專利名稱：熱泵鍋爐與太陽能發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型系統(tǒng)應(yīng)用于太陽能和空氣熱能的開發(fā)和利用。屬于新源開發(fā)和節(jié) 能減排領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，電能是目前地球上最好用的能源，能夠很方便地轉(zhuǎn)換成熱能、光 能等等各種形式為人類使用。而照射在地球上的太陽能非常巨大，太陽能發(fā)電具 有無枯竭、無公害、資源分配廣泛等特點(diǎn)，作為一新型能源越來越被廣泛應(yīng)用。
但是，較為昂貴的太陽能電池板的成本，和較1'氏的太陽能的轉(zhuǎn)化效率嚴(yán)重制 約了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用。
溫度對太陽能電池板的發(fā)電效率影響很大，現(xiàn)在很多太陽能電站對太陽能電 池板的溫度控制都只是采用通風(fēng)等方法來處理，效果甚微。太陽能電池板在發(fā)電 的同吋，溫度升高得很快，使太陽能電池板的發(fā)電效率大大降低。
在冬天，當(dāng)太陽能電池板了出現(xiàn)積雪吋，太陽光無法照射到太陽能電池板上， 太陽能電站發(fā)電將受到很大有影響。目前只有將太陽能電池板反向通電，加熱太 陽能電池板的方式來除雪。這樣除雪的效率很低，并浪費(fèi)了大量的能源。
空氣源熱泵系統(tǒng)具有節(jié)能、零污染、零排放、不受環(huán)境影響等特點(diǎn)，被認(rèn)為 是替代鍋爐系統(tǒng)最好的裝置。被廣泛地用于工廠、酒店等等需要用鍋爐供熱水、 蒸汽的場所。而環(huán)境溫度對空氣源熱泵的工作效率影響很大，環(huán)境溫度較低吋節(jié) 能效果大大降低。 發(fā)明內(nèi)容
系統(tǒng)由兩大塊組成，其一為太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其二為熱泵鍋爐系統(tǒng)。主要目的是增加太陽能發(fā)電效率，減少太陽能發(fā)電的成本；順便利用太陽能電池板的集熱作 用來提高熱泵鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生熱水或蒸汽的效率。
由太陽能電池板背面的熱交換器、冷貯水箱、水泵和與之相聯(lián)的管道構(gòu)成了連 接兩大系統(tǒng)的連接機(jī)構(gòu)。冷貯水箱中的冷水在水泵的作用下流經(jīng)太陽能電池板背面 的熱交換器，吸收了太陽能電池板的集熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量后，熱水流回到冷貯水箱 中，這樣便完成了一次對太陽能電池板的水冷循環(huán)。
熱泵鍋爐系統(tǒng)將冷貯水箱的中的熱量抽到熱貯水箱中，加熱熱貯水箱中的水， 使水溫達(dá)到人們生產(chǎn)生活的需要。
熱泵鍋爐與太陽能發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)通過太陽能電池板的集熱效應(yīng)提高熱泵鍋爐系 統(tǒng)的冷端溫度，從而提高了熱泵鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生熱水和蒸汽的效率；同吋熱泵鍋爐系 統(tǒng)將太陽能電池板上的熱量抽走，降低了太陽能電池板的溫度，提高了太陽能電池 板的發(fā)電效率。既解決了由于太陽能電池板的集熱作用使溫度上升導(dǎo)致太陽能電池 板的發(fā)電效率下降的問題，又解決了熱泵鍋爐系統(tǒng)由于環(huán)境溫度過低導(dǎo)致的工作效 率低的問題。以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對本系統(tǒng)逬一步說明附圖是熱泵鍋爐與太陽能發(fā)電互 補(bǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。圖中，(l)是太陽能電池板，(2)是逆變器或控制器，(3)是熱交換 器，(4)是壓縮機(jī)系統(tǒng)，(5)是冷貯水箱，(6)是蒸發(fā)器，(7)是熱貯水箱，(8)是冷凝器， (9)是水泵，鵬是用電單位，(U)是自來水注入口，肪是用戶熱水引出口。
每塊太陽能電池板(1)的背面裝有熱交換器6)。由多塊這樣的太陽能電池板(l)經(jīng) 串、并聯(lián)組成光伏陣列，和逆變器或控制器(2)—起形成太陽能發(fā)電系統(tǒng)。太陽能電 池陣列產(chǎn)生的電能，通過逆變器或控制器(2)轉(zhuǎn)換成用戶方便使用的電能送到用電單 位肺。
由太陽能電池板a)背面的熱交換器(3)、冷貯水箱(5)、水泵(g)和與之相聯(lián)的管道構(gòu)成了連接兩大系統(tǒng)的連接機(jī)構(gòu)，來完成對太陽能電池板(l)逬行冷卻的水冷循環(huán)。
熱泵鍋爐系統(tǒng)由壓縮機(jī)系統(tǒng)(4)、冷貯水箱(5)、蒸發(fā)器(6)、熱貯水箱(7)、冷凝器 (8)組成。熱泵鍋爐系統(tǒng)的作用是利用壓縮機(jī)系統(tǒng)(4漁泵作用，通過蒸發(fā)器(6)吸收冷 貯水箱(5)中水的熱量，再通過冷凝器(8)來加熱貯水箱(7)的水。熱泵鍋爐系統(tǒng)的控制 器可根據(jù)用戶的需要調(diào)節(jié)熱貯水箱(7)中的水溫；從而使用戶能得到理想溫度的熱水 或蒸汽。
