一种光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统的制作方法

1.本实用新型涉及热能利用技术领域，具体涉及一种光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统。


背景技术：

2.太阳电池的发电效率与其工作温度密切相关，温度每上升1℃将导致输出功率减少0.4％～0.5％。由于太阳能到达电池表面的80％以上的能量转变成了热量，使得太阳电池工作温度通常在50℃以上，当散热不良时太阳电池工作温度甚至会达到80℃，这会严重影响太阳电池的工作效率。
3.吸收式热泵机组是一种以溴化锂溶液为吸收剂，以水为制冷剂，利用吸收式原理回收利用低品位热源(10℃以上，30～70℃最佳)的热量，向高温处输送热量，制取高温热水的热泵机组，具有节约能源和保护环境的双重作用。吸收式热泵机组可分为两类：第一类吸收式热泵(也称增热型)，是以消耗少量高温热能，产生大量中温有用热能；第二类吸收式热泵(也称升温型)是以消耗中温热能(通常是废热)，制取热量少于但是温度高于中温热源的热量。
4.太阳能与第二类热泵系统相结合的系统，将太阳能发电后的余热作为辅助热源，但通过系统产生的高品位热水确保达到用户直接利用的温度，提高太阳能电热效率。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型要解决的技术问题在于消除现有技术中太阳能电热效率和热能利用率较低的缺陷，提供一种提高太阳能发电效率和热能利用率的光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统。
6.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统，其特征在于，包括：
7.光伏发电组件；
8.蓄热装置，所述光伏发电组件、所述蓄热装置通过总阀门组件、第一分路阀门组件和热用户单元连通，以形成第一循环通路；
9.第二类吸收式热泵，所述光伏发电组件、所述蓄热装置和所述第二类吸收式热泵通过所述总阀门组件、第二分路阀门组件和所述热用户单元连通，以形成第二循环通路；
10.温控装置，设置在所述蓄热装置的出口处，所述温控装置用于根据所述蓄热装置出口温度，以切换所述第一循环通路流通或所述第二循环通路流通。
11.作为光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统的优选技术方案，所述第二类吸收式热泵包括发生器、蒸发器、吸收器和冷凝器；
12.所述蓄热装置通过驱动热源循环水泵分别与所述发生器和所述蒸发器连通，所述吸收器与所述蒸发器连通，所述发生器和所述冷凝器连通，所述冷凝器与市政管网支路连接。
13.作为光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统的优选技术方案，在所述吸收器和所述发生器之间设有溶液热交换器，在所述吸收器与所述溶液热交换器之间的换热管路上设有溶液泵。
14.作为光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统的优选技术方案，所述温控装置包括温度传感器和温度控制器，所述温度传感器和所述温度控制器设置在所述蓄热装置的出口处，所述温度传感器、所述总阀门组件、所述第一分路阀门组件、所述第二分路阀门组件和所述温度控制器电连接。
15.作为光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统的优选技术方案，所述总阀门组件包括第六阀门和第七阀门，所述蓄热装置与所述光伏发电组件通过总循环管路连通，所述第六阀门和第七阀门设置在所述总循环管路上。
16.作为光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统的优选技术方案，所述第一分路阀门组件包括第一阀门和第八阀门；所述热用户单元通过管路分别连接有分水器和集水器，所述第一阀门设置在所述蓄热装置和所述分水器的连接管路上，所述第八阀门设置在所述光伏发电组件和所述集水器的连接管路上。
