CN102645017A

CN102645017A - 一种太阳能光伏热水器

Info

Publication number: CN102645017A
Application number: CN2012101301986A
Authority: CN
Inventors: 周锡明
Original assignee: HANGZHOU TIANBA ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU TIANBA ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2012-04-28
Filing date: 2012-04-28
Publication date: 2012-08-22

Abstract

一种太阳能光伏热水器，它主要包括太阳能光伏发电板、储水箱、控制器和限温器，所述的太阳能光伏发电板至少是一块以上，它们通过串联、并联或串并联构成太阳能电源，并经太阳能电源的导线连接于室内储水箱中安装的低电压电加热管；所述的太阳能光伏发电板A是由单晶硅或多晶硅电池片串联或并联组成，太阳能光伏发电板的正面附有钢化玻璃，背面设置有背板，四周由框架将它们固定形成整体，背板设置有正负极的输出电线；它能将光伏电能的能量全部利用而产生热能，出热水具有与自来水相同的压力，温度基本一致，热水保温好，阴雨雪天适量用市电补充加热，消耗能源极小，而且可以全自动控制，结构合理；适用范围广，是一种安全可靠的环保节能新产品。

Description

一种太阳能光伏热水器

技术领域

本发明涉及的是一种太阳能热水器，尤其是一种利用太阳能光伏发电和储水箱组成的热水器，属于太阳能利用技术领域。

技术背景

现有的太阳能热水器是由多根并联的太阳能集热管和储水箱连体构成，所述的储水箱位于上端，多根并联的集热管插入储水箱的下部，在集热管中的水是利用冷水下沉、热水上升的原理进行工作。使用时，将冷水放满在储水箱和灌入集热管中，经太阳辐射使集热管中的水逐步升温后供人们使用。由于整机安装于室外屋顶，而且产生的热能是靠玻璃管，故而存在如下不足：1、玻璃管容易被冰雹等击破而漏水；2、使用时浪费水管中的剩水而且出水没有压力；3、安装于室外保温效果差，甚至冻破玻璃管及水管；4、屋面承载重而且影响美观；5、存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种利用太阳能光伏发电，用低压直流电能对储水箱中的水进行加温，并且可以进行全自动控制的太阳能光伏热水器。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要包括太阳能光伏发电板、储水箱、控制器和限温器，所述的太阳能光伏发电板至少是一块以上，它们通过串联、并联或串并联构成太阳能电源，并经太阳能电源的导线连接于室内储水箱中安装的低电压电加热管。

所述的太阳能光伏发电板是由单晶硅或多晶硅电池片串联或并联组成，太阳能光伏发电板的正面附有钢化玻璃，背面设置有背板，四周由框架将它们固定形成整体，背板设置有正负极的输出电线。

所述的储水箱主要包括内胆、外壳和两者之间的保温材料；储水箱上设置有进水口、出水口、安全阀安装口和排污口；所述的储水箱上还安装有辅助电加热管、温度传感器、限温器，并配置有控制器。

所述的温度传感器通过储水箱内胆上的盲管孔安装在储水箱上或贴接在内胆外壁上；所述的低电压电加热管和辅助电加热管分别通过储水箱内胆上的孔位安装在储水箱内。

所述的储水箱上还安装有限温器的温度传感探头，所述的限温器采用双金属片温控装置并串接在太阳能电源的导线上；所述的辅助电加热管和温度传感器分别连接于控制器上。

所述的储水箱的外壳上安装有控制器，所述控制器的内部设有漏电保护，高温限定电路，并配置有带温度显示和按键的面板；所述的温度传感探头与内胆紧贴安装或插接在内胆的盲管中。

所述的储水箱内安装有一个以上的低电压电加热管，且在每个低电压电加热管连接太阳能电源的导线上相应地串接有一个限温器。

本发明所述的光伏太阳能热水器，是将光伏发电板安装在建筑物的外部（有太阳光照射的墙面或屋顶），储水箱安装在室内相应的位置，控制器安装在储水箱的外壳上。

受太阳光照辐射，光伏发电板产生直流电能，电流经限温器和电加热管的回路对水进行加热，当储水箱中的水到达限定的温度时限温器断开供电、停止加温；遇光伏发电板产生的电能不足以加热到人们所使用而需要的温度时，水温传感器信号传导给控制器，控制器提供市电启动另一辅助电加热管对水补充加热，达到设定的温度时停止加温。

