吸收式热泵冷却PV/T结构、冷却方法及余热回收供热系统与流程

吸收式热泵冷却pv/t结构、冷却方法及余热回收供热系统
技术领域
1.本发明涉及能源综合利用技术领域，具体为一种吸收式热泵冷却pv/t结构、冷却方法和余热回收供热系统。


背景技术：

2.随着人口和经济的不断增长，人类对于能源的需求越来越大，从而导致传统能源日益枯竭，生态环境遭到严重破坏，所以探索清洁新能源成为全球能源发展的新趋势。提高现有能源的利用效率和加速开发新能源，是解决人类发展过程中能源和环境两个根本问题的主要途径。而太阳能作为最丰富的清洁可再生能源之一，受到人们的广泛关注。
3.太阳能的利用主要分为光电转换和光热转换两个方面。太阳能光伏光热综合利用(pv/t)系统是通过组合太阳能电池和太阳能集热器，同时将太阳辐射转化为电能和热能，提升系统综合效率。一般来说，太阳能发电效率往往依赖于电池的工作温度，其温度每上升1℃将导致输出功率减少0.4％～0.5％。太阳能电池在标况(温度25℃，太阳辐射强度1000w/m2)下的电转化效率大约8％～23％，有将近五分之四的辐射能量转变成了热量导致太阳能电池温度上升，造成大量能源浪费的同时极大损失其发电效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的pv/t集热系统由于太阳能电池温度上升导致的能源浪费及太阳能光伏发电效率低的问题，本发明提供一种吸收式热泵冷却pv/t结构、冷却方法及余热回收供热系统。
5.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.本发明提供一种吸收式热泵冷却pv/t结构，包括吸收式热泵和pv/t集热器，所述吸收式热泵通过电厂抽汽入口与电厂抽汽管道相连接，吸收式热泵通过中温集中供热热水出口与集中供热热水管道相连接，吸收式热泵通过低温集中供热热水入口与低温集中供热热水管道相连接；吸收式热泵通过循环水入口与所述pv/t集热器的集热器循环水出口相连接，吸收式热泵通过循环水出口与pv/t集热器的集热器循环水入口相连接。
7.优选地，所述吸收式热泵通过电厂循环水入口与电厂循环水管道相连接。
8.优选地，所述吸收式热泵包括发生器、冷凝器、溶液热交换器、吸收器和蒸发器，所述电厂抽汽入口设置于发生器上且与电厂抽汽管道相连接，发生器的浓溶液出口与溶液热交换器的浓溶液入口相连接，发生器的稀溶液入口与溶液热交换器的稀溶液出口相连接，所述发生器的高温水蒸气出口与冷凝器的高温水蒸汽入口相连接；冷凝器凝水出口与蒸发器的凝水入口相连接，冷凝器的中温水出口与集中供热热水管道相连接；溶液热交换器的浓溶液出口与吸收器的浓溶液入口相连接，溶液热交换器的稀溶液入口与吸收器的稀溶液出口相连接；所述吸收器的低温蒸汽入口与蒸发器的低温蒸汽出口相连接，吸收器通过低温集中供热热水入口与低温集中供热热水管道相连接；所述蒸发器通过电厂循环水入口与电厂循环水管道相连接，蒸发器的循环水入口与所述pv/t集热器的集热器循环水出口相连
接，蒸发器通过循环水出口与pv/t集热器的集热器循环水入口相连接。
9.优选地，所述溶液热交换器的稀溶液入口与吸收器的稀溶液出口之间设置有溶液泵。
10.优选地，所述冷凝器凝水出口与蒸发器的凝水入口之间设置有第一节流阀。
11.优选地，所述蒸发器与pv/t集热器之间的管道上设置有第二节流阀。
12.优选地，所述蒸发器与pv/t集热器之间的管道上设置有温度传感器。
13.优选地，所述吸收式热泵为第一类吸收式热泵。
14.一种热电厂余热回收供热系统，包括上述吸收式热泵冷却pv/t结构。
15.利用上述吸收式热泵冷却pv/t结构的pv/t冷却方法，包括以下步骤：
