一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)技術(shù)方案

一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)，包括電力系統(tǒng)和制冷劑機(jī)械循環(huán)太陽能熱泵系統(tǒng)，相對(duì)獨(dú)立；制冷劑機(jī)械循環(huán)太陽能熱泵系統(tǒng)包括水子系統(tǒng)和制冷劑子系統(tǒng)；水子系統(tǒng)由循環(huán)水泵作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，包括蓄熱水箱、循環(huán)水泵和板式換熱器。制冷劑子系統(tǒng)由制冷劑泵驅(qū)動(dòng)，包括高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件、板式換熱器、制冷劑泵和儲(chǔ)液罐，制冷劑泵將儲(chǔ)液罐中液體制冷劑送入高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件的換熱管流道中，換熱管流道中制冷劑蒸氣進(jìn)入板式換熱器，在板式換熱器內(nèi)與水進(jìn)行換熱，冷凝為液體的同時(shí)釋放出熱量，再沿流道匯集到儲(chǔ)液罐中。電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)為并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、市電互補(bǔ)離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能及微電網(wǎng)系統(tǒng)，并協(xié)同配合使用和靈活轉(zhuǎn)變切換。

Solar energy PVT cogeneration system driven by refrigerant pump

A refrigerant pump driven by solar PVT cogeneration system, including power system and refrigerant mechanical circulation solar heat pump system is relatively independent; refrigerant mechanical circulation system comprises a solar heat pump water system and refrigerant subsystem; water system of a circulating water pump as power driven, including thermal storage tank, circulating pump and heat exchanger. The refrigerant system driven by refrigerant pump, including solar cogeneration components, heat exchanger, refrigerant pump and a liquid storage tank, liquid storage tank in the refrigerant pump the liquid refrigerant into the solar cogeneration components of the heat exchange tube flow, heat pipe flow in the refrigerant vapor into the heat exchanger, heat and water in the heat exchanger, and condensed liquid releases heat, and then gathered along the channel in the reservoir. The power system is designed for the grid connected power generation system, the city power grid complementary power generation system and the energy storage and micro grid system, and coordinated use and flexible switching.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)
本技術(shù)涉及一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的新型制冷劑機(jī)械循環(huán)太陽能熱泵系統(tǒng)，可同時(shí)同步高效開發(fā)利用太陽能資源的太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
