一种PVT光储光热型水源热泵系统技术方案

本实用新型专利技术涉及光伏光热及热泵设备技术领域，尤其涉及一种PVT光储光热型水源热泵系统，所述PVT光储光热型水源热泵系统包含若干个PVT系统，若干个光伏直驱水源热泵机组，及若干个用户组成，所述PVT系统通过串联或并联与所述光伏直驱水源热泵机组相连接，所述光伏直驱水源热泵机组与用户用水管道相连接，所述PVT系统包含光伏太阳能板及设置在所述光伏太阳能板背后的集热器。与现有技术相比较，本专利PVT系统+水源热泵系统采用直流设备实现光伏直流柔性供电模式，PVT系统+水源热泵系统的蓄热式热电联产优化，保障光伏发电效率要求，提升供热温度品位，满足供热参数要求和供热量稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种PVT光储光热型水源热泵系统


[0001]本技术涉及光伏光热及热泵设备
，尤其涉及一种PVT光储光热型水源热泵系统。

技术介绍

[0002]水源热泵工作原理根据逆卡诺循环原理，采用电能驱动，通过制冷剂把地下水、湖水、江水、城市污水、海水、工业废水等低品位热能吸收，提升为可用的高品位热能对水进行加热的设备。
[0003]水源热泵一般由压缩机、膨胀阀、过滤器、储液罐、冷凝器、蒸发器等几部分组成。低温低压气态冷媒经过压缩机压缩成为高压高温气态，高温高压的气态冷媒经热水换热器和水进行热换，高压的冷媒在常温下被冷却、冷凝为液态。这过程中，冷媒放出热量把水加热，高压液态冷媒通过膨胀阀减压，压力下降，回到比外界低的温度，具有吸热蒸发的能力，低温低压的液态冷媒经过蒸发器吸收水源的热量，由液态变为气态，吸收了热量的冷媒变成低温低压气体，再由压缩机吸入进行压缩，如此不断循环工作，不断从水源侧吸热，而在冷凝器侧放热，把水加热。这个循环过程由水源热泵来完成。水源热泵作为高效集热并转移热量的系统装置，可以把压缩机所消耗的电力变为5倍范围内的热能。而在使用水源热泵供暖时，会存在电负荷扩容的问题，同时水源温度较低时，热泵的效率也会有所降低。
[0004]PVT系统是集太阳能光伏发电和光热为一体的系统称为太阳能光伏光热联产系统，简称PVT。它包含光伏(PV)与光热(PT)两部分，集太阳能电池和太阳能集热器于一体，利用光生伏特效应，使光能转化为直流电，再经过逆变器转化为工频交流电供人们使用，通过电池板发电得到电收益。同时将太阳能电池板光电转换过程中产生的部分热能，通过热交换收集起来，不断被转化出来的热量加热热水，供人们使用，从而实现PVT系统的热电联供。
[0005]现阶段PVT系统采用直流转交流供电模式，水源热泵系统采用交流设备。同时，PVT系统集热后太阳能电池背板温度过高，造成电池板光伏发电效率下降，影响光伏发电系统的工作，提供的热水参数无法直接用来供热，在阴雨天气及晚上等日照不充足的时间，存在无法全天候保证光热转换的问题，导致热水供应无法连续进行。
[0006]有鉴于此，特提出本技术。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于提供一种PVT光储光热型水源热泵系统，通过PVT+水源热泵的机组，实现太阳能与水源热泵的综合利用，水源热泵与太阳能相结合具有很好的互补性。太阳能可以提高水源热泵的进液温度，提高运行效率；蓄热型水源热泵一方面可以补偿太阳能日照影响的间歇性，一方面收集集热器背板热量用于供热，防止背板温度过高影响发电效率。
[0008]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0009]一种PVT光储光热型水源热泵系统，所述PVT光储光热型水源热泵系统包含若干个
PVT系统，若干个光伏直驱水源热泵机组，及若干个用户组成，所述PVT系统通过串联或并联与所述光伏直驱水源热泵机组相连接，所述光伏直驱水源热泵机组与用户用水管道相连接，所述PVT系统包含光伏太阳能板及设置在所述光伏太阳能板背后的集热器。
[0010]优选地，所述PVT光储光热型水源热泵系统还包括吸音机壳，所述光伏直驱水源热泵机组设置在吸音机壳内；所述光伏直驱水源热泵机组包括蒸发器、四通阀、气液分离器、直流变频压缩机、冷凝器、储液罐、智能储热罐及低温储水箱；
[0011]其中，蒸发器第一出口连通四通阀第一接口，四通阀第二接口连通气液分离器进口，气液分离器出口连通直流变频压缩机进口，直流变频压缩机出口连通四通阀第三接口，四通阀第四接口连通冷凝器第一进口，冷凝器第一出口连通储液罐进口，储液罐出口连通蒸发器第一进口；
[0012]智能储热罐第一下出口连通冷凝器第二进口，冷凝器第二出口连通智能储热罐第一上进口，智能储热罐第二进口与用户侧出口连通，智能储热罐第二出口与用户侧进口连通；
[0013]低温储水箱与蒸发器相连接；
