太陽(yáng)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(kāi)了一種太陽(yáng)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(chǔ)罐、熱水儲(chǔ)水箱、太陽(yáng)能循環(huán)泵等。安裝陣列通過(guò)太陽(yáng)能循環(huán)泵與載熱介質(zhì)儲(chǔ)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(chǔ)罐中。熱泵機(jī)組以載熱介質(zhì)儲(chǔ)罐為低溫?zé)嵩瓷a(chǎn)生活熱水，并存儲(chǔ)于水箱中供用戶使用。沒(méi)有太陽(yáng)輻射且熱水儲(chǔ)量少時(shí)，熱泵機(jī)組通過(guò)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(chǔ)罐中多余的熱量通過(guò)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(duì)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(yáng)能的熱電綜合利用，提高太陽(yáng)能熱電綜合利用率。
【專利說(shuō)明】太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)近年來(lái)發(fā)展和推廣應(yīng)用都非常迅速，受到世界各國(guó)政府和產(chǎn)業(yè)界的廣泛重視，目前的太陽(yáng)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(guò)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(yáng)電池轉(zhuǎn)化效率大約在15%左右，其余的太陽(yáng)輻射能量則沒(méi)有被利用，因此太陽(yáng)能的整體利用率不高。在不能轉(zhuǎn)化成電能的這部分太陽(yáng)輻射能量中，有相當(dāng)一部分會(huì)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(huì)導(dǎo)致其電能轉(zhuǎn)換率下降，太陽(yáng)能輻射的整體利用率進(jìn)一步降低。為了解決這一問(wèn)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(yáng)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(jiàn)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(yáng)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(yáng)能頻譜截留下來(lái)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(guò)30°C來(lái)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(méi)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(wèn)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(yáng)能集熱腔102)，在其中通入冷卻液來(lái)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(duì)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(guò)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(lái)，在電池組件的向光面和背光面同時(shí)設(shè)置太陽(yáng)能集熱腔102和冷卻夾套(另一太陽(yáng)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(méi)有解決輸出熱能品位太低，難以被利用的問(wèn)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(yáng)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(shì)。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(yáng)能為自然光照的數(shù)倍，因此其溫升會(huì)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(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，最大的問(wèn)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(huì)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(lái)。

【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(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，能夠使太陽(yáng)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(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
[0011]一種太陽(yáng)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(chǔ)罐、太陽(yáng)能循環(huán)泵，載熱介質(zhì)儲(chǔ)罐上的第一循環(huán)出液口、太陽(yáng)能循環(huán)泵、電池組件陣列、載熱介質(zhì)儲(chǔ)罐上的第一循環(huán)回液口通過(guò)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(chǔ)水箱，所述熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群的第一進(jìn)口通過(guò)儲(chǔ)罐循環(huán)泵與載熱介質(zhì)儲(chǔ)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(chǔ)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(guò)機(jī)組循環(huán)泵與所述熱水儲(chǔ)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(lái)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(chǔ)罐內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)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(duì)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(dòng)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(hào)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(yáng)能集熱腔，所述太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(dòng)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(dòng)三通閥的進(jìn)口與所述太陽(yáng)能循環(huán)泵的出口相連，所述系統(tǒng)電動(dòng)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(yáng)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(chǔ)罐循環(huán)泵、太陽(yáng)能循環(huán)泵、系統(tǒng)電動(dòng)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(hào)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(yáng)能集熱停止溫差Λ t2=2~5 °C，太陽(yáng)能集熱啟動(dòng)溫差A(yù)tl=A t2+ (2~8) °C，電池防凍啟動(dòng)溫度TD=5~8°C，電池防凍停止溫度TJ=8~12V，儲(chǔ)罐放熱啟動(dòng)溫度TQ=25~40°C，儲(chǔ)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(cè)量:
[0022]集熱腔溫度傳感器測(cè)得電池組件太陽(yáng)能集熱腔內(nèi)的載熱介質(zhì)溫度Tl，儲(chǔ)罐溫度傳感器)測(cè)得載熱介質(zhì)儲(chǔ)罐內(nèi)的載熱介質(zhì)溫度T2，水箱溫度傳感器測(cè)得水箱內(nèi)的水溫T3，水箱水位傳感器測(cè)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(guò)系統(tǒng)集中控制器件，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:控制系統(tǒng)電動(dòng)三通閥的第一出口和其幾口接通，啟動(dòng)太陽(yáng)能循環(huán)泵；iTl-T2≤ Δt2時(shí)，關(guān)閉太陽(yáng)能循環(huán)栗;
