基于空气流道PV/T组件的能源梯级利用一体化装置

基于空气流道pv/t组件的能源梯级利用一体化装置
技术领域
1.本发明属于教学仪器领域，具体涉及一种基于空气流道pv/t组件的能源梯级利用一体化装置。


背景技术：

2.太阳能是一种分布广泛的可再生清洁能源，利用形式为光伏发电、光热利用以及光热发电，太阳能的推广利用减少了传统化石能源的使用，对节能减排很有帮助。光伏光热一体化技术(photovoltaic/thermal system)，简称pv/t，将太阳能光伏发电技术与太阳能集热技术相结合，通过流体带走光伏电池板中产生以及未利用的热能，并将这部分热能用于发电或供暖，这不仅提高了光伏电池的发电效率，也提高了太阳能的整体利用效率，更解决了单一光伏或光热组件占地面积大的问题。热泵是能源系统的一种，能够回收温度广泛的余热，可以把低温热能输送到高温热能中去；研究表明，热泵加热负荷所需电力远小于直接电阻加热。有机朗肯循环(organic rankine cycle)，简称orc，是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，低沸点工质在换热器中吸收热量并生成蒸汽，蒸汽进入膨胀机做功，进而带动发电机发电。
3.cn113783504a专利中的光伏发电提供了系统运行时所需的电量，光热发电产生的电可进行并网使用，余热梯级利用系统对太阳能进行了有效地利用，但该专利忽略了单一光伏电池板在温度较高时发电效率低下的问题。
4.cn106979043a专利提供了一种循环热泵发电系统，实现了利用工业废热加热的水、太阳能热、地热能等使蒸发器内的低沸点液体汽化膨胀产生的动压使汽轮机带动发电机发电，但该专利仅仅用太阳能热泵进行发电，忽略了太阳能其他方面的利用。
5.cn113606633a专利提供了一种双玻双面pv/t组件与热泵耦合的供暖系统，将太阳能集热器与热泵耦合，利用了可再生能源太阳能弥补了热泵单独供暖的不足，但该专利太阳能的利用形式单一，仅局限在太阳能热泵供暖这一方面。
6.cn108869211a专利提供了一种orc发电系统，太阳能集热器预热循环水，接着利用汽包分离蒸汽，腔体吸收器对蒸汽继续加热后用于orc发电机组发电，减少了能源消耗、降低了环境污染，但该专利缺少对系统灵活的控制，阻碍了系统性能进一步的提升。
7.纵观现有专利，在教学应用领域使用及可实现灵活调整的小型化教学仪器及控制方法尚未公开。


技术实现要素：

8.本发明为克服现有技术的不足，以教学及实验实践为目的，提供一种基于空气流道pv/t组件的能源梯级利用一体化装置，把pv/t模块、热泵模块以及orc发电模块耦合成一个能源梯级利用一体化装置，把pv/t模块中产生以及未利用的热能供给热泵模块及发电模块；通过对整个装置进行智慧调控，可以实现装置的七种实验实践教学模式，利用传感器采集不同教学模式下的实验数据或实现不同实践目的；老师可以选择装置中不同的实验实践
模式进行教学，学生可以在不同的模式下进行实验实践，加深学生对知识的理解和记忆。
9.基于空气流道pv/t组件的能源梯级利用一体化装置包括空气流道pv/t模块、热泵模块、orc发电模块以及智慧监控模块；
10.如图1-3所示：
11.所述空气流道pv/t模块由pv发电单元以及空气流道热利用循环单元组成；
12.所述pv发电单元包括pv/t组件(1)、蓄电池(16)；所述pv/t组件(1)包括光伏电池板(101)、空气流道(102)、玻璃外壳(103)以及温度传感器(t5-t7)；所述光伏电池板(101)产生的直流电经过断路器k2和直流接触器km14存入蓄电池(16)中；所述温度传感器(t5-t7)监测的是光伏电池板(101)的平均温度；
13.所述空气流道热利用循环单元包括串联的pv/t组件(1)、加热器(18)、管内风机(2)、蒸发器(3)；所述蒸发器(3)的换热功率是光伏电池板(101)额定功率的3.3倍-3.6倍；所述加热器(18)通过交流接触器km15连接市电，作用是加热空气模拟不同温度值；所述轴内风机(2)使pv/t组件(1)中的气体进入蒸发器(3)内；
14.所述蓄电池(16)分别供电给温度传感器(t1-t17)、流量计(f1-f7)、液位计(cg1,cg2)、工质冷凝压力传感器(p1-p2)、i/o采集板控制器(io1-io4)以及触摸屏(10)等直流负载；所述蓄电池(16)经直流接触器(km1-km8)分别与电动两通阀(s1-s8)连接供电、经直流接触器(km9)与工质泵(13)连接供电、经直流接触器(km10-km12)分别与风机(2，14，15)连接供电；若蓄电池(16)中的电量不足供应整个装置中直流负载，电源开关(17)把市电中的220v交流电转换成24v直流电经断路器k3供于直流负载；