太陽能集熱器目前已經(jīng)在能源動(dòng)力、制冷空調(diào)、社會(huì)生活、航天科技等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用，但是對(duì)太陽能的利用也存在著諸多問題。太陽能利用率較低是目前太陽能能源利用的瓶頸。能夠顯著提高太陽能光伏發(fā)電過程中的太陽能綜合利用效率，并解決光伏電池片的冷卻問題，實(shí)現(xiàn)太陽能光伏/光熱資源同時(shí)同步深度開發(fā)利用的太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)已開始展現(xiàn)其性能優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)的太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)中，冷卻水在外界溫度較低時(shí)會(huì)發(fā)生凍結(jié)，從而影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至?xí)茐臒犭娐?lián)產(chǎn)組件板芯的結(jié)構(gòu)，在寒冷地區(qū)的應(yīng)用受到限制。因此，技術(shù)一種以制冷劑作為冷卻介質(zhì)，能量利用效率更高，且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性更好的熱電聯(lián)產(chǎn)組件和熱電聯(lián)供系統(tǒng)具有較大的實(shí)用價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種使用制冷劑作為冷卻介質(zhì)，能量利用效率更高，且運(yùn)行穩(wěn)定性更好的制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)。本技術(shù)的技術(shù)方案：一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)，包括電力系統(tǒng)和制冷劑機(jī)械循環(huán)太陽能熱泵系統(tǒng)，兩系統(tǒng)之間相對(duì)獨(dú)立；制冷劑機(jī)械循環(huán)太陽能熱泵系統(tǒng)包括水子系統(tǒng)和制冷劑子系統(tǒng)；水子系統(tǒng)是由循環(huán)水泵作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，包括蓄熱水箱、循環(huán)水泵和板式換熱器；在板式換熱器中實(shí)現(xiàn)熱量交換，將制冷劑吸收的熱量傳遞到水中，循環(huán)水泵作為動(dòng)力裝置，將熱水的熱量?jī)?chǔ)存在蓄熱水箱中，由此完成水系統(tǒng)循環(huán)。制冷劑子系統(tǒng)由制冷劑泵作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，包括高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件、板式換熱器、制冷劑泵和儲(chǔ)液罐，制冷劑泵將儲(chǔ)液罐中液體制冷劑送入高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件的換熱管流道中，換熱管流道中制冷劑蒸氣進(jìn)入板式換熱器，在板式換熱器內(nèi)與水進(jìn)行換熱，冷凝為液體的同時(shí)釋放出熱量，再沿流道匯集到儲(chǔ)液罐中；其中，高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件，由高效太陽能蒸發(fā)板和光伏電池片組成，層間由EVA膠膜層壓粘接，四周用鋁合金邊框封裝，背面做保溫處理，其結(jié)構(gòu)自上而下分別為：玻璃蓋板、EVA膠膜、光伏電池片、EVA膠膜、黑色太陽能背板、EVA膠膜、高效太陽能蒸發(fā)板、保溫層和封裝底板。所述的高效太陽能蒸發(fā)板用于收集太陽輻射能的金屬整體式太陽能集熱板，其一面為平板結(jié)構(gòu)、另一面為制冷劑蛇形半圓式流道；其上設(shè)有一個(gè)進(jìn)口和兩個(gè)以上出口；高效太陽能蒸發(fā)板的四周向制冷劑蛇形半圓式流道面形成L形折邊，以提高高效太陽能蒸發(fā)板自身的抵抗變形的強(qiáng)度；制冷劑蛇形半圓式流道中制冷劑作為換熱媒介，氣液兩相流，高效太陽能蒸發(fā)板采用的流道管徑為1～3mm的狹小制冷劑管路，且流道數(shù)量和總流通面積逐漸增加，以適應(yīng)太陽能蒸發(fā)板內(nèi)制冷劑氣液兩相流的特點(diǎn)以及最終出口處全部為制冷劑蒸氣的特性。所述的進(jìn)口和出口處均采用插入焊的形式，焊接銅管引出，并且進(jìn)口和出口處的引出管均由下端接出，保證高效平板式太陽能蒸發(fā)板正面為平面。一種高效平板式太陽能蒸發(fā)板的制備方法，步驟如下：采用單面吹脹或模板加工工藝制作而成的，采用兩塊金屬板材，首先在下層板材上刻畫出制冷劑蛇形半圓式流道形式圖，再將兩塊金屬板材復(fù)合并在四周焊接，再經(jīng)熱軋、冷軋和退火工藝，最后用氮?dú)膺M(jìn)行整體吹脹，此加工過程中保證一面為平板，另一面形成外鼓的制冷劑蛇形半圓式流道。一個(gè)進(jìn)口多個(gè)出口的設(shè)計(jì)方式，沿管路逐漸由兩管制分流為多管制，以減小流場(chǎng)阻力，保證流場(chǎng)穩(wěn)定性。本技術(shù)的有益效果：1.