[0027]步驟(5)、熱泵太陽(yáng)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(dòng)熱泵太陽(yáng)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(dòng)熱泵太陽(yáng)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(dòng)熱泵太陽(yáng)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(dòng)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(dòng)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(guò)系統(tǒng)集中控制器件，控制電動(dòng)三通閥的第一出口和進(jìn)口接通，啟動(dòng)太陽(yáng)能循環(huán)泵；當(dāng)Tl ≥TJ時(shí)，再延時(shí)兩分鐘，關(guān)閉太陽(yáng)能循環(huán)。
[0036]步驟(8 )、儲(chǔ)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(dòng)熱泵儲(chǔ)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(guò)系統(tǒng)集中控制器件，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:控制系統(tǒng)電動(dòng)三通閥的第二出口和其進(jìn)口接通，啟動(dòng)太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能直熱產(chǎn)水功能:
[0042]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開(kāi)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:控制機(jī)組電動(dòng)三通閥的第一進(jìn)口和其出口接通，通過(guò)系統(tǒng)集中控制器件開(kāi)啟儲(chǔ)罐循環(huán)泵，打開(kāi)機(jī)組第二電磁閥，啟動(dòng)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(cè)得的熱泵出水溫度調(diào)節(jié)其開(kāi)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(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:關(guān)閉壓縮機(jī)、機(jī)組第二電磁閥，通過(guò)系統(tǒng)集中控制器件關(guān)閉儲(chǔ)罐循環(huán)泵，將水流量調(diào)節(jié)閥斷電。
[0043]步驟(2)、熱泵太陽(yáng)能循環(huán)加熱功能:
[0044]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開(kāi)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:控制機(jī)組電動(dòng)三通閥的第一進(jìn)口和其出口接通，通過(guò)系統(tǒng)集中控制器件開(kāi)啟儲(chǔ)罐循環(huán)泵，開(kāi)啟機(jī)組循環(huán)泵，打開(kāi)機(jī)組第一電磁閥，啟動(dòng)壓縮機(jī)；熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:關(guān)閉壓縮機(jī)、機(jī)組循環(huán)泵，通過(guò)系統(tǒng)集中控制器件關(guān)閉儲(chǔ)罐循環(huán)泵，關(guān)閉機(jī)組第二電磁閥。
[0045]步驟(3)、熱泵儲(chǔ)罐低溫保護(hù)功能:
[0046]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開(kāi)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)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(dòng)三通閥的第一進(jìn)口和其出口連通，通過(guò)系統(tǒng)集中控制器件開(kāi)啟儲(chǔ)罐循環(huán)泵，開(kāi)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(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:關(guān)閉壓縮機(jī)、機(jī)組循環(huán)泵，通過(guò)系統(tǒng)集中控制器件關(guān)閉儲(chǔ)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(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開(kāi)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:控制機(jī)組電動(dòng)三通閥的接口第二進(jìn)口和其出口接通，開(kāi)啟機(jī)組風(fēng)機(jī)，打開(kāi)機(jī)組第二電磁閥，啟動(dòng)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(cè)得的熱泵出水溫度調(diào)節(jié)其開(kāi)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(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)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(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開(kāi)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:控制機(jī)組電動(dòng)三通閥的第二進(jìn)口和其出口接通、開(kāi)啟機(jī)組風(fēng)機(jī)，開(kāi)啟機(jī)組循環(huán)泵、打開(kāi)機(jī)組第一電磁閥、啟動(dòng)壓縮機(jī)；熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(yáng)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(chǔ)罐、熱水儲(chǔ)水箱、太陽(yáng)能循環(huán)泵等。安裝陣列通過(guò)太陽(yáng)能循環(huán)泵與載熱介質(zhì)儲(chǔ)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(chǔ)罐中。熱泵機(jī)組以載熱介質(zhì)儲(chǔ)罐為低溫?zé)嵩瓷a(chǎn)生活熱水，并存儲(chǔ)于水箱中供用戶使用。沒(méi)有太陽(yáng)輻射且熱水儲(chǔ)量少時(shí)，熱泵機(jī)組通過(guò)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(chǔ)罐中多余的熱量通過(guò)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(duì)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(yáng)能的熱電綜合利用，提高太陽(yáng)能熱電綜合利用率。
[0054]相對(duì)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(guò)熱泵蒸發(fā)器的吸熱，可使太陽(yáng)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(yáng)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(chǔ)水箱會(huì)滿水并且溫度也會(huì)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(huì)通過(guò)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(méi)有太陽(yáng)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(guò)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(lái)源。
[0059]五、系統(tǒng)中所設(shè)置的特殊的熱泵機(jī)組在沒(méi)有太陽(yáng)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(méi)有太陽(yáng)輻射的情況下不能產(chǎn)生熱能。
[0060]六、通過(guò)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(yáng)能，只在太陽(yáng)能不足以提供用戶所必須的最少熱量時(shí)才啟動(dòng)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(shuō)明】
