一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统的制作方法

本发明涉及太阳能发电，尤其是涉及一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统。

背景技术：

1、现有技术中，太阳能热水系统将光能转化成热能，实现热水的供应，现阶段的太阳能热水系统采用直接换热的全玻璃真空管太阳能热水系统和间接换热的金属流道太阳能热水系统。其中全玻璃真空管太阳能热水系统由于用水直接换热，因此冬季容易发生管道冻裂；金属流道太阳能热水系统为了防冻，每年需要维护添加防冻介质，运行费用较高。而且由于系统中换热管道很多，随着运行时间增加，管道锈蚀、结垢堵塞、渗漏等情况也会增多，导致维护费用增加。现阶段需要一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统。

技术实现思路

1、为了解决太阳能热水系统运行费用和维护费用高的问题，本发明提供一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统。

2、本发明提供的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，采用如下的技术方案：

3、一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，包括：支撑模块、存储模块、电源模块和功能模块，所述支撑模块分别连接存储模块、功能模块和电源模块，所述电源模块连接功能模块，所述功能模块连接存储模块；

4、所述电源模块包括光伏电池、电网电源和控制柜，所述控制柜分别连接光伏电池和电网电源，所述功能模块包括循环泵组、冷凝器、压缩机和蒸发器，所述存储模块包括保温水箱，所述支撑模块包括金属外壳和支架。

5、进一步地，所述光伏电池分别连接金属外壳和支架，所述金属外壳连接支架，所述金属外壳通过支架与地面形成具有调控性的夹角，所述光伏电池安装在金属外壳顶部。

6、进一步地，所述控制柜依次连接循环泵组和压缩机，所述控制柜包括并网器、逆变器和电表，所述逆变器连接光伏电池，所述并网器连接电网电源，所述逆变器依次连接并网器和电表，所述控制柜通过并网器依次连接压缩机和循环泵组。

7、进一步地，所述蒸发器连接压缩机，所述压缩机通过循环管道对蒸发器中低温低压的热媒气体吸入，所述压缩机连接冷凝器，所述冷凝器分别连接循环泵组和蒸发器。

8、进一步地，所述蒸发器包括蒸发器外壳、风扇和蒸发器铜管组，所述蒸发器外壳位于光伏电池下方并连接光伏电池，所述蒸发器外壳连接支架，所述蒸发器铜管组连接蒸发器外壳，所述风扇位于蒸发器铜管组下方并与所述蒸发器铜管组连接。

9、进一步地，所述保温水箱依次连接循环泵组和冷凝器，所述冷凝器通过循环管道和阀门连接循环泵组，所述冷凝器通过循环泵组将热量传递到保温水箱。

10、进一步地，所述蒸发器铜管组包括进口集管、出口集管、吸热肋片和u型支管，所述u型支管两端固定连接在蒸发器外壳，所述吸热肋片连接u型支管，所述u型支管的铜管接口分别与进口集管和出口集管导通。

11、进一步地，所述蒸发器外壳的尺寸小于光伏电池的尺寸，所述蒸发器外壳位于光伏电池背面，所述蒸发器通过支架与光伏电池固定。

12、进一步地，所述蒸发器外壳包括正面空腔、背面导流肋、侧面百叶进风口和导流片，所述导流片分别连接侧面百叶进风口和背面导流肋，所述背面导流肋形状采用间隔的金属片，所述背面导流肋位于光伏电池背面侧。

13、进一步地 ，所述导流片位于蒸发器外壳的内部并与蒸发器外壳的侧壁形成夹角，所述导流片将侧向吸入的气流导向背面导流肋。

14、综上所述，本发明具有如下的有益技术效果：

15、1、本发明的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，通过光伏电池替代太阳能集热器，将太阳能转化为电能，通过压缩机做功转化为热量，光伏电池的光电转化效率20%左右，空气能热泵能效比3.0左右，综合太阳能热利用效率可达到60%，与原有太阳能集热器相比提高了太阳能利用效率，降低了使用和维护成本。

16、2、本发明的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，通过光伏电池和金属外壳和支架组成的房间，将保温水箱、循环泵组、冷凝器、压缩机、蒸发器、控制柜保护起来，起到遮阳和防雨的作用，提高设备使用寿命，采用光伏电池替代太阳能集热器，可以规避太阳能集热系统管道冬季容易冻裂，以及随着运行时间增加，循环管道锈蚀、结垢堵塞、渗漏的问题，减少了维护费用。

