CN114263995A - 一种太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,包括:光伏光电单元,与光伏光电单元相连地储能单元,分别与光伏光电单元以及储能单元相连地换热单元,与储能单元相连的直流微电网单元,与换热单元以及直流微电网单元相连的双源热泵单元,并通过检测单元和中控单元对***的换热进行智能控制。本发明采用双源热泵与光伏光电的组合形式,充分利用太阳能来实现供冷、供热、供电以及生活热水的供应,太阳能光伏板背集热蓄存,可以降低太阳能光伏板的工作温度,提高发电效率,也将收集的热量蓄存起来供暖或生活热水使用,当光伏光电无法满足热量与电量需求时,可采用蓄热水箱热水作为水源与空气源级蒸发器同时工作,满足供热需求。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能热交换***,尤其涉及一种以太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***及其运行方法。
背景技术
当前电能与热能的产生主要依靠化石能源,而由于化石能源不断的开发利用,化石能源的蕴藏量逐渐减少,同时化石能源的开采、加工、使用和生产都会造成环境的污染,排出的二氧化碳也成为温室效应的成因。太阳能为代表的可再生能源成为替代化石能源的主力,具有储量巨大、获取成本低、绿色清洁和长久性。
就目前而言,太阳能集热器在太阳辐射强的天气有较好的集热效率,但不能克服太阳能间歇性的特点,在光照不足时无法提供足够的热量。单靠太阳能集热器无法满足全天的供暖需求。对于太阳能光伏电池来说,电池的发电效率与电池的温度有较大关系,光伏电池的发电效率会随其温度的升高而降低。如果在光伏电池的背面,贴附或焊接管道,热量传递到其中的流体,从而降低电池温度,提高光电效率。同时可以回收利用流体吸收的热量,用于需要热水采暖的地方。
中国发明专利公开号CN108332446A公开了一种低品位太阳能冷热电三联供***,太阳能光伏光热组件包括位于正面的光伏板和位于背面的集热器;光伏板用于太阳能发电;集热器与第一热水泵、蓄热水箱相连;蓄热水箱与第三热水泵、供热终端相连;蓄热水箱与第二热水泵、吸收式制冷机组相连;吸收式制冷机组与第一冷冻水泵、过冷器一侧相连;过冷器另一侧与节流阀、蒸发器、压缩机、冷凝器相连;蒸发器与第二冷冻水泵、供冷终端相连;第一控制器分别与第一热水泵、第一温度传感器、第二温度传感器相连;第二控制器分别与第二热水泵、第三温度传感器、吸收子***、第一冷冻水泵、第三热水泵相连。
由此可见,所述低品位太阳能冷热电三联供***存在以下问题:
在太阳能光伏光热***驱动热泵方面,没有考虑将太阳能光伏直流电即发即用,将其转化为交流电变换环节过多,给***技术经济性、环保性带来不利影响;或采用大量蓄电池将直流电储存,但电池热管理会对***运行带来额外的负担同时没有任何收益,且没有考虑到储能电池的发电效率与温度的关系。同时,在换热时,由于光伏光电单元将太阳能转化为电能和蓄电池充电时产生的热量不同,而现有技术中大多使用相同流量的水分别对上述两部件在运行时产生的热量进行换热,导致分路后两路水的换热效率存在不同,从而导致了换热装置与光伏发电装置的整体换热效率低。
在光照不足时无法提供足够的热量,单靠太阳能集热器无法满足全天的供暖需求,进一步没有考虑非供冷阶段产生的电能的用处,以及制冷时没有考虑回收用户终端置换出的热量。
发明内容
为此,本发明提供一种太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,用以克服现有技术中在光照不足时无法提供足够的热量,单靠太阳能集热器无法满足全天的供暖需求的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,其中,包括:
光伏光电单元,其用以在光线充足时将太阳能转换为电能;
储能单元,其与所述光伏光电单元相连,用以存储光伏光电单元转换的电能;
换热单元,其分别与所述光伏光电单元以及所述储能单元相连,用以分别与光伏光电单元以及储能单元运行过程中产生的热量进行热交换;所述换热单元包括若干根并联的水循环管道,在各水循环管道的进水端设有流速比例调节装置,用以根据所述光伏光电单元内的温度以及所述储能单元内的温度降各水循环管道的流速比调节至对应值;
直流微电网单元,其与所述储能单元相连,用以接收和传输所述储能单元输出的电能;所述直流微电网单元接收所述储能单元输出的直流电并将直流电输送至对应单元中的对应部件;
双源热泵单元,其分别与所述换热单元以及所述直流微电网单元相连,用以接收换热单元输出的热量或直流微电网单元输出的电能,通过热量或电能对建筑进行供暖并通过电能对建筑进行制冷;
检测单元,其分别设置在所述光伏光电单元、储能单元、换热单元以及所述建筑中,用以检测对应单元中对应位置的温度;所述检测单元包括设置在所述光伏光电单元中的光伏光电温度检测器、设置在所述储能单元中的储能温度检测器、设置在所述换热单元中的蓄水温度检测器以及设置在所述建筑中的室外温度检测器;
中控单元,其分别与所述光伏光电单元、储能单元、检测单元以及换热单元中的部件相连,用以根据检测单元测得的光伏光电单元中的温度值以及储能单元中的温度值控制所述流速比例调节装置调节换热单元中对应管路的流速比以对光伏光电单元和储能单元中的热能进行高效热交换;所述中控单元会根据所述光伏光电单元中温度与所述储能单元中温度的差值控制所述流速比例调节装置将所述换热单元中各管路流速的比值调节至对应值并根据换热单元中温度与光伏光电单元中温度的差值以及的换热单元中温度与储能单元中温度的差值判定是否需对换热单元中各管路流速的比值进行进一步调节。
进一步地,所述流速比例调节装置为一三通阀包括:
管路外壳,其为一三通管,管路外壳通向所述光伏光电单元的管路内壁开设有第一凹槽,管路外壳通向所述储能单元的管路侧壁开设有第二凹槽;
流速调节挡板,包括设置在所述第一凹槽的第一流速调节挡板和设置在所述第二凹槽的第二流速调节挡板,第一流速调节挡板与第一凹槽的端部以及第二流速调节挡板与第二凹槽的端部均通过弹簧相连;所述管路外壳通向所述储能单元相对于所述第二流速调节挡板的内壁设有伸缩杆;
流速调节转轴,其设置在所述管路外壳内,流速调节转轴外部设有第一流速调节臂和第二流速调节臂,其中,第一流速调节臂位于所述管路外壳通向所述光伏光电单元的管路内,第二流速调节臂位于所述管路外壳通向所述储能单元的管路内。
