太陽能熱泵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種太陽能熱泵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括帶有集熱腔的熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件形成的安裝陣列、熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群、載熱介質(zhì)儲罐、熱水儲水箱、太陽能循環(huán)泵等。安裝陣列通過太陽能循環(huán)泵與載熱介質(zhì)儲罐構(gòu)成循環(huán)回路，將電池組件產(chǎn)生的熱量送到載熱介質(zhì)儲罐中。熱泵機(jī)組以載熱介質(zhì)儲罐為低溫?zé)嵩瓷a(chǎn)生活熱水，并存儲于水箱中供用戶使用。沒有太陽輻射且熱水儲量少時(shí)，熱泵機(jī)組通過一個(gè)風(fēng)冷蒸發(fā)器從空氣中吸熱生產(chǎn)熱水。當(dāng)水箱滿水且達(dá)到溫度上限后，載熱介質(zhì)儲罐中多余的熱量通過一個(gè)風(fēng)冷散熱器散掉，以保證電池板發(fā)電效率。冬季夜間電池組件溫度低時(shí)，系統(tǒng)對電池組件實(shí)施防凍保護(hù)。該系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)太陽能的熱電綜合利用，提高太陽能熱電綜合利用率。
【專利說明】太陽能熱泵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能利用【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種利用熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏太陽能組件同時(shí)生產(chǎn)電能和熱能的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，具體涉及一種帶有熱泵裝置的太陽能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)裝置及其優(yōu)化的工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光伏發(fā)電技術(shù)近年來發(fā)展和推廣應(yīng)用都非常迅速，受到世界各國政府和產(chǎn)業(yè)界的廣泛重視，目前的太陽能光伏發(fā)電使用晶體硅電池板，根據(jù)其工作原理，在光電轉(zhuǎn)換過程中，由于禁帶寬度效應(yīng)，只有能量大于其半導(dǎo)體材料禁帶寬度的部分光子能量能夠轉(zhuǎn)化為電能，因此工業(yè)生產(chǎn)的晶體硅太陽電池轉(zhuǎn)化效率大約在15%左右，其余的太陽輻射能量則沒有被利用，因此太陽能的整體利用率不高。在不能轉(zhuǎn)化成電能的這部分太陽輻射能量中，有相當(dāng)一部分會轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，?dǎo)致光伏電池板的溫度升高，而光伏電池板的溫度升高會導(dǎo)致其電能轉(zhuǎn)換率下降，太陽能輻射的整體利用率進(jìn)一步降低。為了解決這一問題，出現(xiàn)了將熱能和電能分別采集并同時(shí)利用的熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件，進(jìn)而可構(gòu)成同時(shí)生產(chǎn)電能和熱能的太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
[0003]這種熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件常見的結(jié)構(gòu)有圖1所示的幾種設(shè)計(jì)方案:
[0004]I)如圖1 (a)所示的設(shè)計(jì)方案是在光伏發(fā)電組件101的向光面設(shè)置一個(gè)由透明玻璃蓋板(即透明白玻璃蓋板103和分頻玻璃104)所構(gòu)造的夾層(相當(dāng)于太陽能集熱腔102)，在夾層內(nèi)通入純水或特殊的光線分頻介質(zhì)，依靠該液體層將可以轉(zhuǎn)變成電能以外的其他太陽能頻譜截留下來并轉(zhuǎn)變成熱能，剩余的可轉(zhuǎn)變成電能的部分達(dá)到電池板表面并轉(zhuǎn)變成電能，控制液體層的溫度不超過30°C來控制電池板的溫度，進(jìn)而達(dá)到保證光伏發(fā)電效率的目的。這種方案雖然使光伏發(fā)電的效率得以保證，但由于所生產(chǎn)的熱能溫度太低，沒有利用價(jià)值，如果提高液體的集熱溫度，則又降低了光伏發(fā)電的效率。此外，該方案使用的液體在冬季夜晚可能出現(xiàn)結(jié)凍的問題，從而導(dǎo)致電池板損壞。
[0005]2)如圖1 (b)所示的設(shè)計(jì)方案是在光伏電池組件的背光面設(shè)置一個(gè)冷卻夾套(相當(dāng)于太陽能集熱腔102)，在其中通入冷卻液來控制電池板的溫升。相比于圖1 (a)所示的設(shè)計(jì)方案，此方案對冷卻液的品質(zhì)要求不高，還可使用防凍液防止冬季夜間電池板凍壞；同時(shí)，冷卻夾套可以用低成本的材料和結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。由于熱量要通過電池板傳給集熱腔內(nèi)的冷卻液，所以該方案所產(chǎn)生的液體溫升更小，所采集的熱量更加難以被利用。同時(shí)，由于電池板基材的導(dǎo)熱性差，所以電池板的溫度高于圖1 (a)所示的設(shè)計(jì)方案，這不利于提高光伏發(fā)電的效率。
[0006]3)如圖1 (C)所示的設(shè)計(jì)方案是將圖1 (a)和圖1 (b)所示的設(shè)計(jì)方案結(jié)合起來，在電池組件的向光面和背光面同時(shí)設(shè)置太陽能集熱腔102和冷卻夾套(另一太陽能集熱腔102)，這種方案一般在兩個(gè)夾套中通入同一種介質(zhì)，即圖1 (a)所示的方案所述的純水或特殊的光線分頻介質(zhì)。這一方案理論上講更有利于降低電池板溫度而保證發(fā)電效率，但仍然沒有解決輸出熱能品位太低，難以被利用的問題。[0007]4)如圖1 (d)和(e)所示的設(shè)計(jì)方案是采用聚光元件105將更多的太陽能聚集并投射到光伏發(fā)電組件101的受光面上，從而利用較小的電池板面積產(chǎn)生更多的電能，由于聚光兀件105的成本低于晶體娃電池板的成本,因此聚光光伏發(fā)電方案有一定的成本構(gòu)成優(yōu)勢。聚光光伏發(fā)電方案中，單位面積電池板表面所接受的太陽能為自然光照的數(shù)倍，因此其溫升會更高，導(dǎo)致發(fā)電效率下降。因此，這種聚光光伏發(fā)電裝置一般是熱電聯(lián)產(chǎn)的，集熱方式與前三種方案相同。與前三種方案一樣，為了保證光伏電池板處于高發(fā)電效率的溫度區(qū)間，這種方案所產(chǎn)生的熱能仍然因?yàn)闇囟忍投y以被利用。
