一种光伏直膨式热泵供能装置及系统

1.本实用新型涉及热泵与太阳能利用技术领域，具体涉及一种光伏直膨式热泵供能装置及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.空气源热泵热水器由热泵吸收空气热源制取热水，节能效率大约是电热水器的4倍以上，是目前世界上比较先进的节能环保热水系统。
4.发明人发现，目前的空气源热泵受室外环境的影响，在环境温度比较低的情况下，运行效果不理想，并且在太阳能发电过程中，光伏板易因局部发热而损坏或发电不能及时并网，影响光伏发电系统的运行效率。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本技术提供一种光伏直膨式热泵供能装置及系统，以缓解光伏板发电过程中的温度热点问题，同时满足光伏发电自产自用，有效提高热泵的运行效率。
6.为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案来实现：
7.第一方面，本技术实施例提供了一种光伏直膨式热泵供能装置，包括气流腔体，所述气流腔体上设置有风管道；所述气流腔体内设置有光伏板，所述光伏板的背部设置有蒸发器，所述蒸发器通过制冷剂管道与压缩机、换热器和膨胀阀依次连接形成闭合的管道回路。
8.作为一可选实施例，所述光伏板产生的电能经过控制器储存至蓄电池。
9.作为一可选实施例，所述气流腔体内还设置有直流电加热丝，所述蓄电池的电能经过控制器传输至直流电加热丝。
10.作为一可选实施例，所述气流腔体是由玻璃和底板密封的空间。
11.作为一可选实施例，所述底板的材质为保温材料。
12.作为一可选实施例，所述风管道的进风口处设置有轴流风机。
13.作为一可选实施例，所述光伏板的背面设有肋片。
14.作为一可选实施例，所述肋片为矩形肋片、梯形肋片或三角形肋片，规则或不规则排列。
15.作为一可选实施例，所述光伏直膨式热泵供能装置还包括供能末端，所述换热器与供能末端的媒介进行换热。
16.第二方面，本技术实施例提供了一种光伏直膨式热泵供能系统，包括上述第一方面、以及第一方面任一可选实施例所述的光伏直膨式热泵供能装置和蓄热装置，所述光伏直膨式热泵供能装置的供能末端与蓄热装置相连。
17.与现有技术相比，本技术的有益效果是：
18.1、通过本技术所提供的光伏直膨式热泵供能装置，光伏板在发电过程中产生的热量，一部分被蒸发器吸收，另一部分用于加热气流腔体内的空气，可以缓解光伏板发电过程中的温度热点问题，有效提高热泵的运行效率。
19.2、风管道的进风口处设置有轴流风机，轴流风机启动时，室外空气进入气流腔体中进行空气加热，热空气能够用于冬天室内新风预热或农产品干燥，有利于提高光伏板所产热量的利用率。
20.3、光伏板产生的电能经过控制器储存至蓄电池，在白天的时候进行发电时，通过控制器将电能储存在蓄电池中；蓄电池的电能经过控制器传输至直流电加热丝，在夜间的时候通过控制器将电能通过电线放电到直流电加热丝进行发热，可以保证光伏直膨式热泵供能装置供能的稳定性。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
22.图1是本技术实施例所提供的光伏直膨式热泵供能装置的结构示意图。
23.附图标记：1-蓄电池；2-控制器；3-直流电加热丝；4-蒸发器；5-肋片；6-玻璃；7-光伏板；8-轴流风机；9-风管道；10-供能末端；11-压缩机；12-保温板及底板；13-制冷剂管道；14-膨胀阀；15-电线；16-壳管式换热器。
具体实施方式：
24.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
25.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
26.在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。
27.本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
