太阳能光热、光伏及空调一体化系统技术方案

本实用新型专利技术公布了一种太阳能光热、光伏及空调一体化系统，包括太阳能光伏装置、太阳能热管装置和室内的吸收式制冷装置、辐射供暖装置、电路控制装置及管汇。本实用新型专利技术适用于在供暖季利用太阳能供暖；在供冷季利用太阳能供冷，可以提高供冷保障率、供暖保障率和太阳能利用率；在非供冷季和非供暖季利用热管循环进行光伏热管理，降低光伏板温度，提高光伏发电率；同时结构紧凑简洁，能够模块化设计生产。

Integrated Solar Photothermal, Photovoltaic and Air Conditioning System

The utility model discloses an integrated solar photovoltaic, photovoltaic and air conditioning system, which comprises a solar photovoltaic device, a solar heat pipe device, an indoor absorption refrigeration device, a radiation heating device, a circuit control device and a manifold. The utility model is suitable for utilizing solar energy for heating in heating season; utilizing solar energy for cooling in cooling season can improve the cooling guarantee rate, heating guarantee rate and solar energy utilization rate; utilizing heat pipe cycle for photovoltaic heat management in non-cooling season and non-heating season, reducing the temperature of photovoltaic panels and increasing photovoltaic power generation rate; and having compact and concise structure, it can modularize design and production.