17.作为光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统的优选技术方案，所述第二分路阀门组件包括第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第九阀门和第十阀门；
18.所述蓄热装置的出口通过管路连接所述第二类吸收式热泵的入口，所述第二阀门设置在所述管路上，所述第三阀门设置在所述蓄热装置和所述发生器入口之间的管路上，所述第九阀门设置在所述蓄热装置与所述蒸发器入口之间的管路上，所述第四阀门设置在所述吸收器和所述热用户单元连接的分水器的连接管路上，所述第五阀门设置在所述热用户单元连接的吸收器和所述集水器的连接管路上，所述第十阀门设置在所述发生器和所述蒸发器的出口管路上。
19.作为光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统的优选技术方案，所述蓄热装置内还设有电辅热组件，所述电辅热组件与所述温控装置连接。
20.作为光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统的优选技术方案，所述光伏发电组件包括光伏太阳能板及设置在所述光伏太阳能板后部的集热器，所述集热器为液体型pv-t集热器。
21.作为光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统的优选技术方案，所述液体型pv-t集热器出口连接有并网逆变器。
22.本实用新型技术方案，具有如下优点：
23.1.本实用新型提供的光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统，包括光伏发电组件、蓄热装置、第二类吸收式热泵和温控装置，光伏发电组件、蓄热装置通过总阀门组件、第一分路阀门组件连通和热用户单元连接，以形成第一循环通路；光伏发电组件、蓄热装置和第二类吸收式热泵通过总阀门组件、第二分路阀门组件和热用户单元连接连通，以形成第二循环通路；蓄热装置上设有温控装置，温控装置用于根据蓄热装置出口温度，以切换第一循环通路流通或第二循环通路流通。通过将光伏发电组件与第二类吸收式热泵结合在一起，且利用水为工质将光伏发电的余热利用起来，提高太阳能发电效率和热能利用率，同时利用温控装置控制第二循环通路流通，使第二类吸收热泵将热水提高到用户可以直接利用的温度，进一步提高热能利用率。
24.2.本实用新型提供的光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统，第二类吸收式热泵包括发生器、蒸发器、吸收器和冷凝器，且在吸收器和发生器之间设置溶液热交换器，发生器送出的溴化锂溶液由溶液泵加压后，经溶液热交换器与稀溶液换热后进入吸收器，进入吸收器的溴化锂浓溶液在换热管表面形成溶液膜吸收来自蒸发器的水蒸气，放出蒸气冷凝潜热和溶液稀释热，其热量通过换热管内的水带走，产生可利用热，进一步提高热能的利用率。
25.3.本实用新型提供的光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统，蓄热装置内设置电辅热组件，电辅热组件与温控装置连接。通过设置电辅热组件，温控装置根据出水温度的变化发出指令，当出水温度较低时，可控制电辅热组件对蓄热装置内的水进行加热，以达到恒定出水温度的目的，满足用户用水需要。
26.4.本实用新型提供的光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统，光伏发电组件连接有并网逆变器，使光伏发电组件产生的直流电转变为符合我国用电标准的220v50hz交流电，供用电设备使用或通过双向电表均衡稳定地输入至电网，实现并网。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统的结构示意图。
29.附图标记说明：
30.1、pv-t集热器；2、蓄热水箱；21、电辅热组件；3、第二类吸收式热泵；31、发生器；32、蒸发器；33、吸收器；34、冷凝器；35、溶液热交换器；36、溶液泵；4、分水器；5、集水器；6、驱动热源循环水泵；7、供热循环水泵；8、并网逆变器；9、第一阀门；10、第二阀门；11、第三阀门；12、第四阀门；13、第五阀门；14、第六阀门；15、第七阀门；16、第八阀门；17、第九阀门；18、第十阀门。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