16.将电厂抽汽作为驱动热源引入吸收式热泵进行换热，产生冷凝水和高温水；
17.将pv/t集热器的集热器循环水引入热泵，使之与吸收式热泵中产生的冷凝水换热，换热后温度降低的集热器循环水返回至pv/t集热器，冷凝水换热后变为低温蒸汽；
18.将低温集中供热热水由低温集中供热热水口引入吸收式热泵，使之与吸收式热泵中产生的低温蒸汽换热提温后，送至集中供热热水管道与吸收式热泵排出的高温水一起形成中温水排出，完成对pv/t集热器冷却及其热量的运用。
19.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
20.本发明一种吸收式热泵冷却pv/t结构，该结构包括吸收式热泵和pv/t集热器，所述吸收式热泵通过电厂抽汽入口与电厂抽汽管道相连接，吸收式热泵通过中温集中供热热水出口与集中供热热水管道相连接，吸收式热泵通过低温集中供热热水入口与低温集中供热热水管道相连接；吸收式热泵通过循环水入口与所述pv/t集热器的集热器循环水出口相连接，吸收式热泵通过循环水出口与pv/t集热器的集热器循环水入口相连接。通过对传统的热泵进行改进，将吸收式热泵通过循环水入口与所述pv/t集热器的集热器循环水出口相连接，吸收式热泵通过循环水出口与pv/t集热器的集热器循环水入口相连接，将pv/t集热器产生的热量经集热器循环水引入至热泵中进行换热，并将该热量引入至电厂余热回收供热系统，进行充分利用，提升能源利用率，提升机组供热效率，与此同时，换热后的集热器循环水温度降低返回至pv/t集热器为降温，降低太阳能电池板的工作温度从而提升太阳能发电率。
21.将吸收式热泵通过电厂循环水入口与电厂循环水管道相连接，使吸收式热泵利用pv/t集热器产生的热量的同时，将电厂循环水的热量进行充分利用，进一步提升能源的利用率。
22.吸收式热泵中发生器、冷凝器、溶液热交换器、吸收器和蒸发器的设置，实现将电厂抽汽作为高温热源，通过发生器、溶液热交换器和吸收器完成溴化锂溶液循环换热过程，并配合冷凝器、蒸发器，利用水在低压环境下低温沸腾、汽化的原理吸收pv/t集热器循环水热量，将pv/t集热器中产生的热量通过蒸发器换热至集中供热热水管道用于供热，并降低pv/t集热器太阳能电池板所吸收的热量，达到对pv/t集热器太阳能电池板的降温，并将其产生的热量用于热网供热的目的。
23.溶液泵的设置，可将吸收器中的稀溴化锂溶液泵至溶液热交换器，完成溴化锂溶液循环。
24.第一节流阀的设置，实现了对冷凝器排出的冷凝水水量控制。
25.第二节流阀的设置和温度传感器的设置，可实现根据温度变化对pv/t集热器中循环水的控制，更有利于节能。
26.吸收式热泵为第一类吸收式热泵，可实现利用少量的高温热源为驱动热源，产生大量的中温有用热能，利用高温热能驱动，把低温热源的热能提高到中温，从而提高热能的利用效率。
27.本发明还提供一种热电厂余热回收供热系统，包括上述吸收式热泵冷却pv/t结构，该系统将传统pv/t集热器流体工质导入吸收式热泵，吸收光伏发电过程工质热量用于换热循环为热网供水加热，同时，在热泵中完成pv/t集热器流体工质的降温过程，从而实现光伏效率的提升以及光热的综合利用。
28.本发明还提供一种利用上述吸收式热泵冷却pv/t结构的pv/t冷却方法，该方法通过将pv/t集热器中光伏板产生的热量通过集热器循环水引入至热泵中的蒸发器，利用其蒸发器低压水沸腾吸热的特性，将传统pv/t集热器循环水导入蒸发器，在吸收光伏发电过程集热器循环水热量的同时，在蒸发器中完成对集热器循环水的降温过程，并将集热器循环水的热量换热至集中供热热水为热网供水提供热量，提升供热效率，同时提升发电效率及光热的综合利用，推动电厂能源的综合利用，促进节能降碳的发展。
