：光伏电池板，其下布置有吸热装置铝管，电池板外接控制器、逆变器和蓄电池组，铝管内装有水连接大水箱。该装置作用原理是：通过太阳光照射在光伏电池板上，即半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，空穴由n区流向p 区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流，从而再进行转换变为直流电或交流电。因为光伏板在工作时自身会产生热量，随着温度增加，会导致光电转换效率大幅降低。所以现有技术中在光板下分布的铝管(内充满水)就起到了对光伏板降温作用，另一方面，铝管内部水吸热，由于热胀冷缩原理，热水向上运动而流入存储水的水箱中，这样冷水向下流淌，继续冷却光伏板和自身吸收热量，反反复复如此循环。

但是该结构的光伏光热一体机装置往往存在以下问题：

1、光伏光热集成板存在不足之处，吸热装置采用的铝管内填充水，为了达到冷却效果，其铝管的管径尺寸较大，这样加大了光伏光热集成板的整体尺寸；

2、铝管的导热效率并不是最佳，不能及时吸收光伏电池板上所产生的热量；

3、铝管内部填充的水，在长时间的工作下难免易腐蚀，造成里面水的泄漏而导致光伏电池板的损坏。

4、在工作原理上：光伏电池板发电所产生的热量被底下铝管里水吸收带走，从而光伏板冷却，提高发电效率，水箱中的温度也有所上升。但是在环境温度较高，光照强烈的情况下，光伏电池板产生的热量大，而水箱散热慢，光伏电池板可能才工作很短的时间水箱内的水温就达到较高值，此时铝管内水循环的冷却作用大大减弱，光伏上所产生的热量就难以被吸收。

实用新型内容

针对上述现有技术缺陷，本实用新型的任务在于提供一种基于热泵的太阳能光热光伏集成装置，采用热管和热泵模式切换工作使光伏电池板具有较低的工作温度，克服发电效率降低的问题。

本实用新型技术方案是这样的：一种基于热泵的太阳能光热光伏集成装置，包括光伏电池板、吸热盘管、第一水箱、放热盘管、第二水箱和控制器，所述吸热盘管设置于所述光伏电池板背侧以吸收所述光伏电池板的热量，所述吸热盘管的出口通过第一管路连接第一阀门，所述第一阀门连接气液分离器的入口，所述气液分离器的出口连接热泵的入口，所述热泵的出口通过第二管路连接所述放热盘管的入口，所述放热盘管设置于所述第一水箱内，所述放热盘管的出口通过第三管路连接第二阀门，所述第二阀门连接膨胀阀，所述膨胀阀通过第四管路连接所述吸热盘管的入口，所述第一水箱设有冷水补水阀和热水放水阀，所述热水放水阀连接所述第二水箱，所述第一水箱设置高度高于所述吸热盘管设置高度，所述第一管路和第二管路之间连接有与所述第一阀门、气液分离器和热泵并联设置的第三阀门，所述第三管路和第四管路之间连接有与所述第二阀门及膨胀阀并联设置的第四阀门，所述控制器连接有环境温度传感器，所述控制器根据所述环境温度传感器测得的环境温度控制所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门以及热泵工作。

进一步地，所述光伏电池片的背侧依次设置绝缘层和吸热金属板，所述绝缘层和吸热金属板通过导热胶粘结，所述吸热盘管与所述吸热金属板焊接连接，所述吸热盘管及吸热金属板表面覆盖保温层。