冷水经储水箱的下端进水口进入储水箱内胆，因为热水轻而上浮，冷水重而下沉，当出水口用水时，冷水直接进入储水箱内胆的下部而顶出上部的热水，储水箱中始终满水，故而出水具有与冷水进入相同的压力。

安全阀是为防备用户设置水温过高或储水箱中产生蒸气而设置，当有气压产生时能自动打开排气，而无气压时自动封闭，以达到最高效的保温又安全可靠的目的。

本发明为太阳能光伏发电的电能通过电加热器对液体加温，使太阳能光伏电能无损耗的转化为热能；当光伏电能不足时适当消耗市电补充，实现了全自动化节能热水器的目的；而且抗冻，不必室外连接水管，安装不受条件限定，保温效果好，出水具有压力，安全可靠无故障，所以与现有太阳能热水器的技术相比，具有以下优点：1、热能利用率提高，节能显著；2、储水箱安装于室内，使用寿命长，保温效果更好；3、出水为自来水本身的压力，用水舒适；4、出来就是热水，无水源浪费；5、直流供电，电压波动仍正常运行；6、改水管连接为电线连接，不受寒冷环境影响；7、光伏板重量轻，牢固可靠寿命长，8、没有易碎品，无安全隐患。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的太阳能光伏发电板结构示意图。

具体实施方法

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明主要包括太阳能光伏发电板A、储水箱B、控制器C和限温器D，所述的太阳能光伏发电板A至少是一块以上，它们通过串联、并联或串并联构成太阳能电源，并经太阳能电源的导线连接于室内储水箱B中安装的低电压电加热管18。

图2所示，所述的太阳能光伏发电板A是由单晶硅或多晶硅电池片24串联或并联组成，太阳能光伏发电板A的正面附有钢化玻璃19，背面设置有背板20，四周由框架21并通过粘合材料23将它们固定形成整体，背板20设置有正负极的输出电线22。

图1所示，所述的储水箱B主要包括内胆3、外壳1和两者之间的保温材料2并构成储水箱B的箱体；箱体上设置有进水口6、出水口7、安全阀安装口8和排污口9；所述的储水箱B上还安装有辅助电加热管15、温度传感器13、14、限温器D，并配置有控制器C。

本发明所述的温度传感器13、14通过储水箱B的内胆3上的盲管孔安装在储水箱B的箱体上或贴接在内胆外壁上，图中所示的温度传感器13、14至少有两个并分别安装在储水箱B箱体内的上下部位；所述的低电压电加热管18和辅助电加热管15分别通过储水箱B内胆3上的孔位安装在储水箱B内。低电压电加热管18可根据储水箱容积的需要而设置为一个以上。

所述的储水箱B内还安装有限温器D的温度传感探头17或者限温器D的温度传感探头17紧贴储水箱内胆3安装，限温器D可根据低电压电加热管的数量也相应设置为一个以上；所述的限温器D采用双金属片温控装置并串接在太阳能电源的导线上；所述的辅助电加热管15和温度传感器13、14分别连接于控制器C上。

所述的储水箱B的外壁上安装有控制器C，所述控制器C的内部设有漏电保护，高温限定电路；并配置有设置有温度显示和设置按键的面板；所述的温度传感探头17与内胆3紧贴安装或插接在置于内胆3的盲管中。

实施例：

本发明所述的太阳能光伏发电板A，可根据输出电压电流的需要，实行多块串联和并联。

结合图1所示：储水箱B由外壳1、保温材料2，内胆3，上端盖4、下端盖5和底脚11组成；进水口6、出水口7、透气口（安全阀安装口）8、排污口10与内胆3分部位连接相通；保温材料2置于外壳1、内胆3和上端盖4、下端盖5中间；透气口8上安装有安全阀9。

所述内胆3的桶体上还设置有可插入温度传感器13、14的盲管孔，以及用于可安装二个以上电加热器15、18的孔位。温度传感器13、14的导热点也可以贴接在内胆3的外壁上。温度传感器13可以是一个以上。

本发明所述的控制器C内部包括各种电子电器元件组成的控制装置，内部设置有防漏电保护，防高温保护电路，所述的温度传感器13、14，电加热器15通过导线与控制器C相连接。控制器C安装在储水箱B的外壳1上。控制器C的面板上有温度显示和设置按键，所述显示屏上至少有储水箱内胆中的水温显示。所述的控制器C至少有连接温度传感器和辅助电加热器（管）的接线端或插接口；控制电路中设置有自动防漏电功能；还具有对储水箱内胆中的水加温、限温和不加温的按键设置；该控制器的电源通过插头12插入在220V交流市电。