进一步地,所述***运行时,所述中控单元通过所述储能温度检测器测得所述储能单元内的温度Ta并通过所述光伏光电温度检测器测得的所述光伏光电单元内的温度Tb,中控单元计算储能-光伏光电温度差值△Tab并根据△Tab判定是否需要调节所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例;所述中控单元中设有第一预设储能-光伏光电温度差值△Tab1、第二预设储能-光伏光电温度差值△Tab2、第一预设流速比例调节系数α1以及第二预设流速比例调节系数α2,其中,△Tab1<△Tab2,1<α1<α2<1.3;
若△Tab≤△Tab1,所述中控单元不对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行调节;
若△Tab1<△Tab≤△Tab2,所述中控单元使用α1对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行调节;
若△Tab>△Tab2,所述中控单元使用α2对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行调节;
当所述中控单元使用αi对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行调节时,设定i=1,2,调节后的水循环管路中两水循环管道中水流速的比例记为B’,设定B’=B×αi,其中,B为水循环管路中两水循环管道中水流速的初始比例,当中控单元完成对B’的计算时,中控单元根据B’的实际值将所述流速调节转轴转动对应角度以将水循环管路中两水循环管道中水流速的比例调节至对应值。
进一步地,所述换热单元包括:
蓄热水箱,其分别与所述光伏光电单元以及所述储能单元相连,用以分别与光伏光电单元以及储能单元形成不同的回路;所述蓄热水箱还外接有补水管路,用以为蓄热水箱补充作为热能载体并参与管道循环的介质水;
水循环管道,其与所述蓄热水箱相连,包括并联的第一水循环管道和第二水循环管道,其中,所述光伏光电单元设置在所述第一水循环管道上,所述储能单元设置在所述第二水循环管道上;在所述水循环管道干道与所述第一水循环管道和第二水循环管道的连接处设有与所述中控单元相连的所述流速比例调节装置,用以同时调节蓄热水箱输送至第一水循环管道和第二水循环管道的水的流速比,在流速比例调节装置与蓄热水箱之间设有第一水泵,用以将蓄热水箱中的水输送至水循环管道;所述第一水循环管路中还设有第一电磁阀和所述光伏光电温度检测器,所述第二水循环管路中还设有第二电磁阀和所述储能温度检测器;
生活热水管路,包括热水进水管和热水回水管,进水热水管和进水回水管的两端均分别与所述蓄热水箱以及所述建筑相连,用以将热水从蓄热水箱输送至建筑中并将凉水从建筑回送至蓄热水箱;在所述热水进水管上还设有用以输送管路中水的第二水泵。
进一步地,当***运行时,所述中控单元还会通过所述蓄水温度检测器测得所述蓄热水箱内水的温度Td,中控单元分别计算储能-储水温度差值△Tad和光伏光电-储水温度差值△Tbd;所述中控单元中设有预设储能-储水温度差值△Tab0、第二预设光伏光电-储水温度差值△Tbd0;
若△Tad>△Tad0,所述中控单元不对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行进一步调节;若△Tad<△Tad0,所述中控单元判定蓄热水箱中水无法与所述光伏光电单元进行进一步换热并对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行进一步调节;
若△Tbd>△Tbd0,所述中控单元不对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行进一步调节;△Tbd<△Tbd0,所述中控单元判定蓄热水箱中水无法与所述储能单元进行进一步换热并控制对应部件向所述蓄热水箱中补水。
进一步地,所述中控单元中设有预设光伏光电-储水温度临界差值△Tbdmax
当△Tbd>△Tbd0时,中控单元将△Tbd与△Tbdmax进行比对,若△Tbd≤△Tbdmax,所述中控单元不对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行进一步调节,若△Tbd>△Tbdmax,所述中控单元控制所述流速调节轴反向转动以使所述第一流速调节臂按压所述第一流速调节挡板并控制所述伸缩杆启动以按压所述第二流速调节挡板。
进一步地,所述光伏光电单元包括用以将太阳能转换为电能的太阳能光伏光热板以及用以初步储存太阳能光伏光热板转换得到的电能的光伏电池,其中,太阳能光伏光热板包括:
光伏电池板,其用以将所述光伏电池固定在指定位置;
集热板,其设置在所述光伏电池板的一侧,用以将太阳的辐射能转换为热能;
平板型热管,其设置在所述集热板远离所述光伏电池板的一侧,用以吸收集热板转换得到的热能以对光伏电池进行降温;
保温层,其设置在所述平板型热管远离所述集热板的一侧,用以防止平板型热管中热能的流失。
进一步地,所述储能单元包括:
蓄电池组件,其与所述光伏电池相连,用以储存光伏电池产生的直流电;
冷却板组件,其包括一S型单管,冷却板组件与所述蓄电池组件相接触,用以将蓄电池组件的工作温度维持在预设区间;所述冷却板组件与所述蓄电池组件接触式连接,用以防止冷却用水与蓄电池组件直接接触。
进一步地,所述双源热泵单元包括:
双源热泵循环管路,用以分别与所述蓄热水箱以及所述建筑进行换热,在双源热泵循环管路中依次设有第八电磁阀、第一三通阀、膨胀阀、第二三通阀、第十一电磁阀、第十电磁阀、第三三通阀和第九电磁阀;所述第一三通阀和第二三通阀之间设有一支路,在支路中依次设有第六电磁阀、第四三通阀和第五电磁阀,第四三通阀和所述第三三通阀之间通过管路连接,在管路中设有第十二电磁阀;
第一水-制冷剂换热器,其设置在所述双源热泵循环管路中并位于所述第八电磁阀和第九电磁阀之间,第一水-制冷剂换热器与所述蓄热水箱相连以形成第三水循环管道,用以与蓄热水箱中的水换热;在所述蓄热水箱与所述第一水-制冷剂换热器中的进水管道中设有第三电磁阀;
风冷-制冷剂换热器,其设置在所述双源热泵循环管路中并位于所述第二三通阀和第二水-制冷剂换热器之间,用以与环境中的空气换热;
压缩机,用以将低压气体压缩为高压液体;所述压缩机中设有四通换向阀,其设置在所述双源热泵循环管路中并位于所述第二三通阀和第二水-制冷剂换热器之间;
