【技术实现步骤摘要】
本申请属于太阳能，尤其涉及一种光伏光热智能控制系统及方法。
技术介绍
1、光伏发电作为一种可靠的能源技术，已被广大科技工作者广泛研究，光伏电池板在使用周期内所生产的电能远高于其制造过程中所消耗的电能，是适合广泛应用的绿色能源技术。但光伏板的光电效率通常只有20％左右用于发电，其余大部分太阳能转化为热能，导致电池板温度升高，降低了光伏板使用寿命和光电效率。
技术实现思路
1、根据本申请的第一个方面，提供了一种将光伏发电与废热回收一体化的光伏光热智能控制系统，能够充分利用光伏板余热，减少热流失。
2、所述光伏光热智能控制系统包括太阳能蓄热模块、水源热泵模块、空气源热泵模块、用户循环泵模块；
3、所述太阳能蓄热模块，用于将光伏热能作为所述水源热泵模块的低温热源及土壤蓄热；
4、所述水源热泵模块，用于利用压缩机使制冷剂压缩成高压气体后经冷凝器释放热量，为供热水箱供热，所述制冷剂再吸收所述太阳能蓄热模块提供的低温热源气化成气体，回到压缩机；
5、所述空气源热泵模块，用于辅助制热，为所述供热水箱供热；
6、所述用户循环泵模块，用于采用变频控制，获取所述供热水箱的热量为用户供暖。
7、可选地，所述太阳能蓄热模块包括光伏板、板式换热器、地埋管；所述光伏板与所述板式换热器管道连接，用于将太阳能转换为光能和热能，通过循环泵带动管道内的防冻液循环将光伏板余热送至所述板式换热器，为所述水源热泵模块提供低温热源；通过地埋管封闭水管向所述
8、优选地，所述光伏板采用加装水管的pv/t光伏板。
9、可选地，所述管道在靠近在所述光伏板的出口和所述板式换热器的入口处分别设置一个测温点，用于测定所述光伏板内介质温度pt100a和所述板式换热器入口的介质温度pt100b；
10、当pt100a高于pt100b，且温度差大于δx1，δx1>0时，延时自动吸合相应接触器，启动蓄热循环泵，将光伏板余热循环到板式换热器，用于蒸发器低温热源和地埋管蓄热；当温度差小于，δx1-b，δx1>0，b>0且b<δx1时，自动断开相应接触器，蓄热循环泵停止。
11、可选地，所述水源热泵模块包括蒸发器、压缩机模块、冷凝器；
12、所述压缩机模块，用于将水源热泵模块中的制冷剂压缩成高温高压气体；
13、所述冷凝器，用于将所述高温高压气体冷却成液态，冷却过程中释放的热量通过冷凝器循环泵输送给供热水箱，进行供热用水的加热；
14、所述蒸发器，用于获取所述太阳能蓄热模块提供的低温热源，使经节流阀循环回来的制冷剂气化成气体，并通过管道传送回所述压缩机模块；蒸发器内的制冷剂吸收所述低温热源同时启动蒸发器循环泵和地埋管循环泵。
15、可选地，所述压缩机模块采用多级压缩机架构，各压缩机负责提供不同级别的压缩，以便在更广泛的温度范围内提供加热；同时，可根据用户需求进行灵活调节。
16、优选地，所述压缩机模块包括三台并联的压缩机1#～3#，所述蒸发器入口设有测温点，用于测定蒸发器的入口温度pt100c，当pt100c高于水源热泵启动温度t1时，依此启动1#～3#压缩机，当蒸发器的入口温度低于水源热泵工作温度t1-δt1时，依次停止3#～1#压缩机；当供热水箱的出口温度大于用户给定温度时，水源热泵自动停止工作，水源热泵自动工作模式下，可手动停止热泵工作。
17、可选地，当pt100c高于水源热泵启动温度t1时，系统自动吸合1#压缩机的接触器；当1#压缩机运行延时后，pt100c温度仍高于水源热泵启动温度t1，系统自动吸合2#压缩机的接触器；当2#压缩机运行延时后pt100c温度仍高于水源热泵启动温度t1，系统自动吸合3#压缩机的接触器；
18、当pt100c温度低于水源热泵工作温度t1-δt1时，3#压缩机的接触器断开；当3#压缩机停止延时后，pt100c温度仍低于水源热泵工作温度t1-δt1时，2#压缩机的接触器断开；当2#压缩机停止延时后，pt100c温度仍低于水源热泵工作温度t1-δt1时，1#压缩机接触器断开。
19、可选地，所述用户给定温度用于切换工作模式，温度的取值可以选择50℃～60℃之间的任意值。
20、可选地，所述空气源热泵模块采用手动和自动两种工作模式，在手动模式下，可根据需要随时运行停止空气源热泵；在自动模式下，当供热水箱的出口温度pt100d低于t2时，自动启动空气源热泵辅助制热，当供热水箱的出口温度pt100d高于t2+δt2时，空气源热泵自动停止。
21、可选地，所述用户循环泵模块采用变频节能控制，当供热水箱的出口温度pt100d与供热水箱的入口温度pt100e偏差超过δt3(通常偏差率超过10％)时，变频器给定值切入满载频率；当供热水箱的出口温度pt100d与供热水箱的入口温度pt100e偏差低于10％时，变频器给定值切入节能频率。
22、可选地，该系统还包括可编程逻辑控制器plc1、plc2，两者数据交互，所述plc1用于系统运行数据采集，所述plc2用于循环水泵的运行控制。
23、可选地，所述plc1通过profinet网络扩展et200sp站点，et200sp站点用于扩展diai模块，所述ai模块用于接收系统模拟量信号，所述di模块用于接收设备运行状态信号；所述plc2与所述变频器数据交互，用于控制所述用户循环水泵模块。
24、根据本申请的第二个方面，提供了一种基于上述光伏光热智能控制系统的控制方法，包括：