當(dāng)太陽輻射量減少導(dǎo)致太陽能電池板(l)的集熱作用小，或者人們對熱水或蒸汽 的需求量很大吋，太陽能電池集熱作用產(chǎn)生的熱量已不能滿足人們所需，熱泵鍋爐 系統(tǒng)會將冷貯水箱(5:)中的水溫降到環(huán)境溫度以下，這樣流經(jīng)太陽能電池板(l)中的水 溫低于環(huán)境溫度，太陽能電池板(l)將與其周圍的空氣產(chǎn)生熱交換。空氣中的熱能被 系統(tǒng)吸收，最終也被轉(zhuǎn)換成熱貯水箱(7)的水中的熱能。
當(dāng)太陽能電池板(l)的表面有積雪吋，可控制壓縮機(jī)系統(tǒng)(4)反向運(yùn)行，利用熱貯 水箱(7)中水的熱量快速化雪。由于太陽能電池板(l)在安裝吋都有一定的傾角，只要 電池板表面的積雪融化，在重力的作用下，積雪很容易沿太陽能電池板(D的表面滑 落。大大節(jié)省了除雪所需能量。
因此，熱泵鍋爐與太陽能發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)集太陽能發(fā)電系統(tǒng)和空氣源熱泵鍋爐系 統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)于一身，在最大限度利用太陽輻射到地面上的能量的同吋，又取代了能耗 大，且產(chǎn)生大量空氣污染的燃料鍋爐系統(tǒng)。 具體實(shí)肪案
例如有一酒店，樓頂面積為1200平方米，可用長x寬為6:35mnix2幼0nmi非晶硅 太陽能電池板500件組成一個20KW的小型的太陽能發(fā)電站。根據(jù)用戶用水量的大 乂」\選用不同功率有熱泵鍋爐系統(tǒng)和冷貯水箱、熱lfc水箱的大乂」\。
1、 將平板式熱交換器安裝在太陽能電池板的背面；
2、 按普通的太陽能電站建站方式建立起20KW太陽能發(fā)電站；3、 選擇合適的位置安裝好冷貯水箱、熱貯水箱、和熱泵鍋爐系統(tǒng)；
4、 將太陽能電池板組合件背面的熱交換器進(jìn)水端全部連接起來，匯成一條總 管與水泵的出水端相連；
5、 將水泵的逬水端與冷貯水箱的出水端相連；
6、 將太陽能電池板組合件背面的熱交換器出水端全部連接起來。匯成一條總 管與冷Jt水箱的逬水端相連；
7、 將上述第3、 4、 5步驟中的連接水管用保溫材料包裹，并固定在樓面建筑
上；
8、 將熱泵鍋爐系統(tǒng)的蒸發(fā)器裝入冷貯水箱內(nèi)并接入熱泵鍋爐系統(tǒng)。連接處用 保溫材包裹；
9、 將熱泵鍋爐系統(tǒng)的冷凝器裝入熱貯水箱內(nèi)并接入熱泵鍋爐系統(tǒng)。連接處用 保溫材包裹；
10、 連接好溫度傳感器、水箱中的液位傳感器和控制單元；
11、 將熱貯水箱的自來水注入口接入自來水管道，用戶熱水引出口接到用戶 用水入口；
12、 確認(rèn)一切連接無誤后。分別往冷貯水箱和熱貯水箱中注入其容積的80% 左右的清水，并且水量要確保蒸發(fā)器和冷凝器都浸入水中。
權(quán)利要求1.一種熱泵鍋爐與太陽能發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)。其特征是在太陽能電池板的背面增加熱交換器，通過水泵與熱泵鍋爐的冷端的貯水箱相連，組成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
專利摘要一種熱泵鍋爐與太陽能發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)，應(yīng)用于太陽能和空氣熱能的開發(fā)和利用。熱泵鍋爐與太陽能發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)將太陽能發(fā)電系統(tǒng)與熱泵鍋爐系統(tǒng)相結(jié)合，利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的太陽能電池板的集熱效應(yīng)提高熱泵鍋爐系統(tǒng)的冷端溫度，從而提高熱泵鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生熱水和蒸汽的效率，同時熱泵鍋爐系統(tǒng)將太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的太陽能電池板上的熱量抽走，降低了太陽能電池板的溫度，從而提高了太陽能電池板的發(fā)電效率。熱泵鍋爐與太陽能發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)既解決了由于太陽能電池板的集熱作用使溫度上升導(dǎo)致太陽能電池板的發(fā)電效率下降的問題，又解決了熱泵鍋爐系統(tǒng)由于環(huán)境溫度過低導(dǎo)致的效率低的問題。
文檔編號H02N6/00GK201294466SQ20082020306
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者晟 李, 王北寧 申請人:珠海興業(yè)新能源科技有限公司