[0008]因此，基于上述幾種熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件所構(gòu)造的太陽能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，最大的問題是其所生產(chǎn)的熱能溫度太低，難以被利用；而提高產(chǎn)熱溫度則又會降低光伏發(fā)電的效率，違背了這種系統(tǒng)的構(gòu)造初衷。同時(shí)，這種系統(tǒng)還存在冬季夜間結(jié)凍損壞的危險(xiǎn)。本發(fā)明因此而來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明目的在于提供一種帶有熱泵裝置的太陽能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，能夠使太陽能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的光伏電池組件穩(wěn)持在較低的工作溫度，保證較高的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)又能使系統(tǒng)的產(chǎn)熱溫度提升到50°C以上，使所產(chǎn)熱能具有利用價(jià)值。
[0010]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
[0011]一種太陽能熱泵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件陣列、載熱介質(zhì)儲罐、太陽能循環(huán)泵，載熱介質(zhì)儲罐上的第一循環(huán)出液口、太陽能循環(huán)泵、電池組件陣列、載熱介質(zhì)儲罐上的第一循環(huán)回液口通過管道依次連接，其特征在于:所述系統(tǒng)中設(shè)有熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群和熱水儲水箱，所述熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群的第一進(jìn)口通過儲罐循環(huán)泵與載熱介質(zhì)儲罐上的第二循環(huán)出液口相連、熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群的第一出口與載熱介質(zhì)儲罐上的第二循環(huán)回液口相連、熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群的第二進(jìn)口通過機(jī)組循環(huán)泵與所述熱水儲水箱上的循環(huán)出水口相連、熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群的第三進(jìn)口與自來水管道相連、熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群的第二出口與所述水箱的循環(huán)回水口相連。
[0012]優(yōu)選的，所述熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件陣列中，沿載熱介質(zhì)流向末端電池組件的集熱腔出口端設(shè)有集熱腔溫度傳感器，所述載熱介質(zhì)儲罐內(nèi)設(shè)有儲罐溫度傳感器，所述水箱內(nèi)設(shè)有水箱水溫傳感器和水箱水位傳感器，所述各傳感器與系統(tǒng)集中控制器件連接。
[0013]優(yōu)選的，所述熱泵機(jī)組包括機(jī)組電動三通閥、四通換向閥、壓縮機(jī)、冷凝器、冷媒膨脹元件、風(fēng)冷蒸發(fā)器、液冷蒸發(fā)器；四通換向閥的第一接口與壓縮機(jī)的出口相連、四通換向閥的第二接口與機(jī)組電動三通閥的出口相連、四通換向閥的第三接口與壓縮機(jī)的進(jìn)口相連、四通換向閥的第四接口與冷凝器的冷媒側(cè)進(jìn)口相連；冷凝器的冷媒側(cè)出口與冷媒膨脹元件的進(jìn)口相連，冷媒膨脹元件的出口同時(shí)與液冷蒸發(fā)器的冷媒側(cè)進(jìn)口及風(fēng)冷蒸發(fā)器的冷媒側(cè)進(jìn)口相連，液冷蒸發(fā)器及風(fēng)冷蒸發(fā)器的冷媒側(cè)出口、分別與機(jī)組電動三通閥的第一進(jìn)口和第二進(jìn)口相連；冷凝器的水側(cè)進(jìn)口同時(shí)與機(jī)組第二進(jìn)口和第三進(jìn)口相連，機(jī)組第二進(jìn)口對應(yīng)的支路上設(shè)有一段小口徑節(jié)流管及與其串聯(lián)的單向閥，所述節(jié)流管與單向閥串聯(lián)體的兩端跨接有第一電磁閥；機(jī)組第三進(jìn)口對應(yīng)的支路上設(shè)有第二電磁閥，第二電磁閥與冷凝器之間設(shè)有水流量調(diào)節(jié)閥；冷凝器的水側(cè)出口與機(jī)組第二出口相連，液冷蒸發(fā)器的熱源側(cè)介質(zhì)進(jìn)口與機(jī)組第一進(jìn)口相連，液冷蒸發(fā)器的熱源側(cè)介質(zhì)出口與機(jī)組第一出口相連；冷凝器的水側(cè)出口處設(shè)有熱泵出水溫度傳感器，風(fēng)冷蒸發(fā)器上設(shè)有除霜傳感器，所述各傳感器與熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器相連；所述熱泵機(jī)組內(nèi)的電動三通閥、四通換向閥、壓縮機(jī)、第一電磁閥、第二電磁閥、水流量調(diào)節(jié)閥、風(fēng)機(jī)受控于所述機(jī)組內(nèi)置控制器；所述機(jī)組內(nèi)置控制器與所述系統(tǒng)集中控制器件之間有電連接及信號連接。
[0014]優(yōu)選的，在所述熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件中，在光伏發(fā)電部件的向光面和背光面至少有一處設(shè)有太陽能集熱腔，所述太陽能集熱腔設(shè)有載熱介質(zhì)進(jìn)口和出口 ；設(shè)在光伏發(fā)電部件向光面的太陽能集熱腔由透明白玻璃蓋板和分頻玻璃間隔一夾層組成，在集熱腔內(nèi)使用透明載熱流體。
[0015]優(yōu)選的，所述熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件中還包括聚光元件，所述聚光元件將光線聚集并均勻投射到所述光伏發(fā)電部件的光線接收表面上。
[0016]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)中在太陽能循環(huán)泵與電池組件陣列入口之間還設(shè)置系統(tǒng)電動三通閥、風(fēng)冷散熱器及與其配套的散熱風(fēng)機(jī)，所述系統(tǒng)電動三通閥的進(jìn)口與所述太陽能循環(huán)泵的出口相連，所述系統(tǒng)電動三通閥的兩個(gè)出口與電池組件陣列的進(jìn)口之間并列設(shè)有一根連通管和一個(gè)風(fēng)冷散熱器。
[0017]以上所述一種太陽能熱泵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的工作方法如下:
[0018]控制關(guān)系:所述系統(tǒng)中的機(jī)組循環(huán)泵、儲罐循環(huán)泵、太陽能循環(huán)泵、系統(tǒng)電動三通閥、散熱風(fēng)機(jī)受控于所述系統(tǒng)集中控制器件，所述系統(tǒng)集中控制器件與各熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器之間有電連接及信號連接。
[0019]步驟(1)、參數(shù)設(shè)定:
[0020]在系統(tǒng)集中控制器件上，按照相應(yīng)參數(shù)的數(shù)值限定范圍，依次設(shè)定如下參數(shù):熱泵產(chǎn)水溫度TS=45~60°C，熱泵循環(huán)溫度TR=40~(TS-3) V，太陽能集熱停止溫差Λ t2=2~5 °C，太陽能集熱啟動溫差A(yù)tl=A t2+ (2~8) °C，電池防凍啟動溫度TD=5~8°C，電池防凍停止溫度TJ=8~12V，儲罐放熱啟動溫度TQ=25~40°C，儲罐放熱停止溫度TZ= (TJ+3)~(TQ-5) °C，水箱水位下限Hl=20%~80%、水箱水位上限H2=H1~100%。
