本發(fā)明屬于可再生能源技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種新型的太陽能熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在世界范圍內(nèi), 隨著能源緊張和環(huán)境問題的日益凸顯，太陽能作為一種清潔的可再生能源，日益受到人們的重視。太陽能熱泵SAHP系統(tǒng)(solar-assisted heat pump，SAHP)是太陽能利用的一種方式, SAHP系統(tǒng)將具有熱輸運性能的熱泵裝置和太陽能集熱結(jié)合在一起, 可以同時提高熱泵的性能和太陽能的熱利用效率。近年來, 美國、日本、墨西哥、中國等國家的一些學(xué)者, 對太陽能熱泵SAHP系統(tǒng)從不同側(cè)面進行了大量的探索。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對上述問題，彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的太陽能熱泵系統(tǒng)；本發(fā)明能耗較普通熱泵大幅度降低，可以極大提高單位面積上太陽能的綜合利用效率, 發(fā)電效率與普通光伏系統(tǒng)相比約提高了16.0 %。

為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明一種新型的太陽能熱泵系統(tǒng)，包括壓縮機、冷凝加熱器、毛細管、工質(zhì)管道、PV/T蒸發(fā)器、風(fēng)冷蒸發(fā)器、控制器；其結(jié)構(gòu)要點是：所述壓縮機、風(fēng)冷蒸發(fā)器、PV/T蒸發(fā)器、毛細管、冷凝加熱器之間通過工質(zhì)管道依次順序連接成一條回路；所述風(fēng)冷蒸發(fā)器與PV/T蒸發(fā)器之間來接有控制閥門1，所述控制閥門1的一端連接控制閥門2的一端，所述控制閥門2 的另一端與PVT蒸發(fā)器的另一端相連；所述冷凝加熱器的一端連接電動調(diào)節(jié)閥、冷凝加熱器的另一端連接溫度傳感器，所述電動調(diào)節(jié)閥連接進水管，所述溫度傳感器連接出水管；所述電動調(diào)節(jié)閥和溫度傳感器分別與控制器相連。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述PV/T蒸發(fā)器由光伏電池、導(dǎo)熱鋁板、R22工質(zhì)盤管、絕熱層和鋁質(zhì)框架構(gòu)成；所述光伏電池與導(dǎo)熱鋁板緊密貼合在一起, 工質(zhì)盤管平行焊接在導(dǎo)熱鋁板的背面。

進一步地，所述R22工質(zhì)盤管上設(shè)置有R22進口和R22出口。

更進一步地，所述導(dǎo)熱鋁板的背面設(shè)有絕熱層。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述壓縮機采用滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述光伏電池采用單晶硅電池。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述控制器采用89C51單片機。

本發(fā)明的有益效果是。

1、本發(fā)明提供的一種新型的太陽能熱泵系統(tǒng)，包括壓縮機、冷凝加熱器、毛細管、工質(zhì)管道、PV/T蒸發(fā)器、風(fēng)冷蒸發(fā)器、控制器；其中，通過PVT蒸發(fā)器吸收太陽輻照，在冷凝加熱器處輸出高溫?zé)崮?，同時降低了光伏組件的溫度, 提高其發(fā)電效率；風(fēng)冷蒸發(fā)器是系統(tǒng)的輔助換熱器，在冬季或陰雨天等陽光輻照較弱時開啟，從環(huán)境中吸收熱量來彌補PVT蒸發(fā)器吸熱量的不足，保證熱泵系統(tǒng)的正常運行。

2、本發(fā)明可以極大提高單位面積上太陽能的綜合利用效率，系統(tǒng)PVT蒸發(fā)器的光電光熱綜合效率高達84.7%，系統(tǒng)的發(fā)電效率與普通光伏系統(tǒng)相比約提高了16.0%。PVT-太陽能熱泵系統(tǒng)的性能系數(shù)COP與普通熱泵相比，提高了43.0%。在考慮系統(tǒng)的自身發(fā)電量后，運行耗能只及普通風(fēng)冷熱泵的16%；所述PVT-太陽能熱泵系統(tǒng)的電效率和熱效率較傳統(tǒng)的太陽能系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)都有明顯提高。

