[发明专利]一种高效被动冷热电综合利用装置

说明书

本发明公开了一种高效被动冷热电综合利用装置，属于被动式能源应用领域，该装置利用日间辐射制冷板产生的冷水冷却太阳能电池板，水温升高后将热水储存起来。当夜间辐射制冷板薄膜表面温度接近于露点温度时，可启动热水泵，利用日间储存的热水对辐射制冷板进行升温，避免夜间辐射制冷板薄膜表面温度过低，产生结露现象而引起辐射制冷量下降的现象，从而使太阳能电池板及辐射制冷板薄膜的工作效率同时得到提高，而太阳能电池板所产生的电能可用来给水泵供电，进而实现冷热电的高效使用。

技术领域

本发明涉及就是一种高效被动冷热电综合利用装置，属于被动式能源高效利用领域。

背景技术

作为一种被动式冷却技术，辐射制冷可以在不消耗任何能源的情况下，将物体表面所产生的热量通过“大气窗口”(8-13μm波段)辐射到外太空。虽然辐射致冷可有效降低建筑能耗，但是夜间进行辐射制冷时，辐射薄膜表面由于缺少太阳热辐射的作用，并且周围环境空气温度较日间有所降低，会导致辐射薄膜表面会产生结露问题，进而使得辐射制冷能力下降。另一方面，太阳能电池板发电过程简单，没有机械转动部件，且不消耗燃料，是一种最具可持续发展的可再生能源发电技术。但是太阳能电池板发电时，太阳能电池板温度过高会严重影响光伏发电的效率，工作在20℃下的多晶硅太阳能电池的输出功率要比工作在70℃时高约20％。然而，夏季太阳能电池背面温度可达40℃至70℃，此时太阳能电池的效率将大大降低。因此，如果通过将辐射制冷产生的冷量用于对太阳能电池板降温，可有效提高发电效率，实现被动冷热电的高效利用。

现有专利CN109631417A公开了一种具有夜间辐射制冷功能的光伏光热一体化装置，该装置集光伏发电、太阳能集热、夜间辐射功能于一体，具有集热效率高，角度可调，实用性好等优点；专利CN108561940A公开了一种基于辐射效应的冷热电联产的一体化装置，通过旋转百叶组件，将集热装置、制冷装置和光伏发电装置有机结合从而能够到达集热、制冷以及发电的三种功能。以上专利都是通过结构的优化，以实现冷热电三种功能的合理使用，然而现有技术仅用来实现冷热电的三种功能的综合利用，并不能保证对三种功能的高校利用，尤其是不能使太阳能电池板以及辐射制冷板工作都处于最优的效率，并且未能解决夜间当辐射制冷板薄膜表面温度过低导致表面结露问题。

针对夜间辐射制冷辐射板薄膜表面温度在接近空气露点温度时，辐射板薄膜表面会产生结露现象，进而导致辐射制冷板制冷量降低的问题，本发明提出了一种高效被动冷热电综合利用装置，通过合理的结构设计，可有效提升太阳能电池板与辐射制冷板的效率，不仅解决了夜间辐射制冷板表面结露的问题，同时解决了太阳能电池板发电夜间不能发电却占用屋顶面积的弊端，并且装置运行所需的电量均由装置中太阳能电池供给，充分体现低碳、环保、高效的理念。

发明内容

本发明所要解决的问题：提供一种高效被动冷热电综合利用装置，日间通过辐射制冷板产生的冷量提高太阳能电池板的发电效率，夜间通过辐射制冷板与热水箱中的水进行换热，当辐射制冷板薄膜表面达到露点温度时，可以消除或者缓解冷凝现象导致的辐射制冷板制冷量降低的问题，最终实现太阳能发电和辐射制冷的高效利用。

为解决上述问题，本发明实施案例采用以下技术方案：

本发明提出了一种高效被动冷热电综合利用装置，该装置包括：第一辐射制冷板、第二辐射制冷板、第三辐射制冷板、第四辐射制冷板、第一太阳能电池板、第二太阳能电池板、冷水箱、热水箱、第一冷水泵、第二冷水泵、热水泵、控制器、蓄电池。

作为优选例，所述的装置各个部件之间的连接方式如下：