家用小型太阳能电冷热三联供系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种家用小型太阳能电冷热三联供系统，太阳能光伏装置包括光伏电池组件和光伏板的吸热组件，光伏板的吸热组件的制冷剂出口与压缩机的进口连接，压缩机的出口与涡流管的进口连接，涡流管的热流体出口与制热控制阀和制热旁通阀的进口连接，制热控制阀的出口与制热换热器的进口连接，涡流管的冷流体出口与制冷调节阀和制冷旁通阀的进口连接，制冷调节阀的出口与制冷换热器进口连接，冷凝换热器的出口通过储液器、干燥过滤器和膨胀阀与光伏板的吸热组件的制冷剂进口连接。光伏电池组件的电能输出端与蓄电池的电能输入端连接。利用太阳能光电技术发电，利用涡流管效应分离冷热气流,同时解决了家庭制冷、采暖及生活热水和用电问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能光热利用
，更具体的说，是涉及一种利用太阳能光电光热技术为家庭提供采暖、制冷和生活热水的家用小型电冷热三联供系统。
技术介绍
随着环境和能源问题的日益突出，新能源和可再生能源利用技术发展越来越受到重视。推广可再生能源应用及创新应用形式，达到节能减排以及改善目前我国居民高碳排放的生活。目前，燃气锅炉或燃煤集中供暖每年燃烧大量的化石燃料，对环境造成严重污染；夏季家用分体式热泵空调机多采用蒸汽压缩式系统，系统运行过程中需要耗费较多的高品位电能；家用热水器多为燃气热水器和电热水器，在运行过程同样需要消耗电能或天然气等高品位能量，不符合可持续发展的要求。与此同时，一些地区由于局部电力供应紧张，还有一些地区没有覆盖天然气供应管网，这也在一定程度上限制了家用分体式热泵空调机以及燃气、电热水器等的运用。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种适用于太阳能资源较为丰富地区的家用小型太阳能电冷热三联供系统。为实现本技术的目的所采用的技术方案是:一种家用小型太阳能电冷热三联供系统，包括太阳能光伏装置、压缩机、涡流管、制冷换热器、制热换热器、冷凝换热器、储液器、干燥过滤器和膨胀阀，所述太阳能光伏装置包括光伏电池组件和光伏板的吸热组件，所述光伏板的吸热组件的制冷剂出口与所述压缩机的进口连接，所述压缩机的出口与所述涡流管的进口连接，所述涡流管的热流体出口分别与制热控制阀和制热旁通阀的进口连接，所述制热控制阀的出口与所述制热换热器的进口连接，所述制热换热器的出口与第四单向阀的进口连接，所述制热旁通阀的出口与第三单向阀的进口连接；所述涡流管的冷流体出口分别与制冷调节阀和制冷旁通阀的进口连接，所述制冷调节阀的出口与所述制冷换热器进口连接，所述制冷换热器的出口与第二单向阀进口连接，所述制冷旁通阀的出口与第一单向阀的进口连接，所述第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀的出口并联后与所述冷凝换热器的进口连接，所述冷凝换热器的出口通过所述储液器、干燥过滤器和膨胀阀与所述光伏板的吸热组件的制冷剂进口连接；所述光伏电池组件的电能输出端与蓄电池的电能输入端连接，所述蓄电池的电能为所述压缩机供电。所述光伏板的吸热组件内安装有电加热丝。所述膨胀阀前的制冷剂管道上安装有视液镜。与现有技术相比，本技术的有益效果是:1、本技术的系统利用制冷剂相变吸收太阳能光电转化时产生的热量，能够使光电转化元器件维持在所需光电和光热转化效率，有效平衡产电量与产热量。2、本技术的系统利用太阳能光电技术发电，驱动小型压缩机吸入相变产生的蒸汽并对其进行压缩，产生的高压蒸汽进入涡流管进口，利用涡流管效应分离冷热气流，并通过制冷换热器使分流出来的冷热流体输送到家庭用冷热地方，通过制热换热器用于制热和生活热水，同时解决了家庭制冷、采暖及生活热水供应以及用电问题，达到节能减排保护环境的目的，为太阳能资源较为丰富地区提供了一种家用多效电冷热装置。3、本技术的系统，在太阳光照不足时，利用蓄电池中储存的电能供给光伏板背面集成的电加热丝用于加热制冷剂，能够持续维持系统的有效运转。4、本技术的系统结构简单，操作方便，容易实现，仅有的耗电部件(小型压缩机，电加热丝)由太阳能发电提供，节能环保，达到零碳排放、零能耗。【附图说明】图1所示为本技术家用小型太阳能电冷热三联供系统的示意图；图2所示为太阳能光伏装置剖面示意图。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。本技术家用小型太阳能电冷热三联供系统的示意图如图1-图2所示，包括太阳能光伏装置2、压缩机3、涡流管4、制冷换热器6、制热换热器7、冷凝换热器9、储液器10、干燥过滤器11和膨胀阀13。