CN104456939A - 一种太阳能热水器 - Google Patents

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solar
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李开春
李筛
潘远学
徐鑫
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Abstract

本发明是一种太阳能热水器,包括壳体、太阳能光伏电池、控制器、蓄电池、半导体制热制冷片、内外置换热器、水箱内胆、冷水管、热水管、电源适配器、风机和温度传感器;内置换热器设在水箱内胆内底部,内置换热器通过半导体制热制冷片与外置换热器连接,外置换热器与风机连接;水箱内胆、半导体制热制冷片、外置换热器和风机均设在壳体内,在壳体上设有进风孔和出风孔;水箱内胆的下部连接设有通向壳体外的冷水管,上部连接设有通向壳体外的热水管。控制器与温度传感器、半导体制热制冷片、太阳能光伏电池、蓄电池以及电源适配器连接。其结构设计合理、使用方便,采用一体式二次加热方式,能有效解决目前中高层建筑太阳能热水器无法使用的问题。

Description

一种太阳能热水器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种太阳能应用设备,特别是一种太阳能执水器。
背景技术
[0002]目前市场上的太阳能热水器有普通直插式热水器、阳台壁挂式热水器等等。由于受到城市市场的中高层建筑屋顶面积以及高度的局限,普通直插式热水器无法满足热水需求;而阳台壁挂式热水器的集热器安装在中高层建筑的阳台外存在安全性差、效率低等问题,水箱安装在阳台内占用阳台空间,管道连接不美观。所以目前还没有一款适合城市市场中高层建筑的太阳能热水器。
[0003] 在中国公开专利文献CN202868965U中提出一种带制冷功能的太阳能电热水器,在保温水箱下方内置有一个可为保温水箱内加热并向外输送冷气的半导体制冷片,该半导体制冷片通过导线与太阳能电池板相连接,在半导体制冷片下方装有一个电风扇,具有安装灵活,使用方便,可靠性高等优点。
[0004] 但是在实际应用中,半导体制冷片直接内置在水箱中不具备可行性,这样会使得半导体制冷片失去效果;半导体制冷片和太阳能电池板直接相连接很容易造成工作电流忽高忽低,半导体制冷片极易被破坏;半导体制冷片下方装有电风扇无法达到散热效果•’另外由于该热水器没有蓄电装置以及其他电源输入,无法满足目前热水器全天候使用的需求。
[0005] 在中国公开专利文献CN203478684U中提出一种基于半导体的太阳能冷热水器,其采用半导体制冷制热系统和水箱分离的结构,并且主要应用场合为小型饮用水系统。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种设计合理、采用一体式二次加热、主要应用于城市市场的中高层家庭的热水供应的太阳能热水器,以解决的是目前中高层建筑太阳能热水器无法使用的问题。
[0007] 本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种太阳能热水器,其特点是:包括壳体、太阳能光伏电池、控制器、蓄电池、半导体制热制冷片、内置换热器、外置换热器、水箱内胆、冷水管、热水管、电源适配器、风机和温度传感器;
所述的内置换热器设在水箱内胆内底部,内置换热器通过半导体制热制冷片与外置换热器连接,外置换热器与风机连接;
水箱内胆、半导体制热制冷片、外置换热器和风机均设在壳体内,在壳体上设有进风孔和出风孔;
水箱内胆的下部连接设有通向壳体外的冷水管,上部连接设有通向壳体外的热水管;所述的控制器设在壳体内,水箱内胆上设有用于检测水箱内水温的温度传感器,温度传感器、半导体制热制冷片通过线缆与控制器连接;控制器通过线缆与设在壳体外的太阳能光伏电池、蓄电池以及电源适配器连接; 当水温低于设定值时,控制器控制太阳能光伏电池发出的电流通过半导体制热制冷片,半导体制热制冷片通过内置换热器加热水箱内胆里的水;当水箱介质温度高于设定值时,控制器控制太阳能光伏电池为蓄电池充电;当太阳能光伏电池无法工作时,通过蓄电池或电源适配器给半导体制热制冷片通电,半导体制热制冷片通过内置换热器加热水箱内胆里的水。
[0008] 本发明所述的太阳能热水器技术方案中,进一步优选的技术方案或者技术特征是:
1.所述的太阳能光伏电池材料是多晶硅或者单晶硅;
2.所述的蓄电池选自锂电池或者铅酸电池;