15.所述热泵模块包括串联的蒸发器(3)、压缩机(4)、热泵工质冷凝器(7)、热泵工质储液罐(5)、节流阀(6)；所述压缩机(4)的额定功率是光伏电池板(101)额定功率的0.9倍-2.3倍；所述热泵工质冷凝器(7)的换热功率是光伏电池板(101)额定功率的4.3倍-5.8倍；所述热泵工质储液罐(5)包含电动两通阀(s5，s6)以及液位计(cg1)；所述电动两通阀(s5)是新工质进入热泵工质储液罐(5)的阀门；所述电动两通阀(s6)是旧工质流出热泵工质储液罐(5)的阀门；所述液位计(cg1)的作用是测量热泵工质储液罐(5)中工质的高度；所述热泵工质冷凝器(7)内置风机(14)和热泵工质冷凝压力传感器(p1)；所述风机(14)的作用是冷却热泵工质冷凝器(7)中的工质；所述压缩机(4)通过交流接触器km16连接市电，为热泵模块提供电能；
16.所述orc发电模块包括工质泵(13)、电动两通阀(s1，s3)、热泵工质冷凝器(7)、电动两通阀(s2)、蒸发器(3)、电动两通阀(s4)、膨胀机(8)、发电机(9)以及发电工质冷凝器(11)、发电工质储液罐(12)；所述发电机(9)产生的直流电经过断路器k1和直流接触器km13存入蓄电池(16)中；所述发电工质冷凝器(11)的换热功率是光伏电池板(101)额定功率的4.3倍-5.8倍；所述发电机(9)的额定功率是光伏电池板(101)额定功率的0.25倍-0.35倍；所述发电工质储液罐(12)包含电动两通阀(s7，s8)以及液位计(cg2)；所述电动两通阀(s7)是新工质进入发电工质储液罐(12)的阀门；所述电动两通阀(s8)是旧工质流出发电工质储液罐(12)的阀门；所述液位计(cg2)的作用是测量发电工质储液罐(12)中工质的高度；所述发电工质冷凝器(11)内置风机(15)和发电工质冷凝压力传感器(p2)；所述风机(15)的作用是冷却发电工质冷凝器(11)中的工质；
17.所述智慧监控模块主要由触摸屏(10)、第一i/o采集板控制器(io1)、第二i/o采集
板控制器(io2)、第三i/o采集板控制器(io3)以及第四i/o采集板控制器(io4)组成；
18.所述触摸屏(10)分别与i/o采集板控制器(io1-io4)之间通过rs485总线进行通信；所述i/o采集板控制器(io1-io4)的模拟量输入端(ai1-ai8)分别与温度传感器(t1-t17)、流量传感器(f1-f7)、工质冷凝压力传感器(p1-p2)以及液位计(cg1,cg2)连接；所述第一i/o采集板控制器(io1)的数字量输出端(do1-do8)分别与相对应的直流接触器(km1-km8)连接；所述第二i/o采集板控制器(io2)的数字量输出端(do1-do8)分别与相对应的直流接触器(km9-km16)连接；
19.所述温度传感器(t1)是测量空气流出pv/t组件(1)的出口温度；所述温度传感器(t2)是测量空气流进pv/t组件(1)的入口温度；所述温度传感器(t3)是测量蒸发器(3)热源侧空气的入口温度；所述温度传感器(t4)是测量蒸发器(3)热源侧空气的出口温度；所述温度传感器(t8)是测量热泵工质流经蒸发器(3)入口温度；所述温度传感器(t9)是测量热泵工质流经蒸发器(3)的出口温度；所述温度传感器(t10)是测量热泵工质流经冷凝器(7)的入口温度；所述温度传感器(t11)是测量热泵工质流经冷凝器(7)的出口温度；所述温度传感器(t12)是测量发电工质流经冷凝器(7)的入口温度；所述温度传感器(t13)是测量发电工质流经冷凝器(7)的出口温度；所述温度传感器(t14)是测量发电工质流经冷凝器(11)的入口温度；所述温度传感器(t15)是测量发电工质流经冷凝器(11)的出口温度；所述温度传感器(t16)是测量发电工质流经蒸发器(3)的入口温度；所述温度传感器(t17)是测量发电工质流经蒸发器(3)的出口温度；所述流量传感器(f1)是测量空气流出pv/t组件(1)的出口流量；所述流量传感器(f2)是测量空气流经蒸发器(3)的出口流量；所述流量传感器(f3)是测量热泵工质流经蒸发器(3)的入口流量；所述流量传感器(f4)是测量热泵工质流经冷凝器(7)的入口流量；所述流量传感器(f5)是测量发电工质流经冷凝器(7)的入口流量；所述流量传感器(f6)是测量热泵工质流经冷凝器(11)的入口流量；所述流量传感器(f7)是测量热泵工质流经蒸发器(3)的入口流量；所述压力传感器(p1)是测量冷凝器(7)中热泵工质的蒸汽压力；所述压力传感器(p2)是测量冷凝器(11)中发电工质的蒸汽压力。
