[发明专利]一种光伏太阳能热泵复合系统

权利要求书

1.一种光伏太阳能热泵复合系统，用以解决天然气埋地管道的冻胀现象，其特征在于，该系统包括：

太阳能热泵循环回路：通过接收太阳能并将其转化为热能，驱动循环工质与天然气埋地管道(8)进行热交换，所述的太阳能热泵循环回路包括依次通过热泵管道连接形成回路的太阳能光伏蒸发器(1)、压缩机(3)和天然气管道换热设备(4)，所述的太阳能热泵循环回路的热泵管道设有循环工质，所述的热泵管道上还设有节流阀(5)；

太阳能发电支路：与太阳能热泵循环回路连接，将太阳能转化为电能，并回馈给太阳能热泵循环回路；

辅助工质支路：与太阳能热泵循环回路连接，在不同季节不同温度下通过不同的运行模式辅助太阳能热泵循环回路进行热量交换，所述的辅助工质支路包括与太阳能光伏蒸发器(1)并联的室内风冷蒸发器(6)和室外风冷蒸发器(7)，所述的室内风冷蒸发器(6)和室外风冷蒸发器(7)分别通过三通阀与热泵管道连接，所述的温度检测器分别与太阳能光伏蒸发器(1)、室内风冷蒸发器(6)和室外风冷蒸发器(7)连接，所述的室内风冷蒸发器(6)和室外风冷蒸发器(7)的入口处以及天然气管道换热设备(4)的出入口处设置截止阀；

控制装置：包括温度检测器、控制器以及分别设置在太阳能热泵循环回路、太阳能发电支路和辅助工质支路上的截止阀，所述的控制器分别与截止阀和温度检测器连接；

本发明根据季节不同，具有两种运行模式：

A)夏季运行模式：截止阀(91、96、97)全开，三通阀(95)的e、f侧全开，d侧关闭，将天然气的冷量用于热泵工质的冷凝，通过热泵系统实现天然气冷量的向外传输，低温天然气吸收热泵工质的热量后温度升高，低温天然气作为热泵的冷凝热源，同时热泵产生的冷量为分输站提供夏季供冷，在夏季制冷工况时，采用室内风冷蒸发器(6)，太阳能光伏蒸发器(1)提供光伏电力输出，电力输出经蓄电池(2)，可为压缩机(3)提供电力，或储存起来作为备用电源；

B)其他季节运行模式：当太阳辐照强时，采用太阳能光伏蒸发器(1)，加热低温天然气的热量来源于太阳能，热泵工质在太阳能光伏蒸发器(1)内吸收太阳能蒸发，经压缩机(3)压缩后升温、升压，升温升压的工质用于低温天然气的加热，热泵的蒸发冷却降低光伏电池的工作温度，系统的电力输出，经蓄电池(2)后，一部分为压缩机提供电力，一部分储存用于无太阳辐照时使用，当无太阳辐照，室外蒸发器作为补充，保证系统的全天候运行。

2.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能热泵复合系统，其特征在于，所述的太阳能光伏蒸发器(1)包括聚集玻璃层(11)、保温层(12)和工质管道(13)，所述的聚集玻璃层(11)和保温层(12)由外到内依次设置，所述的工质管道(13)设置在保温层(12)中，并且与热泵管道连通。

3.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能热泵复合系统，其特征在于，所述的循环工质为R290工质。

4.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能热泵复合系统，其特征在于，所述的天然气管道换热设备(4)套设在天然气埋地管道(8)外部，包括铜壁面(41)和蛇形换热支管(42)，所述的铜壁面(41)的截面为正方形，且内表面与天然气埋地管道(8)接触，所述的蛇形换热支管(42)沿铜壁面(41)的外表面依次分布，并且与热泵管道连通。

5.根据权利要求2所述的一种光伏太阳能热泵复合系统，其特征在于，所述的太阳能发电支路包括光伏电池(14)和蓄电池(2)，所述的光伏电池(14)、蓄电池(2)和压缩机(3)依次连接，所述的光伏电池(14)设置在聚集玻璃层(11)和保温层(12)之间。