第二水-制冷剂换热器,其设置在所述双源热泵循环管路中并位于所述四通换向阀和膨胀阀之间,第二水-制冷剂换热器还与所述建筑相连以形成第四水循环管道,用以将双源热泵单元中输送的水与建筑中的水进行换热;在所述第二水-制冷剂换热器与所述建筑中的进水管道中设有第四电磁阀。
进一步地,所述直流微电网单元包括:
第一DC/DC变换器,其在所述光伏电池和所述蓄电池组件之间,用以将光伏电池输出的电压转换为蓄电池组件可以使用的电压;
第二DC/DC变换器,其与所述蓄电池组件相连,用以将蓄电池组件输出的电的电压转换为370V;
第四DC/DC变换器,其与所述建筑相连,用以将直流电的电压转换成建筑中的电器的所能使用的电压;
双向AC/DC变换器,其设置在所述第二DC/DC变换器和交流电网之间,将直流电转换为380V的交流电,将380V的交流电转换为直流电;
充电桩,其设置在双向AC/DC变换器和第四DC/DC变换器之间,用以接受直流电为车辆充电;
第三DC/DC变换器,其在所述充电桩和第四DC/DC变换器之间,第三DC/DC变换器还与所述压缩机相连,用以为压缩机供电。
进一步地,所述的太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,采用太阳能光伏板背集热与双源热泵来进行制热,
当蓄热水箱热量充足时,可采用单独的所述第一水-制冷剂换热器与蓄热水箱的热水进行换热,制取高温水用于建筑的供暖;
当夜间或阴雨天气时,太阳能集热较少时,可使用所述第二水-制冷剂换热器与蓄热水箱的热水进行换热,制取高温水用于建筑的供暖。
进一步地,所述的太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,采用双源热泵来进行制冷时,从所述压缩机出来的热水可以通过所述第一水-制冷剂换热器对所述蓄热水箱中的蓄水进行加热,用以提供生活热水。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于,本发明的太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,包括:光伏光电单元,储能单元,换热单元,直流微电网单元,双源热泵单元,检测单元和中控单元,其中,本发明通过储能单元将光伏电池产生的电储存的同时,将电池产生的热量回收,用于建筑的供暖以及生活热水。本发明通过双源热泵单元,满足阴天或雨天条件下,光伏光电无法满足地热量与电量需求,热泵可采用蓄热水箱热水作为水源与空气源级蒸发器同时工作,满足供热需求。本发明通过检测单元、中控单元和换热单元相配合,在换热时,根据光伏光电单元将太阳能转化为电能和蓄电池充电时产生的热量不同,控制上述两部件集热水地流量,从而提高分路后两路水的换热效率,进而提高换热装置与光伏发电装置的整体换热效率。
进一步地,本发明所述换热单元中各水循环管道的进水端设有流速比例调节装置,在流速比例调节装置中设有带有流速调节臂的流速调节转轴,本发明通过设置带有流速调节臂的流速调节转轴,能够在所述中控单元判定需调节管路中各水循环管道内水的流速比时,能够通过转动流速调节转轴的单一动作完成同时对多个水循环管道中水流速的快速调节,从而将管路中各水循环管道内水的流速比调节至对应值,从而有效提高了换热单元与光伏光电单元以及换热单元与储能单元的换热效率。
进一步地,本发明使用检测单元中的温度检测器和中控单元相配合,能够通过中控单元对流速比例调节装置进行智能全自动调节,从而智能的将管路中各水循环管道内水的流速比调节至对应值,进一步提高了换热单元与光伏光电单元以及换热单元与储能单元的整体换热效率。
进一步地,所述换热单元中设有蓄热水箱,本发明通过设有两路并联的水循环管道,其中,所述平板型热管设置在所述第一水循环管道上,所述冷却板组件设置在所述第二水循环管道上,使光伏光电单元和储能单元中的热量都能储存到到蓄热水箱中;进一步地,所述水循环管路中还设有水泵、测温装置以及电磁阀,其中通过设有水泵使管道内的水流通起来并形成水循环,通过设有电磁阀控制水循环中的水流速度,并配以测温装置以监测热能转化情况;本发明通过设有生活热水管路,将热水从蓄热水箱输送至建筑中并将凉水从建筑回送至蓄热水箱;本发明通过外接在所述蓄热水箱上补水管路,用以补充水循环管道中作为热能载体并参与管道循环的介质水。
进一步地,所述中控单元中计算储能-储水温度差值△Tad和光伏光电-储水温度差值△Tbd,并与预设值相比较,能够通过比较结果对水循环管道中是否因水量不足而导致的换热效率不佳进行判断,若储能-储水温度差值△Tad和光伏光电-储水温度差值△Tbd均小于预设值,则智能地对蓄热水箱补水,从而智能的将管路中各水循环管道内水的流速比调节至对应值,进一步提高了换热单元与光伏光电单元以及换热单元与储能单元的整体换热效率。
进一步地,所述中控单元中设有预设光伏光电-储水温度临界差值△Tbdmax,若△Tbd>△Tbdmax,所述中控单元控制所述流速调节轴反向转动以使所述第一流速调节臂按压所述第一流速调节挡板并控制所述伸缩杆启动以按压所述第二流速调节挡板,进而同时增加两分路中的水流,达到快速加热的目的,进一步提高了换热单元与光伏光电单元以及换热单元与储能单元的整体换热效率。
进一步地,所述光伏光电单元中设有光伏电池板,本发明通过光伏电池板将光伏电池固定在指定位置,以便平板型热管更加均匀的为光伏电池降温,提高太阳能光伏板的发电效率;所述光伏光电单元中设有集热板、平板型热管,本发明通过集热板将太阳的辐射能转换为热能并转移到平板型热管中,同时平板型热管中的冷却水为光伏电池降温,使电池的工作温度维持在预设区间;所述光伏光电单元中设有保温层,本发明通过保温层用以防止平板型热管中热能的流失。
进一步地,所述储能单元中设有冷却板组件,本发明通过冷却板组件与所述蓄电池组件相接触进行热量交换,使蓄电池组件的工作温度维持在预设区间,进一步地,本发明通过冷却板组件中的S型单管,使受热面积增加,还能够进一步防止冷却用水与蓄电池组件直接接触。
进一步地,本发明提供的一种双源热泵单元,本发明通过在双源热泵单元中设有风冷-制冷剂换热器,用以与环境中的空气换热;进一步地,本发明通过在双源热泵循环管路中的所述第一三通阀和第二三通阀之间设有一支路,在支路中依次设有第六电磁阀、第四三通阀和第五电磁阀,第四三通阀和所述第三三通阀之间通过管路连接,在管路中设有第十二电磁阀,以便控制双源热泵单元中的热能提供装置,通过不同电磁阀之间的开启、闭合切换,实现多种运行工况,当光线充足时,只采用所述第一水-制冷剂换热器,关闭所述第十电磁阀、第十一电磁阀和第六电磁阀,当出现阴天或雨天时,光伏光电无法满足热量与电量需求时,采用所述风冷-制冷剂换热器,关闭所述第八电磁阀、第九电磁阀和第五电磁阀,热泵可采用空气源级蒸发器同时工作,满足供热需求;进一步地,本发明使采用双源热泵与光伏光电的组合形式,所述压缩机为直流式压缩机,使所述双源热泵单元可以应用光伏光电单元产生的电能,充分利用太阳能来实现供冷、供热及供电。