20.本发明提供一种基于空气流道pv/t组件的能源梯级利用一体化装置的控制方法，通过对空气流道pv/t模块、热泵模块以及orc发电模块之间进行不同的组合，可以实现以下七种不同的教学及实验实践模式；不同模式可进行不同组合实验实践，获得不同实验实践数据，可提升学生对能源梯级利用的直观认知，加强操控体验：
21.(一)空气流道pv/t模块教学及实验实践模式
22.在进行空气流道pv/t模块的实验操作时，闭合断路器k2以及接触器km14使光伏电池板(101)发出的电存储在蓄电池(16)中，蓄电池(16)中的电量不足供应装置中直流负载时，闭合断路器k3使市电经电源开关(17)转为24v直流电供给装置中的直流负载；断开接触器km15使加热器(18)断开市电；
23.有光源时，pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的平均温度(t5-t7)、直流电流(a1)和直流电压(v1)，算出pv/t组件的发电效率；
24.闭合接触器km10开启风机(2)，测得空气流出pv/t组件(1)的出口温度(t1)、出口流量(f1)及空气流进pv/t组件(1)的入口温度(t2)，算出pv/t组件的集热效率；测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)、出口流量(f2)以及出口温度(t4)，算出pv/t组件的供热效率。
25.(二)热泵模块的教学及实验实践模式
26.在进行热泵模块的实验操作时，蓄电池(16)中的电量不足供应装置中直流负载时，闭合断路器k3使市电经电源开关(17)转为24v直流电供给装置中的直流负载；闭合接触器km15和km16使加热器(18)和压缩机(4)接通市电，闭合接触器km10和km11开启风机(2，14)；
27.不同工质均可根据需求进行更换，可加强学生抽灌工质的能力；
28.在风机(2)频率一定时，加热器(18)模拟空气不同温度值，测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)、出口流量(f2)以及出口温度(t4)；测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)、入口流量(f4)以及出口温度(t11)，计算热泵cop。
29.加热器(18)模拟温度值一定时，改变风机(2)的频率，测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)、出口流量(f2)以及出口温度(t4)；测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)、入口流量(f4)以及出口温度(t11)，计算热泵cop。
30.在风机(2)频率以及加热器(18)模拟空气温度值一定时，通过接触器km5和km6闭合或断开控制电动两通阀(s5，s6)启闭来更换储液罐(5)中的热泵工质，验证不同类型的热泵工质对热泵cop的影响。
31.(三)orc发电模块的教学及实验实践模式
32.在进行orc发电模块的实验操作时，闭合断路器k1以及接触器km13使发电机(9)发的电存储在蓄电池(16)中,蓄电池(16)中的电量不足供应装置中直流负载时，闭合断路器k3使市电经电源开关(17)转为24v直流电供给装置中的直流负载；闭合交流接触器km15使加热器(18)连接市电；
33.不同工质均可根据需求进行更换，可加强学生抽灌工质的能力；
34.闭合接触器km10开启风机(2)，断开接触器km1和km2关闭电动两通阀(s1，s2)，闭合接触器km3、km4、km9以及km12开启电动两通阀(s3,s4)、工质泵(13)以及风机(15)。
35.在风机(2)频率一定时，加热器(18)模拟空气不同温度值，测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)、出口流量(f2)以及出口温度(t4)；测得发电机(9)产生的直流电流(a2)以及直流电压(v2)，计算orc发电功率。
36.加热器(18)模拟空气温度值一定时，改变风机(2)的频率，测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)、出口流量(f2)以及出口温度(t4)；测得发电机(9)产生的直流电流(a2)以及直流电压(v2)，计算orc发电功率。
37.在风机(2)频率以及加热器(18)模拟空气热源温度值一定时，通过接触器km7和km8闭合或断开控制电动两通阀(s7，s8)启闭来更换储液罐(12)中的发电工质，验证不同类型的发电工质对orc发电性能的影响。
38.(四)空气流道pv/t耦合热泵的教学及实验实践模式