[0021]步驟(2)、參數(shù)測量:
[0022]集熱腔溫度傳感器測得電池組件太陽能集熱腔內(nèi)的載熱介質(zhì)溫度Tl，儲罐溫度傳感器)測得載熱介質(zhì)儲罐內(nèi)的載熱介質(zhì)溫度T2，水箱溫度傳感器測得水箱內(nèi)的水溫T3，水箱水位傳感器測得水箱內(nèi)的水量H (滿水時(shí)為100%)。
[0023]步驟(3 )、電池組件發(fā)電:
[0024]有光照的情況下，電池組件陣列產(chǎn)生電能并輸出。
[0025]步驟(4 )、電池組件產(chǎn)熱:
[0026]當(dāng)T1-T2 ≥ Δtl時(shí)，通過系統(tǒng)集中控制器件，依次執(zhí)行如下動作:控制系統(tǒng)電動三通閥的第一出口和其幾口接通，啟動太陽能循環(huán)泵；iTl-T2≤ Δt2時(shí)，關(guān)閉太陽能循環(huán)栗;
[0027]步驟(5)、熱泵太陽能產(chǎn)熱:
[0028]1)當(dāng)T2≥TQ，且H〈100%，且T3≥TR時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，啟動熱泵太陽能直熱產(chǎn)水功能；當(dāng)T2 ≤ TZ，或H=100%時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，關(guān)閉熱泵；
[0029]2)當(dāng)T2≥TQ，且H〈100%，且T3〈TR時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，啟動熱泵太陽能循環(huán)加熱功能；當(dāng)T2 ≤TZ，或T3 ≥TS時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，關(guān)閉熱泵；
[0030]3)當(dāng)T2≥TQ，且H=100%，且T3<TS時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，啟動熱泵太陽能循環(huán)加熱功能；當(dāng)T3≥ TS，或H〈100%時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，關(guān)閉熱泵；
[0031]步驟(6)、熱泵空氣能產(chǎn)熱:
[0032]1)當(dāng)H〈H1，且T2〈TQ時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，啟動熱泵空氣能直熱產(chǎn)水功能；當(dāng)H ≥ H2，或T2≥TQ時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，關(guān)閉熱泵；
[0033]2)當(dāng)H≥H1，且T2〈TQ，且T3〈TR時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，啟動熱泵空氣能循環(huán)加熱功能；當(dāng)T3 ≥TS，或H〈H1，或T2≥TQ時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，關(guān)閉熱泵；
[0034]步驟(7)、電池組件防凍保護(hù):
[0035]當(dāng)Tl≤TD時(shí)，通過系統(tǒng)集中控制器件，控制電動三通閥的第一出口和進(jìn)口接通，啟動太陽能循環(huán)泵；當(dāng)Tl ≥TJ時(shí)，再延時(shí)兩分鐘，關(guān)閉太陽能循環(huán)。
[0036]步驟(8 )、儲罐低溫保護(hù):
[0037]當(dāng)T2 ≤TJ時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，啟動熱泵儲罐低溫保護(hù)功能；當(dāng)T2 ≥TZ時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，關(guān)閉熱泵；
[0038]步驟(9 )、電池組件散熱:
[0039]當(dāng)H=100%，且T3≥TS，且T2≥60°C時(shí)，通過系統(tǒng)集中控制器件，依次執(zhí)行如下動作:控制系統(tǒng)電動三通閥的第二出口和其進(jìn)口接通，啟動太陽能循環(huán)泵、散熱風(fēng)機(jī)；當(dāng)T2<40°C，或H〈100%，或T3〈TS時(shí)，依次關(guān)閉太陽能循環(huán)泵、散熱風(fēng)機(jī)。
[0040]以上所述熱泵機(jī)組的工作方法如下:
[0041]步驟(1)、熱泵太陽能直熱產(chǎn)水功能:
[0042]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:控制機(jī)組電動三通閥的第一進(jìn)口和其出口接通，通過系統(tǒng)集中控制器件開啟儲罐循環(huán)泵，打開機(jī)組第二電磁閥，啟動壓縮機(jī)，給水流量調(diào)節(jié)閥供電并根據(jù)熱泵出水溫度傳感器測得的熱泵出水溫度調(diào)節(jié)其開度，使熱泵出水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值TS±2°C范圍內(nèi)；熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:關(guān)閉壓縮機(jī)、機(jī)組第二電磁閥，通過系統(tǒng)集中控制器件關(guān)閉儲罐循環(huán)泵，將水流量調(diào)節(jié)閥斷電。
[0043]步驟(2)、熱泵太陽能循環(huán)加熱功能:
[0044]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:控制機(jī)組電動三通閥的第一進(jìn)口和其出口接通，通過系統(tǒng)集中控制器件開啟儲罐循環(huán)泵，開啟機(jī)組循環(huán)泵，打開機(jī)組第一電磁閥，啟動壓縮機(jī)；熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:關(guān)閉壓縮機(jī)、機(jī)組循環(huán)泵，通過系統(tǒng)集中控制器件關(guān)閉儲罐循環(huán)泵，關(guān)閉機(jī)組第二電磁閥。
[0045]步驟(3)、熱泵儲罐低溫保護(hù)功能:
[0046]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:給四通閥供電使其接口連通方式轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝唤涌诤偷诙涌谶B通、第三接口和第四接口連通，控制機(jī)組電動三通閥的第一進(jìn)口和其出口連通，通過系統(tǒng)集中控制器件開啟儲罐循環(huán)泵，開啟機(jī)組循環(huán)泵、壓縮機(jī)；熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:關(guān)閉壓縮機(jī)、機(jī)組循環(huán)泵，通過系統(tǒng)集中控制器件關(guān)閉儲罐循環(huán)泵，給四通閥斷電。
[0047]步驟(4)、熱泵空氣能直熱產(chǎn)水功能:
[0048]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:控制機(jī)組電動三通閥的接口第二進(jìn)口和其出口接通，開啟機(jī)組風(fēng)機(jī)，打開機(jī)組第二電磁閥，啟動壓縮機(jī)，給水流量調(diào)節(jié)閥供電并根據(jù)熱泵出水溫度傳感器測得的熱泵出水溫度調(diào)節(jié)其開度，使熱泵出水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值TS±2°C范圍內(nèi)；熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:關(guān)閉壓縮機(jī)、機(jī)組第二電磁閥、機(jī)組風(fēng)機(jī)、將水流量調(diào)節(jié)閥斷電。
[0049]步驟(5)、熱泵空氣能循環(huán)加熱功能:
[0050]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:控制機(jī)組電動三通閥的第二進(jìn)口和其出口接通、開啟機(jī)組風(fēng)機(jī)，開啟機(jī)組循環(huán)泵、打開機(jī)組第一電磁閥、啟動壓縮機(jī)；熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:關(guān)閉壓縮機(jī)、機(jī)組循環(huán)泵、機(jī)組第一電磁閥、機(jī)組風(fēng)機(jī)。
[0051]步驟(6)、熱泵空氣能除霜:
[0052]當(dāng)熱泵機(jī)組正在運(yùn)行“熱泵空氣能產(chǎn)熱功能”，且除霜傳感器判斷符合風(fēng)冷蒸發(fā)器除霜啟動條件時(shí)，給四通閥供電使其接口連通方式轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝唤涌诤偷诙涌谶B通、第三接口和第四接口連通，啟動機(jī)組循環(huán)泵，關(guān)閉機(jī)組第一電磁閥、第二電磁閥；當(dāng)除霜傳感器判斷符合風(fēng)冷蒸發(fā)器除霜終止條件時(shí)，控制機(jī)組恢復(fù)到除霜前的工作模式。
[0053]本發(fā)明技術(shù)方案中太陽能熱泵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括帶有集熱腔的熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件形成的安裝陣列、熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群、載熱介質(zhì)儲罐、熱水儲水箱、太陽能循環(huán)泵等。安裝陣列通過太陽能循環(huán)泵與載熱介質(zhì)儲罐構(gòu)成循環(huán)回路，將電池組件產(chǎn)生的熱量送到載熱介質(zhì)儲罐中。熱泵機(jī)組以載熱介質(zhì)儲罐為低溫?zé)嵩瓷a(chǎn)生活熱水，并存儲于水箱中供用戶使用。沒有太陽輻射且熱水儲量少時(shí)，熱泵機(jī)組通過一個(gè)風(fēng)冷蒸發(fā)器從空氣中吸熱生產(chǎn)熱水。當(dāng)水箱滿水且達(dá)到溫度上限后，載熱介質(zhì)儲罐中多余的熱量通過一個(gè)風(fēng)冷散熱器散掉，以保證電池板發(fā)電效率。冬季夜間電池組件溫度低時(shí)，系統(tǒng)對電池組件實(shí)施防凍保護(hù)。該系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)太陽能的熱電綜合利用，提高太陽能熱電綜合利用率。
[0054]相對于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0055]一、將熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件集熱腔內(nèi)的載熱介質(zhì)作為熱泵裝置的低溫?zé)嵩?，通過熱泵蒸發(fā)器的吸熱，可使太陽能載熱介質(zhì)的溫度始終維持在10?30°C之間，這是晶體硅材料光電轉(zhuǎn)換效率最高的工作溫度范圍，有利于提高整個(gè)裝置的發(fā)電效率。而傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件工作在40?55°C區(qū)間，導(dǎo)致其光電轉(zhuǎn)換效率降低。
[0056]二、靠熱泵裝置將電池組件所產(chǎn)生的30?40°C的熱能提升到50?60°C，從而使所生產(chǎn)的熱能具有了利用價(jià)值，如用于生活熱水的集中供應(yīng)等。而傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件所產(chǎn)生的30?40°C的熱能不具備使用價(jià)值。
[0057]三、當(dāng)太陽輻射非常強(qiáng)，或者因用戶原因出現(xiàn)某一天或某一階段的用熱量減少時(shí)，熱水儲水箱會滿水并且溫度也會達(dá)到很高的數(shù)值，這種情況下，電池組件繼續(xù)采集的熱能會通過系統(tǒng)中專門設(shè)置的風(fēng)冷散熱器釋放到環(huán)境中，以控制電池組件的工作溫度不致太高，保證其發(fā)電效率。
[0058]四、在冬季沒有太陽輻射的天氣以及寒冷的夜晚，當(dāng)環(huán)境溫度很低并導(dǎo)致電池組件內(nèi)的載熱介質(zhì)因散熱而溫度降至很低時(shí)，系統(tǒng)通過控制其熱泵機(jī)組的特殊工作模式，可以將從水箱中取熱送至電池組件中的載熱介質(zhì)，防止電池組件及其循環(huán)回路裝置凍壞。而傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件及其系統(tǒng)不具備這一功能及相應(yīng)防凍熱量來源。
[0059]五、系統(tǒng)中所設(shè)置的特殊的熱泵機(jī)組在沒有太陽輻射的情況下，可以從空氣中吸熱并生產(chǎn)熱水，從而保證用戶的全天候熱水供應(yīng)。而傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件及其系統(tǒng)在沒有太陽輻射的情況下不能產(chǎn)生熱能。
[0060]六、通過預(yù)設(shè)在系統(tǒng)集中控制器件中的優(yōu)化的控制策略，能夠使系統(tǒng)在產(chǎn)熱時(shí)優(yōu)先并最大限度地利用太陽能，只在太陽能不足以提供用戶所必須的最少熱量時(shí)才啟動空氣能產(chǎn)熱功能，能夠最大限度保證系統(tǒng)高的綜合能效比。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0061]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0062]圖1為熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件目前常用的幾種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0063]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的示意圖；
[0064]圖3為本發(fā)明中熱泵機(jī)組的構(gòu)成示意圖；
[0065]圖4為本發(fā)明中四通換向閥和機(jī)組電動三通閥的接口編號示意圖；
[0066]圖5為本發(fā)明中載熱介質(zhì)儲罐的接口編號示意圖；
[0067]圖6為本發(fā)明中熱泵機(jī)組冷凝器的接口編號示意圖；
[0068]圖7為本發(fā)明中熱泵機(jī)組液冷蒸發(fā)器的接口編號示意圖；
[0069]圖8為本發(fā)明實(shí)施例2的示意圖；
[0070]圖9為本發(fā)明中系統(tǒng)電動三通閥的接口編號示意圖；
[0071]圖10為本發(fā)明中熱泵機(jī)組在產(chǎn)熱工作模式下的冷媒循環(huán)流向示意圖；
