一种分体式太阳能光伏热泵系统的制作方法

本发明涉及热泵，特别涉及一种分体式太阳能光伏热泵系统。

背景技术：

1、目前虽然可再生能源在持续开发，在能源结构中化石能源仍处于主导地位，并且由于能源消耗与碳排放持续增长，对于油气资源的依赖仍然很大，在能源消耗中化石能源消耗占比超过80％。同时，我国在环境保护方面作出的努力显示，正在逐步提高太阳能、风能和地热能的建设，提高可再生能源在能源结构中的占比，以期能够达到已确立“碳达峰、碳中和”重大战略决策。

2、在能源消耗中，油、天然气和煤炭的很大用途是用于火电站的发电，金属冶炼企业冶金，这是工业上的；而民用上最终是使用电能较多，而电能使用的高峰多是在夏天或冬天，夏天气候炎热要开空调制冷，冬天严寒要靠供热过冬。

3、其中，供热所消耗的电能尤为多，传统的供热方式是供暖站集中供暖，但热量传输距离远，空余时间长，导致能源消耗巨大且效率不是特别高。大部分城市没有集中供暖的机制，通常需要供热就要居民自行使用制热电器进行供热，使用制热电器供热，目前有两种主流类型的产品，一种是依靠电阻进行发热空调或制暖器，一种是依靠吸取搬运外界热量的热泵；而直接通电给电阻发热的制热电器的电能消耗，要比搬运热量的热泵要高得多，热泵的使用能够降低运行成本。

4、但要节约能源，提高绿色能源的转化，单纯使用市电给热泵供电，供暖且要长时间保持室内温度的话，显然电能的消耗还是巨大的；且传统的供暖热泵性能受限于气候条件，存在低环温下制热效率偏低、室内温度难以提高等问题。

5、为此对于独立的房屋制热供暖需求，可单独建立一套热量收集和循环利用的供暖系统，充分利用室外外界的热量、热泵工作时所产生的余热，直接利用或者转化为电能储存起来，在需要时进行使用。以电能的形式储存起来，再驱动热泵工作，不仅可以制热也可以制冷，在夏天也可以减少开启传统空调制冷所需的电量。

6、而外界的能量或热量，可以利用太阳能集热、太阳能光伏板发电、以及收集热泵制热或治疗所产生的多余能量。

7、综上所述，本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：

8、现有的热泵电器使用时存在的整体能耗很高的问题，需要配合其他能量转化设备收集外界能量和热泵运行产生的多余能量，减少热泵启动或者辅助热泵运行，从而降低热泵的能耗。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种分体式太阳能光伏热泵系统，以解决现有的热泵电器使用时存在的整体能耗很高的问题。

2、本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

3、为了解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

4、本发明提供了一种分体式太阳能光伏热泵系统，包括布置于室外屋顶的光伏板阵列单元、集热管阵列单元、热泵外机、温差式集电筒、鼓风机和中央集风管；布置于室内的踢脚线排风管；所述光伏阵列单元和所述温差式集电筒电性连接有电能储存及控制器单元，用于储存光伏电能和集热电能；所述热泵外机与所述温差式集电筒邻近布置，所述热泵外机的散热风扇的气流朝所述温差式集电筒的进风口进入；所述集热管阵列单元的集热管两端开放，其中一端连接有热风管，所述热风管与所述中央集风管连通，所述中央集风管的管壁上设置有冷风管；所述热风管上设有第一电控阀，所述冷风管上设有第二电控阀，所述第一电控阀、所述第二电控阀、所述鼓风机和所述热泵外机均与所述电能储存及控制器单元电性连接；所述中央集风管与所述鼓风机进风口连通，所述鼓风机的出风口连接有升温风管，所述升温风管中安装有蒸发器，所述升温风管与所述踢脚线排风管连通，用于将热风或冷风鼓入室内；所述蒸发器与所述热泵外机相连；所述热泵外机内设置有换向阀，用于改变内置的冷凝器与所述蒸发器的冷却剂流向；所述电能储存及控制器单元接入市电，用于储存的电能不足时调用市电供电。

5、在其中一个实施例中，在输送热风时，所述第一电控阀阀门开启通风，所述第二电控阀阀门关闭通风；或在输送冷风时，所述第一电控阀阀门关闭通风，所述第二电控阀阀门开启通风。

6、在其中一个实施例中，在输送热风时，所述换向阀改变所述冷凝器与所述蒸发器的冷却剂流向，向所述蒸发器通入气态冷却剂，向所述冷凝器通入液态冷却剂，使所述冷凝器吸热，所述蒸发器放热，将热量搬运至所述蒸发器，提升所述升温风管中的通风温度；或在输送冷风时，所述换向阀向所述蒸发器通入液态冷却剂，向所述冷凝器通入气态冷却剂，使所述蒸发器吸热，所述冷凝器放热，将热量搬运至所述冷凝器，降低所述升温风管中的通风温度。

