本發(fā)明屬于光熱集成領(lǐng)域，尤其涉及一種相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、常規(guī)太陽(yáng)能光伏光熱系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合時(shí)，系統(tǒng)組成較為復(fù)雜，多次能量轉(zhuǎn)化使得能量利用率下降，且光伏光熱設(shè)備及空調(diào)設(shè)備占地面積大，屋面利用率低。另外，當(dāng)光熱系統(tǒng)復(fù)雜時(shí)，維護(hù)要求也相應(yīng)提高，需要更多的檢查和更頻繁的維護(hù)來(lái)保持系統(tǒng)性能。雖然常規(guī)光熱系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)太陽(yáng)能光伏板溫度，但太陽(yáng)能光伏板溫度很難保持穩(wěn)定，影響其發(fā)電效率和壽命，且傳統(tǒng)光熱系統(tǒng)的熱能存儲(chǔ)效率較低，可能需要額外的設(shè)備和空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述背景技術(shù)中傳統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，空間利用率低，能量利用率低的問題，本發(fā)明提供一種相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)及方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一個(gè)方面提供一種相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)。

4、一種相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)，包括：雙層相變材料輻射板、太陽(yáng)能光伏光熱一體化系統(tǒng)及輻射空調(diào)系統(tǒng)；

5、所述太陽(yáng)能光伏光熱一體化系統(tǒng)用于為輻射空調(diào)系統(tǒng)提供電能；所述雙層相變材料輻射板包括上層相變材料層、下層相變材料層以及兩者之間的旁路截至閥；所述輻射空調(diào)系統(tǒng)包括吸收式制冷機(jī)組和換熱器；

6、所述雙層相變材料輻射板與輻射空調(diào)系統(tǒng)相連；日間供水在進(jìn)入雙層相變材料輻射板后先流經(jīng)下層相變材料層，再流經(jīng)上層相變材料層，最后流入換熱器進(jìn)行處理；夜間供水時(shí)，上層相變材料層及下層相變材料層之間的旁路截至閥關(guān)閉，供水流經(jīng)下層相變材料層后直接流入換熱器進(jìn)行處理，經(jīng)換熱器處理后的回水再回到吸收式制冷機(jī)組，作為冷熱源維持輻射空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

7、作為一種實(shí)施方式，所述雙層相變材料輻射板還包括集熱板、保溫層及混凝土結(jié)構(gòu)層；所述集熱板、上層相變材料層、保溫層、下層相變材料層及混凝土結(jié)構(gòu)層依次從上到下鋪設(shè)。

8、作為一種實(shí)施方式，所述上層相變材料層及下層相變材料層均鋪設(shè)有兩層毛細(xì)管網(wǎng)，兩層毛細(xì)管網(wǎng)內(nèi)通制冷機(jī)組供水，兩層毛細(xì)管網(wǎng)之間通過(guò)連接水管連通，所述旁路截止閥設(shè)置在連接水管上。

9、作為一種實(shí)施方式，所述上層相變材料層由高相變溫度的復(fù)合儲(chǔ)能水泥基砂漿制作而成，其相變溫度為35-40℃。

10、作為一種實(shí)施方式，所述下層相變材料層由低相變溫度的復(fù)合儲(chǔ)能水泥基砂漿制作而成，其相變溫度為20-25℃。

11、作為一種實(shí)施方式，所述太陽(yáng)能光伏光熱一體化系統(tǒng)包括太陽(yáng)能光伏板、逆變器、儲(chǔ)能電池及變壓器；所述太陽(yáng)能光伏板產(chǎn)生直流電經(jīng)逆變器處理后向輻射空調(diào)系統(tǒng)提供電能，多余的電能儲(chǔ)存至儲(chǔ)能電池中或經(jīng)變壓器升壓后輸送至電網(wǎng)內(nèi)。

12、作為一種實(shí)施方式，所述吸收式制冷機(jī)組為廢熱型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組；所述換熱器為板翅式換熱器。

13、本發(fā)明的第二個(gè)方面提供一種基于如上述所述的相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)的工作方法。