[0014]PVT系统的集热器出口通过三通分别与蒸发器第二进口、智能储热罐第三进口连通；
[0015]PVT系统的集热器进口通过三通分别与蒸发器第二出口、智能储热罐第三出口连通。
[0016]优选地，在所述集热器、低温储水箱、智能储热罐上喷涂气凝胶保温层。
[0017]优选地，在储液罐出口和蒸发器第一进口之间还设置有膨胀阀和过滤器；在智能储热罐第一下出口和冷凝器第二进口之间设置有直流水泵和电控阀；在智能储热罐第一上进口和冷凝器第二出口之间设置有电控阀；在智能储热罐第二出口和用户侧进口之间设置有直流水泵；在蒸发器第二进口、智能储热罐第三进口、蒸发器第二出口、智能储热罐第三出口分别设置有电控阀。
[0018]优选地，所述光伏直驱水源热泵机组还包括智能主控面板、智能储电箱及直流驱动模块，所述光伏太阳能板分别与智能主控面板、智能储电箱、直流驱动模块电连接，所述直流驱动模块分别与直流水泵、直流变频压缩机、电控阀电连接。
[0019]优选地，所述的光伏太阳能板控制系统集成在直流水源热泵机组的智能主控面板内，所述智能主控面板分别对直流驱动模块、智能储电箱及光伏太阳能板进行电控，所述的智能储电箱可分别对智能主控面板、直流驱动模块进行供电。
[0020]优选地，所述直流驱动模块连接有第一交直流逆变器，所述第一交直流逆变器连接市电；所述智能储电箱连接有第二交直流逆变器，第二交直流逆变器与外用电接口电性连接。
[0021]与现有技术相比较，本技术提出的一种PVT光储光热型水源热泵系统，有益效果在于：
[0022]1、热能互补。
[0023]采用PVT+水源热泵的模式，能够全天候工作提供热水或热量，在日照充足时，PVT系统的集热器内水温较高、热量充足，启动水源热泵及蓄热水箱储热，就能满足用户使用；当日照不足或其他原因不能使蓄热水箱内水温达到要求时，减少光伏发电量同时，并加大
水源热泵系统供热功率，保证用户用热需求；夜间利用高温储水箱热量，并辅助低谷电驱动水源热泵，吸取低温储水箱热量用于供热。有效的解决在阴雨天及夜晚等日照不充足的情况下，PVT热水供应不稳定不连续的问题。
[0024]2、双效提升。
[0025]对太阳能系统来说集热器表面温度越低，越有利于提高太阳能光伏发电效率，PVT+水源热泵的机组系统能够及时带走电池板背板的热量，调节电池板的温度，提高太阳能电池板的发电效率。而集热器吸收的热量同时作为水源热泵的低温热源，相比空气源热泵，提高了水源热泵的供热性能和工作效率。从而，优化实现PVT系统+水源热泵系统的热电联产运行模式。
[0026]3、储光储热。
[0027]PVT系统设置低温总水箱，热泵机组内部集成智能储电箱及智能储热罐，由热泵内的AI智能控制系统自主进行控制，电能部分：当光伏发电有余量时，将多余电量转入储电箱储存起来，需要用时再转出。热能部分：当PVT集热器内热量充足时，将多余热量送入储热罐内储存，热量供应不够时，再送出使用。
[0028]4、直流用电。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PVT光储光热型水源热泵系统，其特征在于，所述PVT光储光热型水源热泵系统包含若干个PVT系统，若干个光伏直驱水源热泵机组，及若干个用户组成，所述PVT系统通过串联或并联与所述光伏直驱水源热泵机组相连接，所述光伏直驱水源热泵机组与用户用水管道相连接，所述PVT系统包含光伏太阳能板及设置在所述光伏太阳能板背后的集热器，所述PVT光储光热型水源热泵系统还包括吸音机壳，所述光伏直驱水源热泵机组设置在吸音机壳内；所述光伏直驱水源热泵机组包括蒸发器、四通阀、气液分离器、直流变频压缩机、冷凝器、储液罐、智能储热罐及低温储水箱；其中，蒸发器第一出口连通四通阀第一接口，四通阀第二接口连通气液分离器进口，气液分离器出口连通直流变频压缩机进口，直流变频压缩机出口连通四通阀第三接口，四通阀第四接口连通冷凝器第一进口，冷凝器第一出口连通储液罐进口，储液罐出口连通蒸发器第一进口；智能储热罐第一下出口连通冷凝器第二进口，冷凝器第二出口连通智能储热罐第一上进口，智能储热罐第二进口与用户侧出口连通，智能储热罐第二出口与用户侧进口连通；低温储水箱与蒸发器相连接；PVT系统的集热器出口通过三通分别与蒸发器第二进口、智能储热罐第三进口连通；PVT系统的集热器进口通过三通分别与蒸发器第二出口、智能储热罐第三出口连通。2.根据权利要求1所述的一种PVT光储光热型水源热泵系统，其特征在于，在所述集热器、低温储...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊发，张丰，陈栋材，张宝宙，郝路，郑忠海，
申请(专利权)人：山西三水能源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：