一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)形式的是，本系統(tǒng)是采用制冷劑泵作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的機(jī)械循環(huán)，同時(shí)可通過制冷劑泵變頻來調(diào)節(jié)制冷劑流量，而不采用傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)的壓縮機(jī)循環(huán)的形式，從而更容易實(shí)現(xiàn)制冷劑流量控制和系統(tǒng)在不同工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。2.高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件的光伏電池片采用高效單晶硅太陽能電池片，在正常工作過程中，光伏電池片通過光生伏特效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能輸出，但發(fā)電的同時(shí)電池片自身會(huì)發(fā)熱，過高的溫度會(huì)降低其發(fā)電效率，而且會(huì)縮短其使用壽命，高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件下層的高效太陽能蒸發(fā)板流道內(nèi)流通制冷劑，液體制冷劑通過自身的相變，吸熱蒸發(fā)為制冷劑蒸氣，此過程可吸收熱量，起到給光伏組件降溫的效果，提高電池片的發(fā)電效率，同時(shí)這部分熱量得以利用，從而在最大程度上提高太陽能的綜合利用效率。3.電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)有三種模式可選，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、市電互補(bǔ)離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能及微電網(wǎng)系統(tǒng)，并可以協(xié)同配合使用和靈活轉(zhuǎn)變切換。附圖說明圖1為一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)原理圖。圖2為高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件整體封裝俯視圖。圖3為高效太陽能蒸發(fā)板結(jié)構(gòu)圖。圖4為高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件A-A剖面圖(組件分層結(jié)構(gòu)圖)。圖中：1補(bǔ)水閥；2電加熱器；3蓄熱水箱；4循環(huán)水泵；5板式換熱器；6儲(chǔ)液罐；7制冷劑泵；8干燥過濾器；9高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件；10電磁閥；11水子系統(tǒng)；12制冷劑子系統(tǒng)；13高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件；14單晶硅光伏電池片；15進(jìn)口；16出口；17制冷劑流道；a封裝底板；b保溫層；c高效太陽能蒸發(fā)板；dEVA膠膜；e黑色太陽能背板；fEVA膠膜；g光伏電池片；hEVA膠膜；i超白鋼化玻璃。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本技術(shù)的具體實(shí)施方式。一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)，包括電力系統(tǒng)和制冷劑機(jī)械循環(huán)太陽能熱泵系統(tǒng)，兩系統(tǒng)之間相對(duì)獨(dú)立；制冷劑機(jī)械循環(huán)太陽能熱泵系統(tǒng)包括水子系統(tǒng)和制冷劑子系統(tǒng)；水子系統(tǒng)是由循環(huán)水泵作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，包括蓄熱水箱、循環(huán)水泵和板式換熱器；在板式換熱器中實(shí)現(xiàn)熱量交換，將制冷劑吸收的熱量傳遞到水中，循環(huán)水泵作為動(dòng)力裝置，將熱水的熱量?jī)?chǔ)存在蓄熱水箱中，由此完成水系統(tǒng)循環(huán)。制冷劑子系統(tǒng)由制冷劑泵作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，包括高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件、板式換熱器、制冷劑泵和儲(chǔ)液罐，制冷劑泵將儲(chǔ)液罐中液體制冷劑送入高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件的換熱管流道中，換熱管流道中制冷劑蒸氣進(jìn)入板式換熱器，在板式換熱器內(nèi)與水進(jìn)行換熱，冷凝為液體的同時(shí)釋放出熱量，再沿流道匯集到儲(chǔ)液罐中；其中，高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件，由高效太陽能蒸發(fā)板和光伏電池片組成，層間由EVA膠膜層壓粘接，四周用鋁合金邊框封裝，背面做保溫處理，其結(jié)構(gòu)自上而下分別為：玻璃蓋板、EVA膠膜、光伏電池片、EVA膠膜、黑色太陽能背板、EVA膠膜、高效太陽能蒸發(fā)板、保溫層和封裝底板。