39.在进行空气流道pv/t耦合热泵的实验操作时，闭合断路器k2以及接触器km14使光伏电池板(101)发的电存储在蓄电池(16)中，蓄电池(16)中的电量不足供应装置中直流负载时，闭合断路器k3使市电经电源开关(17)转为24v直流电供给装置中的直流负载；断开接触器km15使加热器(18)断开市电；
40.有光源时，pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的平均温度(t5-t7)、直流电流(a1)和直流电压(v1)，计算pv/t组件的发电效率；
41.闭合接触器km10开启风机(2)，测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)、出口流量(f2)以及出口温度(t4)，计算pv/t组件的供热效率；
42.闭合接触器km16压缩机(4)接通市电，闭合接触器km11开启风机(14)，测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)、入口流量(f4)以及出口温度(t11)，计算热泵cop。
43.(五)空气流道pv/t耦合orc发电的教学及实验实践模式
44.在进行空气流道pv/t耦合orc发电的实验操作时，闭合断路器k1和k2以及接触器km13和km14使发电机(9)和光伏电池板发的电存储在蓄电池(16)中，蓄电池(16)中的电量不足供应装置中直流负载时，闭合断路器k3使市电经电源开关(17)转为24v直流电供给装置中的直流负载；断开接触器km15使加热器(18)断开市电；
45.有光源时，pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的平均温度(t5-t7)、直流电流(a1)和直流电压(v1)，计算pv/t组件的发电效率；
46.断开接触器km15加热器(18)断开市电，闭合接触器km10开启风机(2)，测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)、出口流量(f2)以及出口温度(t4)，计算pv/t组件的供热效率；
47.闭合接触器km9、km12、km3以及km4开启工质泵(13)、风机(15)以及电动两通阀(s3,s4)，断开接触器km1和km2闭合电动两通阀(s1，s2)；测得发电机(9)产生的直流电流(a2)以及直流电压(v2)，计算orc发电功率。
48.(六)热泵耦合orc发电的教学及实验实践模式
49.在进行热泵耦合orc发电的实验操作时，闭合断路器k1以及接触器km13使发电机(9)发的电存储在蓄电池(16)中，蓄电池(16)中的电量不足供应装置中直流负载时，闭合断路器k3使市电经电源开关(17)转为24v直流电供给装置中的直流负载；闭合接触器km15使加热器(18)接通市电，闭合接触器km10开启风机(2)；
50.在风机(2)频率一定时，加热器(18)模拟空气不同温度值，测的蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)、出口流量(f2)以及出口温度(t4)，计算pv/t组件的供热效率；
51.闭合接触器km16使压缩机(4)接通市电，测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)、入口流量(f4)以及出口温度(t11)，计算热泵cop；
52.闭合接触器km9、km12、km1以及km2开启工质泵(13)、风机(15)以及电动两通阀(s1，s2)，断开接触器km3和km4关闭电动两通阀(s3,s4)，测得发电机(9)产生的直流电流(a2)以及直流电压(v2)，计算orc发电功率。
53.加热器(18)模拟空气温度值一定时，改变风机(2)的频率，测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)、出口流量(f2)以及出口温度(t4)；测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)、入口流量(f4)以及出口温度(t11)，计算热泵cop；测得发电机(9)的产生的直流电流(a2)以及直流电压(v2)，计算orc发电功率。
54.(七)空气流道pv/t、热泵以及orc发电一体化的教学及实验实践模式
55.在进行空气流道pv/t、热泵以及orc发电的实验操作时，闭合断路器k1和k2以及接触器km13和km14使发电机(9)和光伏电池板发的电存储在蓄电池(16)中，蓄电池(16)中的电量不足供应装置中直流负载时，闭合断路器k3使市电经电源开关(17)转为24v直流电供给装置中的直流负载；断开接触器km15使加热器(18)断开市电；
