本发明专利技术公开了一种光伏光热与地热耦合有序供能系统，包括有光伏光热集热单元、地热盘管换热器、第一水箱、第二水箱、蓄电池和控制器，其中地热盘管换热器通过第一管路与光伏光热集热单元相连接，第一管路穿过光伏光热集热单元后与第一水箱相连接，第一水箱通过第二管路与地热盘管换热器相连接，光伏光热集热单元通过线路与蓄电池相连接，光伏光热集热单元内产生的电能能够被输送到蓄电池内储存，第一水箱内装配有加热器和第一换热器，蓄电池通过线路与加热器和控制器相连接，有益效果：充分利用太阳能和地热能两种清洁能源，极大地降低了日常供暖的碳排放，能够有效解决单一太阳能供暖热源不稳定的问题，因此具有广阔的应用前景。景。景。
【技术实现步骤摘要】
一种光伏光热与地热耦合有序供能系统
[0001]本专利技术涉及一种供能系统，特别涉及一种光伏光热与地热耦合有序供能系统。
技术介绍
[0002]目前，建筑供能包括电能和热能，电能由燃煤电厂供应的比例大约在65％左右，热能几乎都是由燃煤锅炉供应，因此在国家“双碳”背景下，提高建筑可再生能源的供能比例是目前能源科技工作者亟待解决的问题，太阳能光伏光热技术一方面能够减低光伏电池的温度，提高发电效率，一方面能够回收热能加以利用，能够充分提高太阳能综合利用率，但是太阳能存在受天气影响很大，供能安全性不高，同时夏季太阳能集热量没有地方消纳，势必会造成能源的浪费，传统的地源热泵能够实现冬季供暖和夏季供冷，在冬季热负荷和夏季冷负荷相差较大时，经多年运行后，地埋管附近的地温往往发生变化，最终导致系统难以运行，如果将光伏光热系统与地热相耦合，经过系统的创造性的组合，能够保证一年四季并且常年运行的情况下提供清洁的热能与电能。
技术实现思路
[0003]本专利技术主要目的是为了解决目前建筑供能很大部分依靠不可再生能源的问题，以提高建筑供能可再生能源供应比例；
[0004]本专利技术的另一个目的是为了有效解决目前太阳能光伏光热技术与地源热泵技术供暖或供冷过程中一些突出问题，以实现两者的有效协同与耦合。
[0005]本专利技术为了达到上述目的、解决上述问题而提供的一种光伏光热与地热耦合有序供能系统。
[0006]本专利技术提供的光伏光热与地热耦合有序供能系统包括有光伏光热集热单元、地热盘管换热器、第一水箱、第二水箱、蓄电池和控制器，其中地热盘管换热器通过第一管路与光伏光热集热单元相连接，第一管路穿过光伏光热集热单元后与第一水箱相连接，第一水箱通过第二管路与地热盘管换热器相连接，光伏光热集热单元通过线路与蓄电池相连接，光伏光热集热单元内产生的电能能够被输送到蓄电池内储存，第一水箱内装配有加热器和第一换热器，蓄电池通过线路与加热器和控制器相连接，蓄电池为加热器和控制器提供电能，加热器还与控制器相连接并由控制器控制工作，第二水箱内装配有第二换热器，第一水箱内的第一换热器和第二水箱内的第二换热器通过第三管路相连接。
[0007]蓄电池连接有供电线路，蓄电池通过供电线路为系统内的用电装置供电，蓄电池还通过线路与市电线路相连接，蓄电池与市电线路相连接的线路上依次装配有AC/DC双向逆变器和双向电度表，蓄电池内多余的电能能够被输送到市电线路内，当蓄电池内的电能不足不能为系统内的用电装置供电时，不足的部分电能由市电线路提供。
[0008]地热盘管换热器与光伏光热集热单元之间的第一管路上装配有第一水泵和第一节流阀，第一水泵和第一节流阀与供电线路相连接，第一水泵和第一节流阀由蓄电池或市电线路提供电力，第一水泵和第一节流阀均与控制器相连接并由控制器控制工作。
[0009]光伏光热集热单元内包括有框架、光伏电池板、基板、绒面钢化玻璃和保温背板，其中框架合围的空间从上到下依次布置绒面钢化玻璃、光伏电池板、基板和保温背板，光伏电池板呈阵列布置于基板的顶面，第一管路贴附在基板的底面，光伏光热集热单元内还装配有第一温度传感器和太阳辐照传感器，第一温度传感器和太阳辐照传感器与控制器连接，第一温度传感器和太阳辐照传感器能够把采集的数据实时传输给控制器。
[0010]通过光伏光热集热单元两端的第一管路上连接有旁通管，旁通管上装配有第二节流阀，第二节流阀与供电线路和控制器相连接，第二节流阀由蓄电池或市电线路提供电力，第二节流阀由控制器控制工作。
[0011]光伏光热集热单元与蓄电池之间的连接线路上装配有MPPT控制器，MPPT控制器为最大功率点跟踪太阳能控制器，MPPT控制器能够实时侦测光伏电池板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使光伏电池板以最大功率输出对蓄电池充电。
[0012]光伏光热集热单元与第一水箱之间的第一管路上装配有第二温度传感器，第一水箱内装配有第三温度传感器，第二温度传感器和第三温度传感器均与控制器相连接，第二温度传感器和第三温度传感器能够把采集的数据实时传输给控制器。
[0013]第一换热器和第二换热器之间的第三管路为循环管路，循环管路上依次装配有膨胀节流阀和压缩机，膨胀节流阀和压缩机均与供电线路和控制器相连接，膨胀节流阀和压缩机由蓄电池或市电线路提供电力，膨胀节流阀和压缩机由控制器控制工作。
[0014]第一水箱和地热盘管换热器之间的第二管路连接有第一补水箱，第一补水箱与第二管路的连接管路上依次装配有第二水泵和第一压力传感器，第二水泵与供电线路相连接，第二水泵由蓄电池或市电线路提供电力，第一压力传感器与控制器相连接，第一压力传感器能够把采集的数据实时传输给控制器。
