[实用新型]一种具有新型集热结构的PV/T联合地源热泵供暖系统

说明书

本实用新型公开了一种具有新型集热结构的PV/T联合地源热泵供暖系统，该系统包括光伏光热系统和地源热泵供暖系统，其中光伏光热系统包括光伏发电部分和光伏集热部分，地源热泵供暖系统包括地埋管换热器、热泵机组、蓄热水箱和用户采暖末端。实用新型主要应用于北方寒冷地区的农村住宅，以清洁供暖为主，光伏发电为辅，在新型PV/T的冷却板盒内部远离电池板的一面加入一定高度一定间距的凸包，通过增强水流的扰动，强化了壁面的传热。相比现有的传统水冷型扁盒式的冷却板，背板温度可以有效的降低，出口温度有一定的提升，从而使光伏电池的光电转换效率得到进一步的提高，同时相同的进口水温收集到更多的热量，为用户供能提供相应的热量。

技术领域

本实用新型涉及太阳能PV/T技术领域，尤其是涉及一种具有新型集热结构的PV/T联合地源热泵供暖系统。

背景技术

对于光伏组件来说，常用的水冷型集热方式有管板式系统和扁盒式系统。一直以来，学者们对两种系统做了多方面的研究与改进，但都没有能够很好地降低背板温度，提高光电转换效率。因此为了能更好的降低光伏组件温度，在扁盒式系统的基础上，提出了在光伏组件背板粘接内部具有凸包结构的新型散热板。另外，我国北方寒冷的农村地区，冬季没有集中供暖，大多数仍采用传统的烧煤方式直接取暖，对环境造成了严重的污染，所以北方农村地区急需一些清洁供暖方式来代替传统的取暖方式。将这种新型集热结构的PV/T和地源热泵联合起来供暖，是农村地区可再生能源供暖技术新的方向。

根据参考文献“基于光伏发电余热的户式地源热泵供暖系统研究[D]”可知转换效率与光伏板背板温度的关系，当光伏板背板温度为23℃时，光电转换效率可达18％，进而可达到普通光伏组件的光电转换效率。

申请号为：CN201720797130.1的实用新型专利，公开了一种提高光电转换效率的光伏光热系统包括光电与余热两种能源的产出与利用，主要应用于户式或分布式的光伏光热系统，系统以光伏发电为主，余热利用为辅，冷却循环水及时吸收并转移光伏余热，提高了光电转换效率。该专利采用的仍是传统水冷型扁盒式的冷却板，光电转换效率一般，且其冬季运行模式单一，光伏板系统冬季关闭，仅靠地埋管换热为用户供暖，对于太阳辐射强度高的寒冷地区，冬季的太阳能利用率大大地减少，浪费了一定的清洁能源。

申请号为：CN201810268429.7的发明新型专利，公开了一种太阳能辅助地源热泵供冷供暖系统，系统主要由太阳能集热器、太阳能蓄热水箱、地埋管换热器、热泵机组、热泵机组蓄热水箱和用户热交换装置通过控制循环管路连接组成。该专利主要应用于住宅楼和办公楼的供冷和供能，采用峰谷价的方式产生了很好的经济效益，但其采用的太阳能集热器与本实用新型的光伏光热系统相比，在初投资相差甚少的基础上，光伏光热系统每年都能有发电的额外收益，对用户来说无疑不是更优的选择。

而实用新型“一种具有新型集热结构的PV/T联合地源热泵供暖系统”包括光伏光热系统和地源热泵供暖系统，主要应用于北方寒冷地区的农村住宅，在新型PV/T的冷却板盒内部远离电池板的一面加入一定高度一定间距的凸包，通过增强水流的扰动，强化了壁面的传热。相比现有的传统水冷型扁盒式的冷却板，背板温度可以有效的降低，出口温度有一定的提升，从而使光伏电池的光电转换效率得到进一步的提高，且光伏系统在采暖季和非采暖都开启，光伏背板集热器可以收集更多的余热，冬季不再只靠土壤中的热量为用户供暖，同时减少了非采暖季的蓄热量、地埋管的数量、光伏板面积、初投资的费用，此外该系统采暖季供热时利用峰谷电价的方式，在夜间使用蓄热水箱低谷电蓄存热量，白天部分时间供热，减少了设备运行费用；另外光伏板每年的发电量也为用户带来了额外的收益。

实用新型内容