附图说明
29.图1为本发明的一种吸收式热泵冷却pv/t结构的示意图。
30.图2为本发明吸收式热泵结构图。
31.图3为本发明的图吸收式热泵冷却pv/t方法流程图。
32.其中，1-吸收式热泵，2-电厂抽汽入口，3-低温集中供热热水入口，4-中温集中供热热水出口，5-电厂循环水入口，6-第一节流阀，7-集热器循环水入口，8-pv/t集热器，9-发生器，10-冷凝器，11-溶液热交换器，12-吸收器，13-蒸发器，14-溶液泵，15-温度传感器，16-第二节流阀，17-集热器循环水出口。
具体实施方式
33.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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的
装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
38.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
40.参见图1，本发明提供一种吸收式热泵冷却pv/t结构，包括吸收式热泵1和pv/t集热器8，所述吸收式热泵1通过电厂抽汽入口2与电厂抽汽管道相连接，吸收式热泵1通过中温集中供热热水出口4与集中供热热水管道相连接，吸收式热泵1通过低温集中供热热水入口3与低温集中供热热水管道相连接，所述吸收式热泵1通过电厂循环水入口5与电厂循环水管道相连接；吸收式热泵1通过循环水入口与所述pv/t集热器8的集热器循环水出口17相连接，吸收式热泵1通过循环水出口与pv/t集热器8的集热器循环水入口相连接。
41.参见图2，所述吸收式热泵1为第一类吸收式热泵，包括发生器9、冷凝器10、溶液热交换器11、吸收器12、蒸发器13、溶液泵14、第一节流阀6、温度传感器15和第二节流阀16，所述电厂抽汽入口2设置于发生器9上且与电厂抽汽管道相连接，发生器9的浓溶液出口与溶液热交换器11的浓溶液入口相连接，发生器9的稀溶液入口与溶液热交换器11的稀溶液出口相连接，所述发生器9的高温水蒸气出口与冷凝器10的高温水蒸汽入口相连接；冷凝器10凝水出口与蒸发器13的凝水入口相连接，所述冷凝器10凝水出口与蒸发器13的凝水入口之间设置有第一节流阀6，冷凝器10的中温水出口与集中供热热水管道相连接；溶液热交换器11的浓溶液出口与吸收器12的浓溶液入口相连接，溶液热交换器11的稀溶液入口与吸收器12的稀溶液出口相连接；所述吸收器12的低温蒸汽入口与蒸发器13的低温蒸汽出口相连接，吸收器12通过低温集中供热热水入口3与低温集中供热热水管道相连接；所述蒸发器13通过电厂循环水入口5与电厂循环水管道相连接，蒸发器13的循环水入口与所述pv/t集热器8的集热器循环水出口17相连接，蒸发器13通过循环水出口与pv/t集热器8的集热器循环水入口7相连接，所述蒸发器13与pv/t集热器之间的管道上设置有温度传感器15和第二节流阀16；所述溶液热交换器11的稀溶液入口与吸收器12的稀溶液出口之间设置有溶液泵14。
42.工作原理：电厂抽汽通过吸收式热泵1上的电厂抽汽入口2进入热泵进行换热；低温集中供热热水经吸收式热泵1上的低温集中供热热水入口3进入吸收式热泵与电厂抽汽换热后，变为中温水通过中温集中供热热水出口4排入集中供热热水管道供热；电厂循环水经电厂循环水入口5进入热泵换热后返回电厂循环水系统；所述pv/t集热器8的集热器循环水通过集热器循环水出口17进入热泵换热降温后通过集热器循环水入口7返回pv/t集热器8。
