一种基于PLC的变频光伏太阳能热泵热水系统的制作方法

本实用新型涉及光电光热一体化技术领域，尤其涉及一种基于plc的变频光伏太阳能热泵热水系统。

背景技术：

pv/t（光伏/光热）一体化系统由于其较高的综合太阳能利用效率而越来越受到学者的关注。由于简单的水冷pv/t不能保证制热水温度，太阳能热泵系统因此诞生。太阳能热泵热水系统分为直膨式和间接式。光伏太阳能热泵就是在直膨式太阳能热泵的基础上在太阳能集热板上加上光伏组件。

相对于空气源热泵较为稳定的外界空气物性参数，以光热为主要热源的热泵系统的工况必须要适应时刻变化的天气条件，因此以光热为热源的热泵系统需要有变容量运行的能力和控制方法。

技术实现要素：

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于plc的变频光伏太阳能热泵热水系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于plc的变频光伏太阳能热泵热水系统，包括有光伏集热蒸发板、四个手动截止阀、带气液分离器的交流变频压缩机、保温冷凝水箱、泄水阀、储液器、干燥过滤器、电子膨胀阀、mppt充电控制器、蓄电池、变频器和plc，所述的光伏集热蒸发板是由光伏电池板和集热蒸发器粘合而成的，所述的集热蒸发器、手动截止阀一、带气液分离器的交流变频压缩机、手动截止阀二、保温冷凝水箱、手动截止阀三、储液器、干燥过滤器、电子膨胀阀和手动截止阀三依次管路连接构成循环回路，所述的带气液分离器的交流变频压缩机与变频器连接，变频器与plc的一端连接；所述的光伏电池板与mppt充电控制器连接，mppt充电控制器与蓄电池连接；在所述的保温冷凝水箱的一端连接泄水阀。

所述的光伏集热蒸发板由制冷剂冷却。

在所述的集热蒸发器的玻璃盖板表面设有温度传感器，在mppt充电控制器表面设有电压及电流传感器，且传感器与pcl连接。pcl分别采集直流电压、电流和温度信号，并传输控制信号到变频器。

所述的保温冷凝水箱中的冷凝盘管在保温水箱中分上下布置。

本实用新型的优点是：本实用新型具有很强的实用价值，能迅速应对环境工况的变化进行调整，能在白天有太阳辐射的时间内用尽可能小的能耗完成制热水任务，同时帮助光伏组件降低温度提高发电量，实现制热水任务尽可能小的净耗电量。既能完成制热水任务，又能获得优秀的节能效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的测点分布图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于plc的变频光伏太阳能热泵热水系统，包括有光伏集热蒸发板1、四个手动截止阀、带气液分离器的交流变频压缩机3、保温冷凝水箱5、泄水阀15、储液器7、干燥过滤器8、电子膨胀阀9、mppt充电控制器11、蓄电池12、变频器13和plc14，所述的光伏集热蒸发板1是由光伏电池板和集热蒸发器粘合而成的，所述的集热蒸发器、手动截止阀一2、带气液分离器的交流变频压缩机3、手动截止阀二4、保温冷凝水箱5、手动截止阀三6、储液器7、干燥过滤器8、电子膨胀阀9和手动截止阀三10依次管路连接构成循环回路，所述的带气液分离器的交流变频压缩机3与变频器13连接，变频器13与plc14的一端连接；所述的光伏电池板与mppt充电控制器11连接，mppt充电控制器11与蓄电池12连接；在所述的保温冷凝水箱5的一端连接泄水阀15。

所述的光伏集热蒸发板1由制冷剂冷却。

在所述的集热蒸发器的玻璃盖板表面设有温度传感器，在mppt充电控制器表面设有电压及电流传感器，且传感器与pcl连接。pcl分别采集直流电压、电流和温度信号，并传输控制信号到变频器。

所述的保温冷凝水箱5中的冷凝盘管在保温水箱中分上下布置。

系统启动后，压缩机3按照指定的频率开始运转，从光伏集热蒸发器1中吸取制冷剂气体。这部分制冷剂从光伏集热蒸发器1中吸收热量，降低了光伏组件的温度，随后在压缩机3中被压缩为高温高压的过热蒸气，进入保温冷凝水箱5中的冷凝盘管。制冷剂在冷凝盘管中向需要加热的水释放热量，冷凝为高温高压的饱和液体，随后进入电子膨胀阀9转变为低温低压的液体继续吸收光伏集热蒸发器1的热量，进入下一循环。同时光伏集热板1的光伏组件通过mppt充电控制器11对蓄电池12进行充电，完成光伏发电的存储环节。

plc每次扫描时，plc更新环境参数并可根据具体控制策略更新变频指令，达到发送变频指令时间间隔后，便发送变频指令到变频器改变交流电频率，实现plc通信控制变频器自动实时变频。

技术特征：

1.一种基于plc的变频光伏太阳能热泵热水系统，其特征在于：包括有光伏集热蒸发板、四个手动截止阀、带气液分离器的交流变频压缩机、保温冷凝水箱、泄水阀、储液器、干燥过滤器、电子膨胀阀、mppt充电控制器、蓄电池、变频器和plc，所述的光伏集热蒸发板是由光伏电池板和集热蒸发器粘合而成的，所述的集热蒸发器、手动截止阀一、带气液分离器的交流变频压缩机、手动截止阀二、保温冷凝水箱、手动截止阀三、储液器、干燥过滤器、电子膨胀阀和手动截止阀三依次管路连接构成循环回路，所述的带气液分离器的交流变频压缩机与变频器连接，变频器与plc的一端连接；所述的光伏电池板与mppt充电控制器连接，mppt充电控制器与蓄电池连接；在所述的保温冷凝水箱的一端连接泄水阀。

2.根据权利要求1所述的一种基于plc的变频光伏太阳能热泵热水系统，其特征在于：所述的光伏集热蒸发板由制冷剂冷却。

3.根据权利要求1所述的一种基于plc的变频光伏太阳能热泵热水系统，其特征在于：在所述的集热蒸发器的玻璃盖板表面设有温度传感器，在mppt充电控制器表面设有电压及电流传感器，温度传感器电压及电流传感器均与plc连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于plc的变频光伏太阳能热泵热水系统，其特征在于：所述的保温冷凝水箱中的冷凝盘管在保温水箱中分上下布置。

技术总结
本实用新型公开了一种基于PLC的变频光伏太阳能热泵热水系统，光伏集热蒸发板是由光伏电池板和集热蒸发器粘合而成的，所述的集热蒸发器、手动截止阀一、带气液分离器的交流变频压缩机、手动截止阀二、保温冷凝水箱、手动截止阀三、储液器、干燥过滤器、电子膨胀阀和手动截止阀三依次管路连接构成循环回路，带气液分离器的交流变频压缩机、变频器与PLC依次连接；所述的光伏电池板、MPPT充电控制器与蓄电池依次连接。本实用新型能在白天有太阳辐射的时间内用尽可能小的能耗完成制热水任务，同时帮助光伏组件降低温度提高发电量，实现制热水任务尽可能小的净耗电量。既能完成制热水任务，又能获得优秀的节能效果。

技术研发人员：方廷勇;寇雪;胡浩威;刘爽;童维维
受保护的技术使用者：安徽建筑大学
技术研发日：2019.10.15
技术公布日：2020.06.02