【技术实现步骤摘要】
太阳能光热、光伏及空调一体化系统
本技术涉及太阳能利用、建筑节能和室内环境控制领域，特别是提供了一种太阳能光热、光伏及空调一体化系统。
技术介绍
太阳能是一种清洁的新型能源，它与常规的能源相比有四大特点：第一：普遍，没有地域的限制，处处皆有，可直接开发和利用，无须开采和运输；第二：无害，开发太阳能不会污染环境；第三：巨大，每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤；第四：长久，根据太阳产生的核能速率估算，太阳的能量是用之不竭的。因此，近年来对太阳能高效利用的研究层出不穷，但是在采用光伏板收集太阳能时，光伏板表面会因为长时间处于工作状态而导致很高的温升，从而使光伏板处于很高的温度，而光伏板的光电转换效率会随温度的升高而降低，这会大大降低太阳能的利用效率。太阳能重力热管有传热快、阻力小、防冷冻、不炸管等优势。目前已经广泛应用，特别是在大型工程上更具优势。太阳能重力热管最大的特点就是管腔内部不存在吸液芯，所以太阳能重力热管具有结构简单、加工容易、成本低廉、工作可靠等诸多优点，因此太阳能重力热管技术在太阳能行业的利用推广日渐广泛。吸收式制冷以自然存在的水或氨等为制冷剂，对环境和大气臭氧层无害，以热能为驱动能源。其主要特点如下：(1)无原动力，直接使用热原理，因此机器坚固亦无震动，噪音少，能安装于任何地点，从地下室一直到屋顶均可。(2)以水为制冷剂，获得容易，安全性高。(3)可直接利用热源，它可利用低压蒸汽、热水，甚至废汽、废热，耗电极少，只相当于同容量离心式机的2％--9％。(4)变负荷容易，制冷量调节范围可在10％--100％内调节。(5)结构简单，运行方便。现有技术中虽然对各项技术都深有研究，但却缺少将三者结合起来的应用，本技术通过将三者的结合使本技术具有以下优势：(1)在夏季工况可以实现以热制冷，不仅降低了系统运行成本，而且无需原动力，直接使用热原理，因此机器坚固亦无震动，噪音少，能安装于任何地点，从地下室一直到屋顶均可；(2)变负荷容易，制冷量调节范围广在10％--100％内；(3)合理利用溴化锂吸收式制冷机组中吸收器和冷凝器产生的余热供应生活热水；(4)本系统通过管路的巧妙设计可以使光伏板因长时间处于工作状态而产生的热量转移到热水管中，不仅可以有效降低光伏板表面温度，提高光伏板的光电转换效率，而且使这部分热量得到了合理利用，可以降低建筑运行成本；(5)本系统在冬季不仅可以进行辐射供暖，而且可以转换成热风系统进行供暖，还可以同时进行辐射供暖和热风供暖。
技术实现思路
针对现有技术中结构上的不足，本技术的目的是提供一种太阳能光热、光伏及空调一体化系统，可将太阳能光伏、太阳能光热和吸收式制冷有机结合起来。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是提供一种太阳能光热、光伏及空调一体化系统，该系统包括回流管、挡板、回风管、热管外壳、热管、蓄热水箱、第一电加热器、蓄热水箱补水管、热辐射管进水管、送风管、生活热水箱进水管、生活热水箱回水管、生活热水箱补水管、生活热水箱、第二电加热器、生活热水管管阀、生活热水管、生活热水箱补水管管阀、光伏板外壳、光伏板散热水管、光伏板、循环泵、总回水管、第一三通控制阀、第二三通控制阀、第三三通控制阀、制冷回水管、溴化锂吸收式制冷机组、热辐射管、空调末端装置回水管、热辐射管外壳、空调末端装置进水管、空调末端装置、制冷供水管、温度传感器、总供水管、空调末端装置底座、房屋顶棚、热辐射管回水管、放气阀、风口、蝶阀、热风回水管、蓄电池、逆变器和自控模块。所述第一电加热器、所述第一三通控制阀、所述第二三通控制阀、所述第三三通控制阀、所述温度传感器和所述蝶阀与自控模块相连接，当所述温度传感器感应到所述总供水管内流体温度低于70℃时开启所述第一电加热器。所述溴化锂吸收式制冷机组在运行过程中会在吸收器和冷凝器中产生余热，故所述生活热水箱内的生活用水可通过所述生活热水箱进水管和生活热水箱回水管吸收所述溴化锂吸收式制冷机组产生的余热，以提供生活热水。当室外环境处于夏季工况时，自控模块可通过控制所述第一三通控制阀、第二三通控制阀、第三三通控制阀和蝶阀使所述总供水管、制冷供水管、制冷回水管和总回水管处于开启状态，使热辐射管进水管、热辐射管回水管和热风回水管处于关闭状态，所述蓄热水箱内流体流经所述总供水管和制冷供水管到达所述溴化锂吸收式制冷机组并为所述溴化锂吸收式制冷机组提供热量，之后流经所述制冷回水管、所述总回水管和所述循环泵到达所述光伏板散热水管并吸收所述光伏板产生的热量，之后流经所述回流管到达所述蓄热水箱完成一个循环。当室外环境处于冬季工况时，运行模式一：自控模块可通过控制所述第一三通控制阀、所述第二三通控制阀、所述第三三通控制阀和所述蝶阀使所述总供水管、所述热辐射管进水管、所述热辐射管回水管和所述总回水管处于开启状态，使所述制冷供水管、所述制冷回水管和所述热风回水管处于关闭状态，所述蓄热水箱内流体流经所述总供水管和所述热辐射管进水管到达所述热辐射管进行辐射供暖，之后流经所述热辐射管回水管和所述总回水管到达所述光伏板散热水管并吸收所述光伏板产生的热量，之后流经所述回流管到达所述蓄热水箱完成一个循环；运行模式二：自控模块可通过控制所述第一三通控制阀、所述第二三通控制阀、所述第三三通控制阀和所述蝶阀使所述蓄热水箱内流体流经所述总供水管、所述第二三通控制阀、所述热辐射管进水管和所述第三三通控制阀到达空调末端装置，换热完毕后，流体流经所述蝶阀，所述热风回水管、所述热辐射管、所述第一三通控制阀和所述总回水管到达所述光伏板散热水管继续吸收热量，进而所述空调末端装置可对室内环境进行热风供暖。本技术的效果是太阳能光热、光伏及空调一体化系统有以下特点：(1)合理利用溴化锂吸收式制冷机组中吸收器和冷凝器产生的余热供应生活热水；(2)本系统通过溴化锂吸收式制冷机组与辐射热管的结合，不仅实现了夏季以热制冷，而且还能在冬季进行辐射供暖，提高了人体舒适性；(3)本系统通过对系统管路的合理设计，不仅可以实现对热管所制得热量的合理利用，而且降低了光伏板表面温度，可以提高光伏板的光电转换效率，进而将太阳能的利用效率提高10％-30％左右；(4)利用光伏板接收太阳能产生的电量为蓄电池供电，并与市电互补，节约能源。附图说明图1是太阳能光热、光伏及空调一体化系统的流程图；图2是太阳能光热、光伏及空调一体化系统的示意图；图3是太阳能光热、光伏及空调一体化系统的侧视图；图4-1和图4-2是太阳能光伏装置剖面图；图5是太阳能热管装置剖面图；图6是辐射供暖装置剖面图；图7是太阳能光热、光伏及空调一体化系统的自控模块示意图；图8是太阳能光热、光伏及空调一体化系统的实施例的示意图。图中：1、光伏板外壳2、总回水管3、窗户4、回流管5、挡板6、热管外壳7、蓄热水箱8、放气阀9、蓄热水箱补水管10、温度传感器11、总供水管12、第二三通控制阀13、热辐射管进水管14、生活热水箱进水管15、生活热水箱回水管16、生活热水箱补水管管阀17、生活热水箱补水管18、生活热水箱19、送风管20、风口21、空调末端装置22、空调末端装置回水管23、空调末端装置底座24、回风管25、溴化锂吸收式制冷机组26、热辐射管外壳27、热管2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.太阳能光热、光伏及空调一体化系统，包括：安装在室外建筑物上的太阳能光伏装置、太阳能热管装置和室内的吸收式制冷装置、辐射供暖装置、电路控制装置及管汇，所述太阳能热管装置包括所述热管(27)、蓄热水箱(7)、蓄热水箱补水管(9)和放气阀(8)，所述热管(27)吸收太阳能为所述蓄热水箱(7)提供热量，其特征是：所述太阳能热管装置作为第一热源分别连通吸收式制冷装置和辐射供暖装置；所述太阳能光伏装置作为第二热源分别连通吸收式制冷装置和辐射供暖装置。