结合图1所示：所述的限温器D包括温度传感头17和电加热器（管）18；限温器D的电源输入端通过电线连接太阳能光伏发电板A，输出端通过电线连接电加热器（管）18；限温器D的感温面与内胆3紧贴安装，或者是温度传感探头插入在内胆3上的盲管中。限温器D可以是一个以上，光伏用电的电加热器（管）也相应是一个以上。

由附图说明它的工作过程为：使用时，在室内连接好进、出水管，使水进入内胆直至出水口出水。在室外安装好太阳能光伏发电板和连接好电线到室内储水箱上的光伏电源接入端。

太阳能光伏板受光照产生电能，光伏电能对电加热器做功将储水箱中的水加热，水被加热到限温器设定的温度居里点后，自动断开光伏电源，此时停止加热，以达到安全水温。

使用时，出水口出水，自来水即自动从进水口补入，使储水箱内始终保持水满，因热水比重轻上浮，使用中热水必然先出，当水温下降时，限温器自动恢复接通光伏电源，又对水继续加温。当太阳光照强度不够时（如阴、雨、雪天），太阳能光伏板虽仍有电能提供，但不足以加热到用户所需要的用水温度。此时，温度传感器将水温信息提供给控制器，控制器接通市电经电加热器对水加温，当达到用户设定的温度时，自动断开市电。如此实现了全自动循环加温控制。

万一由于储水箱内的温度过高而产生气体时，设置于储水箱上端的安全阀会自动顶开，直到没有气体时自动复位关闭，以保证了安全。

本发明所述的太阳能光伏热水器，其光伏发电板安装于室外的屋面或墙面，发电板的直流输出电能通过导线相连接到室内的储水箱；因发电板和储水箱独立分设，所以适用面广，安装方便，尤其是也适应较高的建筑物安装。

Claims

1.一种太阳能光伏热水器，它主要包括太阳能光伏发电板（A）、储水箱（B）、控制器（C）和限温器（D），其特征在于所述的太阳能光伏发电板（A）至少是一块以上，它们通过串联、并联或串并联构成太阳能电源，并经太阳能电源的导线连接于室内储水箱（B）中安装的低电压电加热管（18）。

2.根据权利要求1所述的太阳能光伏热水器，其特征在于所述的太阳能光伏发电板（A）是由单晶硅或多晶硅电池片（24）串联或并联组成，太阳能光伏发电板（A）的正面附有钢化玻璃（19），背面设置有背板（20），四周由框架（21）将它们固定形成整体，背板（20）设置有正负极的输出电线（22）。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能光伏热水器，其特征在于所述的储水箱（B）主要包括内胆（3）、外壳（1）和两者之间的保温材料（2）；储水箱（B）上设置有进水口（6）、出水口（7）、安全阀安装口（8）和排污口（9）；所述的储水箱（B）上还安装有辅助电加热管（15）、温度传感器（13、14）、限温器（D），并配置有控制器（C）。

4.根据权利要求3所述的太阳能光伏热水器，其特征在于所述的温度传感器（13、14）通过储水箱内胆（3）上的盲管孔安装在储水箱（B）上或贴接在内胆（3）外壁上；所述的低电压电加热管（18）和辅助电加热管（15）分别通过储水箱内胆（3）上的孔位安装在储水箱（B）内。

5.根据权利要求4所述的太阳能光伏热水器，其特征在于所述的储水箱（B）内还安装有限温器（D）的温度传感探头（17），或将温度传感探头（17）贴接在内胆（3）的外壁上；所述的限温器（D）采用双金属片温控装置并串接在太阳能电源的导线上；所述的辅助电加热管（15）和温度传感器（13、14）分别连接于控制器（C）上。

6.根据权利要求5所述的太阳能光伏热水器，其特征在于所述的储水箱（B）的外壳（1）上安装有控制器（C），所述控制器（C）的内部设有漏电保护，高温限定电路,并配置有带温度显示和按键的面板；所述的温度传感探头（17）与内胆（3）紧贴安装或插接在内胆（3）的盲管中。

7.根据权利要求4或5所述的太阳能光伏热水器，其特征在于所述的储水箱（B）内安装有一个以上低电压电加热管（18），且在每个低电压电加热管（18）连接太阳能电源的导线上相应地串接有一个限温器（D）。