一種聚光光伏光熱與地熱能熱電聯供裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種聚光光伏光熱與地熱能熱電聯供裝置，利用高倍聚光光伏光熱系統，電能給將家用電器供電，冷卻水與地熱能聯合給地板供暖，實現室內取暖，同時利用冷水通入多功能地板實現室內制冷，屬于新能源技術領域，特別是太陽能與地熱能應用利用技術領域。
【背景技術】
[0002]地板采暖是一種既古老又嶄新的技術。在很久以前，中國人就發明了火炕，甚至一直延續至今，這可以看作是木地板輻射采暖的雛形。20世紀初，英國的巴克爾教授和蘇聯的亞西莫維奇工程師設計并實現了地采暖方式的工程應用。20世紀30年代，建筑師萊特(Frank Lloyd Weight)把地板福射采暖引入到他在美國Usonian的住宅中，用鋼管內的循環水輸送熱量。據可查史料記載，地板采暖正式起源于歐洲，但是最初由于水溫及材料等一系列問題而走過一段彎路。60年代由于采用了高溫水而引起腿部不適，影響其發展，到70年代后期該問題有了突破，木地板采暖得以加速發展，并促成新的系統標準。在最近的20年里，地板輻射采暖技術獲得了廣泛的運用。法國約有20%的住宅建筑裝設了木地板采暖系統，在德國、奧地利、瑞士、丹麥有30%?50%的新建居住建筑用木地板采暖，在韓國約有90%的新建居住建筑用地板輻射系統供熱。美、日及朝鮮等國塑料工業的發展也帶動了他們木地板輻射采暖技術的快速發展。在歐洲，地板采暖技術不僅被用于普通住宅，在商業和工業建筑中也被廣泛使用。地板采暖需要的熱水溫度一般在60-80度。而聚光太陽能電池的工作溫度也是在此溫度范圍之內。聚光太陽能電池的光電轉換效率約為35%左右，換言之，仍然有近65%的太陽能沒有得到利用，這些太陽能轉化為熱能，反而影響電池的效率和壽命。如果將聚光太陽能光伏光熱一體化與地板采暖集合起來，一方面可以解決聚光電池的冷卻問題，另一方面將余熱有效利用起來，實現室內供暖，更加環保。
[0003]2012年，我國地暖行業的總產值超過300億元人民幣。近年來節能型地面輻射采暖大量使用，不僅北京等北方城市逐漸采用地面采暖，而且滬、閩、粵等南方省市的高檔住宅為了改善居室“夏潮冬冷”的環境也采用地面采暖，但無論從數量還是使用頻率都不及北方地區，南北方地采暖木地板使用比例約為2:8。據中國建筑科學研究院空氣調節研究所介紹:在北方地區120個供暖日中，僅有25天達到健康濕度，室內平均濕度僅為15%。另據相關部門研究顯示:北方住宅室內空氣污染嚴重，有的甚至是室外的5?10倍，所以北方人缺少潔凈而濕潤的空氣，而低溫木地板輻射供熱系統能解決這一問題。

【發明內容】

[0004]發明目的:針對上述現有存在的問題和不足，本發明一種聚光光伏光熱與地熱能熱電聯供裝置的目的是解決現有供暖方式和制冷方式的污染問題和能源消耗問題。
[0005]技術方案:一種聚光光伏光熱與地熱能熱電聯供裝置，包括進水閥門(1)、接收器
(2)、菲涅爾聚光鏡(3)、閥門(4)、三通閥門(5)、閥門(6)、閥門(7)、閥門(8)、三通閥門(9)、多功能地板(10)、保溫水箱(11)、直流母線(12 )、冷卻水溫度傳感器(13)、地板溫度傳感器
(14)、控制器(15)、地熱換熱器(16)、栗(17)、地熱深水井(18)、地熱淺水井(19);
接收器(2)安裝在菲涅爾聚光鏡(3)的焦點處，用支架固定安裝接收器(2)與菲涅爾聚光鏡(3)，然后安裝在太陽能高精度跟蹤裝置上，進水閥門(I)的輸入端口連接自來水，進水閥門(I)的輸出端口與接收器(2 )的進水口連接，接收器(2 )的出水口與下一個接收器(2 )的進水口連接，形成串聯，串聯的最后一個接收器(2 )的出水口與三通閥門(5 )的進口端連接，三通閥門(5 )有兩個輸出口，三通閥門(5 )輸出口一與保溫水箱(11)的冷卻水輸入口連接，中間串連閥門(4)，三通閥門(5)輸出口二與閥門(6)的輸入端口連接，閥門(6)的輸出端口與閥門(7 )的輸出端口并聯后與三通閥門(9 )輸出端口一連接，三通閥門(9 )的輸入端口二與閥門(8)的輸出連接，閥門(8)的輸入與自來水連接，三通閥門(9)的輸出與多功能地板
[10]的換熱器(10-3)的輸入連接，閥門(7)的輸入端與保溫水箱(11)的熱水出口端連接，冷卻水溫度傳感器(13)安裝在三通閥門(5)的進口端，地板溫度傳感器(14)安裝在多功能地板(10)內部，冷卻水溫度傳感器(13)與地板溫度傳感器(14)的信號輸出與控制器(15)信號輸入端口連接，控制器(15)的信號輸出與分別與進水閥門(1)、閥門(4)，閥門(6)，閥門(7)，閥門(8)的控制端口連接;保溫水箱(11)的換熱輸出口與地熱換熱器(16)的能量輸出端進口連接，地熱換熱器(16)的能量輸出端出口與保溫水箱(11)換熱輸入口連接，地熱換熱器
