一種復(fù)合式光伏/光熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合式光伏/光熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能利用和暖通空調(diào)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能集熱技術(shù)已經(jīng)得到很大程度的應(yīng)用，但是光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率較低限制了光伏組件的大量應(yīng)用，其中光伏組件溫度的升高是其光電轉(zhuǎn)換效率降低的重要因素之一。為了使光伏組件的溫度保持在一定的范圍內(nèi)，一般通過(guò)傳熱媒介(水或空氣)將光伏組件產(chǎn)生的多余熱量帶走，并且進(jìn)行回收利用從而提高太陽(yáng)能的總體利用率。與空氣相比，水的傳熱系數(shù)和比熱都較大，因而以水為媒介進(jìn)行能量回收的光伏/光熱組件(熱水型)不僅降溫效果好而且太陽(yáng)能利用率也較高，所以是最常用的一種降溫和能量回收方式。熱水型光伏/光熱組件可以提供的熱水溫度較低，不滿足冬季采暖系統(tǒng)和夏季吸收式制冷系統(tǒng)的溫度要求，往往需要常規(guī)能源如電能或天然氣進(jìn)行二次加熱。另一方面，在太陽(yáng)能輻照較高的地區(qū)，太陽(yáng)能熱水集熱器有時(shí)產(chǎn)生的供水溫度過(guò)高，甚至可以達(dá)到水的沸點(diǎn)。當(dāng)太陽(yáng)能熱水集熱器的供水溫度高于采暖系統(tǒng)的溫度要求時(shí)，需要通過(guò)冷水和熱水相混合的方式使其降溫，造成了大量的熱能損失。綜上所述，熱水型光伏/光熱組件和太陽(yáng)能熱水集熱器單獨(dú)給建筑暖通空調(diào)提供熱水時(shí)存在水溫不易控制和太陽(yáng)能高熱效率低的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了提高太陽(yáng)能的利用率，改善熱水型光伏/光熱組件供水溫度過(guò)低而部分地區(qū)太陽(yáng)能熱水集熱器供水溫度過(guò)高的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新型的復(fù)合式光伏/光熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有光電轉(zhuǎn)換效率高，供水溫度可調(diào)節(jié)，熱量損失少，太陽(yáng)能光熱效率高和節(jié)約常規(guī)能源等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的復(fù)合式光伏/光熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的主要組成部分包括:熱水型光伏/光熱組件、太陽(yáng)能熱水集熱器、直流水泵、電輔助加熱裝置、溫度傳感器、流量傳感器、電磁閥和控制器。其中熱水型光伏/光熱組件和太陽(yáng)能熱水集熱器連接成回路，通過(guò)相關(guān)電磁閥的開(kāi)啟或關(guān)閉可以實(shí)現(xiàn)串聯(lián)模式和并聯(lián)模式。電磁閥的開(kāi)度可以控制進(jìn)入熱水型光伏/光熱組件和太陽(yáng)能熱水集熱器的熱水流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)熱水供水溫度在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行控制。熱水型光伏/光熱組件產(chǎn)生的直流電能可以用來(lái)給直流水泵和電輔助加熱裝置供電。電輔助加熱裝置可以通過(guò)改變其加熱功率提供不同的加熱量。溫度傳感器和流量傳感器分別用來(lái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各位置處的溫度和流量?？刂破骶哂袑?shí)時(shí)的信號(hào)采集、分析計(jì)算和信號(hào)輸出的功能，可以通過(guò)對(duì)溫度傳感器和流量傳感器的信號(hào)進(jìn)行分析，以判斷各個(gè)電磁閥是否開(kāi)啟和開(kāi)度大小以及是否需要開(kāi)啟電輔助加熱裝置和需提供的加熱功率。
【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1復(fù)合式光伏/光熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)示意圖。
[0006]圖1中:1.進(jìn)水口，2.直流水泵，3.熱水型光伏/光熱組件，4.太陽(yáng)能熱水集熱器，5.電輔助加熱裝置，6.出水口，7.流量傳感器，8.溫度傳感器，9.電磁閥。
【具體實(shí)施方式】
[0007]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如下。
[0008]復(fù)合式光伏/光熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在白天有太陽(yáng)輻射的情況下運(yùn)行，系統(tǒng)初始啟動(dòng)時(shí)，熱水型光伏/光熱組件(3)和太陽(yáng)能熱水集熱器(4)處于串聯(lián)模式。冷水由進(jìn)水口
(I)進(jìn)入，然后在直流水泵(2)的推動(dòng)下依次進(jìn)入熱水型光伏/光熱組件(3)、太陽(yáng)能熱水集熱器(4)和電輔助加熱裝置(5)中進(jìn)行加熱，然后熱水經(jīng)由出水口(6)流出。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能熱水集熱器(4)出口處的水溫對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使出水口(6)處的水溫滿足供水溫度的要求。