14、一種基于如上述所述的相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)的工作方法，包括：

15、太陽(yáng)能光伏板日間發(fā)出直流電由逆變器處理后給吸收式制冷機(jī)組供電，多余發(fā)電存儲(chǔ)在儲(chǔ)能電池中，或通過(guò)變壓器升壓后輸送至電網(wǎng)內(nèi)；當(dāng)日照不足時(shí)，使用儲(chǔ)能電池中的儲(chǔ)電或電網(wǎng)直接供電保證吸收式制冷機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行；

16、日間供水在進(jìn)入雙層相變材料輻射板后先流經(jīng)下層相變材料層，再流經(jīng)上層相變材料層，最后流入換熱器進(jìn)行處理；

17、夜間供水時(shí)，上層相變材料層及下層相變材料層之間的旁路截至閥關(guān)閉，供水流經(jīng)下層相變材料層后直接流入換熱器進(jìn)行處理，經(jīng)換熱器處理后的回水再回到吸收式制冷機(jī)組，作為冷熱源維持輻射空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

18、作為一種實(shí)施方式，在夏季工況：日間太陽(yáng)能光伏板持續(xù)發(fā)電供給吸收式制冷機(jī)組，太陽(yáng)能光伏板溫度上升；上層相變材料層吸收太陽(yáng)能光伏板及剩余太陽(yáng)輻射熱，同時(shí)吸收式制冷機(jī)組持續(xù)工作，向雙層相變材料輻射板供給冷水，冷水先流經(jīng)下層相變材料層輻射冷量，再流經(jīng)上層相變材料層；冷水吸收雙層相變材料輻射板中的熱量后流入換熱器；回水經(jīng)換熱器處理后溫度再次上升，流入吸收式制冷機(jī)組中作為熱源；

19、夜間，太陽(yáng)能光伏板停止工作，使用儲(chǔ)能電池中的儲(chǔ)電或電網(wǎng)直接供電；吸收式制冷機(jī)組持續(xù)工作，向雙層相變材料輻射板供給冷水，旁路截至閥關(guān)閉，冷水只流經(jīng)下層相變材料層；冷水吸收雙層相變材料輻射板中的熱量后流入換熱器；回水經(jīng)換熱器處理后溫度再次上升，流入吸收式制冷機(jī)組的發(fā)生器中作為熱源。

20、作為一種實(shí)施方式，在冬季工況：

21、日間太陽(yáng)能光伏板持續(xù)發(fā)電供給吸收式制冷機(jī)組，太陽(yáng)能光伏板溫度上升；上層相變材料層吸收太陽(yáng)能光伏板及剩余太陽(yáng)輻射熱；當(dāng)太陽(yáng)能光伏板溫度低于預(yù)設(shè)溫度，上層相變材料層向太陽(yáng)能光伏板散發(fā)熱量；吸收式制冷機(jī)組持續(xù)工作，向雙層相變材料輻射板供給熱水，熱水先流經(jīng)下層相變材料層，再流經(jīng)上層相變材料層；熱水吸收雙層相變材料輻射板中的冷量，溫度下降后流入換熱器；回水經(jīng)換熱器處理后溫度再次下降，流入吸收式制冷機(jī)組的蒸發(fā)器中作為冷源；

22、夜間，太陽(yáng)能光伏板停止工作，使用儲(chǔ)能電池中的儲(chǔ)電或電網(wǎng)直接供電；吸收式制冷機(jī)組持續(xù)工作，向雙層相變材料輻射板供給熱水，旁路截至閥關(guān)閉，熱水只流經(jīng)下層相變材料層；熱水吸收雙層相變材料輻射板中的熱量，溫度下降后流入換熱器；回水經(jīng)換熱器處理后溫度再次下降，流入吸收式制冷機(jī)組的蒸發(fā)器中作為冷源。

23、本發(fā)明的有益效果是：

24、本發(fā)明提出了一種將太陽(yáng)能光伏光熱系統(tǒng)與相變材料輻射板空調(diào)相結(jié)合的集成系統(tǒng)，其采用由兩種不同相變溫度的復(fù)合儲(chǔ)能水泥基砂漿構(gòu)成的相變輻射板，同時(shí)實(shí)現(xiàn)空間輻射控溫與太陽(yáng)能光伏板控溫；集成后的系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，空間利用率低，能量利用率低的問題。