所述太阳能光伏装置2包括光伏电池组件16和光伏板的吸热组件14，所述光伏板的吸热组件14的制冷剂出口与所述压缩机3的进口连接，所述压缩机3的出口与所述涡流管4的进口连接，所述涡流管4的热流体出口分别与制热控制阀5-4和制热旁通阀5-3的进口连接，所述制热控制阀5-4的出口与所述制热换热器7的进口连接，所述制热换热器7的出口与第四单向阀8-4的进口连接，所述制热旁通阀5-3的出口与第三单向阀8-3的进口连接。所述涡流管4的冷流体出口分别与制冷调节阀5-1和制冷旁通阀5-2的进口连接，所述制冷调节阀5-1的出口与所述制冷换热器6进口连接，所述制冷换热器6的出口与第二单向阀8-2进口连接，所述制冷旁通阀5-2的出口与第一单向阀8-1的进口连接，所述第一单向阀8-1、第二单向阀8-2、第三单向阀8-3和第四单向阀8_4的出口并联后与所述冷凝换热器9的进口连接，所述冷凝换热器9的出口通过所述储液器10、干燥过滤器11和膨胀阀13与所述光伏板的吸热组件14的制冷剂进口连接。所述光伏电池组件16的电能输出端与蓄电池I的电能输入端连接，所述蓄电池I为所述压缩机3供电。为了在太阳能不足时的使用，所述光伏板的吸热组件14内安装有电加热丝15。所述膨胀阀13前的制冷剂管道上安装有视液镜12。所述太阳能光伏装置2由所述光伏电池组件16和所述光伏板后面的吸热组件14构成。所述光伏电池组件16吸收太阳辐射，一部分转化为电，一部分太阳辐射转化为热。产生的电能储存在所述蓄电池I中，通过转换后供系统耗能部件以及家用电器使用。经过所述膨胀阀13节流后的制冷剂进入所述太阳能光伏装置2后面的光伏板的吸热组件14，在所述光伏板后面的吸热组件14中相变蒸发，冷却并维持所述光伏电池组件16处于较低温度，提高所述光伏电池组件16的光电转换效率。所述光伏板的吸热组件14中制冷剂吸收太阳辐射热量蒸发后，被所述压缩机3吸入并压缩，进入所述涡流管4中，蒸汽在所述涡流管4中膨胀并进行高速旋转，产生冷热气流分离之后，冷气流从所述涡流管4的冷流体出口流出，热气流从所述涡流管4的热流体出口流出。从所述涡流管4的冷流体出口流出的冷气流通过所述制冷调节阀5-1进入所述制冷换热器6，进行换热，提供家庭所需冷量，用于食物储藏或空气调节。从所述涡流管4的热流体出口流出的热流体通过所述制热调节阀5-4进入所述制热换热器7，进行换热，提供家庭所需热量，用于采暖或加热生活热水。当不用或用冷量较少时，一部分冷气流通过旁通路所述制冷旁通阀5-2旁通，当不用或用热量较少时，一部分热气流通过旁通路中的所述制热旁通阀5-3旁通。经过换热后的冷热气流混合进入所述冷凝换热器9进行冷凝，冷凝之后的制冷剂进入所述储液器10，经过所述干燥过滤器11去除系统杂质和混入的水分，然后通过所述视液镜12，液态制冷剂进入所述膨胀阀13进行节流，经过节流后的制冷剂进入所述太阳能光伏装置2背面的所述光伏板的吸热组件14，完成制冷循环。当光照不足时，嵌入在所述太阳能光伏装置2背面光伏板的吸热组件14内的所述电加热丝15工作，产生的热量用于补充因光照不足而减少的光热转化量，加热所述光伏板的吸热组件14内的制冷剂，以保证家庭所需用能。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出的是，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。【主权项】本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种家用小型太阳能电冷热三联供系统，其特征在于，包括太阳能光伏装置、压缩机、涡流管、制冷换热器、制热换热器、冷凝换热器、储液器、干燥过滤器和膨胀阀，所述太阳能光伏装置包括光伏电池组件和光伏板的吸热组件，所述光伏板的吸热组件的制冷剂出口与所述压缩机的进口连接，所述压缩机的出口与所述涡流管的进口连接，所述涡流管的热流体出口分别与制热控制阀和制热旁通阀的进口连接，所述制热控制阀的出口与所述制热换热器的进口连接，所述制热换热器的出口与第四单向阀的进口连接，所述制热旁通阀的出口与第三单向阀的进口连接；所述涡流管的冷流体出口分别与制冷调节阀和制冷旁通阀的进口连接，所述制冷调节阀的出口与所述制冷换热器进口连接，所述制冷换热器的出口与第二单向阀进口连接，所述制冷旁通阀的出口与第一单向阀的进口连接，所述第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀的出口并联后与所述冷凝换热器的进口连接，所述冷凝换热器的出口通过所述储液器、干燥过滤器和膨胀阀与所述光伏板的吸热组件的制冷剂进口连接；所述光伏电池组件的电能输出端与蓄电池的电能输入端连接，所述蓄电池的电能为所述压缩机供电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑，陈萨如拉，杨洋，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12