(16)能量輸入端的輸出口與地熱淺水井(19)的水管連接，地熱換熱器(16)能量輸入端的輸入口與栗(17 )輸出連接，栗(17 )的輸入與地熱深水井(18 )的水管連接；
接收器(2 )的電池(2-1)輸出與直流母線裝置(12)連接。
[0006]一種聚光光伏光熱與地熱能熱電聯供裝置，其特征在于有三種工作模式:
模式一:聚光光伏冷卻水取暖模式:
控制器(15)控制各閥門的工作狀態為:閥門(4)關閉，閥門(6)打開，閥門(7)關閉，閥門(8)關閉；此時，地熱能通過地熱換熱器(16)將保溫水箱(11)中的水加熱；
模式二:地熱取暖模式:
控制器(15)控制各閥門的工作狀態為:閥門(4)關閉，閥門(6)關閉，閥門(7)打開，閥門(8)關閉；
模式三:制冷模式:
控制器(15)控制各閥門的工作狀態為:閥門(4)關閉，閥門(6)關閉，閥門(7)關閉，閥門(8)打開。
所述進水閥門(I)由電動閥門構成，由控制器(15)控制閥門開度、開、關。
[0007]所述接收器(2)由電池(2-1)、熱管(2-2 )、冷凝箱(2_3 )構成，電池(2_1)由高性能多結砷化鎵聚光電池構成，將太陽能轉換為電能，電池(2-1)用導熱膠粘貼在熱管(2-2)的蒸發段，熱管(2-2)冷凝段設計冷凝箱(2-3)，冷凝箱(2-3)通入冷卻水。
[0008]所述菲涅爾聚光鏡(3)由樹脂材料制成，用于將太陽光聚光到電池(2-1)表面。
[0009]所述閥門(4)、閥門(6)、閥門(7)、閥門(8)用于控制冷卻水的流量，由電動閥門構成，電動閥門的控制端口與控制器(15)的控制輸出連接。
[00? O ]所述三通閥門(5 )是由一輸入、二輸出閥門構成。
[0011]所述三通閥門(9)是由二輸入、一輸出閥門構成。
[0012]所述多功能地板(10)包括木地板(10-1)、傳熱填充物(10-2)、換熱器(10-3)、保溫材料(10-4)。最底層為保溫材料(10-4)，保溫材料(10-4)層上安裝換熱器(10-3)，在換熱器(10-3)上覆蓋一層傳熱填充物(10-2)，鋪平后，在傳熱填充物(10-2)上安裝木地板(10-1)。
[0013]所述保溫水箱(11)用于儲存冷卻水，實現夜間供暖，由保溫水箱構成。
[0014]所述直流母線(12)用于收集電池(2-1)的直流電能。
[0015]所述冷卻水溫度傳感器(13)用于采集冷卻水輸出端口的溫度，溫度信號送至控制器(15 )的信號輸入端。
[0016]所述地板溫度傳感器(14)用于采集多功能輸出端口的溫度，溫度信號送至控制器(15 )的信號輸入端。
[0017]所述控制器(15)由單片機構成，用于接收冷卻水輸出端口和多功能地板的溫度，控制進水閥門(I)、閥門(4)、閥門(6)、閥門(7)、閥門(8)的工作狀態。
[0018]所述地熱換熱器(16)由換熱器構成，用于將地熱深水井(18)地熱能傳遞到保溫水箱(11)水中。
[0019]所述栗(17)用于將地熱深水井(18)中的熱水栗入地熱換熱器(16)能量輸入端的輸入口。
[0020]所述地熱深水井(18)用于采集地下熱水，將熱水栗入地熱換熱器(16)的能量輸入端的輸入口，并從地熱換熱器(16 )的能量輸入端的輸出口輸出至地熱淺水井(19 )中。
[0021 ]所述地熱淺水井(19)用于排放地熱換熱器(16)中的水，與地熱深水井(18)中的水進行循環。
[0022]工作原理:菲涅爾聚光鏡(3)將太陽能聚光到接收器(2)，接收器(2)將太陽能轉換為電能和熱能，電池(2-1)將太陽能轉換為電能，送至直流母線(12)，熱管(2-2)安裝在電池(2-1)背面，將電池(2-1)的熱能傳熱至冷凝箱(2-3)中的冷卻水中。接收器(2)經過多個串聯后，冷卻水送至三通閥門(5)的輸入端。三通閥門(5)分別將加熱后的冷卻水分別送至保溫水箱(11)中保存或者送至多功能地板(10)中實現地板采暖，保溫水箱(11)中的熱水用于夜間采暖。接收器(2)的熱能是無法滿足用戶夜間長時間供暖需求，若遇到連續陰雨天氣，更加難以實現供暖，此時，地熱能通過地熱換熱器(16)將地熱能傳遞到保溫水箱(11)的水中，再給多功能地板(10)供暖。
[0023]當用戶需要進行制冷時，運行制冷模式，自來水通入多功能地板(10)中，實現室內制冷。
[0024]一種高倍聚光光伏光熱與地板采暖一體化裝置有三種工作模式:
模式一:聚光光伏冷卻水取暖模式:
控制器(15)控制各閥門的工作狀態為:閥門(4)關閉，閥門(6)打開，閥門(7)關閉，閥門(8)關閉；此時，地熱能通過地熱換熱器(16)將保溫水箱(11)中的水加熱；
模式二:地熱取暖模式:
控制器(15)控制各閥門的工作狀態為:閥門(4)關閉，閥門(6)關閉，閥門(7)打開，閥門(8)關閉；
模式三:制冷模式:
控制器(15)控制各閥門的工作狀態為:閥門(4)關閉，閥門(6)關閉，閥門(7)關閉，閥門(8)打開。