CN113422389B - 一种热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置，包括：一个三相整流及降压器、一个三相变频压缩机驱动器、一个直流变频风机驱动器、一块主控板和一个线控器，其中主控板分别与线控器、直流变频风机驱动器和三相变频压缩机驱动器电性连接，三相整流及降压器与三相变频压缩机驱动器电性连接，三相变频压缩机驱动器内安装有三相变频驱动电路，三相整流及降压器内安装有市电三相电源整流电路。本热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置结构简单，安全性高，通过对三相变频驱动电路和市电三相电源整流电路的结构设计，可以实现光伏或风电能源之间的多能互补自动切换，提高能源利用率。

Description

一种热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置
技术领域
本发明涉及一种能源互补应用装置，具体涉及一种热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置。
背景技术
现在传统的变频热泵机组，是利用220V或380V的AC交流电源到主控制板和变频驱动模块，控制压缩机和室外风机的运转，通过卡诺循环原理，达到制热或者制冷的效果，但是整体能耗高。随着PV/T(光伏/光热)一体化***由于其较高的综合太阳能利用效率而越来越受到学者的关注。由于简单的水冷PV/T不能保证制热水温度，太阳能热泵***因此诞生。太阳能热泵热水***分为直膨式和间接式。光伏太阳能热泵就是在直膨式太阳能热泵的基础上在太阳能集热板上加上光伏组件。但现有的热泵电能转换以及管理***结构复杂，可靠性不高，不能兼容交流和直流的同时输入输出，无法实现光伏或峰电能源之间的多能互补自动切换，导致能源利用率低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置，结构简单，安全性高，可以实现光伏或峰电能源之间的多能互补自动切换，提高能源利用率。
为实现上述技术方案，本发明提供了一种热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置，包括：一个三相整流及降压器、一个三相变频压缩机驱动器、一个直流变频风机驱动器、一块主控板和一个线控器，其中主控板分别与线控器、直流变频风机驱动器和三相变频压缩机驱动器电性连接，三相整流及降压器与三相变频压缩机驱动器电性连接，所述三相变频压缩机驱动器内安装有三相变频驱动电路，所述三相变频驱动电路包括光伏逆变器、二极管D11、D12、D13、D14、D15、D16、电抗器L2、电容C1、C2、C3和IPM，其中，二极管D11与D14、D13与D16、D15与D12串联后并联组成三相桥式整流堆，光伏逆变器三相交流电源的R、S、T相以120度相位差与三相桥式整流堆连接，电容C1、C2、C3并联在三相桥式整流堆的后端并与IPM连接，电抗器L2串联在三相桥式整流堆的正极输出线与电容C1的正极之间；所述三相整流及降压器内安装有市电三相电源整流电路，所述市电三相电源整流电路包括二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10和电抗器L1，其中二极管D1与D4、D3与D6、D5与D2串联后并联组成三相桥式整流堆，市电三相交流电源的R、S、T相以120度相位差与三相桥式整流堆连接，电感器L1和D7、D8、D9、D10串联在三相桥式整流堆的正极输出线上，三相桥式整流堆的正极输出端和负极输出端分别与三相变频压缩机驱动器中IPM的正极和负极连接。
优选的，所述市电三相电源整流电路中的桥式整流堆中每二个二极管为同组脉冲开关，同组二极管之间的脉冲互差为120度，共阳极二极管与共阴极二极管之间差60度。
优选的，所述市电三相电源整流电路中每个二极管正向电压为537V，整流后直流电压为537V。
优选的，光伏逆变器交流三相电压稳定时稳定输出AC380V，三相变频驱动器的桥式整流堆稳定输出DC537V，经电抗器L2谐波过滤及电容C1-C3的电解电器波后持续给IPM以稳定的537V直流电。
优选的，并网的交流市电AC380V经由二极管D1-D6组成的三相桥式整流堆整流后，持续输出537V的直流，经电抗器L1谐波过滤后，通过串联二极管D7-D10将输出电压降低4-6V，最后输出到IPM直流母线上的电压会比光伏逆变器整流后的直流电压低4-6V，若光伏逆变器的交流电压稳定不下降时，则变频驱动器会优先一直使用光伏逆变器的电源，当光伏逆变器输出电压下降，则用市电整流后的直流电源驱动IPM。
优选的，所述IPM与直流变频压缩机及直流风机电性连接。
本发明提供的一种热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置的有益效果在于：
1)本热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置结构简单，通过对三相变频驱动电路和市电三相电源整流电路的结构设计，可以实现光伏或峰电能源之间的多能互补自动切换，若光伏逆变器的交流电压稳定不下降时，则变频驱动器会优先一直使用光伏逆变器的电源，当光伏逆变器输出电压下降，则用市电整流后的直流电源作为驱动电源，提高能源利用率。
2)本热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置，通过对三相变频驱动电路和市电三相电源整流电路的结构设计，可以实现将交流电源转换为直流电源，可以兼容交流和直流的同时输入输出。
附图说明
图1为本发明的电路图。
图2为本发明的硬件***图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
实施例：一种热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置。
