1.本实用新型涉及光热供热技术领域，尤其是涉及一种零碳供热装置。
背景技术：
2.随着双碳目标的提出，大力发展绿色能源产业是国家产业发展方向之一。我国工业及建筑能耗占据全国能耗70％以上，具有显著节能降碳效果的热泵技术成为工业及建筑领域供热的重点研究方向。
3.光伏发电主要利用太阳光进行光伏作用，由于光伏作用同时也产生光热，所以如果能够利用这部分光热用于供热使用，就能大幅节省供热能源。
4.一些现有技术也提出了采用光伏余热换热的方式向用户侧供热。例如2020/06/26公开的中国专利cn210867596u，记载了了一种基于太阳能光伏和吸收式制冷机组的制热装置。这类现有技术采用光伏供电的同时还通过吸收式制冷结构向热用户端供热，能较好的达到光伏光热利用效果。
5.但是这类现有技术中一般都使用吸收式制热制热系统，而实际上由于吸收式制热制热系统的结构特点，其最显著的优点是耗电很小，最显著的缺点是设备体积大，因为天生就需要大空间、大面积来保证热力作用的效果。
6.那么在光伏发电面积并不大，热用户端也并不多的场景下，例如近些年兴起的农村屋顶光伏设备，明显并没有足够的空间来搭建一个吸收式制热制热系统，但是这种情况下反而由于光伏电板距离近，电能充足，所以反而不用考虑耗电问题。
7.另外，这类现有技术一般直接将热用户端供水回路与光伏换热回路连通，这一方面导致热用户端端的供热水容易被光伏端环境渗透污染；另一方面在北方农村环境中，自来水的水质一般更硬，如前述的农村屋顶光伏设备，用户端端的水质容易造成钙化物堆积在光伏端，长时间后就会堵塞，造成影响光伏设备的及时降温，影响寿命。
8.综合上述，在小面积光伏设备的场景下，现有技术采用吸收式制热制热系统并不划算。且没有对热用户端供水回路和光伏换热回路分隔开。
技术实现要素：
9.本实用新型的目的在于提供一种零碳供热装置，能够利用充足光伏电力驱动压缩机，更适合小面积光伏设备使用，且利用余热换热器和用户侧换热器避免工质混合降低光伏光热系统寿命；
10.本实用新型提供一种零碳供热装置，包括：压缩机，由光伏光热系统连接供电，所述压缩机与蒸发器和冷凝器形成工质循环回路；换热水循环回路，其上设有余热换热器和用户侧换热器，所述余热换热器与所述光伏光热系统换热，所述余热换热器中被换热温水沿所述换热水循环回路通过所述冷凝器换热成高温水后进入所述用户侧换热器，所述用户侧换热器与用户端换热，所述用户侧换热器中被换热低温水沿所述换热水循环回路进入所述余热换热器。
11.进一步地，所述换热水循环回路上设有蓄热水箱，所述蓄热水箱位于所述余热换热器下游侧与所述冷凝器之间。
12.进一步地，所述换热水循环回路上设有软化处理系统，所述软化处理系统位于所述蓄热水箱下游侧。
13.进一步地，所述换热水循环回路上设有变频水泵，所述变频水泵位于所述软化处理系统下游侧。
14.进一步地，所述换热水循环回路上设有给水箱，所述给水箱位于所述余热换热器与所述用户侧换热器之间。
15.进一步地，所述光伏光热系统连接有储能装置，所述储能装置与所述压缩机连接。
16.进一步地，所述光伏光热系统连接有降温循环回路，所述光伏光热系统内高温水通过所述降温循环回路进入所述余热换热器中，换热为低温水后回到所述光伏光热系统。
17.进一步地，所述用户端连接有用户回路，所述用户端内低温水通过所述用户回路进入所述用户侧换热器中，换热为高温水后回到所述用户端。
18.进一步地，所述工质循环回路上设有工质换向结构，所述工质换向结构用于改变工质流向；使位于所述换热水循环回路上的冷凝器变为蒸发器，为用户端供冷；或，使位于所述换热水循环回路上的蒸发器变为冷凝器，为用户端供热。
19.进一步地，所述余热换热器与所述光伏光热系统之间设有阀门，所述工质换向结构改变工质流向为用户端供冷时关闭所述阀门停止与所述光伏光热系统换热。
20.本实用新型的技术方案通过利用光伏光热系统余热供热，所以电力充足压缩机无需考虑耗电问题，选择压缩式制热制热系统更适合小面积光伏设备和小数量热用户使用，相较于吸收式制热制热系统而言，设备成本更低，占用空间更小，搭建过程更方便，实现了新能源的就地消纳，提高了系统能效。且利用余热换热器和用户侧换热器换热，避免换热水和用户水、光伏降温水混合，保障用户端水质安全，提高光伏光热系统寿命，保证了太阳能电池板的发电效率，利用光伏光热系统实现零碳供热。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
22.图1为本实用新型实施例1-实施例3的结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例4的结构示意图；
24.附图标记说明：
25.1-降温循环回路、101-光伏光热系统、102-阀门；
26.2-工质循环回路、201-压缩机、202-冷凝器、203-膨胀阀、204-蒸发器、205-第一截止阀、206-第二截止阀；
