阅读说明：本技术 太阳能光伏发电和太阳能集热器的空气源热泵控制系统 (Air source heat pump control system of solar photovoltaic power generation and solar heat collector ) 是由 陈永杰 李太军 刘峰 于 2018-07-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及控制系统,具体涉及太阳能光伏发电和太阳能集热器的空气源热泵控制系统,包括液环压缩机、换热器和供电单元,液环压缩机进液口与进液管相连,液环压缩机出液口与换热器之间通过连管连通,连管上依次设有太阳能集热器、空气压缩机,液环压缩机与太阳能集热器之间的连管上设有节流阀,太阳能集热器与空气压缩机之间的连管上设有三通管,三通管的一端设有轴流风机,换热器上设有进水管、出水管和排水管,换热器内部设有螺旋换热管,螺旋换热管的一端与进水管连通,螺旋换热管的另一端与出水管连通；本发明所提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的目前还没有一种能够将光伏发电和太阳能集热器与空气源热泵相结合的控制系统的缺陷。(The invention relates to a control system, in particular to an air source heat pump control system of a solar photovoltaic power generation and solar thermal collector, which comprises a liquid ring compressor, a heat exchanger and a power supply unit, wherein a liquid inlet of the liquid ring compressor is connected with a liquid inlet pipe, a liquid outlet of the liquid ring compressor is communicated with the heat exchanger through a connecting pipe, the connecting pipe is sequentially provided with the solar thermal collector and the air compressor, a throttle valve is arranged on the connecting pipe between the liquid ring compressor and the solar thermal collector, a three-way pipe is arranged on the connecting pipe between the solar thermal collector and the air compressor, one end of the three-way pipe is provided with an axial flow fan, the heat exchanger is provided with a water inlet pipe, a water outlet pipe and a water drain pipe, a spiral; the technical scheme provided by the invention can effectively overcome the defect that no control system capable of combining photovoltaic power generation, a solar heat collector and an air source heat pump exists in the prior art.)

太阳能光伏发电和太阳能集热器的空气源热泵控制系统

技术领域

本发明涉及控制系统，具体涉及太阳能光伏发电和太阳能集热器的空气源热泵控制系统。

背景技术

空气源热泵是一种利用热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置，它是热泵的一种形式，可以把不能直接利用的低位热能(如空气、土壤、水中所含的热量)转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位热能(如煤、燃气、油、电能等)的目的。空气作为热泵的低位热源，取之不尽，用之不竭，处处都有，可以无偿获取，而且空气源热泵的安装和使用都比较方便，能够实现持续稳定的供暖制冷需求及能源清洁化。

光伏发电，根据光伏效应原理，将太阳辐射能直接转换成电能。根据人们使用空气源热泵的需求，热泵使用时，将光伏电能自动接到热泵机组上，供热泵机组使用；不使用热泵机组时，光伏电能自动转入市电电网，并网发电。太阳能发电被称为最理想的新能源，其具有以下优点：①无枯竭危险；②安全可靠，无噪声，无污染排放；③不受资源分布及地域的限制，可利用建筑屋面的优势；④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；⑤能源质量高；⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。

平板太阳能集热器，太阳能集热器和热泵蒸发器的组合，即制冷剂直接在太阳能集热器上吸收太阳辐射并蒸发。在间接型系统的扩展，太阳能集热器和离散通过收集器介质(如使用水，空气，防冻溶液等)在太阳能收集器的吸收，热泵蒸发器将热量传递给蒸发器的制冷剂。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了太阳能光伏发电和太阳能集热器的空气源热泵控制系统，能够有效克服现有技术所存在的目前还没有一种能够将光伏发电和太阳能集热器与空气源热泵相结合的控制系统的缺陷。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

太阳能光伏发电和太阳能集热器的空气源热泵控制系统，包括液环压缩机、换热器和供电单元，所述液环压缩机进液口与进液管相连，所述液环压缩机出液口与换热器之间通过连管连通，所述连管上依次设有太阳能集热器、空气压缩机，所述液环压缩机与太阳能集热器之间的连管上设有节流阀，所述太阳能集热器与空气压缩机之间的连管上设有三通管，所述三通管的一端设有轴流风机，所述换热器上设有进水管、出水管和排水管，所述换热器内部设有螺旋换热管，所述螺旋换热管的一端与进水管连通，所述螺旋换热管的另一端与出水管连通，所述进水管上设有进水阀，所述出水管上设有温度传感器，所述温度传感器与控制器相连。

优选地，所述温度传感器与控制器通过无线通信模块进行通信。

优选地，所述无线通信模块为zigbee模块。

优选地，所述液环压缩机、节流阀、空气压缩机、轴流风机、进水阀均与控制器电气连接。

优选地，所述温度传感器为pt100，所述控制器采用STM32芯片。

优选地，所述供电单元包括太阳能板，与所述太阳能板相连的用于存储电能的蓄电池，与所述蓄电池相连的用于对直流电进行变压的第一变压器，与所述蓄电池相连的用于将直流电转变成交流电的逆变器，与所述逆变器相连的用于对交流电进行变压的第二变压器。