[0061]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)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(dòng)三通閥的接口編號(hào)示意圖；
[0066]圖5為本發(fā)明中載熱介質(zhì)儲(chǔ)罐的接口編號(hào)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(hào)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(hào)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(dòng)三通閥的接口編號(hào)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(chǔ)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(chǔ)罐，4.熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群，5.熱水儲(chǔ)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(chǔ)罐循環(huán)泵，10.儲(chǔ)罐溫度傳感器，11.太陽(yáng)能循環(huán)泵，12.系統(tǒng)電動(dòng)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(yáng)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(chǔ)罐第一循環(huán)出液口，3b.儲(chǔ)罐第一循環(huán)回液口，3c.儲(chǔ)罐第二循環(huán)回液口，3d.儲(chǔ)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(dòng)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(dòng)三通閥第一進(jìn)口，401b.機(jī)組電動(dòng)三通閥第二進(jìn)口，401c.機(jī)
組電動(dòng)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(dòng)三通閥第一出口，12b.系統(tǒng)電動(dòng)三通閥第二出口，12c.系統(tǒng)電動(dòng)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(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說(shuō)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(shuō)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(tái)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(chǔ)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(chǔ)罐3上的第一循環(huán)出液口 3a、太陽(yáng)能循環(huán)泵11、電池組件陣列1、載熱介質(zhì)儲(chǔ)罐3上的第一循環(huán)回液口 3b通過(guò)管道依次連接，構(gòu)成太陽(yáng)能循環(huán)集熱回路。系統(tǒng)中設(shè)有熱水儲(chǔ)水箱5，熱泵機(jī)組并聯(lián)機(jī)群4的第一進(jìn)口 4a通過(guò)儲(chǔ)罐循環(huán)泵9與載熱介質(zhì)儲(chǔ)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(chǔ)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(duì)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(duì)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(guò)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(duì)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(lái)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(chǔ)罐3內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)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(chǔ)罐循環(huán)泵9、太陽(yáng)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(shuō)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)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(duì)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(dòng)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(hào)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(guò)其節(jié)流效應(yīng)控制熱水流量，防止熱泵的蒸發(fā)溫度過(guò)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(yáng)能集熱腔102，太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(wú)法轉(zhuǎn)化成電能的光照波長(zhǎng)能量攔截下來(lái)并轉(zhuǎn)化成熱能的作用。如圖1(b)所示，太陽(yáng)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(duì)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(yáng)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(chǔ)罐循環(huán)泵9、太陽(yáng)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(hào)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(yáng)能集熱停止溫差Λ t2=2?5°C，太陽(yáng)能集熱啟動(dòng)溫差A(yù)tl=A t2+ (2~8) °C，電池防凍啟動(dòng)溫度TD=5~8°C，電池防凍停止溫度TJ=8~12°C，儲(chǔ)罐放熱啟動(dòng)溫度TQ=25~40°C，儲(chǔ)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(cè)量:
[0096]集熱腔溫度傳感器2測(cè)得太陽(yáng)能集熱腔103內(nèi)的載熱介質(zhì)溫度Tl，儲(chǔ)罐溫度傳感器10測(cè)得載熱介質(zhì)儲(chǔ)罐3內(nèi)的載熱介質(zhì)溫度T2，水箱溫度傳感器6測(cè)得水箱5內(nèi)的水溫T3，水箱水位傳感器7測(cè)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(guò)系統(tǒng)集中控制器件，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:控制電動(dòng)三通閥12的接口 12a和12c接通，啟動(dòng)太陽(yáng)能循環(huán)泵11 ;當(dāng)1112 ( Δ t2時(shí)，關(guān)閉太陽(yáng)能循環(huán)泵11。
[0101]步驟5、熱泵太陽(yáng)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(dòng)熱泵太陽(yáng)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(dòng)熱泵太陽(yáng)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(dòng)熱泵太陽(yáng)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(dòng)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(dòng)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(guò)系統(tǒng)集中控制器件，控制電動(dòng)三通閥12的接口 12a和12c接通，啟動(dòng)太陽(yáng)能循環(huán)泵11 ;當(dāng)Tl≥TJ時(shí)，再延時(shí)兩分鐘，關(guān)閉太陽(yáng)能循環(huán)泵11。