56.有光源时，pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的平均温度(t5-t7)、直流
电流(a1)和直流电压(v1)，算出pv/t组件的发电效率；
57.闭合接触器km10开启风机(2)，测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)、出口流量(f2)以及出口温度(t4)，算出pv/t组件的供热效率；
58.闭合接触器km16使压缩机(4)连接市电，测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)、入口流量(f4)以及出口温度(t11)，计算热泵cop；
59.闭合接触器km9、km1、km2以及km12开启工质泵(13)、电动两通阀(s1，s2)以及风机(15)，断开接触器km3和km4关闭电动两通阀(s3，s4)；测得发电机(9)产生的直流电流(a2)以及直流电压(v2)，计算orc发电模块的发电功率。
60.本发明的有益效果是：
61.1、本发明将空气流道pv/t模块、热泵模块以及orc发电模块构建成能源梯级利用一体化装置，解决了单一光伏电池板高温时发电效率低下的问题，把光伏电池板产生以及未利用的热能作为热泵系统的低温热源，热泵转换成的高温热能可以用于orc发电，实现能量的梯级利用并提高能量利用率；pv/t模块以及orc发电模块发的电都存储在蓄电池中，蓄电池可以为装置中的直流负载供电，减少实验时市电的使用，减少碳排放。
62.2、本发明实现七种教学及实验实践模式：空气流道pv/t模块教学模式、热泵模块教学模式、orc发电模块教学模式、空气流道pv/t耦合热泵模块的教学模式、空气流道pv/t耦合orc发电模块的教学模式、热泵耦合orc发电模块的教学模式和空气流道pv/t、热泵以及orc发电模块一体化的教学模式；教师和学生可以根据实际需求，选择相应的模式来实现教学和学习。
63.3、本发明的传感器测点非常灵活，用户可以自定义传感器测点的位置也可以按照本装置中的传感器测点进行实验数据的采集；采集到的数据可以用于计算pv/t装置的发电效率、集热效率以及供热效率，还可以计算热泵cop以及orc发电效率，可以为老师的教学提供数据支撑；学生们通过对实验数据进行计算验证之后，可以对所学知识有更深刻的理解。
64.4、除教学及实验实践领域外，本发明还应用于多种场合范围,如通过改变光伏电池板面积的大小，适当缩放系统中换热器、冷凝器、压缩机和发电机的功率范围，可以实现该装置的微型化、小型化、大型化。
附图说明
65.图1为本发明装置的结构示意图。
66.图2为本发明装置的主电路图。
67.图3为本发明控制系统的电气原理图。
68.图4为光照条件不同时pv/t组件的发电效率、供热效率以及整体效率。
69.图5为光照条件不同时基于pv/t组件对热泵cop以及orc发电效率的影响。
70.图6为空气流量不同时基于pv/t组件对热泵cop/orc发电效率的影响。
具体实施方式
71.下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明，以助于理解本发明内容。
72.使用辐照强度为400w/m2、600w/m2、800w/m2的模拟光源，光伏电池板(101)的面积为2m2，热泵和orc发电单元的工质为r245fa，对本发明装置进行了所述7种实验测试，以下
列举3个实验进行详细说明：
73.(一)空气流道pv/t、热泵以及orc发电一体化的教学及实验实践模式
74.在进行空气流道pv/t、热泵以及orc发电的实验操作时，可以把模拟光源的强度分别调整为400w/m2、600w/m2以及800w/m2；
75.闭合断路器k1和k2以及接触器km13和km14使发电机(9)和光伏电池板发的电存储在蓄电池(16)中，蓄电池(16)中的电量不足供应装置中直流负载时，闭合断路器k3使市电经电源开关(17)转为24v直流电供给装置中的直流负载；断开接触器km15使加热器(18)断开市电；
76.实验测试开始：
77.1)模拟光源强度为400w/m2时：
78.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为5.7a和直流电压(v1)为24v，算出pv/t组件的发电效率为17％；
79.闭合接触器km10开启风机(2)，测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为50℃、出口流量(f2)为0.0227kg/s以及出口温度(t4)为29℃，算出pv/t组件的供热效率为60％；