27.3-换热水循环回路、301-给水箱、302-余热换热器、303-蓄热水箱、304-软化处理系统、305-变频水泵、306-用户侧换热器；
28.4-用户回路、401-用户端；
29.5-工质换向结构、6-储能装置。
具体实施方式
30.下面将结合实施例对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
32.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.实施例1
34.如图1所示，本实用新型提供一种零碳供热装置，包括：压缩机201，由光伏光热系统101连接供电，压缩机201与蒸发器204和冷凝器202形成工质循环回路2；换热水循环回路3，其上设有余热换热器302和用户侧换热器306，余热换热器302与光伏光热系统101换热，余热换热器302中被换热温水沿换热水循环回路3通过冷凝器202换热成高温水后进入用户侧换热器306，用户侧换热器306与用户端401换热，用户侧换热器306中被换热低温水沿换热水循环回路3进入余热换热器302。
35.光伏光热系统101连接有降温循环回路1，光伏光热系统101内高温水通过降温循环回路1进入余热换热器302中，换热为低温水后回到光伏光热系统101。用户端401连接有用户回路4，用户端401内低温水通过用户回路4进入用户侧换热器306中，换热为高温水后回到用户端401。
36.具体的，光伏光热系统101具体为光伏光热一体化系统(pvt)，太阳光能先照射至pvt集热器上层的光伏电池产生直流电，部分太阳能会以热能被下层的吸热板吸收，最后透过集热器中排管中液体的流动带走热量供热泵机组进行进一步利用，该系统属于现有技术内容，不再赘述。
37.将光伏光热系统101的集热排管设置成降温循环回路1，并不与外界换热水混合换热，而是通过余热换热器302换热，从而光伏光热系统101的集热排管可以采用高质量媒介工质，例如对集热排管腐蚀性低、不会产生钙化物等的工质，可以有效延长光伏光热系统101的使用寿命。
38.用户端401同样通过用户侧换热器306与换热水循环回路3换热，从而用户端401用
水不参与换热水循环和降温水循环，一方面同样起到延长光伏光热系统101使用寿命的效果，另一方面也保障了用户端401用水不会被换热水循环和降温水循环污染。
39.本装置中光伏光热系统101的光伏发电大部分并入电网，小部分剩余电力用于向压缩机201供电，由于供电距离小所以供电损失可忽略，且电力充足。压缩机201和与之连接的蒸发器204和冷凝器202组成压缩式制热制热系统，压缩机201工作带动蒸发器204中的工质进行蒸发吸热，然后流入冷凝器202进行液化放热，液化以后的工质流入蒸发器204进行下一个循环。相较于庞大的吸收式制冷设备，本实施例1中的压缩式制热制热系统安装建设方便，占地小，响应快，更适合小面积光伏设备例如农村屋顶光伏搭建场景使用。
40.光伏光热系统101的集热排管和降温循环回路1组成循环流动结构，吸收光热升温的高温水流动至余热换热器302内时与换热水循环换热，换热水循环回路3被升温，降温循环回路1被降温，然后降温循环回路1中的低温水从另一侧回到光伏光热系统101对光伏板进行降温并重新吸收光热升温为高温水，进入下一循环。而换热水循环回路3中的高温水沿着回路进入冷凝器202中，冷凝器202冷凝放热进一步对高温水进行二次升温。然后二次升温后的高温水进入用户侧换热器306中，通过用户回路4与用户端401进行换热，使用户端401的水温升高实现供热满足用热需求，使换热水循环回路3中的水温降低变为低温水重新流入余热换热器302，进入下一循环。
41.余热换热器302和用户侧换热器306可以是例如板式换热器或管壳式换热器等，通过热传递换热。
42.实施例2
43.如图1所示，换热水循环回路3上设有蓄热水箱303，蓄热水箱303位于余热换热器302下游侧与冷凝器202之间。换热水循环回路3上设有软化处理系统304，软化处理系统304位于蓄热水箱303下游侧。换热水循环回路3上设有变频水泵305，变频水泵305位于软化处理系统304下游侧。换热水循环回路3上设有给水箱301，给水箱301位于余热换热器302与用户侧换热器306之间。
44.具体的，给水箱301中低温水通过光伏余热换热器302进行加热后流入蓄热水箱303，通过蓄水实现蓄热；蓄热水箱303中的热水进行软化处理系统304进行软化，经过变频水泵305流入冷凝器202被进一步加热提高供热温度输入到用户侧换热器306。
45.蓄热水箱303可以是由隔热较好或覆盖隔热层的材料组成，主要降低热能通过箱体逸散到外界。软化处理系统304即降低水硬度的设备，主要除祛水中的钙、镁离子。
46.实施例3
47.如图1所示，光伏光热系统101连接有储能装置6，储能装置6与压缩机201连接。
48.具体的，光伏光热系统101的电力大部分并向电网，部分电力直接向压缩机201供电，部分盈余电力通过储能装置6储存，在光伏发电不足时储能装置6进行放电保证压缩机201的正常运行。储能装置6具体可以选择储能电池。