【技术特征摘要】
1.太阳能光热、光伏及空调一体化系统，包括：安装在室外建筑物上的太阳能光伏装置、太阳能热管装置和室内的吸收式制冷装置、辐射供暖装置、电路控制装置及管汇，所述太阳能热管装置包括所述热管(27)、蓄热水箱(7)、蓄热水箱补水管(9)和放气阀(8)，所述热管(27)吸收太阳能为所述蓄热水箱(7)提供热量，其特征是：所述太阳能热管装置作为第一热源分别连通吸收式制冷装置和辐射供暖装置；所述太阳能光伏装置作为第二热源分别连通吸收式制冷装置和辐射供暖装置。2.根据权利要求1所述的一种太阳能光热、光伏及空调一体化系统，其特征是：所述太阳能热管装置包括热管(27)、蓄热水箱(7)、蓄热水箱补水管(9)和放气阀(8)，所述热管(27)设置在热管外壳(6)内，所述热管外壳(6)、蓄热水箱(7)用挡板(5)固定在屋顶；所述太阳能光伏装置包括：设置在光伏板外壳(1)内的若干块光伏板(33)和光伏板散热水管(32)，所述若干块光伏板(33)之间以90°夹角连接，光伏板散热水管(32)与光伏板(33)相切盘绕且穿插布置于光伏板(33)背光侧，并与蓄热水箱(7)连通；所述光伏板(33)通过逆变器(47)为蓄电池(46)充电，蓄电池(46)与自控模块(48)电性连接；所述吸收式制冷装置包括：溴化锂吸收式制冷机组(25)、空调末端装置(21)、空调末端装置进水管(38)和空调末端装置回水管(22)，所述溴化锂吸收式制冷机组(25)与光伏板散热水管(32)通过制冷回水管(36)、第一三通控制阀(35)、总回水管(2)和循环泵(34)连接，所述溴化锂吸收式制冷机组(25)与空调末端装置(21)通过空调末端装置进水管(38)和空调末端装置回水管(22)连接；所述辐射供暖装置包括：设置在热辐射管外壳(26)内的热辐射管(37)；所述热辐射管(37)与蓄热水箱(7)通过总供水管(11)、第二三通控制阀(12)、第三三通控制阀(43)和热辐射管进水管(13)连接；所述热辐射管(37)与光伏板散热水管(32)通过热辐射管回水管(41)、第一三通控制阀(35)、总回水管(2)和循环泵(34)连接；所述电路控制装置包括：蓄电池(46)、逆变器(47)和自控模块(48)，所述蓄电池(46)通过逆变器(47)与所述光伏板(33)或市电电性连接。3.根据权利要求2所述的一种太阳能光热、光伏及空调一体化系统，其特征是：所述蓄热水箱(7)内设有第一电加热器(28)，用以在太阳能热管装置和太阳能光伏装置制取的热量不足时加热蓄热水箱(7)内的流体。4.根据权利要求2所述的一种太阳能光热、光伏及空调一体化系统，其特征是：所述溴化锂吸收式制冷机组(25)包括：冷凝器、蒸发器、发生器和吸收器，所述吸收器和冷凝器通过生活热水箱进水管(14)和生活热水箱回水管(15)与生活热水箱(18)连接，利用制冷剂冷凝放热和吸收剂吸收制冷剂放热来制取生活热水。5.根据权利要求4所述的一种太阳能光热、光伏及空调一体化系统，其特征是：所述生活热水箱(18)内设有第二电加热器(29)，用以补充所述生活热水箱(18)的热量。6.根据权利要求2所述的一种太阳能光热、光伏及空调一体化系统，其特征是：所述总供水管(11)上设有温度传感器(10)用以感应所述总供水管(11)内的流体温度。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚万祥，商佳成，许春峰，王敏，李宪莉，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：新型
国别省市：天津,12