[发明专利]基于双流道PV/T的综合能源梯级利用系统

权利要求书

1.基于双流道PV/T的综合能源梯级利用系统，其特征在于，包括光伏发电系统、光伏电池板预热单元、光热发电系统、余热储存系统及智慧调控系统；

所述光伏发电系统包括依次连接PV/T组件(1)、蓄电池(2)以及逆变器(3)，所述蓄电池(2)与逆变器(3)之间设有直流开关(4)；

所述PV/T组件包括光伏电池板(101)、集热/蒸发器(102)以及玻璃外壳(103)，所述玻璃外壳(103)的两端设有空气流道入口(104)、空气流道出口(105)，所述集热/蒸发器(102)的两端设有液体流道入口(106)、液体流道出口(107)；

所述光伏电池板预热单元由串联的PV/T组件(1)、可调速管内风机(6)、换热器(7)、电动三通阀A(503)、电动两通阀A(601)构成；所述换热器(7)内含有相变材料A(801)；

所述光热发电系统由串联的PV/T组件(1)、电动三通阀B(501)、换热器(7)、电动三通阀C(502)、电动三通阀C(502)、压缩机(9)、冷凝器A(10)、节流阀(15)构成，还包括ORC发电单元；

所述ORC发电单元由串联的与所述冷凝器A(10)连接的膨胀机(12)、冷凝器B(14)、工质泵(11)构成；所述膨胀机(12)连接有发电机(13)；所述发电机(13)接入并网控制器(16)；所述并网控制器(16)把ORC发电单元发出的电送入国家电网；

所述余热储存系统分为第一余热储存系统和第二余热储存系统，主要由换热器(7)中的相变材料A(801)、换热器(18)中的相变材料B(802)以及换热器(19)中的相变材料C(803)组成；

所述相变材料A(801)的相变温度为42℃-48℃；所述相变材料B(802)的相变温度为18℃-24℃；所述相变材料C(803)的相变温度为27℃-33℃；

所述智慧调控系统包括控制器(17)及相应传感器、流量计、各种开关及相应阀门；

在供热期、供冷期及过渡期实现不同控制策略:

1)供热期：

光伏电池板平均温度小于25℃时，开启电动两通阀A(601)、电动三通阀A(503)a口和b口、风机(6)，关闭电动三通阀A(503)c口，把相变材料A(801)的热能通过光伏电池板预热单元传送到光伏电池板(101)，对光伏电池板预热；

光伏电池板(101)平均温度大于25℃时，开启热泵；

若冷凝器A(10)供热侧工质的入口温度(T11)在40-60℃，室内温度(T10)小于22℃时，开启风机(701)，把冷凝器A(10)的热能传送到室内，使室内温度(T10)升至22℃，关闭风机(701)；

若室内温度(T10)从22℃降低至18℃之前，开启电动三通阀A(503)a口和c口、风机(6)、电动两通阀B，D，I，J(602，604，609，610)以及电动三通阀D(504)a口和c口，关闭电动三通阀A(503)b口、电动两通阀A，C，E，F，G，H(601，603，605，606，607，608)以及电动三通阀D(504)b口，把冷凝器A(10)的热能通过第一余热存储系统存储在相变材料A(801)和相变材料C(803)中；

若室内温度(T10)降至18℃以下，则开启风机(701)，冷凝器A(10)的热能传递给室内环境，直至达到22℃；

若冷凝器A(10)供热侧工质的入口温度(T11)大于60℃时，把冷凝器A(10)的热能传给ORC发电工质，用于ORC发电单元发电；

若冷凝器B(14)供热侧工质的入口温度(T12)大于40℃，室内温度(T10)小于22℃时，开启风机(702)，把冷凝器B(14)的热能传送到室内，室温升至22℃，关闭风机(702)；

若室内温度(T10)从22℃降低至18℃之前，开启电动三通阀A(503)a口和c口、风机(6)、电动两通阀C，D，I，J(603，604，609，610)以及电动三通阀D(504)a口和b口，关闭电动三通阀A(503)b口、电动两通阀A，B，E，F，G，H(601，602，605，606，607，608)以及电动三通阀D(504)c口，把冷凝器B(14)的热能通过第二余热存储系统存储在相变材料A(801)和相变材料C(803)中；

