一种提升PVT板组件集热发电效率的双源热泵系统的制作方法

本发明涉及光电光热一体化，具体涉及一种提升pvt板组件集热发电效率的双源热泵系统。

背景技术：

1、pvt技术也称为光伏光热一体化技术，pvt板组件在光伏组件的基础上增加换热微流道，并与光伏组件有机地结合在一起，通过循环在换热微通道内的介质将光伏组件表面的热量转化为可利用的热量，同时可以有效降低光伏组件表面的温度，进而提升光伏组件的电转换率。但是目前pvt板组件集热后，通常会发生水温过高的情况，太阳能电池背板温度过高，造成电池板光伏发电效率下降，导致pvt板组件光电和光热转化效率降低。现有的pvt技术通常通过加大集热面积，增大集热水箱的容量来解决水温过高的问题，但是增大集热水箱容量导致整个系统占地面积大，对于水泵的要求较高，且无法从根本上解决由于集热水箱中水温升高而导致的pvt板组件光电和光热转换效率降低的问题。

2、专利cn 114440294 a公开了一种基于制冷剂的双水箱集热供热系统及运行方法，包括pvt集热系统和热泵供热加热系统，其中，pvt集热系统具有热管集热运行模式和制冷剂主动循环集热模式，热泵供热加热系统具有太阳能制热水模式、空气源制热水模式和制冷模式，在夏季、过渡季和冬季等不同的条件下，选用不同的模式运行，满足用户常年随时用热水的需求，且大幅度降低能耗，但是当集热水箱温度达到指定温度后，pvt集热系统停止运行，防止集热水箱温度过高，但是系统频繁启停，能耗较大，且容易出现故障。因此，需要研发一种在pvt集热水箱温度过高时进行散热，提升系统能效比的热泵系统。

技术实现思路

1、为了解决现有的技术问题，本发明提供了一种提升pvt板组件集热发电效率的双源热泵系统，通过pvt集热水箱、蒸发器、散热换热器、第一冷凝器和第二冷凝器等相互作用，实现在pvt集热水箱温度较高时，进行散热降温，提高pvt集热发电效率。

2、本发明的技术方案是：一种提升pvt板组件集热发电效率的双源热泵系统，包括pvt集热水箱、蒸发器、散热换热器、第一冷凝器、第二冷凝器、压缩机、四通阀、风机、水源循环泵和室内循环水泵；所述室内循环水泵安装在进水管上，室内循环水泵的出水管连接第一冷凝器、蒸发器、压缩机和四通阀；第一冷凝器和第二冷凝器连接，第二冷凝器和四通阀连接；第一冷凝器和蒸发器之间安装电磁阀sv2，第一冷凝器和第二冷凝器之间安装电磁阀sv1；所述pvt集热水箱共2条循环通路，一条循环通路为pvt集热水箱依次连接水源循环泵、电磁阀sv3和蒸发器后回至pvt集热水箱，另一条循环通路为pvt集热水箱依次连接水源循环泵、电磁阀sv4和散热换热器后回至pvt集热水箱；风机对应安装在第二冷凝器和散热换热器处。

3、进一步地，所述压缩机的排气口和四通阀的d端连接，压缩机的吸气口和四通阀的s端连接，第二冷凝器和四通阀的e段连接，第一冷凝器和四通阀的c端连接。

4、一种提升pvt板组件集热发电效率的双源热泵系统的运行方法，包括以下步骤：

5、s1、控制器开机后，打开室内循环水泵，延时60s后检测室内循环水泵的流量开关是否闭合，如果流量开关未闭合，关闭室内循环水泵，并输出报警信号，如果流量开关闭合，进行下一步；

6、s2、检测进水管中的水温，进水管中水温与设定温度的差值设置为进水温差，当进水温差≥5℃，并持续60s时，进行下一步，反之，关闭压缩机；

7、s3、检测pvt集热水箱温度，当pvt集热水箱温度＜10℃时，进入空气源运行模式；电磁阀sv1打开，电磁阀sv2关闭，延时60s后，启动风机，延时60s后，启动压缩机，四通阀的e、s两端连通，d、c两端连通；制冷剂依次经过第一冷凝器、电磁阀sv1、第二冷凝器、四通阀的e、s两端、压缩机、四通阀的d、c两端至第一冷凝器，当10℃≤pvt集热水箱温度＜60℃，且进水温差≤-1℃时，关闭压缩机，完成空气源运行模式循环过程；

8、s4、当10℃≤pvt集热水箱温度＜60℃时，进入水源运行模式，电磁阀sv2打开，电磁阀sv1关闭，延时60s后，电磁阀sv3打开，电磁阀sv4关闭，启动水源循环泵，延时60s后启动压缩机，四通阀d、c两端连通，制冷剂依次经过第一冷凝器、电磁阀sv2、蒸发器、压缩机、四通阀的dc两端至第一冷凝器，同时pvt集热水箱中的水依次经过水源循环泵、电磁阀sv3、蒸发器回至pvt集热水箱中；当pvt集热水箱温度＜10℃时，关闭压缩机，完成水源运行模式循环过程，延时60s后进入空气源运行模式；