[0009]工況1:當(dāng)太陽(yáng)能熱水集熱器(4)出口處溫度傳感器(803)所監(jiān)測(cè)的水溫低于設(shè)定供水溫度范圍的下限時(shí)，熱水型光伏/光熱組件(3)和太陽(yáng)能熱水集熱器(4)處于串聯(lián)模式且需開(kāi)啟電輔助加熱裝置。電磁閥(901)、(902)和(904)關(guān)閉，電磁閥(903)開(kāi)啟并處于全開(kāi)狀態(tài)。通過(guò)出水口(6)處溫度傳感器(804)所監(jiān)測(cè)的水溫和入水口(I)處流量傳感器(701)所監(jiān)測(cè)的流量可以判斷需要提供給電輔助加熱裝置(4)的加熱功率。
[0010]工況2:當(dāng)太陽(yáng)能熱水集熱器(4)出口處溫度傳感器(803)所監(jiān)測(cè)的水溫位于設(shè)定供水溫度范圍內(nèi)時(shí)，熱水型光伏/光熱組件(3 )和太陽(yáng)能熱水集熱器(4 )處于串聯(lián)模式。電磁閥(901)和(902)關(guān)閉，電磁閥(903)和(904)開(kāi)啟并處于全開(kāi)狀態(tài)，電輔助加熱裝置
(5)關(guān)閉。
[0011]工況3:當(dāng)太陽(yáng)能熱水集熱器(4)出口處溫度傳感器(802)所監(jiān)測(cè)的水溫高于設(shè)定供水溫度范圍的上限時(shí)，熱水型光伏/光熱組件(3)和太陽(yáng)能熱水集熱器(4)處于并聯(lián)模式。電磁閥(901)和(902)開(kāi)啟，電磁閥(904)開(kāi)啟并處于全開(kāi)狀態(tài)，電磁閥(903)關(guān)閉，電輔助加熱裝置(5 )關(guān)閉。通過(guò)監(jiān)測(cè)熱水型光伏/光熱組件(3 )出口處溫度傳感器(802 )所監(jiān)測(cè)的水溫、太陽(yáng)能熱水集熱器(4)出口處溫度傳感器(803)所監(jiān)測(cè)的水溫和出水口(6)處溫度傳感器(804)所監(jiān)測(cè)的水溫可以判斷電磁閥(901)和(902)的開(kāi)度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可用于采暖系統(tǒng)和吸收式制冷空調(diào)系統(tǒng)提供熱水的復(fù)合式光伏/光熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在于:系統(tǒng)由熱水型光伏/光熱組件、太陽(yáng)能熱水集熱器、直流水泵、電輔助加熱裝置、溫度傳感器、流量傳感器、電磁閥和控制器組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式光伏/光熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在于:熱水型光伏/光熱組件和太陽(yáng)能熱水集熱器連接成回路，通過(guò)相關(guān)電磁閥的開(kāi)啟或關(guān)閉可以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)模式和串聯(lián)模式；電磁閥的開(kāi)度可以控制進(jìn)入熱水型光伏/光熱組件和太陽(yáng)能熱水集熱器的熱水流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)熱水供水溫度在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行控制。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式光伏/光熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在于:熱水型光伏/光熱組件產(chǎn)生的直流電能可以用來(lái)給直流水泵和電輔助加熱裝置供電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式光伏/光熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在于:控制器可以通過(guò)對(duì)溫度傳感器和流量傳感器的信號(hào)進(jìn)行分析，以判斷各個(gè)電磁閥是否開(kāi)啟和開(kāi)度大小以及是否需要開(kāi)啟電輔助加熱裝置和需提供的加熱功率。
【專利摘要】一種復(fù)合式光伏/光熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的主要組成部分包括：熱水型光伏/光熱組件、太陽(yáng)能熱水集熱器、直流水泵、電輔助加熱裝置、溫度傳感器、流量傳感器、電磁閥和控制器。其特征在于：熱水型光伏/光熱組件和太陽(yáng)能熱水集熱器通過(guò)相關(guān)電磁閥的開(kāi)啟連接成串聯(lián)或并聯(lián)的形式以實(shí)現(xiàn)對(duì)熱水供水溫度的控制；熱水型光伏/光熱組件所產(chǎn)生的電能可以用來(lái)給直流水泵和電輔助加熱裝置供電；控制器通過(guò)對(duì)溫度傳感器和流量傳感器的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，以判斷各個(gè)電磁閥是否開(kāi)啟和開(kāi)度大小以及是否需要開(kāi)啟電輔助加熱裝置和需提供的加熱功率。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)熱水溫度波動(dòng)大、不易控制、熱量損失大，與熱水型光伏/光熱組件光電轉(zhuǎn)化效率低的難題，提高了太陽(yáng)能的總體利用效率，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。
【IPC分類】F24J2/00, F24J2/40, F24J2/04, H02S40/44
【公開(kāi)號(hào)】CN105091355
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410463228
【發(fā)明人】袁艷平, 孫亮亮, 曹曉玲, 余南陽(yáng)
【申請(qǐng)人】袁艷平, 孫亮亮, 曹曉玲, 余南陽(yáng)
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2014年9月12日