[0072]圖11為本發(fā)明中熱泵機(jī)組在除霜和儲罐低溫保護(hù)工作模式下的冷媒循環(huán)流向示意圖；
[0073]其中:1.熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件陣列，2.電池組件集熱腔溫度傳感器，3.載熱介質(zhì)儲罐，4.熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群，5.熱水儲水箱，6.水箱水溫傳感器，7.水箱水位傳感器，
8.機(jī)組循環(huán)泵，9.儲罐循環(huán)泵，10.儲罐溫度傳感器，11.太陽能循環(huán)泵，12.系統(tǒng)電動三通閥，13.散熱風(fēng)機(jī)，14.風(fēng)冷散熱器。
[0074]其中:101.光伏發(fā)電部件，102.太陽能集熱腔，103.透明白玻璃蓋板，104.分頻玻璃，105.聚光元件。
[0075]其中:1a.電池組件載熱介質(zhì)進(jìn)口，lb.電池組件載熱介質(zhì)出口。
[0076]其中:3a.儲罐第一循環(huán)出液口，3b.儲罐第一循環(huán)回液口，3c.儲罐第二循環(huán)回液口，3d.儲罐第二循環(huán)出液口。
[0077]其中:4a.機(jī)組第一進(jìn)口，4b.機(jī)組第一出口，4c.機(jī)組第二出口，4d.機(jī)組第二進(jìn)口，4e.機(jī)組第三進(jìn)口。
[0078]其中:401.機(jī)組電動三通閥，402.四通換向閥，403.壓縮機(jī)，404.冷凝器，405.熱泵出水溫度傳感器，406.單向閥，407.節(jié)流管，408.第一電磁閥，409.第二電磁閥，410.冷媒膨脹元件，411.水流量調(diào)節(jié)閥，412.風(fēng)冷蒸發(fā)器，413.液冷蒸發(fā)器，414.除霜傳感器，415.風(fēng)機(jī)。
[0079]其中:401a.機(jī)組電動三通閥第一進(jìn)口，401b.機(jī)組電動三通閥第二進(jìn)口，401c.機(jī)
組電動三通閥出口。
[0080]其中:402a.四通換向閥第一接口，402b.四通換向閥第二接口，402c.四通換向閥第三接口，402d.四通換向閥第四接口。
[0081 ] 其中:404a.冷凝器冷媒側(cè)進(jìn)口，404b.冷凝器冷媒側(cè)出口，404c.冷凝器水側(cè)進(jìn)口，404d.冷凝器水側(cè)出口。
[0082]其中:412a.風(fēng)冷蒸發(fā)器冷媒側(cè)出口，412b.風(fēng)冷蒸發(fā)器冷媒側(cè)進(jìn)口。
[0083]其中:413a.液冷蒸發(fā)器冷媒側(cè)出口，413b.液冷蒸發(fā)器冷媒側(cè)進(jìn)口，413c.液冷蒸發(fā)器熱源側(cè)進(jìn)口，413d.液冷蒸發(fā)器熱源側(cè)出口。
[0084]其中:5a.水箱循環(huán)出水口，5b.水箱循環(huán)回水口。
[0085]其中:12a.系統(tǒng)電動三通閥第一出口，12b.系統(tǒng)電動三通閥第二出口，12c.系統(tǒng)電動三通閥進(jìn)口。
【具體實(shí)施方式】
[0086]以下結(jié)合具體實(shí)施例對上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
[0087]實(shí)施例1
[0088]如圖2所示，并結(jié)合圖1、圖3?圖7進(jìn)行說明，帶有載熱介質(zhì)集熱腔的熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件形成安裝陣列1，多臺特殊的熱泵熱水機(jī)組構(gòu)成熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群4。載熱介質(zhì)儲罐3上設(shè)有兩個(gè)循環(huán)出液口和兩個(gè)循環(huán)回液口，載熱介質(zhì)儲罐3上的第一循環(huán)出液口 3a、太陽能循環(huán)泵11、電池組件陣列1、載熱介質(zhì)儲罐3上的第一循環(huán)回液口 3b通過管道依次連接，構(gòu)成太陽能循環(huán)集熱回路。系統(tǒng)中設(shè)有熱水儲水箱5，熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群4的第一進(jìn)口 4a通過儲罐循環(huán)泵9與載熱介質(zhì)儲罐3上的第二循環(huán)出液口 3d相連、第一出口4b與載熱介質(zhì)儲罐3上的第二循環(huán)回液口 3c相連、熱泵機(jī)組4的第一進(jìn)口 4a和第一出口4b分別對應(yīng)機(jī)組內(nèi)液冷蒸發(fā)器413的熱源側(cè)介質(zhì)進(jìn)出口 413c和413d，由此構(gòu)成熱泵4的熱源側(cè)介質(zhì)循環(huán)回路。熱泵機(jī)組4有兩個(gè)進(jìn)水口和一個(gè)出水口，相應(yīng)的進(jìn)出水口分別對應(yīng)機(jī)組內(nèi)冷凝器404的水側(cè)介質(zhì)進(jìn)出口 404c和404d，熱泵機(jī)組的第二進(jìn)口 4d通過機(jī)組循環(huán)泵8與水箱5上的循環(huán)出水口 5a相連，第二出口 4c與水箱5上的循環(huán)回水口 5b相連，從而構(gòu)成熱泵對水箱的循環(huán)加熱回路；熱泵機(jī)組的第三進(jìn)口 4e與自來水管道相連，從而構(gòu)成熱泵機(jī)組的直熱產(chǎn)水路線。光伏電池組件陣列I中，沿載熱介質(zhì)流向末端電池組件的集熱腔102出口端設(shè)有集熱腔溫度傳感器2，載熱介質(zhì)儲罐3內(nèi)設(shè)有儲罐溫度傳感器10，水箱5內(nèi)設(shè)有水箱水溫傳感器6和水箱水位傳感器7，上述各傳感器與系統(tǒng)集中控制器件(圖中未示出)連接；所述系統(tǒng)中的機(jī)組循環(huán)泵8、儲罐循環(huán)泵9、太陽能循環(huán)泵11受控于所述系統(tǒng)集中控制器件(圖中未示出)。
[0089]如圖3所示，結(jié)合圖4、圖6、圖7進(jìn)行說明，系統(tǒng)中所設(shè)置的特殊的熱泵機(jī)組4包括機(jī)組電動三通閥401、四通換向閥402、壓縮機(jī)403、冷凝器404、冷媒膨脹元件410、風(fēng)冷蒸發(fā)器412、液冷蒸發(fā)器413。四通換向閥402的第一接口 402a與壓縮機(jī)403的出口相連、第二接口 402b與電動三通閥401的出口 401c相連、第三接口 402c與壓縮機(jī)403的進(jìn)口相連、第四接口 402d與冷凝器404的冷媒側(cè)進(jìn)口 404a相連。冷凝器404的冷媒側(cè)出口 404b與冷媒膨脹元件410的進(jìn)口相連，冷媒膨脹元件410的出口同時(shí)與液冷蒸發(fā)器413的冷媒側(cè)進(jìn)口 413b及風(fēng)冷蒸發(fā)器412的冷媒側(cè)進(jìn)口 412b相連，液冷蒸發(fā)器413及風(fēng)冷蒸發(fā)器412的冷媒側(cè)出口 413a、412a分別與電動三通閥401的第一進(jìn)口 401a和第二進(jìn)口 401b相連。冷凝器404的水側(cè)進(jìn)口 404c同時(shí)與機(jī)組第二進(jìn)口 4d和第三進(jìn)口 4e相連，機(jī)組第二進(jìn)口 4d對應(yīng)的支路上設(shè)有一段小口徑節(jié)流管407及與其串聯(lián)的單向閥406，所述節(jié)流管407與單向閥406串聯(lián)體的兩端跨接有第一電磁閥408。