优选地，所述螺旋换热管呈螺旋状。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的太阳能光伏发电和太阳能集热器的空气源热泵控制系统能够利用液环压缩机将液态水流经过节流阀压入太阳能集热器中，借助太阳能集热器吸收的太阳辐射使得液态水流汽化，轴流风机能够从环境中吸收大量空气中的热能，经过空气压缩机压缩后形成高温、高压的气体，然后进入换热器中将所吸收的热量传递给螺旋换热管中的水流，如此不断循环便能够把水加热，供电单元利用光伏发电为系统内各用电器件供电，本发明技术方案将太阳能光伏发电和太阳能集热控制技术，有效地、合理地无缝对接到空气源热泵的控制系统中，实现数字化、智能化技术控制；温度传感器能够探测出水管中水流的温度，当温度达到阈值时，控制器控制热泵系统断开，停止加热，能够实现恒温加热的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明系统结构示意图；

图3为本发明供电单元结构示意图；

图中：

1、液环压缩机；2、换热器；3、进液管；4、出水管；5、连管；6、太阳能集热器；7、空气压缩机；8、节流阀；9、三通管；10、轴流风机；11、进水管；12、进水阀；13、温度传感器；14、排水管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

太阳能光伏发电和太阳能集热器的空气源热泵控制系统，如图1至图3所示，包括液环压缩机1、换热器2和供电单元，液环压缩机1进液口与进液管3相连，液环压缩机1出液口与换热器2之间通过连管5连通，连管5上依次设有太阳能集热器6、空气压缩机7，液环压缩机1与太阳能集热器6之间的连管5上设有节流阀8，太阳能集热器6与空气压缩机7之间的连管5上设有三通管9，三通管9的一端设有轴流风机10，换热器2上设有进水管11、出水管4和排水管14，换热器2内部设有螺旋换热管，螺旋换热管的一端与进水管11连通，螺旋换热管的另一端与出水管4连通，进水管11上设有进水阀12，出水管4上设有温度传感器13，温度传感器13与控制器相连。

温度传感器13与控制器通过无线通信模块进行通信。

无线通信模块为zigbee模块。

液环压缩机1、节流阀8、空气压缩机7、轴流风机10、进水阀12均与控制器电气连接。

温度传感器13为pt100，控制器采用STM32芯片。

供电单元包括太阳能板，与太阳能板相连的用于存储电能的蓄电池，与蓄电池相连的用于对直流电进行变压的第一变压器，与蓄电池相连的用于将直流电转变成交流电的逆变器，与逆变器相连的用于对交流电进行变压的第二变压器。

螺旋换热管呈螺旋状。

利用液环压缩机1能够将进液管3中的液态水流经过节流阀8压入太阳能集热器6中，借助太阳能集热器6吸收的太阳辐射使得液态水流汽化，轴流风机10能够从环境中吸收大量空气中的热能，经过空气压缩机7压缩后形成高温、高压的气体，然后进入换热器2中将所吸收的热量传递给螺旋换热管中的水流，如此不断循环便能够把水加热，供电单元利用光伏发电为系统内各用电器件供电，本发明技术方案将太阳能光伏发电和太阳能集热控制技术，有效地、合理地无缝对接到空气源热泵的控制系统中，实现数字化、智能化技术控制。

温度传感器13能够探测出水管4中水流的温度，并将数据发送给控制器。当温度达到阈值时，控制器控制液环压缩机1、空气压缩机7、轴流风机10停止工作，同时关闭节流阀8、进水阀12，停止加热，能够实现恒温加热的功能。

此外，可将进水管11与自来水管相连。可将排水管14与进液管3首尾相连，并加装水泵，使得从排水管14排出的冷凝水得到循环利用。温度传感器13、控制器的型号均已公开，其内部电路结构及引脚功能可在出厂说明书中查看，本领域技术人员有能力建立电路连接关系，利用无线通信模块进行通信属于现有技术，故在此均不做赘述。

本发明所提供的太阳能光伏发电和太阳能集热器的空气源热泵控制系统能够利用液环压缩机将液态水流经过节流阀压入太阳能集热器中，借助太阳能集热器吸收的太阳辐射使得液态水流汽化，轴流风机能够从环境中吸收大量空气中的热能，经过空气压缩机压缩后形成高温、高压的气体，然后进入换热器中将所吸收的热量传递给螺旋换热管中的水流，如此不断循环便能够把水加热，供电单元利用光伏发电为系统内各用电器件供电，本发明技术方案将太阳能光伏发电和太阳能集热控制技术，有效地、合理地无缝对接到空气源热泵的控制系统中，实现数字化、智能化技术控制；温度传感器能够探测出水管中水流的温度，当温度达到阈值时，控制器控制热泵系统断开，停止加热，能够实现恒温加热的功能。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。