一种光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统.pdf

本发明涉及太阳能吸附式制冷系统领域，具体是一种光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统，包括吸收光能以产生电能的光伏组件，吸收光能以产生热能的光热组件，吸附式组件以及制冷组件。本发明所述的光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统，结构新颖、构思巧妙，采用热管技术生产热水，带走光伏电池所吸收的部分太阳辐射热，降低了光伏电池的运行温度，提高了光电转换效率，实现了清洁电力的生产；同时所产生的热水在吸附床内通过金属肋片强化换热，有效改善吸附床内温度分布均匀性，降低温度分布梯度，缩短循环周期，提高整个系统的制冷效率和能量利用率；通过辅助电加热系统，保证吸附床制冷循环的可靠性。

权利要求书
1.  一种光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统，包括吸收光能以产生电能的光伏组件，吸收光能以产生热能的光热组件，吸附式组件以及制冷组件，
所述光伏组件包括位于光伏/光热面板（1）中部的光伏电池（112），所述光热组件包括位于光伏电池（112）下部的吸热盘管（114），所述吸附式组件包括吸附床（8）以及安装于吸附床（8）内的吸附管（81），所述制冷组件包括冷凝器（12）和蒸发器（14），
其特征在于，所述太阳能吸附式制冷系统还包括控制器（15），
光热组件还包括连通于吸热盘管（114）出水端及吸附管（81）进水端之间的水箱（7），连通于吸附管（81）出水端及吸热盘管（114）进水端之间的循环水泵（11）；
光伏电池（112）的负输出端连接至电网，其正输出端与电网之间的线路上依次连接有逆变器（2）、分压电阻（5），光热组件还包括安装于水箱（7）内的电阻丝（4），所述分压电阻（5）的可调端连接至电阻丝（4）其中一端，电阻丝（4）的另一端通过自控开关（3）连接至逆变器（2）的输出端线路上；
所述制冷组件的冷凝器（12）和蒸发器（14）通过冷媒管道依次串联连接于吸附床（8）出气通道和进气通道之间，且冷凝器（12）和蒸发器（14）之间的冷媒管道安装有用于调压的节流阀（13）；
所述吸附管（81）上均匀分布有金属肋片（9），吸附床（8）上安装有将实时测量的吸附床（8）内温度输入至控制器（15）的温度传感器（10），控制器（15）远程调控自控开关（3）开闭以及分压电阻（5）可调端的滑移，所述光伏电池（112）产生的电能经逆变器（2）后为循环水泵（11）提供电能。

2.  根据权利要求1所述的光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统，其特征在于，所述光伏/光热面板（1）包括由上至下依次设置的封装玻璃层（111）、光伏电池（112）及其衬底层、粘合剂及吸热板层（113）、吸热盘管（114）以及保温层（115）。

3.  根据权利要求1或2所述的光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统，其特征在于，分压电阻（5）与电网之间的线路上安装有并网用电表（6）。