所述的高效太陽能蒸發(fā)板用于收集太陽輻射能的金屬整體式太陽能集熱板，其一面為平板結(jié)構(gòu)、另一面為制冷劑蛇形半圓式流道；其上設(shè)有一個(gè)進(jìn)口和兩個(gè)以上出口；高效太陽能蒸發(fā)板的四周向制冷劑蛇形半圓式流道面形成L形折邊，以提高高效太陽能蒸發(fā)板自身的抵抗變形的強(qiáng)度；制冷劑蛇形半圓式流道中制冷劑作為換熱媒介，氣液兩相流，高效太陽能蒸發(fā)板采用的流道管徑為1～3mm的狹小制冷劑管路，且流道數(shù)量和總流通面積逐漸增加，以適應(yīng)太陽能蒸發(fā)板內(nèi)制冷劑氣液兩相流的特點(diǎn)以及最終出口處全部為制冷劑蒸氣的特性。所述的進(jìn)口和出口處均采用插入焊的形式，焊接銅管引出，并且進(jìn)口和出口處的引出管均由下端接出，保證高效平板式太陽能蒸發(fā)板正面為平面。一種高效平板式太陽能蒸發(fā)板的制備方法，步驟如下：采用單面吹脹或模板加工工藝制作而成的，采用兩塊金屬板材，首先在下本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，該太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)包括電力系統(tǒng)和制冷劑機(jī)械循環(huán)太陽能熱泵系統(tǒng)，兩系統(tǒng)之間相對(duì)獨(dú)立；制冷劑機(jī)械循環(huán)太陽能熱泵系統(tǒng)包括水子系統(tǒng)和制冷劑子系統(tǒng)；水子系統(tǒng)是由循環(huán)水泵作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，包括蓄熱水箱、循環(huán)水泵和板式換熱器；在板式換熱器中實(shí)現(xiàn)熱量交換，將制冷劑吸收的熱量傳遞到水中，循環(huán)水泵作為動(dòng)力裝置，將熱水的熱量?jī)?chǔ)存在蓄熱水箱中，由此完成水系統(tǒng)循環(huán)；制冷劑子系統(tǒng)由制冷劑泵作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，包括高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件、板式換熱器、制冷劑泵和儲(chǔ)液罐，制冷劑泵將儲(chǔ)液罐中液體制冷劑送入高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件的換熱管流道中，換熱管流道中制冷劑蒸氣進(jìn)入板式換熱器，在板式換熱器內(nèi)與水進(jìn)行換熱，冷凝為液體的同時(shí)釋放出熱量，再沿流道匯集到儲(chǔ)液罐中；其中，高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件，由高效太陽能蒸發(fā)板和光伏電池片組成，層間由EVA膠膜層壓粘接，四周用鋁合金邊框封裝，背面做保溫處理，其結(jié)構(gòu)自上而下分別為：玻璃蓋板、EVA膠膜、光伏電池片、EVA膠膜、黑色太陽能背板、EVA膠膜、高效太陽能蒸發(fā)板、保溫層和封裝底板。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，該太陽能PVT熱電聯(lián)供系統(tǒng)包括電力系統(tǒng)和制冷劑機(jī)械循環(huán)太陽能熱泵系統(tǒng)，兩系統(tǒng)之間相對(duì)獨(dú)立；制冷劑機(jī)械循環(huán)太陽能熱泵系統(tǒng)包括水子系統(tǒng)和制冷劑子系統(tǒng)；水子系統(tǒng)是由循環(huán)水泵作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，包括蓄熱水箱、循環(huán)水泵和板式換熱器；在板式換熱器中實(shí)現(xiàn)熱量交換，將制冷劑吸收的熱量傳遞到水中，循環(huán)水泵作為動(dòng)力裝置，將熱水的熱量?jī)?chǔ)存在蓄熱水箱中，由此完成水系統(tǒng)循環(huán)；制冷劑子系統(tǒng)由制冷劑泵作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，包括高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件、板式換熱器、制冷劑泵和儲(chǔ)液罐，制冷劑泵將儲(chǔ)液罐中液體制冷劑送入高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件的換熱管流道中，換熱管流道中制冷劑蒸氣進(jìn)入板式換熱器，在板式換熱器內(nèi)與水進(jìn)行換熱，冷凝為液體的同時(shí)釋放出熱量，再沿流道匯集到儲(chǔ)液罐中；其中，高效太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)組件，由高效太陽能蒸發(fā)板和光伏電池片組成，層間由EVA膠膜層壓粘接，四周用鋁合金邊框封裝，背面做保溫處理，其結(jié)構(gòu)自上而下分別為：玻璃蓋板、EVA膠膜、光伏電池片、EVA膠膜、黑色太陽能背板、EVA膠膜、高效太陽能蒸發(fā)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張吉禮，周超，梁若冰，路世翔，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：大連理工大學(xué)，
類型：新型
國(guó)別省市：遼寧,21