[0015]第二水箱内设置有第四温度传感器，第二水箱还通过第四管路连接有风机盘管，风机盘管并联设置有两个，第四管路为循环管路，第四管路上还装配有第三水泵，第四管路上通过管路连接有第二补水箱，第二补水箱与第四管路的连接管路上依次装配有第四水泵和第二压力传感器，第四温度传感器和第二压力传感器均与控制器相连接，第四温度传感器和第二压力传感器能够把采集的数据实时传输给控制器，风机盘管、第三水泵和第四水泵均与供电线路相连接，风机盘管、第三水泵和第四水泵由蓄电池或市电线路提供电力，第三水泵和第四水泵还与控制器相连接并由控制器控制工作。
[0016]上述的光伏光热集热单元、地热盘管换热器、蓄电池、控制器、加热器、第一换热器、第二换热器、AC/DC双向逆变器、双向电度表、第一水泵、第一节流阀、第一温度传感器、太阳辐照传感器、第二节流阀、MPPT控制器、第二温度传感器、第三温度传感器、膨胀节流阀、压缩机、第二水泵、第一压力传感器、第四温度传感器、风机盘管、第三水泵、第四水泵和第二压力传感器均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。
[0017]本专利技术的工作原理：
[0018]工况一：冬季有光照，光伏热足以满足供暖需求。太阳辐照传感器检测到阳光光照，控制器启动第一水泵。在第一水泵的作用下，7℃低温水由第一管路进入地热盘管换热器，与大地土壤完成换热后温度上升到10℃左右。控制器控制第一节流阀打开，经过第一管路的10℃低温水将光伏光热集热单元产生的热量带走，水温上升至20℃并进入第一水箱。此时，第三管路上启动热泵循环模式，第一换热器内低温液态工质吸收第一水箱内水体热
量完成蒸发过程，蒸发吸热后的低压气态工质经压缩机升压后变成高压气态工质进入第二水箱内的第二换热器中，高压气态工质在第二换热器中放热给第二水箱水体完成冷凝液化，完成冷凝液化的高压液态工质经膨胀节流阀后变为低压液态工质返回第一水箱中的第一换热器继续进行蒸发吸热，此工况，第一换热器中工质的温度为5℃，第二换热器中的工质的温度为60℃，第一水箱内水体温度由20℃降为7℃，第二水箱内水体温度由30℃升为55℃。当有用热要求，第四温度传感器检测到第二水箱中的水温达到55℃左右后由第四管路流出后经风机盘管对室内进行供暖。完成供暖后水温降低至30℃左右，后由第三水泵引导回到第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光伏光热与地热耦合有序供能系统，其特征在于：包括有光伏光热集热单元、地热盘管换热器、第一水箱、第二水箱、蓄电池和控制器，其中地热盘管换热器通过第一管路与光伏光热集热单元相连接，第一管路穿过光伏光热集热单元后与第一水箱相连接，第一水箱通过第二管路与地热盘管换热器相连接，光伏光热集热单元通过线路与蓄电池相连接，光伏光热集热单元内产生的电能能够被输送到蓄电池内储存，第一水箱内装配有加热器和第一换热器，蓄电池通过线路与加热器和控制器相连接，蓄电池为加热器和控制器提供电能，加热器还与控制器相连接并由控制器控制工作，第二水箱内装配有第二换热器，第一水箱内的第一换热器和第二水箱内的第二换热器通过第三管路相连接。2.根据权利要求1所述的一种光伏光热与地热耦合有序供能系统，其特征在于：所述的蓄电池连接有供电线路，蓄电池通过供电线路为系统内的用电装置供电，蓄电池还通过线路与市电线路相连接，蓄电池与市电线路相连接的线路上依次装配有AC/DC逆变器和双向电度表，蓄电池内多余的电能能够被输送到市电线路内，当蓄电池内的电能不足不能为系统内的用电装置供电时，不足的部分电能由市电线路提供。3.根据权利要求1或2所述的一种光伏光热与地热耦合有序供能系统，其特征在于：所述的地热盘管换热器与光伏光热集热单元之间的第一管路上装配有第一水泵和第一节流阀，第一水泵和第一节流阀与供电线路相连接，第一水泵和第一节流阀由蓄电池或市电线路提供电力，第一水泵和第一节流阀均与控制器相连接并由控制器控制工作。4.根据权利要求1所述的一种光伏光热与地热耦合有序供能系统，其特征在于：所述的光伏光热集热单元内包括有框架、光伏电池板、基板、绒面钢化玻璃和保温背板，其中框架合围的空间从上到下依次布置绒面钢化玻璃、光伏电池板、基板和保温背板，光伏电池板呈阵列布置于基板的顶面，第一管路贴附在基板的底面，光伏光热集热单元内还装配有第一温度传感器和太阳辐照传感器，第一温度传感器和太阳辐照传感器与控制器连接，第一温度传感器和太阳辐照传感器能够把采集的数据实时传输给控制器。5.根据权利要求1所述的一种光伏光热与地热耦合有序供能系统，其特征在于：所述的通过光伏光热集热单元两端的第一管路上连接有旁通管，旁通管上装配有第二节流阀，第二节流阀与供电线路和控制器相连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘亮，张伟见，杜淇，白剑锐，张润东，徐伟达，尹志涵，
申请(专利权)人：长春工程学院，
类型：发明
国别省市：
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