49.实施例4
50.现有技术的另一问题是，只能向用户端401供热，而不能向用户端401供冷，导致没有对制热制热系统的功能进行充分利用。蒸发器204和泠凝器本质都是换热器，主要取决于压缩机201压缩以后的高温高压气体先流入哪个换热器，该换热器就是冷凝器202。具体过程为，压缩机201压缩后的高温高压气体流入前一换热器以后就会放热冷凝，即为冷凝器
202；高温高压气体放热后液化为中温高压液体，通过膨胀阀203可以形成低温低压液体，而低温低压液体再流入后一换热器以后吸热蒸发，即为蒸发器204。
51.如图1和图2所示，工质循环回路2上设有工质换向结构5，工质换向结构5用于改变工质流向；使位于换热水循环回路3上的冷凝器202变为蒸发器204，为用户端401供冷；或，使位于换热水循环回路3上的蒸发器204变为冷凝器202，为用户端401供热。余热换热器302与光伏光热系统101之间设有阀门102，工质换向结构5改变工质流向为用户端401供冷时关闭阀门102停止与光伏光热系统101换热。
52.具体的，本实施例4中，通过工质换向结构5改变工质流向，当高温高压工质从压缩机201流出先流入连通在换热水循环回路3上的换热器时，则该换热器为冷凝器202，用于使换热水循环回路3内的换热水二次升温，为用户端401供热；反之，当高温高温高压工质从压缩机201流出先流入没有连通在换热水循环回路3上的换热器，冷凝液化后，此时形成中温高压液体，然后经过膨胀阀203后再形成低温低压液体，低温低压液体再流入连通在换热水循环回路3上的换热器时，低温低压液体蒸发吸热，则后一换热器为蒸发器204，用于蒸发吸热使换热水循环回路3内的换热水降温，为用户端401供冷。
53.工质换向结构5具体包括三通阀装置，三通阀装置的三个通端分别连接压缩机201、蒸发器204和冷凝器202，由压缩机201通向冷凝器202的通路上设置第一截止阀205，由压缩机201通向蒸发器204的通路上设置第二截止阀206，且蒸发器204和冷凝器202还分别与压缩机201的入口间设置有通路，并在其上可以设置截止阀用于保持从相应侧流出的高温高温高压气体工质可以全部进入该侧的换热器中，而不会回到压缩机201中，该截止阀与第一截止阀205或第二截止阀206协同控制开闭。
54.如图1所示，则当向用户端401供热时，阀门102开启使光伏光热系统101提供热源，第一截止阀205开启同时第二截止阀206关闭，使压缩机201中的高温高压气体工质先经过连通在换热水循环回路3上的换热器冷凝放热使换热水升温(即为冷凝器202)，然后经过膨胀阀203，再经过没有连通在换热水循环回路3上的换热器蒸发吸热(即为蒸发器204)；
55.如图2所示，反之当向用户端401供冷时，阀门102关闭使光伏光热系统101断开供热，第一截止阀205关闭同时第二截止阀206开启，使压缩机201中的高温高压气体工质先经过没有连通在换热水循环回路3上的换热器冷凝放热使换热水升温(即为冷凝器202)，然后经过膨胀阀203，再经过连通在换热水循环回路3上的换热器蒸发吸热(即为蒸发器204)。
56.本装置的工作过程：
57.如图1所示，实施例1-3中供热流程：阀门102开启，光伏光热系统101为余热换热器302提供热源，给水箱301中低温水进入余热换热器302进行加热后流入蓄热水箱303，降温循环回路1中被换热以后的低温水流入光伏光热系统101，为光伏板降温，进而再升温进入下一循环。压缩机201工作产生高温高压气体，第一截止阀205打开，第二截止阀206关闭，高温高压气体进入连通在换热水循环回路3上的换热器液化放热(冷凝器202)，蓄热水箱303中的热水进行软化处理系统304软化，经过变频水泵305流入冷凝器202被进一步加热提高供热温度输入到用户侧换热器306，再与用户端401通过用户回路4换热后回到给水箱301。而工质循环回路2中放热以后形成的中温高压液体进入膨胀阀203形成低温低压液体，进入没有连通在换热水循环回路3上的换热器吸热(蒸发器204)气化为低温低压气体，再次进入压缩机201开启下一次制热循环。
58.如图2所示，实施例4中供冷流程：第一截止阀205关闭，第二截止阀206开启，压缩机201工作，产生高温高压气体，进入没有连通在换热水循环回路3上的换热器放热液化(冷凝器202)，液化以后的中温高压液体进入膨胀阀203形成低温低压液体，进入连通在换热水循环回路3上的换热器吸热气化(蒸发器204)为低温低压气体，再次进入压缩机201开启下一次制冷循环。阀门102关闭，光伏余热不流入余热换热器302，给水箱301中的低温水直接经过光伏余热换热器302流入水箱，并经过水处理系统和变频水泵305流入蒸发器204，低温水进一步被蒸发器204吸热降温，流入用户侧换热器306进行换热满足供冷需求。
59.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。