43.本发明提供一种热电厂余热回收供热系统，包括上项所述的吸收式热泵冷却pv/t结构。该系统将传统pv/t集热器流体工质导入吸收式热泵，吸收光伏发电过程工质热量用于换热循环为热网供水加热，同时，在热泵中完成pv/t集热器流体工质的降温过程，从而实现光伏效率的提升以及光热的综合利用。
44.参见3，本发明还提供一种利用上述吸收式热泵冷却pv/t结构的pv/t冷却方法，包括以下步骤：
45.s1：将电厂抽汽作为驱动热源引入吸收式热泵1进行换热，产生冷凝水和高温水，具体操作为：将电厂抽汽作为驱动热源引入发生器9加热溴化锂溶液，使溴化锂溶液中的水沸腾吸热形成高压水蒸汽进入冷凝器10换热后，将形成的高温水引入集中供热热水管道，将形成的冷凝水经过蒸发器13换热后变为低温蒸汽进入吸收器12；将溴化锂溶液沸腾蒸发后所形成的浓溴化锂溶液依次引入溶液热交换器11和吸收器12，与吸收器12中低温蒸汽换热稀释，变为稀溶液经溶液热交换器11返回发生器9完成溴化锂溶液循环过程；
46.s2：将pv/t集热器8的集热器循环水引入热泵1，使之与吸收式热泵1中产生的冷凝水换热，换热后温度降低的集热器循环水返回至pv/t集热器8，冷凝水换热后变为低温蒸汽，具体操作为：将pv/t集热器8的集热器循环水引入蒸发器13，使之与蒸发器13中的冷凝水换热，换热后温度降低的集热器循环水返回至pv/t集热器8；将电厂循环水由电厂循环水入口5引入蒸发器，使之与集热器循环水一起与蒸发器12中的冷凝水换热降温后返回电厂循环水管道；
47.s3：将低温集中供热热水由低温集中供热热水口3引入吸收式热泵1，使之与吸收式热泵1中产生的低温蒸汽换热提温后，送至集中供热热水管道与吸收式热泵1排出的高温水一起形成中温水排出，完成对pv/t集热器冷却及其热量的运用，具体操作为：将低温集中供热热水由低温集中供热热水口3引入吸收器12，使之与吸收器12中的低温蒸汽换热提温后，送至集中供热热水管道与冷凝器10排出的高温水一起形成中温水排出，完成对pv/t集热器冷却及其热量的运用。
48.该方法通过将pv/t集热器中光伏板产生的热量通过集热器循环水引入至热泵中的蒸发器，利用其蒸发器低压水沸腾吸热的特性，将传统pv/t集热器循环水导入蒸发器，在吸收光伏发电过程集热器循环水热量的同时，在蒸发器中完成对集热器循环水的降温过程，并将集热器循环水的热量换热至集中供热热水为热网供水提供热量，提升供热效率，同时提升发电效率及光热的综合利用，推动电厂能源的综合利用，促进节能降碳的发展。
49.以上所述的仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。

技术特征：
1.一种吸收式热泵冷却pv/t结构，其特征在于，包括吸收式热泵(1)和pv/t集热器(8)，所述吸收式热泵(1)通过电厂抽汽入口(2)与电厂抽汽管道相连接，吸收式热泵(1)通过中温集中供热热水出口(4)与集中供热热水管道相连接，吸收式热泵(1)通过低温集中供热热水入口(3)与低温集中供热热水管道相连接；吸收式热泵(1)通过循环水入口与所述pv/t集热器(8)的集热器循环水出口(17)相连接，吸收式热泵(1)通过循环水出口与pv/t集热器(8)的集热器循环水入口(7)相连接。2.根据权利要求1所述的吸收式热泵冷却pv/t结构，其特征在于，所述吸收式热泵(1)通过电厂循环水入口(5)与电厂循环水管道相连接。3.