进一步地,本发明提供一种所述直流微电网单元,是一种新型的可再生能源利用手段,本发明通过直流微电网最大限度地使用能量,并将光伏直流电用于建筑用电,热泵以及充电桩;进一步地,所述直流微电网中设有双向AC/DC变换器,市政电网通过双向AC/DC变换器连接到所述直流微电网单元中,可在太阳能产生的电能不足时满足用电需求,并且可以控制电流变化,使微电网内部对电流相位、频率的控制相对容易,技术难度相对降低;进一步地,所述直流微电网中设有充电桩,本发明通过设有充电桩可直接利用太阳能光伏光热板产生的电能为车辆充电;进一步地,所述直流微电网中设有第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器和第四DC/DC变换器,本发明通过设有第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器和第四DC/DC变换器可直接利用储能单元的电能用于热泵等设备运行,多余电量将用于充电桩以及建筑内部的生活用电。
本发明可实现零碳排放的冷热电三联供,采用双源热泵与光伏光电的组合形式,充分利用太阳能来实现供冷、供热、供电以及生活热水的供应,太阳能光伏板背集热蓄存,可以降低太阳能光伏板的工作温度,提高发电效率,也将收集的热量蓄存起来用供暖或生活热水使用,直流微电网的使用可以降低能量损耗、降低电压损失、提高电量质量与***的可靠性。
附图说明
图1为本发明所述太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***的结构框图;
图2为本发明所述流速比例调节装置的结构示意图;
图3为本发明所述太阳能光伏光热器的结构示意图;
图4为本发明所述冷却板的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示,其为本发明所述太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***的结构框图,本发明提供一种太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,包括:
光伏光电单元,其用以在光线充足时将太阳能转换为电能;
储能单元,其与所述光伏光电单元相连,用以存储光伏光电单元转换的电能;
换热单元,其分别与所述光伏光电单元以及所述储能单元相连,用以分别与光伏光电单元以及储能单元运行过程中产生的热量进行热交换;所述换热单元包括若干根并联的水循环管道,在各水循环管道的进水端设有流速比例调节装置6,用以根据所述光伏光电单元内的温度以及所述储能单元内的温度降各水循环管道的流速比调节至对应值;
直流微电网单元,其与所述储能单元相连,用以接收和传输所述储能单元输出的电能;所述直流微电网单元接收所述储能单元输出的直流电并将直流电输送至对应单元中的对应部件;
双源热泵单元,其分别与所述换热单元以及所述直流微电网单元相连,用以接收换热单元输出的热量或直流微电网单元输出的电能,通过热量或电能对建筑42进行供暖并通过电能对建筑42进行制冷;
检测单元,其分别设置在所述光伏光电单元、储能单元、换热单元以及所述建筑中,用以检测对应单元中对应位置的温度;所述检测单元包括设置在所述光伏光电单元中的光伏光电温度检测器12、设置在所述储能单元中的储能温度检测器9、设置在所述换热单元中的蓄水温度检测器(图中未标识)以及设置在所述建筑中的室外温度检测器(图中未标识);
中控单元(图中未标识),其分别与所述光伏光电单元、储能单元、检测单元以及换热单元中的部件相连,用以根据检测单元测得的光伏光电单元中的温度值以及储能单元中的温度值控制所述流速比例调节装置6调节换热单元中对应管路的流速比以对光伏光电单元和储能单元中的热能进行高效热交换;所述中控单元会根据所述光伏光电单元中温度与所述储能单元中温度的差值控制所述流速比例调节装置6将所述换热单元中各管路流速的比值调节至对应值并根据换热单元中温度与光伏光电单元中温度的差值以及的换热单元中温度与储能单元中温度的差值判定是否需对换热单元中各管路流速的比值进行进一步调节。
当所述***运行时,光伏光电单元将太阳能转换为电能和热能,电能储存在储能单元中,热能经管道储存到换热单元中,同时储能单元产生的热量也经管道储存到换热单元中,同时检测单元检测光伏光电单元、储能单元、换热单元以及建筑的温度,并根据检测单元测得的温度,中控单元计算所述光伏光电单元中温度与储能单元中温度的差值,进而将换热单元中各管路流速的比值调节至对应值,双源热泵单元接收换热单元输出的热量,通过热量或电能对建筑42进行供暖并通过电能对建筑42进行制冷,直流微电网单元接收所述储能单元输出的电能,并把电能用于双源热泵单元或提供给建筑42使用。
请继续参阅图1所示,本发明提供一种所述换热单元,包括:
蓄热水箱5,其分别与所述光伏光电单元以及所述储能单元相连,用以分别与光伏光电单元以及储能单元形成不同的回路;所述蓄热水箱5还外接有补水管路15,用以为蓄热水箱5补充作为热能载体并参与管道循环的介质水;
水循环管道,其与所述蓄热水箱5相连,包括并联的第一水循环管道和第二水循环管道,其中,所述光伏光电单元设置在所述第一水循环管道上,所述储能单元设置在所述第二水循环管道上;在所述水循环管道干道与所述第一水循环管道和第二水循环管道的连接处设有与所述中控单元相连的流速比例调节装置6,用以同时调节蓄热水箱5输送至第一水循环管道和第二水循环管道的水的流速比,在流速比例调节装置6与蓄热水箱之间设有第一水泵4,用以将蓄热水箱中的水输送至水循环管道;所述第一水循环管路中还设有第一电磁阀3和光伏光电温度检测器12,所述第二水循环管路中还设有第二电磁阀10和储能温度检测器9;水流从蓄热水箱5流出后,经第一水泵4提供动力,经流速比例调节器6分开为第一水循环管道和第二水循环管道,其中第一水循环管道分路水流过光伏光电单元后,依次经过光伏光电温度检测器12和第一电磁阀3后流回蓄热水箱5,第二水循环管道分路水流过光伏光电单元后,依次经过储能温度检测器9和第二电磁阀10后流回蓄热水箱5。
