[发明专利]一种主要基于太阳能与空气能的多能互补的建筑供能系统

说明书

本发明公开了一种主要基于太阳能与空气能的多能互补的建筑供能系统，太阳能光伏光热一体化组件(PV/T组件)与太阳能储热水箱的进水口连接，太阳能储热水箱出水口与混合水箱连接，空气源热泵与低温水箱进水口连接，低温水箱出水口通过水泵与混合水箱连接，水源热泵与供能末端连接，水源热泵侧水箱通过太阳能储热水箱与太阳能PV/T组件连接形成一个循环回路，水源热泵的侧水箱通过低温水箱和水泵与空气源热泵连接形成一个循环回路。本系统能最大限度利用太阳能、空气能等清洁能源；利用梯级接力模式对热能分阶段提升，保证热机/冷机的最优效能工作条件；利用低谷电价做到供暖季低成本蓄热，制冷季利用室外低温利于散热和低谷电价的双低条件进行低成本制冷水或冰体或相变蓄冷。

技术领域

本发明涉及一种主要基于太阳能与空气能的多能互补的建筑供能系统，具体为建筑供能技术领域。

背景技术

传统光伏组件的太阳能利用效率低，高温发电性能差且使用寿命降低，以及热斑效应等技术问题。目前国际上多个国家包括中国采用与传统铜管或铝管焊接在金属板(相当于导热翅片)的方法实现电池组件散热及热电联产的方法，实践证明该方法不仅成本高，温度不均匀，运行重量大，生产工艺复杂且难以保证整板均匀贴合，长时间使用时金属板与电池背板脱开(因热膨胀系数差异大)，而且金属盘管也很难保证20-25年的使用寿命等大量问题，都无法实用化。光伏组件的平均光电转换效率较低(6％～18％)，成本过高。晶硅电池组件温度每增加1K输出电量减少0.5％～0.8％，太阳能电池长期在高温下工作还会因迅速老化而缩短使用寿命。将微热管阵列与光伏电池背板有机结合，实现了微热管阵列与结实长寿命的集热水管物理隔离，且各个微热管阵列留有吸收热膨胀与热应力的缝隙，完全消除了传统方法的弊病。电池废热能高效传输给隔离式换热器中的媒介，从而实现太阳能电池的高效散热及其废热的高效回收利用。“基于微热管阵列的太阳能光伏热电联产组件”，成功解决了传统光伏电池由于电池背板温度高而引发的发电效率低，电池寿命短的技术瓶颈，极大提高了光伏组件的太阳能利用效率。隔离式换热器中的媒介可采用自然对流水冷、强制循环水冷方式，都能有效地降低电池温度，将电池的温度控制在45℃以内，防止电池过热、热斑，延长电池板的寿命；提高电池组件的发电功率及发电效率10％--30％；实现50-60％左右的电池板废热利用，大幅提高了太阳能的综合利用效率。该技术产品的应用，使得光伏废热的经济价值超发电价值，可使光伏发电的综合成本降低过半，是太阳能光伏发电集成技术的升级。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主要基于太阳能与空气能的多能互补的建筑供能系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种主要基于太阳能与空气能的多能互补的建筑供能系统包括太阳能PV/T组件、太阳能储热水箱、空气源热泵、低温水箱、混合水箱、水源热泵和供能末端，太阳能PV/T组件与太阳能储热水箱的进水口连接，太阳能储热水箱的出水口一端通过水泵与混合水箱连接，空气源热泵与低温水箱的进水口连接，低温水箱的出水口一端通过水泵与混合水箱连接，混合水箱通过水泵与水源热泵连接，水源热泵通过水泵与供能末端连接，且水源热泵的侧水箱通过太阳能储热水箱和水泵与太阳能PV/T组件连接形成一个循环的回路，且水源热泵的侧水箱通过低温水箱和水泵与空气源热泵连接形成一个循环的回路。

所述的太阳能PV/T组件中光伏电池的废热通过微热管阵列的导热传递给一只横贯光伏组件的液体直管，该直管与所述多能互补供能系统的管路连接。

工作原理为：当太阳能板集热水管内温度高于太阳能储热水箱温度3-6℃时，太阳能集热循环水泵启动，将太阳能PV/T组件加热的热水储存于太阳能储热水箱，当太阳能板集热水管内温度低于太阳能储热水箱的温度0-3℃时水泵停止循环，独立的，采用空气源热泵，获取室外空气热量并存储于低温水箱，然后，将太阳能储热水箱和低温水箱中的水在混合水箱内混合，并控制至合适的水温，作为热源提供给水源热泵，水源热泵产生的热水直接提供给供能末端，满足用户需求。