[发明专利]直膨式热泵加光伏发电耦合利用采暖系统

说明书

本发明公开了一种直膨式热泵加光伏发电耦合利用采暖系统，由直膨式太阳能热泵采暖系统与太阳能光伏发电系统组成，直膨式太阳能热泵采暖系统由太阳能集热蒸发器、压缩机、冷凝器、缓冲水箱、热力膨胀阀、空气源热泵构成；太阳能光伏发电系统由太阳能光伏组件阵列、并网逆变器、智能配电箱、用户侧配电箱以及充电终端设备的充电桩构成；该系统还设有智能控制系统，智能控制系统包括太阳能集热蒸发器控制模块、空气源热泵控制模块和室内控制模块。本发明将直膨式太阳能热泵采暖系统与太阳能光伏发电系统进行耦合利用，实现了住宅供暖供电达到目标值的同时，提高了直膨式太阳能热泵采暖系统中太阳能的贡献率，使系统最终实现零费用运行。

技术领域：

本发明涉及一种光伏发电及光热采暖系统，特别是一种直膨式热泵加光伏发电耦合利用采暖系统。

背景技术：

我国处于能源利用大国，可再生能源、清洁能源和替代能源急需开发和应用。太阳能光伏作为一种清洁绿色能源，其环保性、持续性、丰富性等优点受到人们的青睐。现有技术中有光伏发电的利用与直膨式热泵技术有机结合在一起的应用系统，如CN105716329B公开的一种直膨式太阳能热泵系统，其由太阳能集热/蓄热/蒸发器，两个三通阀门，气液分离器，四通换向阀，压缩机，冷凝换热器，四个单向阀门，电子膨胀阀，储液器，干燥过滤器，储热水箱以及辅助蒸发器组成；该直膨式热泵+太阳能发电技术在传统的空气源热泵技术上大幅提高了制热COP值，降低了环境因素对其的影响，实现了热水的集中收集和太阳能的高效利用，环保节能。

目前，冬季农村及无暖气环境下的供暖主要是采用传统的散煤燃烧、炉体和烟筒散热的方式，采暖期安全事故、环境污染问题突出。为此，在现有技术对太阳能光伏的开发与应用基础上，针对住宅供暖供电采用的光伏光热空气能利用系统，研发出一种直膨式热泵加光伏发电供热系统。

发明内容：

本发明的目的旨在提供一种直膨式热泵加光伏发电耦合利用采暖系统，将直膨式太阳能热泵采暖系统与太阳能光伏发电系统进行耦合利用，实现住宅供暖供电达到目标值的同时，提高直膨式太阳能热泵采暖系统中太阳能的贡献率，使系统最终实现零费用运行。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种直膨式热泵加光伏发电耦合利用采暖系统，主要由直膨式太阳能热泵采暖系统与太阳能光伏发电系统组成，其中：

直膨式太阳能热泵采暖系统由太阳能集热蒸发器、压缩机、冷凝器、缓冲水箱、热力膨胀阀、空气源热泵构成；所述太阳能集热蒸发器、压缩机与空气源热泵通过蒸汽管道并联连接，热力膨胀阀安装于压缩机与空气源热泵的蒸汽管道之间，冷凝器的进口与压缩机的排气口连接，经压缩机压缩后的蒸汽通过冷凝器换热进行加热；所述缓冲水箱的一端通过集水管道与所述空气源热泵的输出端相连接，另一端通过集水管道分别连接膨胀罐和集分水器，所述集分水器通过管道与风机盘管连接，用于为住宅提供空调供暖；

太阳能光伏发电系统由太阳能光伏组件阵列、并网逆变器、智能配电箱、用户侧配电箱以及充电终端设备的充电桩构成；所述太阳能光伏组件阵列与并网逆变器的一端连接，并网逆变器的另一端分别连接智能配电箱和所述直膨式太阳能热泵采暖系统的空气源热泵；所述智能配电箱与用户侧配电箱一端连接，用户侧配电箱的另一端分别与市电网和充电终端设备的充电桩相连，用于为新能源电动汽车或电动摩托车等供电。

进一步地，上述直膨式热泵加光伏发电耦合利用采暖系统还设有智能控制系统，所述智能控制系统包括太阳能集热蒸发器控制模块、空气源热泵控制模块和室内控制模块，其分别与系统中所述的太阳能集热蒸发器、空气源热泵及市电网相连通；其中，所述太阳能集热蒸发器控制模块和空气源热泵控制模块用于自动监控所述太阳能集热蒸发器内循环介质的温度，并通过电磁阀自动控制所述太阳能集热蒸发器中制冷剂管路的开启或关闭，同时不断调整控制所述压缩机的进气量；所述室内控制模块用于控制所述太阳能光伏发电系统为所述空气源热泵进行供电。

进一步地，上述缓冲水箱底端通有自来水补水管道，为缓冲水箱供水。