生活热水管路11,利用蓄热水箱5的余热为建筑42提供生活热水,生活热水管路11包括热水进水管和热水回水管,进水热水管和进水回水管的两端均分别与所述蓄热水箱5以及所述建筑42相连,用以将热水从蓄热水箱5输送至建筑42中并将凉水从建筑42回送至蓄热水箱5;在所述热水进水管上还设有用以输送管路中水的第二水泵14。
请参阅图2所示,其为本发明所述流速比例调节装置的结构示意图,所述流速比例调节装置6为一三通阀,包括:
管路外壳61,管路外壳61通向所述光伏光电单元的管路内壁开设有第一凹槽62,管路外壳通向所述储能单元的管路侧壁开设有第二凹槽63;
流速调节挡板,包括设置在所述第一凹槽62的第一流速调节挡板64和设置在所述第二凹槽63的第二流速调节挡板65,第一流速调节挡板64与第一凹槽62的端部以及第二流速调节挡板65与第二凹槽63的端部均通过弹簧相连;所述管路外壳61通向所述储能单元相对于所述第二流速调节挡板65的内壁设有伸缩杆66;
流速调节转轴67,其设置在所述管路外壳61内,流速调节转轴67外部设有第一流速调节臂68和第二流速调节臂69,其中,第一流速调节臂68位于所述管路外壳61通向所述光伏光电单元的管路内,第二流速调节臂69位于所述管路外壳61通向所述储能单元的管路内。
当中控单元判定需增加所述蓄热水箱5与所述储能单元换热的水的流量时,中控单元控制所述流速调节转轴67转动对应角度,流速调节转轴67带动所述第二流速调节臂69与其一同转动,第二流速调节臂69在转动时按压所述第二流速调节板65,第二流速调节板65受力进入所述第二凹槽63以使管路外壳61通向所述储能单元管路的通水面积增加,同时,所述第一流速调节挡板64在弹簧作用沿远离所述第一凹槽62的方向移动以使管路外壳61通向所述光伏光电单元管路的通水面积减小;
当中控单元判定需同时增加所述蓄热水箱5与所述储能单元和所述光伏光电单元换热的水的流量时,中控单元控制所述流速调节转轴67转动对应角度,流速调节转轴67带动所述第一流速调节臂68与其一同转动,第一流速调节臂68在转动时按压所述第一流速调节板64以使管路外壳61通向所述光伏光电单元管路的通水面积增加,同时,所述中控单元控制所述伸缩杆66伸长,伸缩杆66按压所述第二流速调节挡板65以使管路外壳61通向所述储能单元管路的通水面积增加。
所述***运行时,所述中控单元通过所述储能温度检测器9测得所述储能单元内的温度Ta并通过所述光伏光电温度检测器12测得的所述光伏光电单元内的温度Tb,中控单元计算储能-光伏光电温度差值△Tab并根据△Tab判定是否需要调节所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例;所述中控单元中设有第一预设储能-光伏光电温度差值△Tab1、第二预设储能-光伏光电温度差值△Tab2、第一预设流速比例调节系数α1以及第二预设流速比例调节系数α2,其中,△Tab1<△Tab2,1<α1<α2<1.3;
若△Tab≤△Tab1,所述中控单元不对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行调节;
若△Tab1<△Tab≤△Tab2,所述中控单元使用α1对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行调节;
若△Tab>△Tab2,所述中控单元使用α2对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行调节;
当所述中控单元使用αi对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行调节时,设定i=1,2,调节后的水循环管路中两水循环管道中水流速的比例记为B’,设定B’=B×αi,其中,B为水循环管路中两水循环管道中水流速的初始比例,当中控单元完成对B’的计算时,中控单元根据B’的实际值将所述流速调节转轴67转动对应角度以将水循环管路中两水循环管道中水流速的比例调节至对应值。
当***运行时,所述中控单元还会通过所述蓄水温度检测器测得所述蓄热水箱内水的温度Td,中控单元分别计算储能-储水温度差值△Tad和光伏光电-储水温度差值△Tbd;所述中控单元中设有预设储能-储水温度差值△Tab0、第二预设光伏光电-储水温度差值△Tbd0;
若△Tad≥△Tad0,所述中控单元不对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行进一步调节;若△Tad<△Tad0,所述中控单元判定蓄热水箱5中水无法与所述光伏光电单元进行进一步换热并对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行进一步调节;
若△Tbd≥△Tbd0,所述中控单元不对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行进一步调节;△Tbd<△Tbd0,所述中控单元判定蓄热水箱5中水无法与所述储能单元进行进一步换热并控制对应部件通过补水管路15向所述蓄热水箱5中补水;
所述中控单元中设有预设光伏光电-储水温度临界差值△Tbdmax,
当△Tbd>△Tbd0时,中控单元将△Tbd与△Tbdmax进行比对,若△Tbd≤△Tbdmax,所述中控单元不对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行进一步调节,若△Tbd>△Tbdmax,所述中控单元控制所述流速调节轴67反向转动以使所述第一流速调节臂68按压所述第一流速调节挡板64并控制所述伸缩杆66启动以按压所述第二流速调节挡板65。
请继续参阅图1所示,本发明所述光伏光电单元包括用以将太阳能转换为电能的太阳能光伏光热板1以及用以初步储存太阳能光伏光热板1转换得到的电能的光伏电池2,其中,太阳能光伏光热板1和光伏电池2以粘合的方式连接,太阳能光伏光热板1把收集的太阳能转换为电能储存在光伏电池2中。
请参阅图3所示,其为本发明所述太阳能光伏光热板1的结构示意图,本发明所述太阳能光伏光热板1包括光伏电池板43、集热板44、平板型热管45和保温层46,并依次以粘合方式连接在一起。其中,所述光伏电池板43用以将所述光伏电池2固定在指定位置;所述集热板44设置在所述光伏电池板43的一侧,用以将太阳的辐射能转换为热能;所述平板型热管45设置在所述集热板44远离所述光伏电池板43的一侧,用以吸收集热板44转换得到的热能以对光伏电池2进行降温;所述保温层46设置在所述平板型热管45远离所述集热板44的一侧,用以防止平板型热管45中热能的流失。当光线充足时,光伏电池板43将太阳能转化为电能储存在光伏电池2中,同时集热板44将太阳能转化为电能并吸收光伏电池2产生的热量,再通过与集热板44接触的平板型热管45将热能传递到水中。