3.所述的内置换热器选自翅片式、盘管式或者热管式换热器;内置换热器的材料选自铜、铝、铝合金、不锈钢或者铜铝复合材料;
4.所述的外置换热器选自翅片式、盘管式或者热管式换热器;外置换热器的材料选自铜、铝、铝合金、不锈钢或者铜铝复合材料;
5.所述的水箱内胆材料选自搪瓷、不锈钢或者塑料;
6.所述的电源适配器的电压为5V-24V;
7.所述的风机是直流风机,其工作电压为1V-24V ;
8.所述的温度传感器安装在水箱内部或者水箱外部,其类型选自钼电阻、热电偶或者热敏电阻温度传感器;
9.所述的半导体制热制冷片的工作电压4V-24V。
[0009] 本发明太阳能热水器中,半导体制热制冷片工作时,风机启动,出风孔吹出冷风,内部形成负压,将周围环境的空气通过进风孔吸入,将周围环境的空气热量通过外置换热器传递到半导体制热制冷片,水箱内外部形成空气流动,提升加热效率系数;用水时,冷水从冷水管进,将热水从热水管中顶出,输送到用水点。
[0010] 与现有技术相比,本发明太阳能热水器利用电流通过半导体制热制冷片会发热的帕尔贴效应,通过光伏电池板发出的电流来驱动半导体制热制冷片加热水箱里的水,采用一体式二次加热的方式。相比于传统的太阳能热水器,光伏电池板更轻便更易于安装,最重要的是驱动电流相比于传统的液体传热介质更易于传输,不受房屋结构的限制,可应用于中高层、多层等各种房屋结构条件下的家庭热水供应的热水器,以解决的是目前中高层建筑太阳能热水器无法使用的问题。
附图说明
[0011] 图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
[0012] 以下参照附图,进一步描述本发明的具体技术方案,以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明,而不构成对其权利的限制。
[0013] 实施例1,参照图1,一种太阳能热水器,包括壳体1、太阳能光伏电池8、控制器13、蓄电池9、半导体制热制冷片3、内置换热器2、外置换热器4、水箱内胆15、冷水管6、热水管12、电源适配器10、风机5和温度传感器14 ; 所述的内置换热器2设在水箱内胆15内底部,内置换热器2通过半导体制热制冷片3与外置换热器4连接,外置换热器4与风机5连接;
水箱内胆15、半导体制热制冷片3、外置换热器4和风机5均设在壳体I内,在壳体I上设有进风孔7和出风孔11 ;
水箱内胆15的下部连接设有通向壳体I外的冷水管6,上部连接设有通向壳体I外的热水管12 ;
所述的控制器13设在壳体I内,水箱内胆15上设有用于检测水箱内水温的温度传感器14,温度传感器14、半导体制热制冷片3通过线缆与控制器13连接;控制器13通过线缆与设在壳体I外的太阳能光伏电池8、蓄电池9以及电源适配器10连接;
当水温低于设定值时,控制器13控制太阳能光伏电池8发出的电流通过半导体制热制冷片3,半导体制热制冷片3通过内置换热器2加热水箱内胆15里的水;当水箱介质温度高于设定值时,控制器13控制太阳能光伏电池8为蓄电池9充电;当太阳能光伏电池8无法工作时,通过蓄电池9或电源适配器10给半导体制热制冷片3通电,半导体制热制冷片3通过内置换热器2加热水箱内胆15里的水。
[0014] 实施例2,实施例1所述的一种太阳能热水器中:所述的太阳能光伏电池8材料是多晶硅或者单晶硅。
[0015] 实施例3,实施例1或2所述的一种太阳能热水器中:所述的蓄电池9选自锂电池或者铅酸电池。
[0016] 实施例4,实施例1 一 3任何一项所述的一种太阳能热水器中:所述的内置换热器2选自翅片式、盘管式或者热管式换热器;内置换热器2的材料选自铜、铝、铝合金、不锈钢或者铜招复合材料。
[0017] 实施例5,实施例1 一 4任何一项所述的一种太阳能热水器中:所述的外置换热器4选自翅片式、盘管式或者热管式换热器;外置换热器4的材料选自铜、铝、铝合金、不锈钢或者铜招复合材料。
[0018] 实施例6,实施例1 一 5任何一项所述的一种太阳能热水器中:所述的水箱内胆15材料选自搪瓷、不锈钢或者塑料。
[0019] 实施例7,实施例1 一 6任何一项所述的一种太阳能热水器中:所述的电源适配器10的电压为5V-24V。
[0020] 实施例8,实施例1 一 7任何一项所述的一种太阳能热水器中:所述的风机5是直流风机,其工作电压为1V-24V。
[0021] 实施例9,实施例1 一 8任何一项所述的一种太阳能热水器中:所述的温度传感器14安装在水箱内部或者水箱外部,其类型选自钼电阻、热电偶或者热敏电阻温度传感器。
[0022] 实施例10,实施例1 一 9任何一项所述的一种太阳能热水器中:所述的半导体制热制冷片3的工作电压4V-24V。

