家用小型太陽能電冷熱三聯供系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能光熱利用技術領域，更具體的說，是涉及一種利用太陽能光電光熱技術為家庭提供采暖、制冷和生活熱水的家用小型電冷熱三聯供系統。
【背景技術】
[0002]隨著環境和能源問題的日益突出，新能源和可再生能源利用技術發展越來越受到重視。推廣可再生能源應用及創新應用形式，達到節能減排以及改善目前我國居民高碳排放的生活。
[0003]目前，燃氣鍋爐或燃煤集中供暖每年燃燒大量的化石燃料，對環境造成嚴重污染；夏季家用分體式熱泵空調機多采用蒸汽壓縮式系統，系統運行過程中需要耗費較多的高品位電能；家用熱水器多為燃氣熱水器和電熱水器，在運行過程同樣需要消耗電能或天然氣等高品位能量，不符合可持續發展的要求。與此同時，一些地區由于局部電力供應緊張，還有一些地區沒有覆蓋天然氣供應管網，這也在一定程度上限制了家用分體式熱泵空調機以及燃氣、電熱水器等的運用。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種適用于太陽能資源較為豐富地區的家用小型太陽能電冷熱三聯供系統。
[0005]為實現本實用新型的目的所采用的技術方案是:
[0006]一種家用小型太陽能電冷熱三聯供系統，包括太陽能光伏裝置、壓縮機、渦流管、制冷換熱器、制熱換熱器、冷凝換熱器、儲液器、干燥過濾器和膨脹閥，所述太陽能光伏裝置包括光伏電池組件和光伏板的吸熱組件，所述光伏板的吸熱組件的制冷劑出口與所述壓縮機的進口連接，所述壓縮機的出口與所述渦流管的進口連接，所述渦流管的熱流體出口分別與制熱控制閥和制熱旁通閥的進口連接，所述制熱控制閥的出口與所述制熱換熱器的進口連接，所述制熱換熱器的出口與第四單向閥的進口連接，所述制熱旁通閥的出口與第三單向閥的進口連接；所述渦流管的冷流體出口分別與制冷調節閥和制冷旁通閥的進口連接，所述制冷調節閥的出口與所述制冷換熱器進口連接，所述制冷換熱器的出口與第二單向閥進口連接，所述制冷旁通閥的出口與第一單向閥的進口連接，所述第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥和第四單向閥的出口并聯后與所述冷凝換熱器的進口連接，所述冷凝換熱器的出口通過所述儲液器、干燥過濾器和膨脹閥與所述光伏板的吸熱組件的制冷劑進口連接；所述光伏電池組件的電能輸出端與蓄電池的電能輸入端連接，所述蓄電池的電能為所述壓縮機供電。
[0007]所述光伏板的吸熱組件內安裝有電加熱絲。
[0008]所述膨脹閥前的制冷劑管道上安裝有視液鏡。
[0009]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0010]1、本實用新型的系統利用制冷劑相變吸收太陽能光電轉化時產生的熱量，能夠使光電轉化元器件維持在所需光電和光熱轉化效率，有效平衡產電量與產熱量。
[0011]2、本實用新型的系統利用太陽能光電技術發電，驅動小型壓縮機吸入相變產生的蒸汽并對其進行壓縮，產生的高壓蒸汽進入渦流管進口，利用渦流管效應分離冷熱氣流，并通過制冷換熱器使分流出來的冷熱流體輸送到家庭用冷熱地方，通過制熱換熱器用于制熱和生活熱水，同時解決了家庭制冷、采暖及生活熱水供應以及用電問題，達到節能減排保護環境的目的，為太陽能資源較為豐富地區提供了一種家用多效電冷熱裝置。