请继续参阅图1所示,本发明所述储能单元包括蓄电池组件7和冷却板组件8。其中,所述蓄电池组件7与所述光伏电池板43相连,用以储存光伏电池板43产生的直流电;所述冷却板组件8包括一S型单管,冷却板组件8与所述蓄电池组件7相接触,用以将蓄电池组件7的工作温度维持在预设区间;所述冷却板组件8与所述蓄电池组件7接触式连接,用以防止冷却用水与蓄电池组件7直接接触,冷却板组件8使用冷却板作为冷却液流通的通道以使冷却液与蓄电池间接接触。在蓄电池组件7工作时,会产生热量,进而被冷却板组件8管道中的水吸收。
请参阅图4所示,其为本发明所述冷却板的结构示意图、本发明所述冷却板组件8为单进单出的S型结构,所述蓄电池组件7在工作时温度会升高,电池的高温会产生起火、***等危险,因此采用流通低温水的冷却板组件8,带走电池产生的热量,降低电池温度。同时回收电池产生的热量,储存在蓄热水箱5内,用于生活热水或作为热泵制热的热源。
请继续参阅图1所示,本发明所述双源热泵单元,包括:
双源热泵循环管路,用以分别与所述蓄热水箱5以及所述建筑42进行换热,在双源热泵循环管路中依次设有第八电磁阀17、第一三通阀24、膨胀阀34、第二三通阀29、第十一电磁阀23、第十电磁阀21、第三三通阀20和第九电磁阀19;所述第一三通阀24和第二三通阀29之间设有一支路,在支路中依次设有第六电磁阀25、第四三通阀27和第五电磁阀28,第四三通阀27和所述第三三通阀20之间通过管路连接,在管路中设有第十二电磁阀26;
第一水-制冷剂换热器18,其设置在所述双源热泵循环管路中并位于所述第八电磁阀17和第九电磁阀19之间,第一水-制冷剂换热器18与所述蓄热水箱5相连以形成第三水循环管道,用以与蓄热水箱5中的水换热;在所述蓄热水箱5与所述第一水-制冷剂换热器18中的进水管道中设有第三电磁阀16;
风冷-制冷剂换热器22,其设置在所述双源热泵循环管路中并位于所述第二三通阀29和第二水-制冷剂换热器32之间,用以与环境中的空气换热;
压缩机30,用以将低压气体压缩为高压液体;所述压缩机30中设有四通换向阀31,其设置在所述双源热泵循环管路中并位于所述第二三通阀29和第二水-制冷剂换热器32之间;进一步地,本发明中所述双源热泵单元的所述压缩机30使用直流式压缩机,该压缩机使用太阳能光伏电池产生的直流电运行。
第二水-制冷剂换热器32,其设置在所述双源热泵循环管路中并位于所述四通换向阀31和膨胀阀34之间,第二水-制冷剂换热器32还与所述建筑42相连以形成第四水循环管道,用以将双源热泵单元中输送的水与建筑42中的水进行换热;在所述第二水-制冷剂换热器32与所述建筑42中的进水管道中设有第四电磁阀33。
本发明中采用太阳能光伏板背集热与双源热泵来进行制热,当蓄热水箱5热量充足时,可采用单独的第一水-制冷剂换热器18与蓄热水箱5的热水进行换热,制取高温水用于建筑42的供暖。当夜间或阴雨天气时,太阳能集热较少时,可将空气作为热源为建筑42供暖。此设计有利于本发明的热泵***的抗环境变化的能力,使本发明的热泵***更稳定的运行。
请继续参阅图1所示,
当***对建筑42进行供暖时,光伏电池2产生的直流电驱动双源热泵,制热工况下,若太阳能充足,只采用第一水-制冷剂换热器18,则打开第八电磁阀17、第九电磁阀19、第七电磁阀26、第五电磁阀28,关闭第十电磁阀21、第十一电磁阀23、第六电磁阀25。高温高压的制冷剂由直流压缩机30压缩后,从四通换向阀31的C口出来后进入第二水-换热器32,制冷剂向供暖热水放出热量而冷却成高压液体。冷却剂经过膨胀阀34成低温低压液体,低温制冷剂通过第八电磁阀17后,进入第一水-制冷剂换热器18中与蓄热水箱5中热水换热。换热之后的制冷剂通过第九电磁阀19、第七电磁阀26与第五电磁阀28的管路后从A口进入四通换向阀31,从B口进入压缩机30,完成制热循环。当没有太阳能且蓄热水箱停止工作时,可采用单独的风冷-制冷剂换热器22,打开第十电磁阀21、第十一电磁阀23、第六电磁阀25、第七电磁阀26,关闭第八电磁阀17、第九电磁阀19、第五电磁阀28。在此循环中,制冷剂在蒸发器吸收空气中的热量而蒸发成蒸汽,通过第十一电磁阀23而后经压缩机30压缩成高温高压气体,进入第二水-制冷剂换热器32内冷凝成液态把热量放给供暖热水后,液态制冷剂经膨胀阀34降压膨胀后重新回到风冷-制冷剂换热器22吸收空气的热量,完成一次循环。若采用双源热泵制热,则打开第八电磁阀17、第九电磁阀19、第十电磁阀21、第十一电磁阀23,关闭第六电磁阀25、第七电磁阀26、第五电磁阀28。使制冷剂先进入第一水-制冷剂换热器18,与蓄热水箱5中水完成换热后,再进入风冷-制冷剂换热器22中吸收空气中的热能,之后进入直流压缩机30压缩成高温高压气体,在冷凝器与供暖热水换热后,在膨胀阀34中膨胀为低压液体后进入第一水-制冷剂换热器18,完成制热循环。
当***对建筑42进行供冷时,打开第八电磁阀17、第九电磁阀19、第七电磁阀26、第五电磁阀28,关闭第六电磁阀25、第十电磁阀21、第十一电磁阀23。制冷剂进入压缩机30后,依次通过第二三通阀29、第五电磁阀28、第七电磁阀26、第九电磁阀19、第一水-制冷剂换热器18、第八电磁阀17、第一三通阀24、膨胀阀34、第二水-制冷剂换热器32再进入压缩机30,完成制冷循环。此时的制冷循环不需要风冷-制冷剂换热器22的参与,不仅能保证热泵***的正常运行降低***的能耗,更重要的是,第一水-制冷剂换热器18可以对蓄热水箱5中的蓄水进行加热,提供生活热水。此设计可以充分利用室内侧的余热给生活热水加热,满足生活热水需求。
请继续参阅图1所示,本发明所述直流微电网单元是一种新型的可再生能源利用手段,本发明通过直流微电网最大限度地使用能量,并将光伏直流电用于建筑42,水泵、热泵以及充电桩39用电。本发明中所述直流微电网单元包括:
第一DC/DC变换器35,其在所述光伏电池2和所述蓄电池组件7之间,用以将光伏电池2输出的电压转换为蓄电池组件7可以使用的电压;当光伏电池2中有充足的电时,通过第一DC/DC变换器35将电量进行有效储存在储电量更多的蓄电池组件7中;
第二DC/DC变换器36,其与所述蓄电池组件7相连,用以将蓄电池组件7输出的电的电压转换为370V;
第四DC/DC变换器41,其与所述建筑42相连,用以将直流电的电压转换成建筑42中的电器的所能使用的电压;