35.如图1所示，是本实用新型光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统的优选实施例。这种光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统将光伏发电组件与第二类吸收式热泵结合在一起，且利用水为工质将光伏发电的余热利用起来，能显著提高太阳能发电效率和热能利用率。
36.本实施例的光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统，包括：光伏发电组件、蓄热装置、第二类吸收式热泵3和温控装置，光伏发电组件、蓄热装置通过总阀门组件、第一分路阀门组件和热用户单元连通，以形成第一循环通路；光伏发电组件、蓄热装置和第二类吸收式热泵3通过总阀门组件、第二分路阀门组件和热用户单元连通，以形成第二循环通路；温控装置设置在蓄热装置的出口处，温控装置用于根据蓄热装置出口温度，以切换第一循环通路流通或第二循环通路流通。
37.上述光伏光热-第二类吸收式热泵机组系统通过将光伏发电组件与第二类吸收式热泵结合在一起，且利用水为工质将光伏发电的余热利用起来，提高太阳能发电效率和热能利用率，同时利用温控装置控制第二循环通路流通，使第二类吸收热泵将热水提高到用户可以直接利用的温度，进一步提高热能利用率。
38.本实施例的光伏发电组件包括液体型pv-t(photovoltaic/thermal，光伏/热)集热器。具体地，液体型pv-t集热器是利用层压或胶粘技术将太阳能电池或组件与太阳能集热器有机结合在一起，当太阳光照射时，一部分太阳能转化为电能，其余大部分能量都转化为热量，这些热量经过集热器收集后可以制取热水。由于室外空气温度和太阳能辐射强度能够影响pv-t集热器1阵列收集太阳辐射能，导致蓄热装置的出口水温发生变化，通过设置温控装置，可根据蓄热装置出口温度，以切换第一循环通路流通或第二循环通路流通，满足用户使用需要。
39.进一步的，第一循环通路为pv-t系统单独供热模式，当室外空气温度较高和太阳辐射强度较大时，温控装置检测蓄热装置出口温度≥60℃时，热用户单元回水进入pv-t集热器1加热后进入蓄热装置，蓄热装置出水直接供给用户，此供热模式下，蓄热装置兼做该闭式循环的补水定压装置，即可将蓄热装置通过补水管连接补水装置，从而在水温降低或系统有局部漏水时能够避免蓄热装置内的水位急速下降造成的补水不及时，同时能够避免沿pv-t集热器1与蓄热装置连接的输水管上部流动的水蒸气通过补水管进入蓄热装置并从蓄热装置顶部冒出，保证系统运行稳定性和安全性。
40.优选地，总阀门组件包括第六阀门14和第七阀门15，蓄热装置与pv-t集热器1通过总循环管路连通，第六阀门14和第七阀门15设置在总循环管路上；蓄热装置包括蓄热水箱2，温控装置包括温度传感器和温度控制器，温度传感器和温度控制器设置在蓄热水箱2的出口处。具体地，总循环管路包括蓄热水箱2与热用户单元连接的管路和热用户单元与pv-t集热器1连接的管路，第一分路阀门组件包括第一阀门9和第八阀门16；热用户单元通过管路分别连接有分水器4和集水器5，第一阀门设置在蓄热水箱2与分水器4之间的连接管路
上，第八阀门设置在集水器5和pv-t集热器1的连接管路上。
41.pv-t集热器1出口连接有并网逆变器8，通过设置并网逆变器8，使光伏发电组件产生的直流电转变为符合我国用电标准的220v、50hz交流电，供用电设备使用或通过双向电表均衡稳定地输入至电网，实现并网。
42.上述的第二循环通路为pv-t系统+第二类吸收式热泵供热模式，当室外空气温度较低和太阳辐射强度较小时，蓄热水箱2通过温度传感器和温度控制器，测得蓄热水箱2出水温度≥35℃且水温＜60℃时，蓄水水箱2出水通过驱动热源循环水泵6以并联形式分别进入第二类吸收式热泵的发生器31和蒸发器32。
43.优选地，第二类吸收式热泵3包括发生器31、蒸发器32、吸收器33和冷凝器34；蓄热水箱出口热水通过驱动热源循环水泵6并联进入发生器31和蒸发器32，吸收器33与蒸发器32连通，发生器31和冷凝器34连通，在吸收器33和发生器31之间设有溶液热交换器35，在吸收器33与溶液热交换器35之间的换热管路上设有溶液泵36，冷凝器34与市政管网支路连接，发生器31和蒸发器32与光伏发电组件连通。