[0012]3、本實用新型的系統，在太陽光照不足時，利用蓄電池中儲存的電能供給光伏板背面集成的電加熱絲用于加熱制冷劑，能夠持續維持系統的有效運轉。
[0013]4、本實用新型的系統結構簡單，操作方便，容易實現，僅有的耗電部件(小型壓縮機，電加熱絲)由太陽能發電提供，節能環保，達到零碳排放、零能耗。
【附圖說明】
[0014]圖1所示為本實用新型家用小型太陽能電冷熱三聯供系統的示意圖；
[0015]圖2所示為太陽能光伏裝置剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0017]本實用新型家用小型太陽能電冷熱三聯供系統的示意圖如圖1-圖2所示，包括太陽能光伏裝置2、壓縮機3、渦流管4、制冷換熱器6、制熱換熱器7、冷凝換熱器9、儲液器10、干燥過濾器11和膨脹閥13。所述太陽能光伏裝置2包括光伏電池組件16和光伏板的吸熱組件14，所述光伏板的吸熱組件14的制冷劑出口與所述壓縮機3的進口連接，所述壓縮機3的出口與所述渦流管4的進口連接，所述渦流管4的熱流體出口分別與制熱控制閥5-4和制熱旁通閥5-3的進口連接，所述制熱控制閥5-4的出口與所述制熱換熱器7的進口連接，所述制熱換熱器7的出口與第四單向閥8-4的進口連接，所述制熱旁通閥5-3的出口與第三單向閥8-3的進口連接。所述渦流管4的冷流體出口分別與制冷調節閥5-1和制冷旁通閥5-2的進口連接，所述制冷調節閥5-1的出口與所述制冷換熱器6進口連接，所述制冷換熱器6的出口與第二單向閥8-2進口連接，所述制冷旁通閥5-2的出口與第一單向閥8-1的進口連接，所述第一單向閥8-1、第二單向閥8-2、第三單向閥8-3和第四單向閥8_4的出口并聯后與所述冷凝換熱器9的進口連接，所述冷凝換熱器9的出口通過所述儲液器10、干燥過濾器11和膨脹閥13與所述光伏板的吸熱組件14的制冷劑進口連接。所述光伏電池組件16的電能輸出端與蓄電池I的電能輸入端連接，所述蓄電池I為所述壓縮機3供電。
[0018]為了在太陽能不足時的使用，所述光伏板的吸熱組件14內安裝有電加熱絲15。
[0019]所述膨脹閥13前的制冷劑管道上安裝有視液鏡12。
[0020]所述太陽能光伏裝置2由所述光伏電池組件16和所述光伏板后面的吸熱組件14構成。所述光伏電池組件16吸收太陽輻射，一部分轉化為電，一部分太陽輻射轉化為熱。產生的電能儲存在所述蓄電池I中，通過轉換后供系統耗能部件以及家用電器使用。經過所述膨脹閥13節流后的制冷劑進入所述太陽能光伏裝置2后面的光伏板的吸熱組件14，在所述光伏板后面的吸熱組件14中相變蒸發，冷卻并維持所述光伏電池組件16處于較低溫度，提高所述光伏電池組件16的光電轉換效率。所述光伏板的吸熱組件14中制冷劑吸收太陽輻射熱量蒸發后，被所述壓縮機3吸入并壓縮，進入所述渦流管4中，蒸汽在所述渦流管4中膨脹并進行高速旋轉，產生冷熱氣流分離之后，冷氣流從所述渦流管4的冷流體出口流出，熱氣流從所述渦流管4的熱流體出口流出。
[0021]從所述渦流管4的冷流體出口流出的冷氣流通過所述制冷調節閥5-1進入所述制冷換熱器6，進行換熱，提供家庭所需冷量，用于食物儲藏或空氣調節。從所述渦流管4的熱流體出口流出的熱流體通過所述制熱調節閥5-4進入所述制熱換熱器7，進行換熱，提供家庭所需熱量，用于采暖或加熱生活熱水。當不用或用冷量較少時，一部分冷氣流通過旁通路所述制冷旁通閥5-2旁通，當不用或用熱量較少時，一部分熱氣流通過旁通路中的所述制熱旁通閥5-3旁通。經過換熱后的冷熱氣流混合進入所述冷凝換熱器9進行冷凝，冷凝之后的制冷劑進入所述儲液器10，經過所述干燥過濾器11去除系統雜質和混入的水分，然后通過所述視液鏡12，液態制冷劑進入所述膨脹閥13進行節流，經過節流后的制冷劑進入所述太陽能光伏裝置2背面的所述光伏板的吸熱組件14，完成制冷循環。