双向AC/DC变换器37,其设置在所述第二DC/DC变换器36和交流电网38之间,将直流电转换为380V的交流电,将380V的交流电转换为直流电,市政交流电网38通过双向AC/DC变换器37连接到所述直流微电网单元中,可在光伏光电单元和储能单元不能支撑微网正常运行时,交流电网38通过双向AC/DC变换器37接入微网,为整个***的正常运行提供能量支持,并且可以控制电流变化,使微电网内部对电流相位、频率的控制相对容易,技术难度相对降低;
充电桩39,其设置在双向AC/DC变换器37和第四DC/DC变换器41之间,用以接受直流电为车辆充电;
第三DC/DC变换器40,其在所述充电桩39和第四DC/DC变换器41之间,第三DC/DC变换器40还与所述压缩机30相连,用以为压缩机30供电;
当所述蓄电池组件7中电能充足时,第二DC/DC变换器36将蓄电池组件7输出的电的电压转换为370V,再通过第三DC/DC变换器40为双源热泵单元中的压缩机30、水泵和风冷-制冷剂换热器22供电,剩余电能通过第四DC/DC变换器41后为建筑提供生活用电或为充电桩39供电,当所述蓄电池组件7中电能不足时,通过双向AC/DC变换器37连接交流电网38,再通过第三DC/DC变换器40为双源热泵单元中的压缩机30、水泵和风冷-制冷剂换热器22供电。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,其特征在于,包括:
光伏光电单元,其用以在光线充足时将太阳能转换为电能;
储能单元,其与所述光伏光电单元相连,用以存储光伏光电单元转换的电能;
换热单元,其分别与所述光伏光电单元以及所述储能单元相连,用以分别与光伏光电单元以及储能单元运行过程中产生的热量进行热交换;所述换热单元包括若干根并联的水循环管道,在各水循环管道的进水端设有流速比例调节装置,用以根据所述光伏光电单元内的温度以及所述储能单元内的温度降各水循环管道的流速比调节至对应值;
直流微电网单元,其与所述储能单元相连,用以接收和传输所述储能单元输出的电能;所述直流微电网单元接收所述储能单元输出的直流电并将直流电输送至对应单元中的对应部件;
双源热泵单元,其分别与所述换热单元以及所述直流微电网单元相连,用以接收换热单元输出的热量或直流微电网单元输出的电能,通过热量或电能对建筑进行供暖并通过电能对建筑进行制冷;
检测单元,其分别设置在所述光伏光电单元、储能单元、换热单元以及所述建筑中,用以检测对应单元中对应位置的温度;所述检测单元包括设置在所述光伏光电单元中的光伏光电温度检测器、设置在所述储能单元中的储能温度检测器、设置在所述换热单元中的蓄水温度检测器以及设置在所述建筑中的室外温度检测器;
中控单元,其分别与所述光伏光电单元、储能单元、检测单元以及换热单元中的部件相连,用以根据检测单元测得的光伏光电单元中的温度值以及储能单元中的温度值控制所述流速比例调节装置调节换热单元中对应管路的流速比以对光伏光电单元和储能单元中的热能进行高效热交换;所述中控单元会根据所述光伏光电单元中温度与所述储能单元中温度的差值控制所述流速比例调节装置将所述换热单元中各管路流速的比值调节至对应值并根据换热单元中温度与光伏光电单元中温度的差值以及的换热单元中温度与储能单元中温度的差值判定是否需对换热单元中各管路流速的比值进行进一步调节。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,其特征在于,所述流速比例调节装置为一三通阀,包括:
管路外壳,其为一三通管,管路外壳通向所述光伏光电单元的管路内壁开设有第一凹槽,管路外壳通向所述储能单元的管路侧壁开设有第二凹槽;
流速调节挡板,包括设置在所述第一凹槽的第一流速调节挡板和设置在所述第二凹槽的第二流速调节挡板,第一流速调节挡板与第一凹槽的端部以及第二流速调节挡板与第二凹槽的端部均通过弹簧相连;所述管路外壳通向所述储能单元相对于所述第二流速调节挡板的内壁设有伸缩杆;
流速调节转轴,其设置在所述管路外壳内,流速调节转轴外部设有第一流速调节臂和第二流速调节臂,其中,第一流速调节臂位于所述管路外壳通向所述光伏光电单元的管路内,第二流速调节臂位于所述管路外壳通向所述储能单元的管路内。
3.根据权利要求2所述的太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,其特征在于,所述***运行时,所述中控单元通过所述储能温度检测器测得所述储能单元内的温度Ta并通过所述光伏光电温度检测器测得的所述光伏光电单元内的温度Tb,中控单元计算储能-光伏光电温度差值△Tab并根据△Tab判定是否需要调节所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例;所述中控单元中设有第一预设储能-光伏光电温度差值△Tab1、第二预设储能-光伏光电温度差值△Tab2、第一预设流速比例调节系数α1以及第二预设流速比例调节系数α2,其中,△Tab1<△Tab2,1<α1<α2<1.3;
若△Tab≤△Tab1,所述中控单元不对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行调节;
若△Tab1<△Tab≤△Tab2,所述中控单元使用α1对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行调节;
若△Tab>△Tab2,所述中控单元使用α2对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行调节;
当所述中控单元使用αi对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行调节时,设定i=1,2,调节后的水循环管路中两水循环管道中水流速的比例记为B’,设定B’=B×αi,其中,B为水循环管路中两水循环管道中水流速的初始比例,当中控单元完成对B’的计算时,中控单元根据B’的实际值将所述流速调节转轴转动对应角度以将水循环管路中两水循环管道中水流速的比例调节至对应值。
4.根据权利要求3所述的太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,其特征在于,所述换热单元包括:
蓄热水箱,其分别与所述光伏光电单元以及所述储能单元相连,用以分别与光伏光电单元以及储能单元形成不同的回路;所述蓄热水箱还外接有补水管路,用以为蓄热水箱补充作为热能载体并参与管道循环的介质水;