参照图1和图2所示，一种热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置，包括：一个三相整流及降压器4、一个三相变频压缩机驱动器3、一个直流变频风机驱动器5、一块主控板1和一个线控器2，其中主控板1分别与线控器2、直流变频风机驱动器5和三相变频压缩机驱动器3电性连接，三相整流及降压器4与三相变频压缩机驱动器3电性连接，所述三相变频压缩机驱动器3与直流变频压缩机电性连接，直流变频风机驱动器5与直流风机电性连接，主控板1上安装有温度保护开关6和温度传感器7，同时主控板1还分别与电加热器8、四通阀9和水泵10电性连接。
参照图1所示，所述三相变频压缩机驱动器3内安装有三相变频驱动电路，所述三相变频驱动电路包括光伏逆变器、二极管D11、D12、D13、D14、D15、D16、电抗器L2、电容C1、C2、C3和IPM，其中，二极管D11与D14、D13与D16、D15与D12串联后并联组成三相桥式整流堆，光伏逆变器三相交流电源的R、S、T相以120度相位差与三相桥式整流堆连接，电容C1、C2、C3并联在三相桥式整流堆的后端并与IPM连接，IPM与直流变频压缩机及直流风机电性连接，电抗器L2串联在三相桥式整流堆的正极输出线与电容C1的正极之间；实际工作时，光伏逆变器交流三相电压稳定时稳定输出AC380V，三相变频驱动器的桥式整流堆稳定输出DC537V，经电抗器L2谐波过滤及电容C1-C3的电解电器波后持续给IPM以稳定的537V直流电。
所述三相整流及降压器内安装有市电三相电源整流电路，所述市电三相电源整流电路包括二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10和电抗器L1，其中二极管D1与D4、D3与D6、D5与D2串联后并联组成三相桥式整流堆，市电三相交流电源的R、S、T相以120度相位差与三相桥式整流堆连接，电感器L1和D7、D8、D9、D10串联在三相桥式整流堆的正极输出线上，三相桥式整流堆的正极输出端和负极输出端分别与三相变频压缩机驱动器中IPM的正极和负极连接，市电三相电源整流电路中的桥式整流堆中每二个二极管为同组脉冲开关，同组二极管之间的脉冲互差为120度，共阳极二极管与共阴极二极管之间差60度，每个二极管正向电压为537V，整流后直流电压为537V。
实际工作时，并网的交流市电AC380V经由二极管D1-D6组成的三相桥式整流堆整流后，持续输出537V的直流，经电抗器L1谐波过滤后，通过串联二极管D7-D10将输出电压降低4-6V，最后输出到IPM直流母线上的电压会比光伏逆变器整流后的直流电压低4-6V，若光伏逆变器的交流电压稳定不下降时，则变频驱动器会优先一直使用光伏逆变器的电源，当光伏逆变器输出电压下降，则用市电整流后的直流电源驱动IPM，进而驱动直流变频压缩机及直流风机，提高能源利用率。
本热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置结构简单，通过对三相变频驱动电路和市电三相电源整流电路的结构设计，可以实现光伏或峰电能源之间的多能互补自动切换，若光伏逆变器的交流电压稳定不下降时，则变频驱动器会优先一直使用光伏逆变器的电源，当光伏逆变器输出电压下降，则用市电整流后的直流电源作为驱动电源，提高能源利用率。此外，通过对三相变频驱动电路和市电三相电源整流电路的结构设计，可以实现将交流电源转换为直流电源，可以兼容交流和直流的同时输入输出。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置，包括：一个三相整流及降压器、一个三相变频压缩机驱动器、一个直流变频风机驱动器、一块主控板和一个线控器，其中主控板分别与线控器、直流变频风机驱动器和三相变频压缩机驱动器电性连接，三相整流及降压器与三相变频压缩机驱动器电性连接，其特征在于，所述三相变频压缩机驱动器内安装有三相变频驱动电路，所述三相变频驱动电路包括光伏逆变器、二极管D11、D12、D13、D14、D15、D16、电抗器L2、电容C1、C2、C3和IPM，其中，二极管D11与D14、D13与D16、D15与D12串联后并联组成三相桥式整流堆，光伏逆变器三相交流电源的R 、S 、T相以120度相位差与三相桥式整流堆连接，电容C1、C2、C3并联在三相桥式整流堆的后端并与IPM连接，电抗器L2串联在三相桥式整流堆的正极输出线与电容C1的正极之间；所述三相整流及降压器内安装有市电三相电源整流电路，所述市电三相电源整流电路包括二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10和电抗器L1，其中二极管D1与D4、D3与D6、D5与D2串联后并联组成三相桥式整流堆，市电三相交流电源的R 、S 、T相以120度相位差与三相桥式整流堆连接，电抗器L1和D7、D8、D9、D10串联在三相桥式整流堆的正极输出线上，三相桥式整流堆的正极输出端和负极输出端分别与三相变频压缩机驱动器中IPM的正极和负极连接，所述市电三相电源整流电路中的桥式整流堆中每二个二极管为同组脉冲开关，同组二极管之间的脉冲互差为120度，共阳极二极管与共阴极二极管之间差60度，并网的交流市电AC380V经由二极管D1-D6组成的三相桥式整流堆整流后，持续输出537V的直流，经电抗器L1谐波过滤后，通过串联二极管D7-D10将输出电压降低4-6V，最后输出到IPM直流母线上的电压会比光伏逆变器整流后的直流电压低4-6V，若光伏逆变器的交流电压稳定不下降时，则变频驱动器会优先一直使用光伏逆变器的电源，当光伏逆变器输出电压下降，则用市电整流后的直流电源驱动IPM。
2.如权利要求1所述的热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置，其特征在于：所述市电三相电源整流电路中每个二极管正向电压为537V， 整流后直流电压为537V。
3.如权利要求1所述的热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置，其特征在于：光伏逆变器交流三相电压稳定时稳定输出AC380V，三相变频驱动器的桥式整流堆稳定输出DC537V，经电抗器L2谐波过滤及电容C1-C3的电解电器波后持续给IPM以稳定的537V直流电。
4.如权利要求1所述的热泵与光伏或风电能源多能互补的应用装置，其特征在于：所述IPM与直流变频压缩机及直流风机电性连接。
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