[0022]當光照不足時，嵌入在所述太陽能光伏裝置2背面光伏板的吸熱組件14內的所述電加熱絲15工作，產生的熱量用于補充因光照不足而減少的光熱轉化量，加熱所述光伏板的吸熱組件14內的制冷劑，以保證家庭所需用能。
[0023]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出的是，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種家用小型太陽能電冷熱三聯供系統，其特征在于，包括太陽能光伏裝置、壓縮機、渦流管、制冷換熱器、制熱換熱器、冷凝換熱器、儲液器、干燥過濾器和膨脹閥，所述太陽能光伏裝置包括光伏電池組件和光伏板的吸熱組件，所述光伏板的吸熱組件的制冷劑出口與所述壓縮機的進口連接，所述壓縮機的出口與所述渦流管的進口連接，所述渦流管的熱流體出口分別與制熱控制閥和制熱旁通閥的進口連接，所述制熱控制閥的出口與所述制熱換熱器的進口連接，所述制熱換熱器的出口與第四單向閥的進口連接，所述制熱旁通閥的出口與第三單向閥的進口連接；所述渦流管的冷流體出口分別與制冷調節閥和制冷旁通閥的進口連接，所述制冷調節閥的出口與所述制冷換熱器進口連接，所述制冷換熱器的出口與第二單向閥進口連接，所述制冷旁通閥的出口與第一單向閥的進口連接，所述第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥和第四單向閥的出口并聯后與所述冷凝換熱器的進口連接，所述冷凝換熱器的出口通過所述儲液器、干燥過濾器和膨脹閥與所述光伏板的吸熱組件的制冷劑進口連接；所述光伏電池組件的電能輸出端與蓄電池的電能輸入端連接，所述蓄電池的電能為所述壓縮機供電。
2.根據權利要求1所述的家用小型太陽能電冷熱三聯供系統，其特征在于，所述光伏板的吸熱組件內安裝有電加熱絲。
3.根據權利要求1或2所述的家用小型太陽能電冷熱三聯供系統，其特征在于，所述膨脹閥前的制冷劑管道上安裝有視液鏡。
【專利摘要】本實用新型公開了一種家用小型太陽能電冷熱三聯供系統，太陽能光伏裝置包括光伏電池組件和光伏板的吸熱組件，光伏板的吸熱組件的制冷劑出口與壓縮機的進口連接，壓縮機的出口與渦流管的進口連接，渦流管的熱流體出口與制熱控制閥和制熱旁通閥的進口連接，制熱控制閥的出口與制熱換熱器的進口連接，渦流管的冷流體出口與制冷調節閥和制冷旁通閥的進口連接，制冷調節閥的出口與制冷換熱器進口連接，冷凝換熱器的出口通過儲液器、干燥過濾器和膨脹閥與光伏板的吸熱組件的制冷劑進口連接。光伏電池組件的電能輸出端與蓄電池的電能輸入端連接。利用太陽能光電技術發電，利用渦流管效應分離冷熱氣流,同時解決了家庭制冷、采暖及生活熱水和用電問題。
【IPC分類】F25B29-00, F25B41-06, H02S40-44, F25B41-04
【公開號】CN204478580
【申請號】CN201520101817
【發明人】劉劍, 陳薩如拉, 楊洋
【申請人】天津商業大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月12日