機(jī)組第三進(jìn)口 4e對應(yīng)的支路上設(shè)有第二電磁閥409，第二電磁閥409與冷凝器404之間設(shè)有水流量調(diào)節(jié)閥411。冷凝器404的水側(cè)出口 404d與機(jī)組第二出口 4c相連，液冷蒸發(fā)器413的熱源側(cè)介質(zhì)進(jìn)口 413c與機(jī)組第一進(jìn)口4a相連，液冷蒸發(fā)器413的熱源側(cè)介質(zhì)出口 413d與機(jī)組第一出口 4b相連。所述熱泵機(jī)組4內(nèi)設(shè)有機(jī)組內(nèi)置控制器(圖中未示出)，冷凝器404的水側(cè)出口 404d處設(shè)有熱泵出水溫度傳感器405，風(fēng)冷蒸發(fā)器412上設(shè)有除霜傳感器414，所述各傳感器405和414與熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器相連。所述熱泵機(jī)組4內(nèi)的電動三通閥401、四通換向閥402、壓縮機(jī)403、第一電磁閥408、第二電磁閥409、水流量調(diào)節(jié)閥411、風(fēng)機(jī)415受控于所述機(jī)組內(nèi)置控制器。所述機(jī)組內(nèi)置控制器與所述系統(tǒng)集中控制器件之間有電連接及信號連接，前者接受后者指令進(jìn)行工作。所述小口徑節(jié)流管407用于機(jī)組從水箱中取熱的冷媒反向循環(huán)工況，通過其節(jié)流效應(yīng)控制熱水流量，防止熱泵的蒸發(fā)溫度過高。
[0090]系統(tǒng)中帶有載熱介質(zhì)集熱腔的熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件形成安裝陣列I中設(shè)置的熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件如圖1所示，包括光伏發(fā)電部件101，在光伏發(fā)電部件101的向光面和背光面至少有一處設(shè)有太陽能集熱腔102，太陽能集熱腔102設(shè)有液態(tài)載熱介質(zhì)進(jìn)口 Ia和液態(tài)載熱介質(zhì)出口 lb。如圖1 (a)、(d)所示，設(shè)在光伏發(fā)電部件101向光面的太陽能集熱腔102由透明白玻璃蓋板103和分頻玻璃104間隔一夾層組成，在太陽能集熱腔102內(nèi)使用液態(tài)透明載熱介質(zhì)，所述載熱介質(zhì)及所述分頻玻璃104均具有將無法轉(zhuǎn)化成電能的光照波長能量攔截下來并轉(zhuǎn)化成熱能的作用。如圖1(b)所示，太陽能集熱腔102也可設(shè)在光伏發(fā)電部件101的背光面，其內(nèi)只需通以一般的冷卻液或防凍液即可。如圖1 (C)、(e)所示，為增強(qiáng)對光伏發(fā)電部件101的冷卻效果，還可在光伏發(fā)電部件101的向光面和背光面同時(shí)設(shè)置太陽能集熱腔102。進(jìn)一步的，如圖1 (d)、(e)所示，所述熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件I中還包括聚光元件105，所述聚光元件105將光線聚集并均勻投射到所述光伏發(fā)電部件103的光線接收表面上，以增加單位面積光伏電池板的發(fā)電量和產(chǎn)熱量。
[0091]本實(shí)施例中所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的工作方法按照如下步驟進(jìn)行:
[0092]系統(tǒng)部件控制關(guān)系:系統(tǒng)中的機(jī)組循環(huán)泵8、儲罐循環(huán)泵9、太陽能循環(huán)泵11受控于所述系統(tǒng)集中控制器件(圖中未示出)，所述系統(tǒng)集中控制器件與各熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器(圖中未示出)之間有電連接及信號連接。
[0093]步驟1、參數(shù)設(shè)定:
[0094]在系統(tǒng)集中控制器件上，按照相應(yīng)參數(shù)的數(shù)值限定范圍，依次設(shè)定如下參數(shù):熱泵產(chǎn)水溫度TS=45?60°C，熱泵循環(huán)溫度TR=40?(TS-3) V，太陽能集熱停止溫差Λ t2=2?5°C，太陽能集熱啟動溫差A(yù)tl=A t2+ (2~8) °C，電池防凍啟動溫度TD=5~8°C，電池防凍停止溫度TJ=8~12°C，儲罐放熱啟動溫度TQ=25~40°C，儲罐放熱停止溫度TZ= (TJ+3)~(TQ-5) °C，水箱水位下限Hl=20%~80%、水箱水位上限H2=H1~100%。
[0095]步驟2、參數(shù)測量:
[0096]集熱腔溫度傳感器2測得太陽能集熱腔103內(nèi)的載熱介質(zhì)溫度Tl，儲罐溫度傳感器10測得載熱介質(zhì)儲罐3內(nèi)的載熱介質(zhì)溫度T2，水箱溫度傳感器6測得水箱5內(nèi)的水溫T3，水箱水位傳感器7測得水箱5內(nèi)的水量H滿水時(shí)為100%。
[0097]步驟3、電池組件發(fā)電:
[0098]有光照的情況下，電池組件陣列I產(chǎn)生電能并輸出。
[0099]步驟4、電池組件產(chǎn)熱:
[0100]當(dāng)T1-T2 ^ Atl時(shí)，通過系統(tǒng)集中控制器件，依次執(zhí)行如下動作:控制電動三通閥12的接口 12a和12c接通，啟動太陽能循環(huán)泵11 ;當(dāng)1112 ( Δ t2時(shí)，關(guān)閉太陽能循環(huán)泵11。
[0101]步驟5、熱泵太陽能產(chǎn)熱:
[0102]I)當(dāng)T2≥TQ，且H〈100%，且T3≥TR時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，啟動熱泵太陽能直熱產(chǎn)水功能；當(dāng)T2 < TZ，或H=100%時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，關(guān)閉熱泵。
[0103]2)當(dāng)T2≥TQ，且H〈100%，且T3〈TR時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，啟動熱泵太陽能循環(huán)加熱功能；當(dāng)T2 ( TZ，或T3 ^ TS時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，關(guān)閉熱泵。
[0104]3)當(dāng)T2≥TQ，且H=100%，且T3〈TS時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，啟動熱泵太陽能循環(huán)加熱功能；當(dāng)T3 > TS，或H〈100%時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，關(guān)閉熱泵。
[0105]步驟6、熱泵空氣能產(chǎn)熱:
[0106]I)當(dāng)H〈H1，且T2〈TQ時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，啟動熱泵空氣能直熱產(chǎn)水功能；當(dāng)H > H2，或T2 > TQ時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，關(guān)閉熱泵。
[0107]2)當(dāng)H≥H1，且T2〈TQ，且T3〈TR時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，啟動熱泵空氣能循環(huán)加熱功能；當(dāng)T3 > TS，或H〈H1，或T2 ^ TQ時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，關(guān)閉熱泵。
