一种太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统的制作方法

本技术涉及太阳能供热的，特别是指一种太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统。

背景技术：

1、近年来，光伏产业迎来发展高潮，可以利用光伏解决发电的问题。由于太阳能光伏组件发电过程中，光伏组件的最佳发电温度为25~30℃，高于最佳温度，发电效率和组件温度成反比，然而在太阳辐射充足的晴天，光伏板面温度较高，在夏季可以接近80℃，对发电效率的影响很大，且在炎热的太阳下，太阳能光伏板的某些地方最高可达80℃，到午夜时可降至15℃，昼夜温差太大导致较薄、较小的太阳能电池板很容易破裂，这些缺陷对太阳能的高效利用造成了很大的限制。因此，要探究光伏组件热电同时高效供能，实现太阳能光伏光热联用，同一组件实现发电和集热功能，减少互相干扰是需要解决的问题。

2、例如，授权公告号为cn216716614u的中国专利，公开了一种风光电热互补式冷热水双供系统，其中太阳能光伏发电组件中光伏电池板背面均匀分布热水管，热水管两端连接集水管，两根集水管与水-水换热器ⅰ连接，通过管内换热介质循环流动带走光伏板表面的热量，使其表面温度保持在最佳发电温度，从而提高发电效率，实现了太阳能光伏光热联用，同一组件实现发电和集热功能，减少互相干扰，实现了光伏组件热电同时高效供能，提高太阳能的利用率。

3、上述系统能够有效的将太阳能转换为供热所需要的能源，并且可以实现光伏组件热电同时高效供能，提高了太阳能的利用率，但是说明书0034段记载“太阳辐射强度较低，收集的太阳能热量较小时，蓄热水箱9中热量较低，空气源热泵机组7制取35℃左右的低温热水储存在蓄冷/热水箱10中，通过水源热泵机组12将水箱中的热量转移到建筑中作为生活热水或供暖。”即在太阳辐射强度较低时，仅仅由空气源热泵机组和水源热泵机组串联供热，供热模式单一并且供热效率有待提高。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，解决了如何在高效转化和高效利用太阳能的同时还能够提高供热效率和供热系统稳定性的技术问题。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：一种太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，包括太阳能光伏光热系统、水源热泵系统和电热-储热罐；

3、所述太阳能光伏光热系统的热能输入端依次通过水源热泵系统和电热-储热罐与用户末端连接，所述水源热泵系统和电热-储热罐之间设有空气源热泵系统，空气源热泵系统与水源热泵系统并联设置；

4、所述太阳能光伏光热系统的电能输出端与储电供电系统连接，储电供电系统与电网连接，储电供电系统分别与空气源热泵系统、水源热泵系统和电热-储热罐连接；

5、所述电热-储热罐包括电热模块，所述电热模块与储电供电系统连接，第二冷凝器的热能输出端和/或第一冷凝器的热能输出端与电热-储热罐的热能输入端连通，电热-储热罐的热能输出端与用户末端的热能输入端连通。

6、优选的，所述太阳能光伏光热系统包括光伏光热组件，所述光伏光热组件包括光伏发电模块和设置在光伏发电模块背面的光热模块，光伏发电模块与储电供电系统连接，光热模块的热能输出端分别与空气源热泵系统的热能输入端和水源热泵系统的热能输入端连通。

7、优选的，所述太阳能光伏光热系统与水源热泵系统之间设有储热罐，储热罐的热能输入端与光热模块连通，储热罐的热能输出端分别与空气源热泵系统的热能输入端和水源热泵系统的热能输入端连通，空气源热泵系统的热能输出端和储热罐的热能输入端连通。

8、优选的，所述太阳能光伏光热系统与水源热泵系统之间设置至少两个储热罐。

9、优选的，所述水源热泵系统包括第一蒸发器，所述储热罐的热能输出端与第一蒸发器连通，第一蒸发器连接第一冷凝器，第一蒸发器与第一冷凝器之间设有第一节流阀和第一压缩机，第一冷凝器的热能输出端通过电热-储热罐与用户末端的热能输入端连通，第一蒸发器、第一冷凝器和第一压缩机分别与储电供电系统连接。

10、优选的，所述空气源热泵系统包括第二蒸发器，所述第二蒸发器与空气连通，所述第二蒸发器与第二冷凝器连通，第二蒸发器与第二冷凝器之间设有第二节流阀和第二压缩机，第二冷凝器分别与储热罐的热能输入端和热能输出端连接，第二冷凝器的热能输出端和第一冷凝器的热能输出端连通后通过电热-储热罐与用户末端的热能输入端连通，第二蒸发器、第二冷凝器和第二压缩机分别与储电供电系统连接。

11、优选的，所述水源热泵系统与用户末端之间设置至少两个电热-储热罐。

12、优选的，所述用户末端的热能输出端与电热-储热罐的热能输入端连通。

13、优选的，所述储电供电系统包括控制器，所述光伏发电输出线与控制器连接，控制器分别连接有蓄电池和逆变器，逆变器连接有配电柜，配电柜通过输电线分别与空气源热泵系统、水源热泵系统和电热-储热罐连接，所述配电柜通过变压器与电网连接。

