[发明专利]多功能蒸发冷却热管式光伏光热系统及工作方法

权利要求书

1.一种多功能蒸发冷却热管式光伏光热系统，其特征在于：包括光伏光热模块(1)、水冷系统、风冷换热器(10)、供电蓄电系统；

光伏光热模块(1)用于吸收和转换太阳能为系统提供电能和热能；包括吸热板(5)、吸热板(5)向阳侧的玻璃板(2)，吸热板(5)和玻璃板(2)之间为隔热空气层(3)，吸热板(5)吸光面固定光伏电池阵列(4)；

水冷系统包括铜管热管(6)、嵌套式水冷换热器(8)、水泵(19)、储热水箱(20)、蒸发冷却供水池(12)，铜管热管(6)的蒸发段固定在吸热板(5)背部，铜管热管(6)的冷凝段上半部插入嵌套式水冷换热器(8)内，嵌套式水冷换热器(8)通过水泵(19)与储热水箱(20)相连，用于循环加热生活热水；

风冷换热器(10)包括风冷通道(13)、换热器最外部的保温层(11)、嵌套式水冷换热器(8)、铜管热管(6)和蒸发冷却供水池(12)；铜管热管(6)的冷凝段在风道内部，冷凝段下半部表面附着热管吸液芯(9)，热管吸热芯(9)的底端浸入蒸发冷却供水池(12)内，顶部与嵌套式水冷换热器(8)下端口水平面齐平，风冷通道(13)位于通风处的位置设有风道入口(14)，风冷通道(13)末端的风道出口(17)与建筑房间接通，风道入口(14)设有风扇(15)和风道入口挡板(16)，风道出口(17)出口设有风道出口挡板(18)；

供电蓄电系统包括太阳能蓄电池(21)、太阳能逆控一体机(22)，光伏光热模块(1)通过电线与太阳能蓄电池(21)、太阳能逆控一体机(22)相连，太阳能蓄电池(21)连通至用户端(23)，用于储存电能。

2.根据权利要求1所述的一种多功能蒸发冷却热管式光伏光热系统，其特征在于：光伏电池阵列(4)通过热熔胶层压在吸热板(5)吸光面。

3.根据权利要求1所述的一种多功能蒸发冷却热管式光伏光热系统，其特征在于：铜管热管(6)的蒸发段通过激光焊接固定于吸热板(5)背部。

4.根据权利要求1所述的一种多功能蒸发冷却热管式光伏光热系统，其特征在于：铜管热管(6)冷凝段上半部与嵌套式水冷换热器(8)结合。

5.根据权利要求1所述的一种多功能蒸发冷却热管式光伏光热系统，其特征在于：光伏光热模块(1)的最外层为模块保温边框(7)。

6.根据权利要求1或2所述的一种多功能蒸发冷却热管式光伏光热系统，其特征在于：系统采用空气单相流冷却铜管热管冷凝段上半部；同时，利用水蒸发冷却铜管热管冷凝段下半部，以两种换热方式耦合提高换热能力并调节室内空气湿度。

7.根据权利要求1所述的一种多功能蒸发冷却热管式光伏光热系统，其特征在于：光伏光热模块(1)附着于室外建筑墙体表面。

8.根据权利要求1所述的一种多功能蒸发冷却热管式光伏光热系统，其特征在于：嵌套式水冷换热器(8)的结构为：铜管上设有多个等距孔，多个铜盲管穿过等距孔经焊接后构成嵌套式水冷换热器(8)。

9.权利要求1至8任意一项所述的一种多功能蒸发冷却热管式光伏光热系统的工作方法，其特征在于：

在非采暖季，风扇(15)、风道入口挡板(16)和风道出口挡板(18)关闭；光伏光热模块(1)利用光伏电池阵列(4)将部分射入的光照转化成电能，并通过太阳能逆控一体机(22)控制储存于太阳能蓄电池(21)内；同时，其他未转化为电能的光照通过光伏电池阵列(4)、吸热板(5)的吸收转化为热能，此时，固定于吸热板(5)背部的铜管热管(6)内部的冷媒通过相变将热量由蒸发段导入冷凝段；储热水箱(20)内的水在水泵(19)的推动下进入嵌套式水冷换热器(8)并与铜管热管(6)冷凝段的气态冷媒以强迫对流形式进行换热，完成制热水功能；储热水箱的热水流入用户端；

在采暖季，水泵(19)关闭，风冷换热器(10)开始工作，风扇(15)、风道入口挡板(16)和风道出口挡板(18)开启；射入光伏光热模块(1)的光照一部分通过光电效应转化为电能，另一部分被转化为热能，并通过铜管热管(6)传递到冷凝段，此时，室内空气在风扇(15)的推动下经风道入口(14)进入风冷通道(13)，热管吸液芯(9)通过毛细力吸取蒸发冷却供水池(12)内的水并均匀分布，室内低温干空气经过热管吸液芯(9)表面后吸收水分，以水蒸发冷却-热管冷媒两相流换热形式实现水与冷媒的潜热交换，变为高温高湿气体，同时，气体以单相流-冷媒两相流换热形式冷却冷凝段上半部，以空气显热耦合水蒸发潜热对热管冷凝器进行冷却，加热加湿后的空气由风道出口(17)进入室内，完成采暖加湿功能。