CN215951770U - 一种太阳能光伏变频热泵机组 - Google Patents

Abstract

一种太阳能光伏变频热泵机组，包括：室外机，所述室外机内安装有主控制板、AC交流电源输入装置、变频驱动模块、压缩机、四通换向阀、水换热器、电子膨胀阀、室外换热器、室外风机和太阳能光伏转换模块；室内机，所述室内机内安装有水泵、中间贮能水箱和散热片；太阳能光伏板，所述太阳能光伏板与安装在室外机内的太阳能光伏转换模块电性连接。本太阳能光伏变频热泵机组结构简单，设计合理，通过增加太阳能光伏板和太阳能光伏转换模块，综合部分负荷性能系数IPLV(H)可以达到8以上甚至更高，在太阳能光照比较强烈时压缩机和室外风机完全使用光伏电，达到更节能更环保和更高IPLV(H)的目的，响应低碳家居环境和在碳中和的国家政策要求。

Description

一种太阳能光伏变频热泵机组

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，具体涉及一种太阳能光伏变频热泵机组。

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。但是在我国北方采暖，依据GB/T25127.2-2010和GB 37480-2010国家标准，及CQC31-439801-2019节能认证规则，在室外环境干球温度-12℃湿球温度-14℃和41℃出水时，综合部分负荷性能系数 IPLV(H)达到2.8属于于2级能效，达到3.2时属于1级能效，2级能效和1级能效已属于节能产品，达到节能产品是国家鼓励大力推广的产品，但此类AC交流电源的热泵IPLV(H)最高也是3.2左右，很难超过3.5，想达到8或者更高IPLV(H)现在传统的变频热泵机组是很难实现的。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种更节能更环保和更高IPLV(H)值的太阳能光伏变频热泵机组。

为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种太阳能光伏变频热泵机组，包括：室外机，所述室外机内安装有主控制板、AC交流电源输入装置、变频驱动模块、压缩机、四通换向阀、水换热器、电子膨胀阀、室外换热器、室外风机和太阳能光伏转换模块，其中主控制板和AC 交流电源输入装置分别与变频驱动模块电性连接，太阳能光伏转换模块与变频驱动模块电性连接，变频驱动模块分别与压缩机和室外风机电性连接，压缩机的出气口与四通换向阀的第一接口连接，压缩机的进气口与四通换向阀的第二接口连接，四通换向阀的第三接口与水换热器进气口连接，水换热器的出气口通过管道连接至电子膨胀阀的进气口，电子膨胀阀的出气口与室外换热器的入口连接，所述室外换热器的出口通过管道连接至四通换向阀的第四接口；室内机，所述室内机与室外机的水换热器通过管道连接；太阳能光伏板，所述太阳能光伏板与安装在室外机内的太阳能光伏转换模块电性连接。

优选的，所述室内机内安装有水泵、中间贮能水箱和散热片，其中水泵的出水口通过管道与室外机中水换热器的进水口连接，室外机中水换热器的出水口通过管道连接至散热片的进水口，所述散热片的出水口与中间贮能水箱的进水口连接，中间贮能水箱的出水口通过管道连接至水泵的进水口。

优选的，所述主控制板控制AC电源输入模块与太阳能光伏转换模块之间实现AC/DC电源的自动切换，在太阳能光照强烈有足够太阳光线时，通过太阳能光伏转换模块转换的DC直流电作为变频驱动模块供电，让压缩机和室外风机完全使用DC直流电；在早晨、下午及阴雨天阳光不够充分时，机组智能优先使用DC光伏电源，不够时再用AC交流电进行补充；在晚上峰谷用电时间，机组自动转换成使用AC峰谷低价电。

在上述技术方案中，实际工作过程中，当太阳能光照比较强烈时，太阳能光伏板产生的 12～24V的DC直流电源送到室外机，通过太阳能光伏转换模块转换成260～310V的DC直流电源，供给变频驱动模块，变频驱动模块给压缩机和室外风机供电，使压缩机和室外风机完全利用光伏电源，从热泵机组的变频驱动模块，利用AC/DC智能跟随技术，在太阳能光照比较强烈时，完全利用光伏电源；在早晨、下午及阴雨天阳光不够充分时机组智能优先使用光伏电源，不够时再用AC交流电源进行补充，驱动压缩机把低温低压的冷媒气体压缩成高温高压的冷媒气体，通过四通换向阀，进入水换热器内进行冷凝过程放热，把热量释放到水人质中，使水介质的温度越来越高，高温的水介质通过室内机的水泵的动力推动下，经过中间贮能水箱后到达房间的散热片进行辐射放热把热量释放到室内房间内从而达到提升室内房间温度的目的，高温高压的冷媒气体放热后变成液体，通过电子膨胀阀节流装置后降压降温，在室外换热器通过蒸发过程液体冷媒变成低温低压气体，室外风机推动室外空气流动从室外空气中吸收热量，变成中温低压的气体回到压缩机，如此循环。