说明书一种光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统
技术领域
本发明涉及太阳能吸附式制冷系统领域，具体是一种光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统。
背景技术
太阳能制冷技术是一种可再生能源在制冷领域的应用技术。我国太阳能资源丰富，年太阳能辐射总量超过6000MJ/㎡，年日照时间大于2200h的地区占国土面积的2/3。在夏季建筑冷量的需求最大时，太阳辐射强度也最大。因此，太阳辐射量与制冷量在季节高峰上的高度匹配使得太阳能制冷技术拥有广阔的应用前景。
太阳能吸附式制冷是一种典型的太阳能制冷技术，具有结构简单，无运转部件，对环境友好以及有效利用低品位热能等优点，因此，从能源综合利用和环保的角度来看，太阳能吸附式制冷是一种发展潜力巨大的制冷技术。
典型的太阳能吸附式制冷循环由集热器、吸附床、冷凝器、节流阀和蒸发器等部件组成，利用吸附剂对制冷剂的吸附/解吸作用产生压力差来代替传统型蒸汽压缩式制冷循环中的压缩机。目前，由于吸附剂的导热系数一般很小，吸附床内温度分布不均匀，温度梯度明显，导致太阳能吸附式制冷系统的循环周期长、能量利用效率及制冷效率较低，整体性能难以提高，这在很大程度上影响了该技术的推广应用。
发明内容
本发明为了解决目前太阳能吸附式制冷循环存在的循环周期长、能量利用效率及制冷效率较低等问题，提供了一种光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统，包括吸收光能以产生电能的光伏组件，吸收光能以产生热能的光热组件，吸附式组件以及制冷组件，
所述光伏组件包括位于光伏/光热面板中部的光伏电池，所述光热组件包括位于光伏电池下部的吸热盘管，所述吸附式组件包括吸附床以及安装于吸附床内的吸附管，所述制冷组件包括冷凝器和蒸发器，
所述太阳能吸附式制冷系统还包括控制器，
光热组件还包括连通于吸热盘管出水端及吸附管进水端之间的水箱，连通于吸附管出水端及吸热盘管进水端之间的循环水泵；
光伏电池的负输出端连接至电网，其正输出端与电网之间的线路上依次连接有逆变器、分压电阻，光热组件还包括安装于水箱内的电阻丝，所述分压电阻的可调端连接至电阻丝其中一端，电阻丝的另一端通过自控开关连接至逆变器的输出端线路上；
所述制冷组件的冷凝器和蒸发器通过冷媒管道依次串联连接于吸附床出气通道和进气通道之间，且冷凝器和蒸发器之间的冷媒管道安装有用于调压的节流阀；
所述吸附管上均匀分布有金属肋片，吸附床上安装有将实时测量的吸附床内温度输入至控制器的温度传感器，控制器远程调控自控开关开闭以及分压电阻可调端的滑移，所述光伏电池产生的电能经逆变器后为循环水泵提供电能。
光伏/光热面板在室外朝南倾斜布置，光伏电池吸收太阳辐射通过光电转换生产电力，同时吸热盘管内的水吸收光伏预热升温后被循环水泵循环经过水箱进入吸附管内，吸附管上的金属肋片强化换热（吸附床内的温差在10℃以内），为吸附床内的吸附剂（硅胶/水）提供解吸热，吸附管内的水后经循环水泵循环至吸热盘管内。当温度传感器测量的吸附床内的温度不低于70℃时，控制器控制自控开关为开启状态，解吸完成后的吸附剂蒸汽进入冷凝器被冷凝，随后液态吸附剂经节流阀节流降压后进入蒸发器蒸发吸热，实现制冷循环；同时光伏电池产生的电能经逆变器以及分压电阻并入电网。
当温度传感器测量的吸附床内的温度低于70℃时，控制器控制自控开关为闭合状态，电阻丝对水箱内的水进行加热，并根据吸附床内的具体温度调节分压电阻可调端来控制电阻丝的加热量，剩余的电能并入电网内。当光伏电池的发电量不足时，水泵及电阻丝用电由电网提供。
本发明所述的光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统，结构新颖、构思巧妙，采用热管技术生产热水，带走光伏电池所吸收的部分太阳辐射热，降低了光伏电池的运行温度，提高了光电转换效率，实现了清洁电力的生产；同时所产生的热水在吸附床内通过金属肋片强化换热，有效改善吸附床内温度分布均匀性，降低温度分布梯度，缩短循环周期，提高整个系统的制冷效率和能量利用率；通过辅助电加热系统，保证吸附床制冷循环的可靠性。
附图说明
图1为本发明所述光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统的连接示意图。
图2为光伏/光热面板的剖视图。
图中：1-光伏/光热面板，111-封装玻璃层，112-光伏电池，113-粘合剂及吸热板层，114-吸热盘管，115-保温层，2-逆变器，3-自控开关，4-电阻丝，5-分压电阻，6-并网用电表，7-水箱，8-吸附床，81-吸附管，9-金属肋片，10-温度传感器，11-循环水泵，12-冷凝器，13-节流阀，14-蒸发器，15-控制器。
具体实施方式
一种光伏光热联合驱动强化换热的太阳能吸附式制冷系统，包括吸收光能以产生电能的光伏组件，吸收光能以产生热能的光热组件，吸附式组件以及制冷组件，
所述光伏组件包括位于光伏/光热面板1中部的光伏电池112，所述光热组件包括位于光伏电池112下部的吸热盘管114，所述吸附式组件包括吸附床8以及安装于吸附床8内的吸附管81，所述制冷组件包括冷凝器12和蒸发器14，
所述太阳能吸附式制冷系统还包括控制器15，
光热组件还包括连通于吸热盘管114出水端及吸附管81进水端之间的水箱7，连通于吸附管81出水端及吸热盘管114进水端之间的循环水泵11；
光伏电池112的负输出端连接至电网，其正输出端与电网之间的线路上依次连接有逆变器2、分压电阻5，光热组件还包括安装于水箱7内的电阻丝4，所述分压电阻5的可调端连接至电阻丝4其中一端，电阻丝4的另一端通过自控开关3连接至逆变器2的输出端线路上；
所述制冷组件的冷凝器12和蒸发器14通过冷媒管道依次串联连接于吸附床8出气通道和进气通道之间，且冷凝器12和蒸发器14之间的冷媒管道安装有用于调压的节流阀13；
所述吸附管81上均匀分布有金属肋片9，吸附床8上安装有将实时测量的吸附床8内温度输入至控制器15的温度传感器10，控制器15远程调控自控开关3开闭以及分压电阻5可调端的滑移，所述光伏电池112产生的电能经逆变器2后为循环水泵11提供电能。
具体实施时，所述光伏/光热面板1包括由上至下依次设置的封装玻璃层111、光伏电池112及其衬底层、粘合剂及吸热板层113、吸热盘管114以及保温层115。
进一步，分压电阻5与电网之间的线路上安装有并网用电表6。便于计量并入电网的电量。