[0110]步驟8、儲(chǔ)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(dòng)熱泵儲(chǔ)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(yáng)能直熱產(chǎn)水功能:[0114]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開(kāi)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:控制電動(dòng)三通閥401的接口 401a和401c接通，通過(guò)系統(tǒng)集中控制器件開(kāi)啟儲(chǔ)罐循環(huán)泵9，打開(kāi)機(jī)組第二電磁閥409，啟動(dòng)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(cè)得的熱泵出水溫度調(diào)節(jié)其開(kāi)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(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:關(guān)閉壓縮機(jī)403、機(jī)組第二電磁閥409，通過(guò)系統(tǒng)集中控制器件關(guān)閉儲(chǔ)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(yáng)能循環(huán)加熱功能:
[0116]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開(kāi)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:控制機(jī)組電動(dòng)三通閥401的接口 401a和401c接通，通過(guò)系統(tǒng)集中控制器件開(kāi)啟儲(chǔ)罐循環(huán)泵9，開(kāi)啟機(jī)組循環(huán)泵8，打開(kāi)機(jī)組第一電磁閥408，啟動(dòng)壓縮機(jī)403 ;熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:關(guān)閉壓縮機(jī)403、機(jī)組循環(huán)泵8，通過(guò)系統(tǒng)集中控制器件關(guān)閉儲(chǔ)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(chǔ)罐低溫保護(hù)功能:
[0118]熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開(kāi)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)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(dòng)三通閥401的接口 401a和401c連通，通過(guò)系統(tǒng)集中控制器件開(kāi)啟儲(chǔ)罐循環(huán)泵9，開(kāi)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(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:關(guān)閉壓縮機(jī)403、機(jī)組循環(huán)泵8，通過(guò)系統(tǒng)集中控制器件關(guān)閉儲(chǔ)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(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開(kāi)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:控制機(jī)組電動(dòng)三通閥401的接口 401b和401c接通，開(kāi)啟機(jī)組風(fēng)機(jī)415，打開(kāi)機(jī)組第二電磁閥409，啟動(dòng)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(cè)得的熱泵出水溫度調(diào)節(jié)其開(kāi)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(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)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(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)開(kāi)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:控制機(jī)組電動(dòng)三通閥401的接口 401b和401c接通、開(kāi)啟機(jī)組風(fēng)機(jī)415，開(kāi)啟機(jī)組循環(huán)泵8、打開(kāi)機(jī)組第一電磁閥408、啟動(dòng)壓縮機(jī)403 ;熱泵機(jī)組內(nèi)置控制器接收來(lái)自系統(tǒng)集中控制器件的相應(yīng)關(guān)機(jī)信號(hào)，依次執(zhí)行如下動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)照?qǐng)D2說(shuō)明)，系統(tǒng)中增加了電動(dòng)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(dòng)三通閥12的進(jìn)口 12c與太陽(yáng)能循環(huán)泵11的出口相連，電動(dòng)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(dòng)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(duì)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(guò)系統(tǒng)集中控制器件，依次執(zhí)行如下動(dòng)作:控制系統(tǒng)電動(dòng)三通閥12的接口 12b和12c接通，啟動(dòng)太陽(yáng)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(yáng)能循環(huán)泵11、散熱風(fēng)機(jī)13。
[0131]上述實(shí)例只為說(shuō)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(yáng)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(chǔ)罐(3)、太陽(yáng)能循環(huán)泵(11)，載熱介質(zhì)儲(chǔ)罐(3)上的第一循環(huán)出液口(3a)、太陽(yáng)能循環(huán)泵(11)、電池組件陣列(I)、載熱介質(zhì)儲(chǔ)罐(3)上的第一循環(huán)回液口(3b)通過(guò)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(chǔ)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(guò)儲(chǔ)罐循環(huán)泵(9 )與載熱介質(zhì)儲(chǔ)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(chǔ)罐(3)上的第二循環(huán)回液口(3c)相連、第二進(jìn)口( 4d)通過(guò)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(lái)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(yáng)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(yáng)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(chǔ)罐(3)內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)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(yáng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)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(duì)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(dòng)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(hào)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)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(yáng)能集熱腔(102)，所述太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)能循環(huán)泵(11)與電池組件陣列(1)入口之間還設(shè)置電動(dòng)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(dòng)三通閥(12)的進(jìn)口(12c)與所述太陽(yáng)能循環(huán)泵(11)的出口相連，所述電動(dòng)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(hào)】F25B27/00GK203719233SQ201320881078
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)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(guó)凌, 李震, 齊寶金, 李云 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)蘇州研究院