25、本發(fā)明使用雙層相變材料輻射板結(jié)構(gòu)降低了太陽(yáng)能光伏板的溫度波動(dòng)，提高了光熱系統(tǒng)的熱能存儲(chǔ)效率，提高了輻射空間的溫度均勻性。

26、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于，包括：雙層相變材料輻射板、太陽(yáng)能光伏光熱一體化系統(tǒng)及輻射空調(diào)系統(tǒng)；

2.如權(quán)利要求1所述的相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于，所述雙層相變材料輻射板還包括集熱板、保溫層及混凝土結(jié)構(gòu)層；所述集熱板、上層相變材料層、保溫層、下層相變材料層及混凝土結(jié)構(gòu)層依次從上到下鋪設(shè)。

3.如權(quán)利要求1所述的相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于，所述上層相變材料層及下層相變材料層均鋪設(shè)有兩層毛細(xì)管網(wǎng)，兩層毛細(xì)管網(wǎng)內(nèi)通制冷機(jī)組供水，兩層毛細(xì)管網(wǎng)之間通過(guò)連接水管連通，所述旁路截止閥設(shè)置在連接水管上。

4.如權(quán)利要求1所述的相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于，所述上層相變材料層由高相變溫度的復(fù)合儲(chǔ)能水泥基砂漿制作而成，其相變溫度為35-40℃。

5.如權(quán)利要求1所述的相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于，所述下層相變材料層由低相變溫度的復(fù)合儲(chǔ)能水泥基砂漿制作而成，其相變溫度為20-25℃。

6.如權(quán)利要求1所述的相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能光伏光熱一體化系統(tǒng)包括太陽(yáng)能光伏板、逆變器、儲(chǔ)能電池及變壓器；所述太陽(yáng)能光伏板產(chǎn)生直流電經(jīng)逆變器處理后向輻射空調(diào)系統(tǒng)提供電能，多余的電能儲(chǔ)存至儲(chǔ)能電池中或經(jīng)變壓器升壓后輸送至電網(wǎng)內(nèi)。

7.如權(quán)利要求1所述的相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收式制冷機(jī)組為廢熱型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組；所述換熱器為板翅式換熱器。

8.一種基于如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，包括：

9.如權(quán)利要求8所述的相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，在夏季工況：日間太陽(yáng)能光伏板持續(xù)發(fā)電供給吸收式制冷機(jī)組，太陽(yáng)能光伏板溫度上升；上層相變材料層吸收太陽(yáng)能光伏板及剩余太陽(yáng)輻射熱，同時(shí)吸收式制冷機(jī)組持續(xù)工作，向雙層相變材料輻射板供給冷水，冷水先流經(jīng)下層相變材料層輻射冷量，再流經(jīng)上層相變材料層；冷水吸收雙層相變材料輻射板中的熱量后流入換熱器；回水經(jīng)換熱器處理后溫度再次上升，流入吸收式制冷機(jī)組中作為熱源；

10.如權(quán)利要求8所述的相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，在冬季工況：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于光熱集成領(lǐng)域，提供了一種相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)及方法。其中，相變材料輻射空調(diào)太陽(yáng)能光伏光熱集成系統(tǒng)包括：雙層相變材料輻射板、太陽(yáng)能光伏光熱一體化系統(tǒng)及輻射空調(diào)系統(tǒng)；雙層相變材料輻射板與輻射空調(diào)系統(tǒng)相連；日間供水在進(jìn)入雙層相變材料輻射板后先流經(jīng)下層相變材料層，再流經(jīng)上層相變材料層，最后流入換熱器進(jìn)行處理；夜間供水時(shí)，上層相變材料層及下層相變材料層之間的旁路截至閥關(guān)閉，供水流經(jīng)下層相變材料層后直接流入換熱器進(jìn)行處理，經(jīng)換熱器處理后的回水再回到吸收式制冷機(jī)組，作為冷熱源維持輻射空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)研發(fā)人員：黃金樹,梁濤,張龍,徐義,郭富民,劉玉昌,楊平,鄒志,孟超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：五凌電力有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9