7、在其中一个实施例中，在输送热风时，所述散热风扇将所述冷凝器冷气流朝所述温差式集电筒的进风口吹进，冷却所述温差式集电筒后，气流从所述温差式集电筒的出风口吹出，使所述温差式集电筒内壁与外壁形成较大温差，通过所述温差式集电筒内的热电材料转化为电能，储存至所述电能储存及控制器单元；或在输送冷风时，所述散热风扇将所述冷凝器热气流朝所述温差式集电筒的进风口吹进，加热所述温差式集电筒后，气流从所述温差式集电筒的出风口吹出，使所述温差式集电筒内壁与外壁形成较大温差，通过所述温差式集电筒内的热电材料转化为电能，储存至所述电能储存及控制器单元。

8、在其中一个实施例中，在室内设置有控温面板，所述控温面板与所述电能储存及控制器单元电性连接，用于向所述电能储存及控制器单元发送设定的温度信息和风量大小信息；所述电能储存及控制器单元根据所述控温面板设定的室内温度，控制所述第一电控阀、所述第二电控阀、所述鼓风机和所述热泵外机的工作状态和工作时间，控制所述踢脚线排风管的出风温度和风量大小。

9、在其中一个实施例中，所述集热管阵列单元包括两个相邻布置的集热模块和三角形反光柱，所述三角形反光柱布置于两所述集热模块之间；所述集热模块包括所述集热管、反光背板、固定块和四棱反光锥；多根所述集热管通过所述固定块排列固定与所述反光背板上；在集热管之间，沿所述集热管的长度方向均匀排列布置有多个所述四棱反光锥，所述四棱反光锥的锥底连接于所述反光背板上；所述反光背板相对且远离所述三角形反光柱的一侧设置有卷曲的反光板，所述反光板向所述集热管的方向卷曲。

10、在其中一个实施例中，所述集热管为两端开放的中空紫金管。

11、在其中一个实施例中，所述温差式集电筒的进风口设有导流环，所述温差式集电筒的出风口内设有阻流板；所述阻流板上设有至少两圈的出风孔。

12、在其中一个实施例中，所述温差式集电筒铺设的热电材料的热电优值系数(zt)为5-6。

13、在其中一个实施例中，所述电能储存及控制器单元设置于所述光伏板阵列单元的覆盖下；所述电能储存及控制器单元包括电池组、逆变器、稳压器和控制器，用于将直流电升压逆变为电压稳定的交流电，并按需切换市电，供电至所述第一电控阀、所述第二电控阀、所述鼓风机和所述热泵外机。

14、本发明的有益效果如下：

15、分体式太阳能光伏热泵系统设置有包括布置于室外屋顶的光伏板阵列单元、集热管阵列单元、热泵外机、温差式集电筒、鼓风机和中央集风管；布置于室内的踢脚线排风管。所述光伏阵列单元和所述温差式集电筒电性连接有电能储存及控制器单元，用于储存光伏电能和集热电能；所述电能储存及控制器单元接入市电，用于储存的电能不足时调用市电供电；通过热泵外机配合所述光伏板阵列单元、所述集热管阵列单元和所述温差式集电筒，收集太阳能和热泵运行时冷凝器所产生的多余能量，储存至所述电能储存及控制器单元中，通过所储存的电能和220v市电的辅助供电，能够减少热泵启动或者辅助热泵运行，从而降低单纯使用热泵制热或制冷所需用电量，又能使室内达到所需的理想温度。

16、进一步的，由于所述集热管阵列单元的集热管两端开放，其中一端连接有热风管，所述热风管与所述中央集风管连通，所述中央集风管的管壁上设置有冷风管；所述中央集风管与所述鼓风机进风口连通，所述鼓风机的出风口连接有升温风管，所述升温风管中安装有蒸发器，所述升温风管与所述踢脚线排风管连通，用于将热风或冷风鼓入室内；其中在不驱动所述热泵外机时，可单靠所述集热管阵列单元，配合所述鼓风机将热风通过所述踢脚线排风管送入室内。

17、由于所述蒸发器与所述热泵外机相连；所述热泵外机内设置有换向阀，用于改变内置的冷凝器与所述蒸发器的冷却剂流向；在需要进一步升温时，所述电能储存及控制器单元控制所述热泵外机启动，将热量搬运至所述升温风管的蒸发器，配合所述鼓风机将热风通过所述踢脚线排风管送入室内。

18、更进一步的，通过将所述热泵外机与所述温差式集电筒邻近布置，所述热泵外机的散热风扇的气流朝所述温差式集电筒的进风口进入，使得所述散热风扇吹出的热或冷气流进入所述温差式集电筒内，将所述温差式集电筒内壁加热或冷却，使得所述温差式集电筒内壁与外壁形成较大温差，通过所述温差式集电筒内的热电材料转化为电能，并储存至所述电能储存及控制器单元，从而收集所述热泵外机工作时所产生的多余能量，降低热泵外机工作的能耗。