[0108]步驟7、電池組件防凍保護(hù):
[0109]當(dāng)Tl < TD時(shí)，通過系統(tǒng)集中控制器件，控制電動三通閥12的接口 12a和12c接通，啟動太陽能循環(huán)泵11 ;當(dāng)Tl≥TJ時(shí)，再延時(shí)兩分鐘，關(guān)閉太陽能循環(huán)泵11。
[0110]步驟8、儲罐低溫保護(hù):
[0111]當(dāng)T2 STJ時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，啟動熱泵儲罐低溫保護(hù)功能；當(dāng)T2 ^ TZ時(shí)，系統(tǒng)集中控制器件通知熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器，關(guān)閉熱泵。
[0112]結(jié)合圖3、圖4、圖6、圖7、圖10、圖11，本實(shí)施例所述系統(tǒng)中所設(shè)置的特殊的熱泵機(jī)組的工作方法按照如下步驟進(jìn)行:
[0113]步驟1、熱泵太陽能直熱產(chǎn)水功能:[0114]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:控制電動三通閥401的接口 401a和401c接通，通過系統(tǒng)集中控制器件開啟儲罐循環(huán)泵9，打開機(jī)組第二電磁閥409，啟動壓縮機(jī)403，給水流量調(diào)節(jié)閥411供電并根據(jù)熱泵出水溫度傳感器405測得的熱泵出水溫度調(diào)節(jié)其開度，使熱泵出水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值TS±2°C范圍內(nèi)；熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:關(guān)閉壓縮機(jī)403、機(jī)組第二電磁閥409，通過系統(tǒng)集中控制器件關(guān)閉儲罐循環(huán)泵9，將水流量調(diào)節(jié)閥411斷電。
[0115]步驟2、熱泵太陽能循環(huán)加熱功能:
[0116]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:控制機(jī)組電動三通閥401的接口 401a和401c接通，通過系統(tǒng)集中控制器件開啟儲罐循環(huán)泵9，開啟機(jī)組循環(huán)泵8，打開機(jī)組第一電磁閥408，啟動壓縮機(jī)403 ;熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:關(guān)閉壓縮機(jī)403、機(jī)組循環(huán)泵8，通過系統(tǒng)集中控制器件關(guān)閉儲罐循環(huán)泵9，關(guān)閉機(jī)組第二電磁閥409。
[0117]步驟3、熱泵儲罐低溫保護(hù)功能:
[0118]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:給四通閥402供電使其接口連通方式轉(zhuǎn)變?yōu)?02a和402b連通、402c和402d連通，控制機(jī)組電動三通閥401的接口 401a和401c連通，通過系統(tǒng)集中控制器件開啟儲罐循環(huán)泵9，開啟機(jī)組循環(huán)泵8、壓縮機(jī)403 ;熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:關(guān)閉壓縮機(jī)403、機(jī)組循環(huán)泵8，通過系統(tǒng)集中控制器件關(guān)閉儲罐循環(huán)泵9，給四通閥402斷電。
[0119]步驟4、熱泵空氣能直熱產(chǎn)水功能:
[0120]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:控制機(jī)組電動三通閥401的接口 401b和401c接通，開啟機(jī)組風(fēng)機(jī)415，打開機(jī)組第二電磁閥409，啟動壓縮機(jī)403，給水流量調(diào)節(jié)閥411供電并根據(jù)熱泵出水溫度傳感器405測得的熱泵出水溫度調(diào)節(jié)其開度，使熱泵出水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值TS±2°C范圍內(nèi)；熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:關(guān)閉壓縮機(jī)403、機(jī)組第二電磁閥409、機(jī)組風(fēng)機(jī)415、將水流量調(diào)節(jié)閥411斷電。
[0121]步驟5、熱泵空氣能循環(huán)加熱功能:
[0122]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:控制機(jī)組電動三通閥401的接口 401b和401c接通、開啟機(jī)組風(fēng)機(jī)415，開啟機(jī)組循環(huán)泵8、打開機(jī)組第一電磁閥408、啟動壓縮機(jī)403 ;熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號，依次執(zhí)行如下動作:關(guān)閉壓縮機(jī)403、機(jī)組循環(huán)泵8、機(jī)組第一電磁閥408、機(jī)組風(fēng)機(jī)415。
[0123]步驟6、熱泵空氣能除霜功能:
[0124]當(dāng)熱泵機(jī)組正在運(yùn)行“熱泵空氣能產(chǎn)熱功能”，且除霜傳感器414判斷符合風(fēng)冷蒸發(fā)器除霜啟動條件時(shí)，給四通閥402供電使其接口連通方式轉(zhuǎn)變?yōu)?02a和402b連通、402c和402d連通，啟動機(jī)組循環(huán)泵8，關(guān)閉機(jī)組第一電磁閥408、第二電磁閥409 ;當(dāng)除霜傳感器414判斷符合風(fēng)冷蒸發(fā)器除霜終止條件時(shí)，控制機(jī)組恢復(fù)到除霜前的工作模式。
[0125]實(shí)施例2:[0126]如圖8結(jié)合圖9所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1比較(可以對照圖2說明)，系統(tǒng)中增加了電動三通閥12、風(fēng)冷散熱器14及與其配套的散熱風(fēng)機(jī)13。電動三通閥12的進(jìn)口 12c與太陽能循環(huán)泵11的出口相連，電動三通閥12的兩個(gè)出口 12a、12b與電池組件陣列I的進(jìn)口之間并列設(shè)有一根連通管和一個(gè)風(fēng)冷散熱器14,電動三通閥12、散熱風(fēng)機(jī)13受控于系統(tǒng)集中控制器件(圖中未示出)。該套裝置用于在系統(tǒng)產(chǎn)熱飽和時(shí)，將電池組件陣列I產(chǎn)生的多余的熱量釋放到環(huán)境中，以保證電池板的溫度不至于升得太高。
[0127]對照實(shí)施例1的工作方法,本實(shí)施例所述系統(tǒng)進(jìn)一步增加的工作方法如下:
[0128]步驟I~8同實(shí)施例1所述。
[0129]步驟9、電池組件散熱:
[0130]當(dāng)H=100%，且T3≥TS，且T2≥60°C時(shí)，通過系統(tǒng)集中控制器件，依次執(zhí)行如下動作:控制系統(tǒng)電動三通閥12的接口 12b和12c接通，啟動太陽能循環(huán)泵11、散熱風(fēng)機(jī)13 ;當(dāng)T2〈40°C，或H〈100%，或T3〈TS時(shí)，依次關(guān)閉太陽能循環(huán)泵11、散熱風(fēng)機(jī)13。