若室内温度(T10)降至18℃以下，则开启风机(702)，冷凝器B(14)的热能传递给室内环境，直至达到22℃；

若液体流道出口(107)的温度(T2)低于45℃时，开启电动三通阀B(501)b出口和电动三通阀C(502)c入口，关闭电动三通阀B(501)c出口和电动三通阀C(502)b入口,把相变材料A(801)中的热能传递给热泵工质，辅助热泵工作；相变材料A(801)中的热能与自来水换热，换热后的自来水可用作生活热水；

若夜间，室内温度(T10)低于18℃时，风机(703)使室内空气与相变材料C(803)进行换热，当室内温度(T10)大于等于22℃时，则关闭风机(703)；

2)供冷期：

光伏电池板(101)平均温度大于25℃时，开启热泵；

若冷凝器A(10)供热侧工质的入口温度(T11)在40-60℃，开启电动三通阀A(503)a口和c口、风机(6)、电动两通阀B，E，F，G(602，605，606，607)、电动三通阀D(504)a口和c口，关闭电动三通阀A(503)b口、电动两通阀A，C，D，H，I，J(601，603，604，608，609，610)、电动三通阀D(504)b口，把冷凝器A(10)的热能通过第一余热存储系统存储在相变材料A(801)和相变材料B(802)中；

若冷凝器A(10)供热侧工质的入口温度(T11)大于60℃时，把冷凝器A(10)的热能传于ORC发电工质，用于ORC发电单元发电；

若冷凝器B(14)供热侧工质的入口温度(T12)大于40℃时，开启电动三通阀A(503)a口和c口、风机(6)、电动两通阀(603，605，606，607)、电动三通阀D(504)a口和b口，关闭电动三通阀A(503)b口、电动两通阀(601，602，604，608，609，610)、电动三通阀D(504)c口，把冷凝器B(14)的热能通过第二余热存储系统存储在相变材料A(801)和相变材料B(802)中；

若室内温度(T10)大于26℃，则打开电动二通阀(608)进行供冷，使室内温度(T10)降至23℃；

若室内温度(T0)小于26℃，则关闭电动二通阀(608)；

若液体流道出口(107)的温度(T2)低于45℃时，开启电动三通阀B(501)b出口和电动三通阀C(502)c入口，关闭电动三通阀B(501)c出口和电动三通阀C(502)b入口,把相变材料A(801)中的热能传递给热泵工质，辅助热泵工作；相变材料A(801)中的热能与自来水换热，换热后的自来水可用作生活热水；自来水与相变材料B(802)进行换热，换热后的自来水可以作为养殖用水；

3)过渡期：

光伏电池板(101)平均温度大于25℃时，开启热泵；

若冷凝器A(10)供热侧工质的入口温度(T11)在40-60℃内，开启电动三通阀A(503)a口和c口、风机(6)、电动两通阀(602，605，606，607)、电动三通阀D(504)a口和c口，关闭电动三通阀A(503)b口、电动两通阀(601，603，604，608，609，610)、电动三通阀D(504)b口，把冷凝器A(10)的热能通过第一余热存储系统存储在相变材料A(801)和相变材料B(802)中；

若冷凝器A(10)供热侧工质的入口温度(T11)大于60℃时，把冷凝器A(10)的热能传于ORC发电工质，用于ORC发电单元发电；

若冷凝器B(14)供热侧工质的入口温度(T12)大于40℃时，开启电动三通阀A(503)a口和c口、风机(6)、电动两通阀(603，605，606，607)、电动三通阀D(504)a口和b口，关闭电动三通阀A(503)b口、电动两通阀(601，602，604，608，609，610)、电动三通阀D(504)c口，把冷凝器B(14)的热能通过第二余热存储系统存储在相变材料A(801)和相变材料B(802)中；

若液体流道出口(107)的温度(T2)低于45℃时，开启电动三通阀B(501)b出口和电动三通阀C(502)c入口，关闭电动三通阀B(501)c出口和电动三通阀C(502)b入口,把相变材料A(801)中的热能传递给热泵工质，辅助热泵工作；相变材料A(801)中的热能与自来水换热，换热后的自来水可用作生活热水；自来水与相变材料B(802)进行换热，换热后的自来水可以作为养殖用水。