17、3、本发明的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，通过将蒸发器安装在光伏电池下方，使得背面导流肋贴近上方光伏电池背面，在风扇作用下，将外界空气吸入后，流经光伏电池背部，吸热预热节省部分电能，同时降低冬季化霜时间，气流将光伏电池温度降低，进而提高光伏电池发电效率。

18、4、本发明的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，所述蒸发器采用模块化设计，外形轮廓尺寸比光伏电池略小，每块光伏电池背面安装一个蒸发器，通过支架固定，通过上述设计方式达到方便工厂生产及工程安装的效果。

技术特征：

1.一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，其特征在于，包括：支撑模块、存储模块、电源模块和功能模块，所述支撑模块分别连接存储模块、功能模块和电源模块，所述电源模块连接功能模块，所述功能模块连接存储模块；

2.根据权利要求1所述的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，其特征在于，所述控制柜依次连接循环泵组和压缩机，所述控制柜包括并网器、逆变器和电表，所述逆变器连接光伏电池，所述并网器连接电网电源，所述逆变器依次连接并网器和电表，所述控制柜通过并网器依次连接压缩机和循环泵组。

3.根据权利要求1所述的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，其特征在于，所述光伏电池分别连接金属外壳和支架，所述金属外壳连接支架，所述金属外壳通过支架与地面形成具有调控性的夹角，所述光伏电池安装在金属外壳顶部。

4.根据权利要求1所述的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，其特征在于，所述蒸发器连接压缩机，所述压缩机通过循环管道对蒸发器中低温低压的热媒气体吸入，所述压缩机连接冷凝器，所述冷凝器分别连接循环泵组和蒸发器。

5.根据权利要求1所述的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，其特征在于，所述蒸发器包括蒸发器外壳、风扇和蒸发器铜管组，所述蒸发器外壳位于光伏电池下方并连接光伏电池，所述蒸发器外壳连接支架，所述蒸发器铜管组连接蒸发器外壳，所述风扇位于蒸发器铜管组下方并与所述蒸发器铜管组连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，其特征在于，所述保温水箱依次连接循环泵组和冷凝器，所述冷凝器通过循环管道和阀门连接循环泵组，所述冷凝器通过循环泵组将热量传递到保温水箱。

7.根据权利要求5所述的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，其特征在于，所述蒸发器铜管组包括进口集管、出口集管、吸热肋片和u型支管，所述u型支管两端固定连接在蒸发器外壳，所述吸热肋片连接u型支管，所述u型支管的铜管接口分别与进口集管和出口集管导通。

8.根据权利要求5所述的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，其特征在于，所述蒸发器外壳的尺寸小于光伏电池的尺寸，所述蒸发器外壳位于光伏电池背面，所述蒸发器通过支架与光伏电池固定。

9.根据权利要求8所述的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，其特征在于，所述蒸发器外壳包括正面空腔、背面导流肋、侧面百叶进风口和导流片，所述导流片分别连接侧面百叶进风口和背面导流肋，所述背面导流肋形状采用间隔的金属片，所述背面导流肋位于光伏电池背面侧。

10.根据权利要求9所述的一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统，其特征在于，所述导流片位于蒸发器外壳的内部并与蒸发器外壳的侧壁形成夹角，所述导流片将侧向吸入的气流导向背面导流肋。

技术总结
本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其是涉及一种基于光伏电池和空气能热泵的制热水系统。所述装置，包括支撑模块、存储模块、电源模块和功能模块，所述支撑模块分别连接存储模块、功能模块和电源模块，所述电源模块连接功能模块，所述功能模块连接存储模块；所述电源模块包括光伏电池、电网电源和控制柜，所述控制柜分别连接光伏电池和电网电源，所述功能模块包括循环泵组、冷凝器、压缩机和蒸发器，所述存储模块包括保温水箱，所述支撑模块包括金属外壳和支架。本发明的技术方案，采用光伏电池替代太阳能集热器，提高了太阳能利用效率，并规避太阳能集热系统管道冬季容易冻裂，减少了使用成本，为光伏电池和空气能热泵结合提供了解决方式。

技术研发人员：王金平,宋健,李孟强,郑绪安,姚宣辰,钱河军,薛松,王红军,尹红
受保护的技术使用者：中建八局第二建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25