[0131]上述實(shí)例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人是能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能熱泵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件形成的安裝陣列(I)、載熱介質(zhì)儲罐(3)、太陽能循環(huán)泵(11)，載熱介質(zhì)儲罐(3)上的第一循環(huán)出液口(3a)、太陽能循環(huán)泵(11)、電池組件陣列(I)、載熱介質(zhì)儲罐(3)上的第一循環(huán)回液口(3b)通過管道依次連接，其特征在于:系統(tǒng)中還設(shè)有熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群(4)和熱水儲水箱(5)，所述熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群(4 )的第一進(jìn)口( 4a)通過儲罐循環(huán)泵(9 )與載熱介質(zhì)儲罐(3 )上的第二循環(huán)出液口(3d)相連、第一出口(4b)與載熱介質(zhì)儲罐(3)上的第二循環(huán)回液口(3c)相連、第二進(jìn)口( 4d)通過機(jī)組循環(huán)泵(8 )與所述水箱(5 )上的循環(huán)出水口( 5a)相連、第三進(jìn)口( 4e )與自來水管道相連、第二出口(4c)與所述水箱(5)上的循環(huán)回水口(5b)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱泵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述光伏電池組件陣列(I)中，沿載熱介質(zhì)流向末端電池組件的太陽能集熱腔(102)出口端設(shè)有集熱腔溫度傳感器(2)，所述載熱介質(zhì)儲罐(3)內(nèi)設(shè)有儲罐溫度傳感器(10)，所述水箱(5)內(nèi)設(shè)有水箱水溫傳感器(6 )和水箱水位傳感器(7 )，所述各傳感器與系統(tǒng)集中控制器件連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱泵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述熱泵機(jī)組(4)包括電動三通閥(401)、四通換向閥(402)、壓縮機(jī)(403)、冷凝器(404)、冷媒膨脹元件(410)、風(fēng)冷蒸發(fā)器(412)、液冷蒸發(fā)器(413);四通換向閥(402)的第一接口(402a)與壓縮機(jī)(403)的出口相連、第二接口(402b)與電動三通閥(401)的出口(401c)相連、第三接口(402c)與壓縮機(jī)(403)的進(jìn)口相連、第四接口(402d)與冷凝器(404)的冷媒側(cè)進(jìn)口(404a)相連；冷凝器(404)的冷媒側(cè)出口(404b)與冷媒膨脹元件(410)的進(jìn)口相連，冷媒膨脹元件(410)的出口同時(shí)與液冷蒸發(fā)器(413)的冷媒側(cè)進(jìn)口(413b)及風(fēng)冷蒸發(fā)器(412)的冷媒側(cè)進(jìn)口(412b)相連，液冷蒸發(fā)器(413)及風(fēng)冷蒸發(fā)器(412)的冷媒側(cè)出口(413a)、(412a)分別與電動三通閥(401)的 第一進(jìn)口(401a)和第二進(jìn)口(401b)相連；冷凝器(404)的水側(cè)進(jìn)口(404c)同時(shí)與機(jī)組第二進(jìn)口(4d)和第三進(jìn)口(4e)相連，機(jī)組第二進(jìn)口(4d)對應(yīng)的支路上設(shè)有一段節(jié)流管(407 )及與節(jié)流管(407 )串聯(lián)的單向閥(406 )，所述節(jié)流管(407 )與單向閥(406 )串聯(lián)體的兩端跨接有第一電磁閥(408 );機(jī)組第三進(jìn)口( 4e )對應(yīng)的支路上設(shè)有第二電磁閥(409 )，第二電磁閥(409 )與冷凝器(404)之間設(shè)有水流量調(diào)節(jié)閥(411);冷凝器(404)的水側(cè)出口(404d)與機(jī)組第二出口(4c)相連，液冷蒸發(fā)器(413)的熱源側(cè)介質(zhì)進(jìn)口(413c)與機(jī)組第一進(jìn)口(4a)相連，液冷蒸發(fā)器(413)的熱源側(cè)介質(zhì)出口(413d)與機(jī)組第一出口(4b)相連；冷凝器(404)的水側(cè)出口(404d)處設(shè)有熱泵出水溫度傳感器(405)，風(fēng)冷蒸發(fā)器(412)上設(shè)有除霜傳感器(414)，所述各傳感器(405)和(414)與熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器相連；所述熱泵機(jī)組(4)內(nèi)的電動三通閥(401)、四通換向閥(402 )、壓縮機(jī)(403 )、第一電磁閥(408)、第二電磁閥(409)、水流量調(diào)節(jié)閥(411)、風(fēng)機(jī)(415)受控于所述機(jī)組內(nèi)置控制器；所述機(jī)組內(nèi)置控制器與所述系統(tǒng)集中控制器件之間有電連接及信號連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱泵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件(I)的光伏發(fā)電部件(101)的向光面和背光面至少有一處設(shè)有太陽能集熱腔(102)，所述太陽能集熱腔(102)設(shè)有載熱介質(zhì)進(jìn)口(Ia)和出口(Ib);設(shè)在光伏發(fā)電部件(101)向光面的太陽能集熱腔由透明白玻璃蓋板(103)和分頻玻璃(104)間隔一夾層組成，在太陽能集熱腔(102)內(nèi)使用透明載熱流體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能熱泵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:在所述的熱電聯(lián)產(chǎn)型光伏電池組件(I)還設(shè)置有聚光元件(105 )，所述聚光元件(105 )將光線聚集并均勻投射到所述光伏發(fā)電部件(103)的光線接收表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱泵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)中在太陽能循環(huán)泵(11)與電池組件陣列(1)入口之間還設(shè)置電動三通閥(12)、風(fēng)冷散熱器(14)及與其配套的散熱風(fēng)機(jī)(13)，所述電動三通閥(12)的進(jìn)口(12c)與所述太陽能循環(huán)泵(11)的出口相連，所述電動三通閥(12 )的兩個(gè)出口( 12a )、( 12b )與電池組件陣列(1)的進(jìn)口之間并列設(shè)有連通管和風(fēng)冷散熱 器(14)。
【文檔編號】F25B27/00GK203719233SQ201320881078
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】高秀峰, 賀國凌, 李震, 齊寶金, 李云 申請人:西安交通大學(xué)蘇州研究院