Claims (10)

1.一种太阳能热水器,其特征在于:包括壳体、太阳能光伏电池、控制器、蓄电池、半导体制热制冷片、内置换热器、外置换热器、水箱内胆、冷水管、热水管、电源适配器、风机和温度传感器; 所述的内置换热器设在水箱内胆内底部,内置换热器通过半导体制热制冷片与外置换热器连接,外置换热器与风机连接; 水箱内胆、半导体制热制冷片、外置换热器和风机均设在壳体内,在壳体上设有进风孔和出风孔; 水箱内胆的下部连接设有通向壳体外的冷水管,上部连接设有通向壳体外的热水管; 所述的控制器设在壳体内,水箱内胆上设有用于检测水箱内水温的温度传感器,温度传感器、半导体制热制冷片通过线缆与控制器连接;控制器通过线缆与设在壳体外的太阳能光伏电池、蓄电池以及电源适配器连接; 当水温低于设定值时,控制器控制太阳能光伏电池发出的电流通过半导体制热制冷片,半导体制热制冷片通过内置换热器加热水箱内胆里的水;当水箱介质温度高于设定值时,控制器控制太阳能光伏电池为蓄电池充电;当太阳能光伏电池无法工作时,通过蓄电池或电源适配器给半导体制热制冷片通电,半导体制热制冷片通过内置换热器加热水箱内胆里的水。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器,其特征在于:所述的太阳能光伏电池材料是多晶娃或者单晶娃。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器,其特征在于:所述的蓄电池选自锂电池或者铅酸电池。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器,其特征在于:所述的内置换热器选自翅片式、盘管式或者热管式换热器;内置换热器的材料选自铜、铝、铝合金、不锈钢或者铜铝复合材料。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器,其特征在于:所述的外置换热器选自翅片式、盘管式或者热管式换热器;外置换热器的材料选自铜、铝、铝合金、不锈钢或者铜铝复合材料。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器,其特征在于:所述的水箱内胆材料选自搪瓷、不锈钢或者塑料。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器,其特征在于:所述的电源适配器的电压为 5V-24V。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器,其特征在于:所述的风机是直流风机,其工作电压为1V-24V。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器,其特征在于:所述的温度传感器安装在水箱内部或者水箱外部,其类型选自钼电阻、热电偶或者热敏电阻温度传感器。
10.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器,其特征在于:所述的半导体制热制冷片的工作电压4V-24V。
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