9、s5、当pvt集热水箱温度≥60℃时，进入散热模式，电磁阀sv4打开，电磁阀sv3关闭，水源循环泵打开，启动风机；pvt集热水箱中的水依次经过水源循环泵、电磁阀sv4、散热换热器回至pvt集热水箱中；当pvt集热水箱温度＜59℃时，水源循环泵关闭，重复步骤s2。

10、进一步地，所述步骤s5中，启动风机后，延时60s，启动压缩机，四通阀d、e两端连通，制冷剂依次经过第一冷凝器、压缩机、四通阀的de两端、第二冷凝器至第一冷凝器；当进水温差≤-1℃时，关闭压缩机。

11、采用上述技术方案，本发明实现的有益效果如下：

12、(1)本发明通过pvt集热水箱、蒸发器、散热换热器、第一冷凝器和第二冷凝器等相互作用，实现在夏季pvt集热水箱温度较高时，进行散热降温，从而避免由于pvt集热水箱中水温过高而导致的pvt板组件光热和光电转换效率降低的问题，提高pvt集热发电效率。

13、(2)在pvt集热水箱温度较高或较低时，均采用同一套系统配合四通阀、电磁阀进行空气源运行模式、水源运行模式和散热模式的转换，占用空间小，成本低，采用集热热源，双源热泵的多种运行模式，提升系统的能效比。

技术特征：

1.一种提升pvt板组件集热发电效率的双源热泵系统，其特征在于：包括pvt集热水箱(1)、蒸发器(2)、散热换热器(3)、第一冷凝器(4)、第二冷凝器(5)、压缩机(6)、四通阀(7)、风机(8)、水源循环泵(9)和室内循环水泵(10)；所述室内循环水泵(10)安装在进水管上，室内循环水泵(10)的出水管连接第一冷凝器(4)、蒸发器(2)、压缩机(6)和四通阀(7)；第一冷凝器(4)和第二冷凝器(5)连接，第二冷凝器(5)和四通阀(7)连接；第一冷凝器(4)和蒸发器(2)之间安装电磁阀sv2(12)，第一冷凝器(4)和第二冷凝器(5)之间安装电磁阀sv1(11)；所述pvt集热水箱(1)共2条循环通路，一条循环通路为pvt集热水箱(1)依次连接水源循环泵(9)、电磁阀sv3(13)和蒸发器(2)后回至pvt集热水箱(1)，另一条循环通路为pvt集热水箱(1)依次连接水源循环泵(9)、电磁阀sv4(14)和散热换热器(3)后回至pvt集热水箱(1)；风机(8)对应安装在第二冷凝器(5)和散热换热器(3)处。

2.根据权利要求1所述的一种提升pvt板组件集热发电效率的双源热泵系统，其特征在于：所述压缩机(6)的排气口和四通阀(7)的d端连接，压缩机(6)的吸气口和四通阀(7)的s端连接，第二冷凝器(5)和四通阀(7)的e段连接，第一冷凝器(4)和四通阀(7)的c端连接。

3.如权利要求1所述的一种提升pvt板组件集热发电效率的双源热泵系统的运行方法，其特征在于：包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种提升pvt板组件集热发电效率的双源热泵系统的运行方法，其特征在于：所述步骤s5中，启动风机(8)后，延时60s，启动压缩机(6)，四通阀(7)d、e两端连通，制冷剂依次经过第一冷凝器(4)、压缩机(6)、四通阀(7)的de两端、第二冷凝器(5)至第一冷凝器(4)；当进水温差≤-1℃时，关闭压缩机(6)。

技术总结
本发明的技术方案公开了一种提升PVT板组件集热发电效率的双源热泵系统，包括PVT集热水箱、蒸发器、散热换热器、第一冷凝器、第二冷凝器、压缩机、四通阀、风机、水源循环泵和室内循环水泵；第一冷凝器和蒸发器之间安装电磁阀SV2，第一冷凝器和第二冷凝器之间安装电磁阀SV1；PVT集热水箱共2条循环通路，一条为PVT集热水箱依次连接水源循环泵、电磁阀SV3和蒸发器后回至PVT集热水箱，另一条为PVT集热水箱依次连接水源循环泵、电磁阀SV4和散热换热器后回至PVT集热水箱。通过PVT集热水箱、蒸发器、散热换热器、第一冷凝器和第二冷凝器等相互作用，在PVT集热水箱温度高时散热降温，提高PVT集热发电效率。

技术研发人员：林川,董俊杰,王进杰
受保护的技术使用者：青岛北冰洋冷暖能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15