25、当处于供热模式时，运行太阳能蓄热模块、水源热泵模块、空气源热泵模块、用户循环泵模块，采用回水循环模式，将板式换热器作为水源泵蒸发器的低温热源；或采用地埋管循环模式，将地埋管封闭水源吸收储存在周围土壤中的光伏余热作为水源热泵蒸发器低温热源；
26、当处于蓄热模式时，运行太阳能蓄热模块、蒸发器循环泵和地埋管循环泵，实时读取太阳能光伏板介质温度和板式换热器入口介质温度，采用回水+地埋管循环模式，吸收的光伏板余热，并向地埋管周围土壤中蓄热。
27、根据本申请的第三个方面，提供了一种电气系统，包括控制柜ctr1、ctr2，两者数据交互；
28、所述ctr1，用于采集各测温点的实际数据；
29、所述ctr2，用于控制系统中的电机；主cpu接入以太网与上位机通讯，接收上位机命令，并将运行数据通过上位机发送给用户。
30、本申请能产生的有益效果包括：本申请充分利用光伏板的余热作为水源热泵模块的低温热源，利用水源热泵模块进行循环制热，作为主要的供暖设备，利用空气源热泵模块进行辅助制热，以满足较大的供暖需求或适用水源热泵模块暂时停止使用的场景。本申请可以满足不同的用户供暖需求，进行适应性调节。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种光伏光热智能控制系统，其特征在于，该系统包括太阳能蓄热模块、水源热泵模块、空气源热泵模块、用户循环泵模块；其中，
2.根据权利要求1所述的光伏光热智能控制系统，其特征在于，所述太阳能蓄热模块包括光伏板、板式换热器、地埋管；所述光伏板与所述板式换热器管道连接，用于将太阳能转换为光能和热能，通过循环泵带动管道内的防冻液循环将光伏板余热送至所述板式换热器，为所述水源热泵模块提供低温热源；通过地埋管封闭水管向所述地埋管周围土壤进行蓄热；
3.根据权利要求2所述的光伏光热智能控制系统，其特征在于，所述管道在靠近在所述光伏板的出口和所述板式换热器的入口处分别设置一个测温点，用于测定所述光伏板内介质温度PT100A和所述板式换热器入口的介质温度PT100B；
4.根据权利要求1所述的光伏光热智能控制系统，其特征在于，所述水源热泵模块包括蒸发器、压缩机模块、冷凝器；
5.根据权利要求4所述的光伏光热智能控制系统，其特征在于，所述压缩机模块包括三台并联的压缩机1#～3#，所述蒸发器入口设有测温点，用于测定蒸发器的入口温度PT100C，当PT1
6.根据权利要求1所述的光伏光热智能控制系统，其特征在于，所述空气源热泵模块采用手动和自动两种工作模式，在手动模式下，可根据需要随时运行停止空气源热泵；在自动模式下，当供热水箱的出口温度PT100D低于t2时，自动启动空气源热泵辅助制热，当供热水箱的出口温度PT100D高于t2+Δt2时，空气源热泵自动停止。
7.根据权利要求1所述的光伏光热智能控制系统，其特征在于，所述用户循环泵模块采用变频节能控制，当供热水箱的出口温度PT100D与供热水箱的入口温度PT100E偏差超过Δt3时，变频器给定值切入满载频率；当供热水箱的出口温度PT100D与供热水箱的入口温度PT100E偏差低于10％时，变频器给定值切入节能频率。
8.根据权利要求7所述的光伏光热智能控制系统，其特征在于，该系统还包括可编程逻辑控制器PLC1、PLC2，两者数据交互，所述PLC1用于系统运行数据采集，所述PLC2用于循环水泵的运行控制；
9.一种基于权利要求1-7任一项所述光伏光热智能控制系统的控制方法，其特征在于，该方法包括：
10.一种电气系统，其特征在于，包括控制柜CTR1和CTR2，两者数据交互；
...【技术特征摘要】
1.一种光伏光热智能控制系统，其特征在于，该系统包括太阳能蓄热模块、水源热泵模块、空气源热泵模块、用户循环泵模块；其中，
2.根据权利要求1所述的光伏光热智能控制系统，其特征在于，所述太阳能蓄热模块包括光伏板、板式换热器、地埋管；所述光伏板与所述板式换热器管道连接，用于将太阳能转换为光能和热能，通过循环泵带动管道内的防冻液循环将光伏板余热送至所述板式换热器，为所述水源热泵模块提供低温热源；通过地埋管封闭水管向所述地埋管周围土壤进行蓄热；
3.根据权利要求2所述的光伏光热智能控制系统，其特征在于，所述管道在靠近在所述光伏板的出口和所述板式换热器的入口处分别设置一个测温点，用于测定所述光伏板内介质温度pt100a和所述板式换热器入口的介质温度pt100b；
4.根据权利要求1所述的光伏光热智能控制系统，其特征在于，所述水源热泵模块包括蒸发器、压缩机模块、冷凝器；
5.根据权利要求4所述的光伏光热智能控制系统，其特征在于，所述压缩机模块包括三台并联的压缩机1#～3#，所述蒸发器入口设有测温点，用于测定蒸发器的入口温度pt100c，当pt100c高于水源热泵启动温度t1时，依此启动1#～3#压缩机，当蒸发器的入口温度低于水源热泵工作温度t1-δt1时，依次停止3#～1#压缩机；当供热水箱...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟晓晖，刘茜，张恩振，
申请(专利权)人：榆林中科洁净能源创新研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。