附圖說明

圖 1是本發(fā)明一種新型的太陽能熱泵系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 是本發(fā)明一種新型的太陽能熱泵系統(tǒng)的PV/T蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)圖。

圖中標記：1為光伏電池、2為導(dǎo)熱鋁板、3為R22工質(zhì)管盤、4為絕緣層。

具體實施方式

參見附圖1所示，本發(fā)明一種新型的太陽能熱泵系統(tǒng)，包括壓縮機、冷凝加熱器、毛細管、工質(zhì)管道、PV/T蒸發(fā)器、風(fēng)冷蒸發(fā)器、控制器；其結(jié)構(gòu)要點是：所述壓縮機、風(fēng)冷蒸發(fā)器、PV/T蒸發(fā)器、毛細管、冷凝加熱器之間通過工質(zhì)管道依次順序連接成一條回路；所述風(fēng)冷蒸發(fā)器與PV/T蒸發(fā)器之間來接有控制閥門1，所述控制閥門1的一端連接控制閥門2的一端，所述控制閥門2 的另一端與PVT蒸發(fā)器的另一端相連；所述冷凝加熱器的一端連接電動調(diào)節(jié)閥、冷凝加熱器的另一端連接溫度傳感器，所述電動調(diào)節(jié)閥連接進水管，所述溫度傳感器連接出水管；所述電動調(diào)節(jié)閥和溫度傳感器分別與控制器相連。

如圖2 所示，為本發(fā)明一種新型的太陽能熱泵系統(tǒng)的PV/T蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)圖；圖中，所述PV/T蒸發(fā)器由光伏電池1、導(dǎo)熱鋁板2、R22工質(zhì)盤管3、絕熱層4和鋁質(zhì)框架構(gòu)成；所述光伏電池1與導(dǎo)熱鋁板2緊密貼合在一起, R22工質(zhì)盤管3平行焊接在導(dǎo)熱鋁板2的背面。相鄰兩平行R22工質(zhì)盤管3之間的距離稱為管間距L0 。光伏電池1、導(dǎo)熱鋁板2、R22工質(zhì)盤管3三者之間導(dǎo)熱良好, 導(dǎo)熱鋁板2的背面設(shè)有絕緣層4圍護。

進一步地，所述R22工質(zhì)盤管3上設(shè)置有R22進口和R22出口。更進一步地，所述導(dǎo)熱鋁板2的背面設(shè)有絕緣層4。

所述壓縮機采用滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機；其額定功率為1 200W。

所述R22工質(zhì)盤管3盤管直徑12mm；導(dǎo)熱鋁板2傳熱系數(shù)為237 W(m·K)；銅管導(dǎo)熱系數(shù)401W(m·K)；PV模塊上表面的發(fā)射率為0.9；吸收率為0.85；冷凝加熱器進水溫度為20℃；出水溫度50℃。

所述光伏電池采用單晶硅電池；其，開路電壓0.627 V , 短路電流5.115 A , 最大功率2.402W，最大功率點電壓0.529V，最大功率點電流4.583A，單片電池效率15.4%。測試輻照強度1000W/m² , 測試溫度25℃, 測試電池面積156.250 cm² 。

所述控制器采用89C51單片機。

本發(fā)明所述PVT蒸發(fā)器接收到的太陽輻照, 部分轉(zhuǎn)換成電流輸出，其余大部分轉(zhuǎn)換成熱能，作為熱泵系統(tǒng)的熱源；輻照熱能被PVT蒸發(fā)器吸收后，通過熱泵裝置提高其溫度和品質(zhì)，在冷凝換熱器輸出。熱泵循環(huán)同時還可以降低PV 組件的溫度，提高其光電轉(zhuǎn)換效率。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，以達到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。