80.闭合接触器km16使压缩机(4)连接市电，压缩机(4)功率为300w，测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)为65℃、入口流量(f4)为0.0031kg/s以及出口温度(t11)为10℃，计算热泵cop为2.6；
81.闭合接触器km9、km1、km2以及km12开启工质泵(13)、电动两通阀(s1，s2)以及风机(15)，断开接触器km3和km4关闭电动两通阀(s3，s4)，测得发电机(9)产生的直流电流(a2)为2.7a以及直流电压(v2)24v，计算orc发电模块的发电功率46.8w。
82.2)模拟光源强度为600w/m2时：
83.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为9.0a和直流电压(v1)为24v，算出pv/t组件的发电效率为18％；
84.闭合接触器km10开启风机(2)，测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为55℃、出口流量(f2)为0.0322kg/s以及出口温度(t4)为32℃，算出pv/t组件的供热效率为62％；
85.闭合接触器km16使压缩机(4)连接市电，压缩机(4)功率为300w，测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)为67℃、入口流量(f4)为0.0042kg/s以及出口温度(t11)为12℃，计算热泵cop为3.48；
86.闭合接触器km9、km1、km2以及km12开启工质泵(13)、电动两通阀(s1，s2)以及风机(15)，断开接触器km3和km4关闭电动两通阀(s3，s4)，测得发电机(9)产生的直流电流(a2)为2.61a以及直流电压(v2)24v，计算orc发电模块的发电功率62.64w。
87.3)模拟光源强度为800w/m2时：
88.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为12.7a和直流电压(v1)为24v，算出pv/t组件的发电效率为19％；
89.闭合接触器km10开启轴内风机(2)，测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为62℃、出口流量(f2)为0.0456kg/s以及出口温度(t4)为40℃，算出pv/t组件的供热效率为63％；
90.闭合接触器km16使压缩机(4)连接市电，压缩机(4)功率为300w，测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)为70℃、入口流量(f4)为0.0053kg/s以及出口温度(t11)为14℃，计算热泵cop为4.36；
91.闭合接触器km9、km1、km2以及km12开启工质泵(13)、电动两通阀(s1，s2)以及风机(15)，断开接触器km3和km4关闭电动两通阀(s3，s4)，测得发电机(9)产生的直流电流(a2)为3.27a以及直流电压(v2)24v，计算orc发电模块的发电功率78.48w。
92.图4是模拟光源为400w/m2、600w/m2以及800w/m2时pv/t组件的发电效率、供热效率以及整体效率的变化；
93.图5是模拟光源为400w/m2、600w/m2以及800w/m2时基于pv/t组件对热泵cop和orc发电功率的影响。
94.(二)空气流道pv/t耦合热泵的教学及实验实践模式
95.在进行空气流道pv/t耦合热泵的实验操作时，可以把模拟光源的强度调整为600w/m2，闭合接触器km10开启风机(2)，调整蒸发器(3)空气出口流量(f2)分别为0.01kg/s、0.02kg/s、0.03kg/s、0.04kg/s以及0.05kg/s；
96.闭合断路器k2以及接触器km14使光伏电池板(101)发的电存储在蓄电池(16)中，蓄电池(16)中的电量不足供应装置中直流负载时，闭合断路器k3使市电经电源开关(17)转为24v直流电供给装置中的直流负载；断开接触器km15加热器(18)断开市电；
97.实验测试开始：
98.1)蒸发器(3)空气出口流量(f2)为0.01kg/s时：
99.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为6.67a和直流电压(v1)为24v，计算pv/t组件的发电效率13.33％；
100.蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为50℃以及出口温度(t4)为25℃，计算pv/t组件的供热效率为20.94％；
