[实用新型]一种太阳能光伏光热一体化联合空气源热泵供暖系统

说明书

技术领域：

本实用新型属于暖通空调技术领域，具体涉及一种太阳能光伏光热一体化联合空气源热泵供暖系统。

背景技术：

近年来，能源匮乏问题日益严峻，各国都在纷纷寻求并拓展更丰富、更稳定的可持续能源来源，如太阳能、风能、潮汐能等。此外，我国雾霾污染频频爆发，程度愈加严重，不仅影响居民的身体健康及交通的安全通畅，也给社会生产和生活带来了重大负面影响。而燃煤供暖造成的污染排放是导致雾霾最主要的原因之一。

而太阳能光伏光热技术一方面利用光伏组件进行发电，供用户利用；另一方面回收光伏组件背面产生的热能，同时产生电和热两种效益，极大的提高了太阳能的综合利用效率。然而，受某些自然因素影响，例如地理位置、昼夜交替以及季节变化等，太阳能又表现出明显的稀薄性、间歇性和不稳定性，在能源的转换和利用过程中，很容易存在着供求之间在时间和空间上不匹配的矛盾，这些缺陷对它的高效利用造成了很大的限制。而其在建筑负荷上的影响尤为突出。

空气源热泵以空气作为低温热源，通过少量高位电能驱动，将空气中的低位热能提升成高位热能加以利用的装置，是重要的采暖和生活热水设备之一。近年来受到广泛关注，在我国北方地区作为‘煤改电’项目的首选产品。然而，在环境温度较低时，空气源热泵容易结霜，导致系统制热效率下降，性能系数减小，甚至停机工作，导致系统无法运行，严重影响了采暖效果。

而太阳能与空气源热泵联合供暖，可以弥补太阳辐射不充足时太阳能系统部分产生的热水温度，同时在温度比较低的工况下空气源热泵系统部分能够利用太阳能系统获得的辐射热改善自身的热性能，两者结合充分利用各自优势来到达更加节能环保的目的

然而，传统的太阳能与空气源热泵联合供暖，在空气热泵除霜，通常以水箱中的热水为热源，从水箱内吸收热量进行逆循环除霜，导致水箱内的水温波动，影响采暖效果，同时未充分利用太阳能，致使能源浪费。

纵观国内外研究现状，太阳能与空气源热泵联合供暖技术有了很大的改进，但在实际运行过程中性能仍然难以令人满意，且在低温环境下系统的稳定性也亟需解决。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种太阳能光伏光热一体化联合空气源热泵供暖系统。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现：

一种太阳能光伏光热一体化联合空气源热泵供暖系统，包括空气源热泵系统和太阳能光伏光热系统；其中，

空气源热泵系统包括压缩机，压缩机出口分为两路，一路经第一电磁阀与水箱冷凝盘管入口连接，冷凝盘管出口与第二电磁阀连接，另一流路经第三电磁阀与相变蓄热装置制冷剂侧入口连接，相变蓄热装置制冷剂侧出口与第二电磁阀出口连接之后与电子膨胀阀入口连接，电子膨胀阀出口与蒸发器入口连接，蒸发器出口与压缩机入口连接；

太阳能光伏发电系统包括太阳能光伏光热板光伏侧出口与光伏组件入口连接，光伏组件出口与压缩机接线口连接；太阳能光伏光热板光热侧出口分为两路，一路经第四电磁阀与水箱水侧入口连接，水箱水侧出口与第一变频水泵入口连接，另一路经第五电磁阀与相变蓄热装置水侧入口连接，相变蓄热装置水侧出口经第二变频水泵与第一水泵出口连接，第一变频水泵和第二变频水泵出口与太阳能光伏光热板光热侧入口连接。

本实用新型进一步的改进在于，压缩机入口和出口分别设有高压保护器和低压保护器。

本实用新型进一步的改进在于，压缩机入口和出口设有四通换向阀。

本实用新型进一步的改进在于，光伏组件包括汇流箱、逆变器、控制器和蓄电池；太阳能电池组件产生的电能依次经汇流箱、控制器存储于蓄电池内，经逆变器，将直流电转化为交流电供压缩机使用。

本实用新型进一步的改进在于，相变蓄热装置内设置有用于监测相变材料温度变化的温度传感器，温度传感器的输出端连接至控制器，控制器的输出端分别连接至第一电磁阀的控制端、第二电磁阀的控制端、第三电磁阀的控制端和第二变频水泵的控制端，用于控制第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀开关以及调节第二变频水泵。

本实用新型进一步的改进在于，水箱的内设有监测水温变化的温度传感器，温度传感器输出端连接至控制器，控制器的输出端分别连接至第一变频水泵的控制端，用于调节第一变频水泵的频率。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型实现了太阳能和空气能两种可再生能源的同时利用，使系统更加节能环保。