44.具体地，从吸收器33送出的溴化锂溶液由溶液泵36加压后，经溶液热交换器35与稀溶液换热后进入吸收器33，由于溶液中大量的溴化锂溶质的存在，溶液(吸收剂)的饱和蒸气压比同温度下纯水的饱和蒸气压低得多，所以进入吸收器33的溴化锂浓溶液在换热管表面形成溶液膜吸收来自蒸发器32的水蒸气，放出蒸气冷凝潜热和溶液稀释热，其热量通过换热管内的水带走，该热量即为装置产生的可利用热，产生60℃的热水通过供热循环水泵7供热用户单元使用，由于吸收器33的发热温度60℃远高于低温余热加热的蒸发器32温度，从而达到低温余热升温的目的。吸收器33中的溴化锂溶液由于吸收水蒸气浓度变稀，流出吸收器33的稀溶液经过溶液热交换器35与浓溶液换热后，进入在发生器31吸收低温余热，溶液蒸发浓缩，蒸发出的水蒸气进行冷凝器34冷凝，冷凝器34由环境温度下的冷却水(即市政自来水20℃左右)冷却，可提高第二类吸收式热泵3的供热cop(coefficient of performance，制热效率，指热泵系统所能实现的制热量和输入功率的比值，在相同的工况下，其比值越大说明这个热泵系统的效率越高越节能)，利用市政自来水进入第二类吸收式热泵3的冷凝器34降低冷凝温度和冷凝压力，吸收冷凝器34的散热，综合节能效果较好。进入冷凝器34的水蒸气在稍高于冷却水的温度下冷凝，其中的压力为水在冷凝温度下的饱和蒸气压，由于此压力很低，且冷凝器34与发生器31直接连通，两者压力基本相等，所以稀溶液即使由温度较低的低温余热加热也同样能够浓缩再生，再生后的浓溶液再由浓溶液泵36加压进入蒸发器32由低温余热加热蒸发为水蒸气，然后进入吸收器33被溶液吸收，从蒸发器32和发生器31出来的热水使水温将至25℃以下，25℃的水进入光伏发电组件进行吸热循环，提高发电效率。
45.优选地，第二分路阀门组件包括第二阀门10、第三阀门11、第四阀门12、第五阀门13、第九阀门17和第十阀门18；具体地，第二阀门10设置在蓄热水箱2与第二类吸收式热泵3的连接总管路上，连接总管路包括两个并联的第一分管路和第二分管路，第一分管路连接蓄热水箱2和发生器31，第二分管路连接蓄热水箱2和蒸发器32，第三阀门11设置在第一分管路上，第九阀门17设置在第二分管路上，第一分管路和第二分管路的出口合并、并通过管路将蓄热水箱2出口与pv-t集热器1进口连接，第四阀门12设置在吸收器33和分水器4的连接管路上，第五阀门13设置在吸收器33和集水器5的连接管路上，第十阀门18设置在发生器
31和蒸发器32的出口管路上。
46.pv-t系统单独供热模式的工作原理和工作过程为：温度传感器检测蓄热水箱2出口的温度，将温度信号反馈给温度控制器，温度控制器控制第一阀门9、第六阀门14、第七阀门15和第八阀门16开启，其他阀门关闭，热用户回水由集水器5通过供热循环水泵7进入pv-t系统加热后进入蓄热水箱2，蓄热水箱2出水进入分水器4直接供给用户。
47.p-vt系统+第二类吸收式热泵3供热模式的工作原理和工作过程为：温度传感器测得蓄热水箱2出水温度≥35℃且水温＜60℃时，将温度信号反馈给温度控制器，温度控制器控制第二阀门10、第三阀门11、第四阀门12、第五阀门13、第六阀门14、第七阀门15、第九阀门17和第十阀门开启，第一阀门9和第八阀门16关闭，蓄热水箱2出水通过驱动热源循环水泵6并联进入第二类吸收式热泵3的蒸发器32和发生器31,吸收器33内的浓溶液吸收来自蒸发器32的饱和水蒸气，放出大量的热量使稀溶液温度温升到吸收温度，通过吸收器33提供60℃的高温热水供用户使用，该高温热水的温度可达到用户直接利用的温度，不需要增加额外加热装置，进一步提高热能利用率。
48.优选地，蓄热装置内还设有电辅热组件21，电辅热组件21与温控装置连接。具体地，当温度传感器测得蓄热水箱2出水温度＜35℃时，将温度信号反馈给温度控制器，温度控制器控制启动蓄热水箱2中的电辅热组件21，使得水温达到35℃以上，达到恒定出水温度的目的，保证第二类吸收式热泵3驱动热源的温度。
49.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。