101.闭合接触器km16压缩机(4)接通市电，压缩机功率为300w，闭合接触器km11开启风机(14)，测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)为60℃、入口流量(f4)为0.0022kg/s以及出口温度(t11)为8℃，计算热泵cop为1.84。
102.2)蒸发器(3)空气出口流量(f2)为0.02kg/s时：
103.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为7.08a和直流电压(v1)为24v，计算pv/t组件的发电效率14.17％；
104.蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为50℃以及出口温度(t4)为27℃，计算pv/t组件的供热效率为38.53％；
105.闭合接触器km16压缩机(4)接通市电，压缩机功率为300w，闭合接触器km11开启风机(14)，测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)为62℃、入口流量(f4)为0.0031kg/s以及出口温度(t11)为10℃，计算热泵cop为2.54。
106.3)蒸发器(3)空气出口流量(f2)为0.03kg/s时：
107.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为7.50a和直流电压(v1)为24v，计算pv/t组件的发电效率15.00％；
108.蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为50℃以及出口温度(t4)为29℃，计算pv/t组件的供热效率为52.76％；
109.闭合接触器km16压缩机(4)接通市电，压缩机功率为300w，闭合接触器km11开启风机(14)，测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)为65℃、入口流量(f4)为0.0038kg/s以及出口温度(t11)为11℃，计算热泵cop为3.11。
110.4)蒸发器(3)空气出口流量(f2)为0.04kg/s时：
111.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为7.92a和直流电压(v1)为24v，计算pv/t组件的发电效率15.83％；
112.蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为50℃以及出口温度(t4)为31℃，计算pv/t组件的供热效率为63.65％；
113.闭合接触器km16压缩机(4)接通市电，压缩机功率为300w，闭合接触器km11开启风机(14)，测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)为68℃、入口流量(f4)为0.0043kg/s以及出口温度(t11)为12℃，计算热泵cop为3.55。
114.5)蒸发器(3)空气出口流量(f2)为0.05kg/s时：
115.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为8.33a和直流电压(v1)为24v，计算pv/t组件的发电效率16.67％；
116.蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为50℃以及出口温度(t4)为36℃，计算pv/t组件的供热效率为58.63％；
117.闭合接触器km16压缩机(4)接通市电，压缩机功率为300w，闭合接触器km11开启风机(14)，测得冷凝器(7)供热侧的入口温度(t10)为71℃、入口流量(f4)为0.0040kg/s以及出口温度(t11)为14℃，计算热泵cop为3.36。
118.图6为蒸发器(3)空气出口流量在0.01kg/s、0.02kg/s、0.03kg/s、0.04kg/s以及0.05kg/s时基于pv/t组件对热泵cop的影响；
119.(三)空气流道pv/t耦合orc发电的教学及实验实践模式
120.在进行空气流道pv/t耦合orc发电的实验操作时，可以把模拟光源的强度调整为600w/m2，闭合接触器km10开启风机(2)，调整蒸发器(3)空气出口流量(f2)分别为0.01kg/s、0.02kg/s、0.03kg/s、0.04kg/s以及0.05kg/s；