28.在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.本技术涉及热泵与太阳能利用技术领域，针对目前的空气源热泵受室外环境的影响，在环境温度比较低的情况下，运行效果不理想，并且在太阳能发电过程中，光伏板易因局部发热而损坏或发电不能及时并网，影响光伏发电系统的运行效率的问题，本技术提出一种光伏直膨式热泵供能装置及系统，以缓解光伏板发电过程中的温度热点问题，有效提
高热泵的运行效率。
30.请参阅图1，图1是本技术实施例所提供的光伏直膨式热泵供能装置的结构示意图，如图1中所示，光伏直膨式热泵供能装置包括气流腔体，所述气流腔体上设置有风管道9；所述气流腔体内设置有光伏板7，所述光伏板的背部设置有蒸发器4，所述蒸发器4通过制冷剂管道13与压缩机11、换热器16和膨胀阀14依次连接形成闭合的管道回路。其中，所述换热器包括壳管式换热器。
31.在具体实施中，光伏板在通过太阳能进行发电时会同时产热，所产生热量供蒸发器吸收，将制冷剂管道中的制冷剂变成气态，气态制冷剂进入到压缩机进行压缩变成高温高压气体进入换热器，经过换热器后的制冷剂进入到膨胀阀，经过降压后进入到蒸发器，同时室外空气通过风管道进入到气流腔体内，将蒸发器吸热后的湿空气排出室外。
32.这样，光伏板在发电过程中产生的热量，一部分被蒸发器吸收，另一部分用于加热气流腔体内的空气，可以缓解光伏板发电过程中的温度热点问题，有效提高热泵的运行效率。
33.作为一可选实施例，所述光伏板7产生的电能经过控制器2储存至蓄电池1；可选的，所述气流腔体内还设置有直流电加热丝，所述蓄电池1的电能经过控制器2传输至直流电加热丝3，其中，控制器通过电线15与直流电加热丝连接。
34.在具体实施中，光伏板在白天的时候进行发电时，通过控制器将电能储存在蓄电池中，在夜间的时候通过控制器将电能通过电线放电到直流电加热丝进行发热。这样，可以保证光伏直膨式热泵供能装置供能的稳定性。
35.作为一可选实施例，所述气流腔体是由玻璃6和底板12密封的空间，可选的，所述底板12的材质为保温材料。
36.作为一可选实施例，所述风管道9的进风口处设置有轴流风机8。
37.在具体实施中，轴流风机启动，室外空气经过风管道进行空气加热，热空气可以被用于冬天室内新风预热或农产品干燥。
38.作为一可选实施例，所述光伏板的背面设有肋片，可选的，所述肋片为矩形肋片、梯形肋片或三角形肋片，规则或不规则排列。使用肋片可以增大传热面积、降低对流换热的热阻、增强设备传热能力。
39.作为一可选实施例，所述光伏直膨式热泵供能装置还包括供能末端10，所述换热器16与供能末端10的媒介进行换热。
40.在具体实施中，光伏板通过太阳光进行发电时，其产生的热量有两种利用工况：
41.工况一：压缩机11不启动，轴流风机8启动，室外空气经过风管道9进行空气加热，热空气可以被用于冬天室内新风预热或农产品干燥。
42.工况二：压缩机11启动，轴流风机8启动，光伏板7在白天进行发电的时候会同时发热，此时的热量供蒸发器4吸收，将制冷剂管道13中的制冷剂变成气态，气态制冷剂进入到压缩机11进行压缩变成高温高压气体进入壳管式换热器16，与供能末端10的媒介进行换热。经过壳管式换热器16后的制冷剂进入到膨胀阀14，经过降压后进入到蒸发器4。室外空气在轴流风机8作用下进入到空气腔内，将蒸发器吸热后的湿空气排出室外。
43.本技术实施例还提供一种光伏直膨式热泵供能系统，其特征在于，包括上述的光伏直膨式热泵供能装置和蓄热装置，所述光伏直膨式热泵供能装置的供能末端与蓄热装置
相连。
44.本技术所提供的光伏直膨式热泵供能系统，光伏板在发电过程中产生的热量，一部分被蒸发器吸收，另一部分用于加热气流腔体内的空气，可以缓解光伏板发电过程中的温度热点问题，有效提高热泵的运行效率。同时，光伏直膨式热泵供能装置的供能末端与蓄热装置相连，也可以通过风管道直接将产生的热量释放出来，用于农产品干燥或建筑供暖，有利于提高光伏板所产热量的利用率。
45.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
46.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。