优选的，所述太阳能光伏板独立安装在室外，可以根据实际情况，安装在便于接收阳光的区域。

优选的，所述太阳能光伏板安装在室外机的外壳上，使得整体结构更加紧凑。

优选的，所述室外换热器为翅片式换热器，增强换热效果。

优选的，所述水换热器为高效罐式换热器或板式换热器，方便布局。

优选的，所述散热片为铝合金式散热片。

本实用新型提供的一种太阳能光伏变频热泵机组的有益效果在于：本太阳能光伏变频热泵机组结构简单，设计合理，通过增加太阳能光伏板和太阳能光伏转换模块，把太阳能光伏板的 12～24V的DC直流电源通过太阳能光伏转换模块转换成260～310V的DC直流电源，供给变频热泵机组的变频驱动模块，利用AC/DC智能跟随共存技术，在太阳能光照比较强烈光线充足时，压缩机和室外风机完全使用光伏电源；在阳光不够充分时优先使用DC直流电，AC交流电只是作为一个补充；在晚上峰谷电再使用AC交流电。如此使用，综合部分负荷性能系数 IPLV(H)可以达到8以上甚至更高，达到更节能更环保和更高IPLV(H)的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构连接示意图。

图中：1、主控制板；2、AC交流电源输入装置；3、变频驱动模块；4、压缩机；5、四通换向阀；6、水换热器；7、水泵；8、中间贮能水箱；9、散热片；10、室内机；11、室外机； 12、电子膨胀阀；13、室外换热器；14、室外风机；15、太阳能光伏板；16、太阳能光伏转换模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，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，均属于本实用新型的保护范围。

实施例：一种太阳能光伏变频热泵机组。

参照图1所示，一种太阳能光伏变频热泵机组，包括：

室外机11，所述室外机10内安装有主控制板1、AC交流电源输入装置2、变频驱动模块 3、压缩机4、四通换向阀5、水换热器6、电子膨胀阀12、室外换热器13、室外风机14和太阳能光伏转换模块16，其中主控制板1和AC电源输入模块2分别与变频驱动模块3电性连接，AC交流电源输入装置2与外部的220V或380V的AC交流电源连接，用于为变频驱动模块3提供220V或380V的AC交流电源，主控制板1用于自动控制变频驱动模块3的变频输出，太阳能光伏转换模块16与变频驱动模块3电性连接，太阳能光伏转换模块16用于将收集的太阳能转换成260～310V的DC直流电源，并供给变频驱动模块3，变频驱动模块3分别与压缩机4和室外风机14电性连接，变频驱动模块3给压缩机4和室外风机14供电，压缩机4 的出气口与四通换向阀5的第一接口连接，压缩机4的进气口与四通换向5阀的第二接口连接，四通换向阀5的第三接口与水换热器6进气口连接，水换热器6的出气口通过管道连接至电子膨胀阀12的进气口，电子膨胀阀12的出气口与室外换热器13的入口连接，所述室外换热器 13的出口通过管道连接至四通换向阀5的第四接口，本实施例中，水换热器6为高效罐式换热器或板式换热器，方便布局，室外换热器为翅片式换热器，增强换热效果；实际工作过程中，室外机的工作原理如下：变频驱动模块3通电后驱动压缩机4把低温低压的冷媒气体压缩成高温高压的冷媒气体，通过四通换向阀5，进入水换热器6内进行冷凝过程放热，把热量释放到水人质中，高温高压的冷媒气体放热后变成液体，通过电子膨胀阀12节流装置后降压降温，在室外换热器13通过蒸发过程液体冷媒变成低温低压气体，室外风机14推动室外空气流动从室外空气中吸收热量，变成中温低压的气体回到压缩机4，如此循环；

室内机10，所述室内机10内安装有水泵7、中间贮能水箱8和散热片9，其中水泵7的出水口通过管道与室外机11中水换热器6的进水口连接，室外机11中水换热器6的出水口通过管道连接至散热片9的进水口，所述散热片9的出水口与中间贮能水箱8的进水口连接，中间贮能水箱8的出水口通过管道连接至水泵7的进水口，通过设置中间贮能水箱8可以有效存储水中热能，达到良好的节能效果；实际工作过程中，室内机的工作原理如下：通过室外机 11中水换热器6的换热作用使水介质的温度越来越高，高温的水介质通过室内机10的水泵7 的动力推动下，经过中间贮能水箱8后到达房间的散热片9进行辐射放热把热量释放到室内房间内从而达到提升室内房间温度的目的，本实施例中，散热片9为铝合金式散热片，可以提高散热的效率；

太阳能光伏板15，所述太阳能光伏板15与安装在室外机11内的太阳能光伏转换模块16 电性连接，太阳能光伏板15可以根据实际情况独立安装在室外便于接收阳光的区域，也可以直接安装在室外机11的外壳上，使得整体结构更加紧凑，实际工作过程中，太阳能光伏板15 用于收集阳光，太阳能光伏转换模块16把太阳能光伏板的12～24V的DC直流电源转换成 260～310V的DC直流电源，供给变频热泵机组的变频驱动模块3，利用AC/DC智能跟随技术，在太阳能光照比较强烈时，压缩机和室外风机完全使用光伏电源；在早晨、下午及阴雨天阳光不够充分时优先使用DC光伏直流电，AC交流电只是作为一个补充；在晚上峰谷电使用 AC交流电。如此使用，综合部分负荷性能系数IPLV(H)可以达到8以上甚至更高。