121.闭合断路器k1和k2以及接触器km13和km14使发电机(9)和光伏电池板(101)发的电存储在蓄电池(16)中，蓄电池(16)中的电量不足供应装置中直流负载时，闭合断路器k3使市电经电源开关(17)转为24v直流电供给装置中的直流负载；断开接触器km15加热器(18)断开市电；
122.实验测试开始：
123.1)蒸发器(3)空气出口流量(f2)为0.01kg/s时：
124.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为7.29a和直流电压(v1)为24v，计算pv/t组件的发电效率14.58％；
125.测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为50℃以及出口温度(t4)为26℃，计算pv/t组件的供热效率20.10％；
126.闭合接触器km9、km12、km3以及km4开启工质泵(13)、风机(15)以及电动两通阀(s3,s4)，断开接触器km1和km2关闭电动两通阀(s1，s2)；测得发电机(9)产生的直流电流(a2)为0.60a以及直流电压(v2)为24v，计算orc发电功率14.47w。
127.2)蒸发器(3)空气出口流量(f2)为0.02kg/s时：
128.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为7.71a和直流电压(v1)为24v，计算pv/t组件的发电效率15.42％；
129.测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为50℃以及出口温度(t4)为28℃，计算pv/t组件的供热效率36.85％；
130.闭合接触器km9、km12、km3以及km4开启工质泵(13)、风机(15)以及电动两通阀(s3,s4)，断开接触器km1和km2关闭电动两通阀(s1，s2)。测得发电机(9)产生的直流电流(a2)为1.11a以及直流电压(v2)为24v，计算orc发电功率26.53w。
131.3)蒸发器(3)空气出口流量(f2)为0.03kg/s时：
132.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为8.13a和直流电压(v1)为24v，计算pv/t组件的发电效率16.25％；
133.测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为50℃以及出口温度(t4)为30℃，计算pv/t组件的供热效率50.25％；
134.闭合接触器km9、km12、km3以及km4开启工质泵(13)、风机(15)以及电动两通阀(s3,s4)，断开接触器km1和km2关闭电动两通阀(s1，s2)；测得发电机(9)产生的直流电流(a2)为1.51a以及直流电压(v2)为24v，计算orc发电功率36.18w。
135.4)蒸发器(3)空气出口流量(f2)为0.04kg/s时：
136.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为8.54a和直流电压(v1)为24v，计算pv/t组件的发电效率17.08％；
137.测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为50℃以及出口温度(t4)为32℃，计算pv/t组件的供热效率60.30％；
138.闭合接触器km9、km12、km3以及km4开启工质泵(13)、风机(15)以及电动两通阀(s3,s4)，断开接触器km1和km2关闭电动两通阀(s1，s2)；测得发电机(9)产生的直流电流(a2)为1.81a以及直流电压(v2)为24v，计算orc发电功率43.42w。
139.5)蒸发器(3)空气出口流量(f2)为0.05kg/s时：
140.pv发电单元开始运行，测得光伏电池板(101)的直流电流(a1)为8.96a和直流电压(v1)为24v，计算pv/t组件的发电效率17.92％；
141.测得蒸发器(3)空气热源侧的入口温度(t3)为50℃以及出口温度(t4)为35℃，计算pv/t组件的供热效率62.81％；
142.闭合接触器km9、km12、km3以及km4开启工质泵(13)、风机(15)以及电动两通阀(s3,s4)，断开接触器km1和km2关闭电动两通阀(s1，s2)。测得发电机(9)产生的直流电流(a2)为1.88a以及直流电压(v2)为24v，计算orc发电功率45.23w。
143.图6为蒸发器(3)空气出口流量在0.01kg/s、0.02kg/s、0.03kg/s、0.04kg/s以及0.05kg/s时基于pv/t组件orc发电功率的影响。