水循环管道,其与所述蓄热水箱相连,包括并联的第一水循环管道和第二水循环管道,其中,所述光伏光电单元设置在所述第一水循环管道上,所述储能单元设置在所述第二水循环管道上;在所述水循环管道干道与所述第一水循环管道和第二水循环管道的连接处设有与所述中控单元相连的所述流速比例调节装置,用以同时调节蓄热水箱输送至第一水循环管道和第二水循环管道的水的流速比,在流速比例调节装置与蓄热水箱之间设有第一水泵,用以将蓄热水箱中的水输送至水循环管道;所述第一水循环管路中还设有第一电磁阀和所述光伏光电温度检测器,所述第二水循环管路中还设有第二电磁阀和所述储能温度检测器;
生活热水管路,包括热水进水管和热水回水管,进水热水管和进水回水管的两端均分别与所述蓄热水箱以及所述建筑相连,用以将热水从蓄热水箱输送至建筑中并将凉水从建筑回送至蓄热水箱;在所述热水进水管上还设有用以输送管路中水的第二水泵。
5.根据权利要求4所述的太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,其特征在于,当***运行时,所述中控单元还会通过所述蓄水温度检测器测得所述蓄热水箱内水的温度Td,中控单元分别计算储能-储水温度差值△Tad和光伏光电-储水温度差值△Tbd;所述中控单元中设有预设储能-储水温度差值△Tab0、第二预设光伏光电-储水温度差值△Tbd0;
若△Tad≥△Tad0,所述中控单元不对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行进一步调节;若△Tad<△Tad0,所述中控单元判定蓄热水箱中水无法与所述光伏光电单元进行进一步换热并对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行进一步调节;
若△Tbd≥△Tbd0,所述中控单元不对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行进一步调节;△Tbd<△Tbd0,所述中控单元判定蓄热水箱中水无法与所述储能单元进行进一步换热并控制对应部件向所述蓄热水箱中补水。
6.根据权利要求5所述的太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,其特征在于,所述中控单元中设有预设光伏光电-储水温度临界差值△Tbdmax,
当△Tbd>△Tbd0时,中控单元将△Tbd与△Tbdmax进行比对,若△Tbd≤△Tbdmax,所述中控单元不对所述水循环管路中两水循环管道中水流速的比例进行进一步调节,若△Tbd>△Tbdmax,所述中控单元控制所述流速调节轴反向转动以使所述第一流速调节臂按压所述第一流速调节挡板并控制所述伸缩杆启动以按压所述第二流速调节挡板。
7.根据权利要求1所述的太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,其特征在于,所述光伏光电单元包括用以将太阳能转换为电能的太阳能光伏光热板以及用以初步储存太阳能光伏光热板转换得到的电能的光伏电池,其中,太阳能光伏光热板包括:
光伏电池板,其用以将所述光伏电池固定在指定位置;
集热板,其设置在所述光伏电池板的一侧,用以将太阳的辐射能转换为热能;
平板型热管,其设置在所述集热板远离所述光伏电池板的一侧,用以吸收集热板转换得到的热能以对光伏电池进行降温;
保温层,其设置在所述平板型热管远离所述集热板的一侧,用以防止平板型热管中热能的流失。
8.根据权利要求7所述的太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,其特征在于,所述储能单元包括:
蓄电池组件,其与所述光伏电池相连,用以储存光伏电池产生的直流电;
冷却板组件,其包括一S型单管,冷却板组件与所述蓄电池组件相接触,用以将蓄电池组件的工作温度维持在预设区间;所述冷却板组件与所述蓄电池组件接触式连接,用以防止冷却用水与蓄电池组件直接接触。
9.根据权利要求4所述的太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,其特征在于,所述双源热泵单元包括:
双源热泵循环管路,用以分别与所述蓄热水箱以及所述建筑进行换热,在双源热泵循环管路中依次设有第八电磁阀、第一三通阀、膨胀阀、第二三通阀、第十一电磁阀、第十电磁阀、第三三通阀和第九电磁阀;所述第一三通阀和第二三通阀之间设有一支路,在支路中依次设有第六电磁阀、第四三通阀和第五电磁阀,第四三通阀和所述第三三通阀之间通过管路连接,在管路中设有第十二电磁阀;
第一水-制冷剂换热器,其设置在所述双源热泵循环管路中并位于所述第八电磁阀和第九电磁阀之间,第一水-制冷剂换热器与所述蓄热水箱相连以形成第三水循环管道,用以与蓄热水箱中的水换热;在所述蓄热水箱与所述第一水-制冷剂换热器中的进水管道中设有第三电磁阀;
风冷-制冷剂换热器,其设置在所述双源热泵循环管路中并位于所述第二三通阀和第二水-制冷剂换热器之间,用以与环境中的空气换热;
压缩机,用以将低压气体压缩为高压液体;所述压缩机中设有四通换向阀,其设置在所述双源热泵循环管路中并位于所述第二三通阀和第二水-制冷剂换热器之间;
第二水-制冷剂换热器,其设置在所述双源热泵循环管路中并位于所述四通换向阀和膨胀阀之间,第二水-制冷剂换热器还与所述建筑相连以形成第四水循环管道,用以将双源热泵单元中输送的水与建筑中的水进行换热;在所述第二水-制冷剂换热器与所述建筑中的进水管道中设有第四电磁阀。
10.根据权利要求8所述的太阳能光伏光热为驱动的冷热电三联供***,其特征在于,所述直流微电网单元包括:
第一DC/DC变换器,其在所述光伏电池和所述蓄电池组件之间,用以将光伏电池输出的电压转换为蓄电池组件可以使用的电压;
第二DC/DC变换器,其与所述蓄电池组件相连,用以将蓄电池组件输出的电的电压转换为370V;
第四DC/DC变换器,其与所述建筑相连,用以将直流电的电压转换成建筑中的电器的所能使用的电压;
双向AC/DC变换器,其设置在所述第二DC/DC变换器和交流电网之间,将直流电转换为380V的交流电,将380V的交流电转换为直流电;
充电桩,其设置在双向AC/DC变换器和第四DC/DC变换器之间,用以接受直流电为车辆充电;
第三DC/DC变换器,其在所述充电桩和第四DC/DC变换器之间,第三DC/DC变换器还与所述压缩机相连,用以为压缩机供电。
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