14、优选的，所述变压器上设有变压器余热回收系统，变压器余热回收系统与储热罐的热能输入端连接。

15、本实用新型的有益效果：

16、1.本实用新型利用太阳能光伏光热系统实现发电和集热功能，减少互相干扰，实现了热电同时高效供能，当太阳辐射强度较强时，太阳能光伏光热系统将太阳能高效转化为电能和热能，提高太阳能的利用率，同时利用太阳能转化的电能为水源热泵系统、空气源热泵系统和电热-储热罐供电，将太阳能转化成电能过程中产生的余热作为水源热泵系统的低温热源和为空气源热泵系统除霜提供热量，有效的提高了水源热泵系统和空气源热泵系统的供热效率，当太阳辐射强度较弱时，空气源热泵系统作为水源热泵系统的低温热源，有效的提高了水源热泵系统的供热效率，同时增加利用太阳能转化电能进行供暖的电热-储热罐，电热-储热罐上的电热模块可以进一步加热向用户稳定供热，太阳能光伏光热系统、水源热泵系统、空气源热泵系统和电热-储热罐相互配合不间断供热，大幅度提高了整个供热系统的稳定性，解决了如何在高效转化和高效利用太阳能的同时还能够提高供热效率和供热系统稳定性的技术问题。

17、2.本实用新型设计的供热系统的太阳能光伏光热系统、水源热泵系统、空气源热泵系统、电热-储热罐通过管路输送和阀门的切换，可以实现多种向用户供热的方式，根据太阳能辐射强度、电力峰谷价格、电-热转化效率，判定采用上述哪种供热系统的运行模式，再依据上述判定调节供热系统最适合的供热方式，能够根据经济性调控供热方式，有利于实现供热系统经济性的最大化。

技术特征：

1.一种太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，其特征在于，包括太阳能光伏光热系统（1）、水源热泵系统（4）和电热-储热罐（5）；

2.根据权利要求1所述的太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，其特征在于，所述太阳能光伏光热系统（1）包括光伏光热组件（11），所述光伏光热组件（11）包括光伏发电模块和设置在光伏发电模块背面的光热模块，光伏发电模块与储电供电系统连接，光热模块的热能输出端分别与空气源热泵系统（3）的热能输入端和水源热泵系统（4）的热能输入端连通。

3.根据权利要求2所述的太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，其特征在于，所述太阳能光伏光热系统（1）与水源热泵系统（4）之间设有储热罐（2），储热罐（2）的热能输入端与光热模块连通，储热罐（2）的热能输出端分别与空气源热泵系统（3）的热能输入端和水源热泵系统（4）的热能输入端连通，空气源热泵系统（3）的热能输出端和储热罐（2）的热能输入端连通。

4.根据权利要求3所述的太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，其特征在于，所述太阳能光伏光热系统（1）与水源热泵系统（4）之间设置至少两个储热罐（2）。

5.根据权利要求4所述的太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，其特征在于，所述水源热泵系统（4）包括第一蒸发器（41），所述储热罐（2）的热能输出端与第一蒸发器（41）连通，第一蒸发器（41）连接第一冷凝器（43），第一蒸发器（41）与第一冷凝器（43）之间设有第一节流阀（42）和第一压缩机（44），第一冷凝器（43）的热能输出端通过电热-储热罐（5）与用户末端（8）的热能输入端连通，第一蒸发器（41）、第一冷凝器（43）和第一压缩机（44）分别与储电供电系统连接。

6.根据权利要求5所述的太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，其特征在于，所述空气源热泵系统（3）包括第二蒸发器（31），所述第二蒸发器（31）与空气连通，所述第二蒸发器（31）与第二冷凝器（33）连通，第二蒸发器（31）与第二冷凝器（33）之间设有第二节流阀（32）和第二压缩机（34），第二冷凝器（33）分别与储热罐（2）的热能输入端和热能输出端连接，第二冷凝器（33）的热能输出端和第一冷凝器（43）的热能输出端连通后通过电热-储热罐（5）与用户末端（8）的热能输入端连通，第二蒸发器（31）、第二冷凝器（33）和第二压缩机（34）分别与储电供电系统连接。

7.根据权利要求6所述的太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，其特征在于，所述水源热泵系统（4）与用户末端（8）之间设置至少两个电热-储热罐（5）。

8.根据权利要求7所述的太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，其特征在于，所述用户末端（8）的热能输出端与电热-储热罐（5）的热能输入端连通。

9.根据权利要求1~8任一项所述的太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，其特征在于，所述储电供电系统包括控制器（13），所述太阳能光伏光热系统（1）上的光伏发电输出线（12）与控制器（13）连接，控制器（13）分别连接有蓄电池（14）和逆变器（15），逆变器（15）连接有配电柜（16），配电柜（16）通过输电线（18）分别与空气源热泵系统（3）、水源热泵系统（4）和电热-储热罐（5）连接，所述配电柜（16）通过变压器（19）与电网（17）连接。

10.根据权利要求9所述的太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，其特征在于，所述变压器（19）上设有变压器余热回收系统，变压器余热回收系统与储热罐（2）的热能输入端连接。

技术总结本技术公开了一种太阳能光伏余热联合热泵的不间断供热系统，包括太阳能光伏光热系统；所述太阳能光伏光热系统的热能输入端依次通过水源热泵系统和电热‑储热罐与用户末端连接，所述水源热泵系统和电热‑储热罐之间设有空气源热泵系统，空气源热泵系统与水源热泵系统并联设置。利用太阳能光伏光热系统实现了热电同时高效供能，同时利用水源热泵系统、空气源热泵系统和电热‑储热罐相互配合不间断供热，有效的提高了供热系统的稳定性，解决在高效转化和高效利用太阳能的同时还能够提高供热效率和供热系统稳定性的技术问题。技术研发人员：董岁具,杨泉,刘寅,程爱霞受保护的技术使用者：郑州热力启源科技有限公司技术研发日：20231130技术公布日：2024/7/18