[发明专利]一种PVT光储光热型水源热泵系统及运行方法

说明书

本发明涉及光伏光热及热泵设备技术领域，尤其涉及一种PVT光储光热型水源热泵系统及运行方法，所述PVT光储光热型水源热泵系统包含若干个PVT系统，若干个光伏直驱水源热泵机组，及若干个用户组成，所述PVT系统通过串联或并联与所述光伏直驱水源热泵机组相连接，所述光伏直驱水源热泵机组与用户用水管道相连接，所述PVT系统包含光伏太阳能板及设置在所述光伏太阳能板背后的集热器。与现有技术相比较，本专利PVT系统+水源热泵系统采用直流设备实现光伏直流柔性供电模式，PVT系统+水源热泵系统的蓄热式热电联产优化，保障光伏发电效率要求，提升供热温度品位，满足供热参数要求和供热量稳定性。

技术领域

本发明涉及光伏光热及热泵设备技术领域，尤其涉及一种PVT光储光热型水源热泵系统及运行方法。

背景技术

水源热泵工作原理根据逆卡诺循环原理，采用电能驱动，通过制冷剂把地下水、湖水、江水、城市污水、海水、工业废水等低品位热能吸收，提升为可用的高品位热能对水进行加热的设备。

水源热泵一般由压缩机、膨胀阀、过滤器、储液罐、冷凝器、蒸发器等几部分组成。低温低压气态冷媒经过压缩机压缩成为高压高温气态，高温高压的气态冷媒经热水换热器和水进行热换，高压的冷媒在常温下被冷却、冷凝为液态。这过程中，冷媒放出热量把水加热，高压液态冷媒通过膨胀阀减压，压力下降，回到比外界低的温度，具有吸热蒸发的能力，低温低压的液态冷媒经过蒸发器吸收水源的热量，由液态变为气态，吸收了热量的冷媒变成低温低压气体，再由压缩机吸入进行压缩，如此不断循环工作，不断从水源侧吸热，而在冷凝器侧放热，把水加热。这个循环过程由水源热泵来完成。水源热泵作为高效集热并转移热量的系统装置，可以把压缩机所消耗的电力变为5倍范围内的热能。而在使用水源热泵供暖时，会存在电负荷扩容的问题，同时水源温度较低时，热泵的效率也会有所降低。

PVT系统是集太阳能光伏发电和光热为一体的系统称为太阳能光伏光热联产系统，简称PVT。它包含光伏(PV)与光热(PT)两部分，集太阳能电池和太阳能集热器于一体，利用光生伏特效应，使光能转化为直流电，再经过逆变器转化为工频交流电供人们使用，通过电池板发电得到电收益。同时将太阳能电池板光电转换过程中产生的部分热能，通过热交换收集起来，不断被转化出来的热量加热热水，供人们使用，从而实现PVT系统的热电联供。

现阶段PVT系统采用直流转交流供电模式，水源热泵系统采用交流设备。同时，PVT系统集热后太阳能电池背板温度过高，造成电池板光伏发电效率下降，影响光伏发电系统的工作，提供的热水参数无法直接用来供热，在阴雨天气及晚上等日照不充足的时间，存在无法全天候保证光热转换的问题，导致热水供应无法连续进行。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PVT光储光热型水源热泵系统及运行方法，通过PVT+水源热泵的机组，实现太阳能与水源热泵的综合利用，水源热泵与太阳能相结合具有很好的互补性。太阳能可以提高水源热泵的进液温度，提高运行效率；蓄热型水源热泵一方面可以补偿太阳能日照影响的间歇性，一方面收集集热器背板热量用于供热，防止背板温度过高影响发电效率。

为实现上述目的之一，本发明提供如下技术方案：

一种PVT光储光热型水源热泵系统，所述PVT光储光热型水源热泵系统包含若干个PVT系统，若干个光伏直驱水源热泵机组，及若干个用户组成，所述PVT系统通过串联或并联与所述光伏直驱水源热泵机组相连接，所述光伏直驱水源热泵机组与用户用水管道相连接，所述PVT系统包含光伏太阳能板及设置在所述光伏太阳能板背后的集热器。

优选地，所述PVT光储光热型水源热泵系统还包括吸音机壳，所述光伏直驱水源热泵机组设置在吸音机壳内；所述光伏直驱水源热泵机组包括蒸发器、四通阀、气液分离器、直流变频压缩机、冷凝器、储液罐、智能储热罐及低温储水箱；