[发明专利]用于宿舍楼宇光伏光热一体化供能系统及运行控制方法

说明书

本发明属于太阳能综合利用领域，涉及一种用于宿舍楼宇光伏光热一体化供能系统及运行控制方法，供能系统包括：PV/T组件、第一蓄热水箱、第二蓄热水箱、恒温水箱、低温水源热泵、高温水源热泵、溴化锂吸收式制冷机、冷却塔、供冷负荷、供暖负荷、供冷水箱、供暖水箱及多个阀门。本发明充分利用屋顶太阳能资源，布置合适类型的光伏光热一体化组件，耦合高温水源热泵、低温水源热泵、溴化锂吸收式制冷机、恒温水箱、蓄热水箱等其他辅助能源系统设备，满足宿舍楼宇建筑集群全季节冷热电用能需求。

技术领域

本发明属于太阳能综合利用领域，涉及一种用于宿舍楼宇光伏光热一体化供能系统及运行控制方法。

背景技术

化石能源的大规模开发利用带来的污染、资源短缺、温室气体排放等环境问题，逐渐成为制约全球经济、社会、环境可持续发展的重大瓶颈。大力开发清洁能源发电，加快实施供应侧清洁替代，已成为能源发展的必然趋势。随着风电、太阳能发电规模化发展和技术快速进步，可再生能源发电成本显著下降，有望取代化石能源发电成为主导电源。

分布式太阳能利用领域中光伏发电和太阳能热水器应用广泛。光伏系统光电转化效率低下，通常不超过20％，大量太阳能以热量形式散失。研究显示，光伏电池每升高1℃，其光电转换效率降低0.4％-0.6％。在夏季光照好的炎热天气，光伏电池运行时最高温度可达70℃，导致光伏电池发电效率显著降低。太阳能热水在实际应用中受季节影响较大，集热器会出现夏季热能供应过载、空晒爆管，冬季热能供应紧缺、管路冻裂等问题，系统不可进行能量分配、调节和平衡，无法适应季节变化和天气变化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高效、节能的用于宿舍楼宇光伏光热一体化供能系统及运行控制方法，针对宿舍楼宇中型建筑集群的用能特点，构建以光伏光热一体化组件为核心的供能系统，以满足宿舍楼宇建筑集群的冷、热、电等负荷需求，实现屋顶太阳能资源的最大化利用。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

本发明的第一方面是提供了一种用于宿舍楼宇光伏光热一体化供能系统，包括：PV/T组件、第一蓄热水箱、第二蓄热水箱、恒温水箱、低温水源热泵、高温水源热泵、溴化锂吸收式制冷机、冷却塔、供冷水箱、供暖水箱及多个阀门；

所述PV/T组件的出水管线通过第一阀门分为两路，一路经过第二阀门连接第一蓄热水箱的进口，第一蓄热水箱的出口管线连接PV/T组件的回水口；另一路经过第三阀门连接恒温水箱的进口；

所述恒温水箱的出口管线通过第四阀门分为两路，一路连接生活热水，另一路依次通过第五阀门、第六阀门、第九阀门连接低温水源热泵的第一进口，所述第五阀门出口管线与第二阀门进口连接，所述第六阀门出口管线与高温水源热泵的第一进口连接，所述第九阀门出口管线通过第十阀门连接供暖负荷，所述第十阀门进口管线连接低温水源热泵的第二出口，所述低温水源热泵的第一出口管线及高温水源热泵的第一出口管线均经过第十一阀门、第七阀门及第二阀门连接第一蓄热水箱的进口；

所述供暖负荷通过第十二阀门、供暖水箱连接至低温水源热泵的第二进口，所述第十二阀门的出口管线通过第八阀门、第三阀门连接恒温水箱的进口，所述第八阀门出口管线与第七阀门进口连接；

所述溴化锂吸收式制冷机的b出口连接高温水源热泵的第一进口，高温水源热泵的第一出口管线连接第二蓄热水箱的进口，第二蓄热水箱的出口管线连接溴化锂吸收式制冷机的a进口；溴化锂吸收式制冷机的d出口连接供冷负荷，供冷负荷连接供冷水箱的进口，供冷水箱的出口管线连接溴化锂吸收式制冷机的c进口；溴化锂吸收式制冷机的f出口连接冷却塔的进口，冷却塔的出口管线连接溴化锂吸收式制冷机的e进口。

本发明的第二方面是提供了上述系统的控制方法，分为以下几种情形：