本实用新型的具体工作原理如下：当太阳能光照比较强烈时，太阳能光伏板15产生的12～ 24V的DC直流电源送到室外机11，通过太阳能光伏转换模块16转换成260～310V的DC直流电源，供给变频驱动模块3，变频驱动模块3给压缩机4和室外风机14供电，使压缩机4 和室外风机14完全使用光伏电。从热泵机组的变频驱动模块3，利用AC/DC智能跟随技术，在太阳能光照比较强烈时，压缩机和室外风机完全使用DC直流电；在太阳光不够充分时优先使用光伏电，不够时再从AC电源输入装置2和主控制板1获得AC交流电，AC交流电只是作为一个补充，驱动压缩机4把低温低压的冷媒气体压缩成高温高压的冷媒气体，通过四通换向阀5，进入水换热器6内进行冷凝过程放热，把热量释放到水人质中，使水介质的温度越来越高，高温的水介质通过室内机10的水泵7的动力推动下，经过中间贮能水箱8后到达房间的散热片9进行辐射放热把热量释放到室内房间内从而达到提升室内房间温度的目的，高温高压的冷媒气体放热后变成液体，通过电子膨胀阀12节流装置后降压降温，在室外换热器13 通过蒸发过程液体冷媒变成低温低压气体，室外风机14推动室外空气流动从室外空气中吸收热量，变成中温低压的气体回到压缩机4，如此循环。

本太阳能光伏变频热泵机组结构简单，设计合理，通过增加太阳能光伏板15和太阳能光伏转换模块16，把太阳能光伏板15的12～24V的DC直流电源通过太阳能光伏转换模块16 转换成260～310V的DC直流电源，供给变频热泵机组的变频驱动模块3，利用AC/DC智能跟随共存技术，在太阳能光照比较强烈时，压缩机和室外风机完全使用DC直流电，在阳光不够充分时优先使用DC直流电，AC交流电只是作为一个补充；在晚上峰谷电时再使用AC交流电。如此使用，综合部分负荷性能系数IPLV(H)可以达到8以上甚至更高，在太阳能光照比较强烈完全使用光伏电，达到更节能更环保和更高IPLV(H)的目的。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种太阳能光伏变频热泵机组，其特征在于包括：

室外机，所述室外机内安装有主控制板、AC交流电源输入装置、变频驱动模块、压缩机、四通换向阀、水换热器、电子膨胀阀、室外换热器、室外风机和太阳能光伏转换模块，其中主控制板和AC交流电源输入装置分别与变频驱动模块电性连接，太阳能光伏转换模块与变频驱动模块电性连接，变频驱动模块分别与压缩机和室外风机电性连接，压缩机的出气口与四通换向阀的第一接口连接，压缩机的进气口与四通换向阀的第二接口连接，四通换向阀的第三接口与水换热器进气口连接，水换热器的出气口通过管道连接至电子膨胀阀的进气口，电子膨胀阀的出气口与室外换热器的入口连接，所述室外换热器的出口通过管道连接至四通换向阀的第四接口；

室内机，所述室内机与室外机的水换热器通过管道连接；

太阳能光伏板，所述太阳能光伏板与安装在室外机内的太阳能光伏转换模块电性连接，所述主控制板控制AC电源输入模块与太阳能光伏转换模块之间实现AC/DC电源的自动切换，在太阳能光照强烈有足够太阳光线时，通过太阳能光伏转换模块转换的DC直流电作为变频驱动模块供电，让压缩机和室外风机完全使用DC直流电；在早晨、下午及阴雨天阳光不够充分时，机组智能优先使用DC光伏电源，不够时再用AC交流电进行补充；在晚上峰谷用电时间，机组自动转换成使用AC峰谷低价电。

2.如权利要求1所述的太阳能光伏变频热泵机组，其特征在于：所述室内机内安装有水泵、中间贮能水箱和散热片，其中水泵的出水口通过管道与室外机中水换热器的进水口连接，室外机中水换热器的出水口通过管道连接至散热片的进水口，所述散热片的出水口与中间贮能水箱的进水口连接，中间贮能水箱的出水口通过管道连接至水泵的进水口。

3.如权利要求1所述的太阳能光伏变频热泵机组，其特征在于：所述太阳能光伏板独立安装在室外。

4.如权利要求1所述的太阳能光伏变频热泵机组，其特征在于：所述太阳能光伏板安装在室外机的外壳上。

5.如权利要求1所述的太阳能光伏变频热泵机组，其特征在于：所述室外换热器为翅片式换热器。

6.如权利要求1所述的太阳能光伏变频热泵机组，其特征在于：所述水换热器为高效罐式换热器或板式换热器。

7.如权利要求2所述的太阳能光伏变频热泵机组，其特征在于：所述散热片为铝合金散热片。

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