根据权利要求2所述的吸收式热泵冷却pv/t结构，其特征在于，所述吸收式热泵(1)包括发生器(9)、冷凝器(10)、溶液热交换器(11)、吸收器(12)和蒸发器(13)，所述电厂抽汽入口(2)设置于发生器(9)上且与电厂抽汽管道相连接，发生器(9)的浓溶液出口与溶液热交换器(11)的浓溶液入口相连接，发生器(9)的稀溶液入口与溶液热交换器(11)的稀溶液出口相连接，所述发生器(9)的高温水蒸气出口与冷凝器(10)的高温水蒸汽入口相连接；冷凝器(10)凝水出口与蒸发器(13)的凝水入口相连接，冷凝器(10)的中温水出口与集中供热热水管道相连接；溶液热交换器(11)的浓溶液出口与吸收器(12)的浓溶液入口相连接，溶液热交换器(11)的稀溶液入口与吸收器(12)的稀溶液出口相连接；所述吸收器(12)的低温蒸汽入口与蒸发器(13)的低温蒸汽出口相连接，吸收器(12)通过低温集中供热热水入口(3)与低温集中供热热水管道相连接；所述蒸发器(13)通过电厂循环水入口(5)与电厂循环水管道相连接，蒸发器(13)的循环水入口与所述pv/t集热器(8)的集热器循环水出口(17)相连接，蒸发器(13)通过循环水出口与pv/t集热器(8)的集热器循环水入口(7)相连接。4.根据权利要求3所述的吸收式热泵冷却pv/t结构，其特征在于，所述溶液热交换器(11)的稀溶液入口与吸收器(12)的稀溶液出口之间设置有溶液泵(14)。5.根据权利要求3所述的吸收式热泵冷却pv/t结构，其特征在于，所述冷凝器(10)凝水出口与蒸发器(13)的凝水入口之间设置有第一节流阀(6)。6.根据权利要求3所述的吸收式热泵冷却pv/t结构，其特征在于，所述蒸发器(13)与pv/t集热器之间的管道上设置有第二节流阀(16)。7.根据权利要求6所述的吸收式热泵冷却pv/t结构，其特征在于，所述蒸发器(13)与pv/t集热器之间的管道上设置有温度传感器(15)。8.根据权利要求1-7任一项所述的吸收式热泵冷却pv/t结构，其特征在于，所述吸收式热泵(1)为第一类吸收式热泵。9.一种热电厂余热回收供热系统，其特征在于，包括1-8任一项所述的吸收式热泵冷却pv/t结构。10.利用权利要求1-8任一项所述吸收式热泵冷却pv/t结构的pv/t冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：将电厂抽汽作为驱动热源引入吸收式热泵(1)进行换热，产生冷凝水和高温水；将pv/t集热器(8)的集热器循环水引入热泵(1)，使之与吸收式热泵(1)中产生的冷凝水换热，换热后温度降低的集热器循环水返回至pv/t集热器(8)，冷凝水换热后变为低温蒸汽；将低温集中供热热水由低温集中供热热水口(3)引入吸收式热泵(1)，使之与吸收式热
泵(1)中产生的低温蒸汽换热提温后，送至集中供热热水管道与吸收式热泵(1)排出的高温水一起形成中温水排出，完成对pv/t集热器冷却及其热量的运用。

技术总结
本发明涉及能源综合利用技术领域，尤其是吸收式热泵冷却PV/T结构、冷却方法和余热回收供热系统。包括吸收式热泵和PV/T集热器，通过对传统的热泵进行改进，将吸收式热泵通过循环水入口与所述PV/T集热器的集热器循环水出口相连接，吸收式热泵通过循环水出口与PV/T集热器的集热器循环水入口相连接，将PV/T集热器产生的热量经集热器循环水引入至热泵中进行换热，并将该热量引入至电厂余热回收供热系统，进行充分利用，提升能源利用率和机组供热效率，同时，换热后的集热器循环水温度降低返回至PV/T集热器为降温，降低太阳能电池板的工作温度，提升太阳能发电率。解决现有技术中的PV/T集热系统由于太阳能电池温度上升导致的能源浪费及太阳能光伏发电效率低的问题。浪费及太阳能光伏发电效率低的问题。浪费及太阳能光伏发电效率低的问题。


技术研发人员：姜楠 张云鹏 李广山 姚国鹏 宋明岩 彭烁 白烨 马静波 李锋
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：2023.08.01
技术公布日：2023/9/19