CN104567022A - 一种太阳能热水器双温差发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能热水器双温差发电装置，主要包括太阳能热水器、温差发电模块一、温差发电模块二及冷水循环系统，太阳能热水器的保温热水箱内部中心留一圆柱形通道，该通道安装圆柱形的温差发电模块一，温差发电模块一的中心也留有一圆柱形的通道，冷水管一穿过其通道，温差发电模块一的冷端面一与冷水管一接触，热端面一与保温热水箱中的热水接触，温差发电模块二设在保温热水箱和冷水箱之间，其冷端面二与冷水箱接触，热端面二与保温热水箱接触，保温热水箱通过下水管与冷水箱连接，冷水箱与冷水源、水泵、暖气片之间都是通过水管连接。该装置既能供热水，又能发电，节能环保，安全高效，且有效解决了热水蒸发造成的能量浪费问题。

Description

一种太阳能热水器双温差发电装置

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，更具体涉及是一种太阳能热水器双温差发电装置。

背景技术

在国内，太阳能热水器已经十分普及，太阳能热水器是利用太阳能给水加热，节能环保，符合绿色发展的方向。但是，我们知道，用户用热水只要达到40～50度就可以，而太阳能热水器可以将水加热至70～90度，甚至还可以更高，将太阳能热水器中的水蒸发，因而，造成了大量的能量浪费。同时，当遇阴雨天或冬季太阳光照比较弱时，用户用水往往比较困难，所以太阳能热水器就很难满足用户的需求。

发明内容

1、要解决的技术问题

为了解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能热水器双温差发电装置。此装置不仅能给用户提供热水，还能利用冷热水的温差发电，节能环保，安全高效，且有效解决了热水箱中热水蒸发造成的能量浪费问题。

2、技术方案

本发明解决其技术问题的技术方案如下：一种太阳能热水器双温差发电装置，主要包括太阳能热水器、温差发电模块一、温差发电模块二及冷水循环系统，太阳能热水器的保温热水箱内部的中心留有一贯通的圆柱形通道；温差发电模块一是圆柱形的，它可以完全无缝隙的充满整个保温热水箱预留的圆柱形通道，温差发电模块一的中心也留有一圆柱形的通道，其通道使冷水管一穿过，温差发电模块一的冷端面一与冷水管一接触，其热端面一与保温热水箱中的热水接触；温差发电模块二设在保温热水箱和冷水循环系统中的冷水箱之间，其冷端面二与冷水箱接触，热端面二与保温热水箱接触；保温热水箱与冷水箱之间通过下水管连接，冷水箱同冷水循环系统中的冷水源、水泵、暖气片之间的连接都是通过相应的水管。

所述的太阳能热水器包括保温热水箱、集热管；集热管平行排列且一端插入保温热水箱的下部；保温热水箱的内部的中心部分留有一贯通的圆柱形通道，保温热水箱的内部有电加热块、导线、第一温度感应器、第一水位感应器、第二水位感应器，保温热水箱的外部有用户热水管、冷水管一、电磁阀一、下水管和电磁阀二，第一温度感应器和第一水位感应器都设置在保温热水箱两端的底部到1/5高度范围内，第二水位感应器设置在保温热水箱两端的5/6高度到保温热水箱顶部之间的高度范围内，第一温度感应器、第一水位感应器、第二水位感应器及电磁阀一和电磁阀二都是通过导线同控制器连接；冷水管一穿过温差发电模块一预留的通道，电磁阀一有两个，分别设置在冷水管一进入、穿出保温热水箱的两个端口；下水管设置在保温热水箱侧面端部的5/6高度到保温热水箱顶部的高度范围以内，电磁阀二设置在下水管同保温热水箱的接口处。

所述的第一温度感应器和第一水位感应器都会将收到的信号传给控制器；当保温热水箱中的热水温度达到65度时，控制器会打开电磁阀一，同时打开温差发电模块一，关闭电磁阀三、电磁阀四和电磁阀五，使水泵从冷水源中抽送上来的的冷水流经冷水管一，则温差发电模块一就会因两端温差产生电能，并将这些电能储存在蓄电池一中，而当保温热水箱中的热水温度达到70度时，控制器会同时打开温差发电模块一和温差发电模块二，并将相应的电能储存在相应的蓄电池中，水温低于55度时，控制器会始终关闭电磁阀一，同时关闭温差发电模块一和温差发电模块二；当用户需要暖气片工作时，控制器会打开电磁阀四和电磁阀五，使水泵从冷水源中抽送上来的的冷水流入冷水箱中，再经冷水箱流入暖气片，夏季，暖气片中的冷水起到降温作用，冬季，暖气片中的水温在15～18度之间，从而给房间输送热量，起到加热作用；当保温热水箱中的水低于第一水位感应器时，控制器会同时打开电磁阀二和电磁阀三，则冷水箱中的水在重力作用下流入保温热水箱中，而当保温热水箱中的水达到第二水位感应器时，控制器会始终关闭电磁阀二和电磁阀三；而当阴雨天时，用户需要用热水时，可以打开控制器，控制器打开电加热块给保温热水箱中的水加热，当水温超过40度时，则电加热块就会关闭。

所述的温差发电模块一是圆柱形的，它可以完全无缝隙的设置在保温热水箱预留的圆柱形通道中，温差发电模块一的中心也留有一圆柱形的通道，其通道恰好可以使冷水管一穿过，温差发电模块一主要包括蓄电池一、半导体温差发电器一、冷端面一和热端面一，蓄电池一设置在半导体温差发电器一的一端，冷端面一和热端面一分别设在半导体温差发电器一的内圆柱面和外圆柱面，冷端面一与冷水管一接触，作为低温源，热端面一与保温热水箱中的热水接触，作为高温源，半导体温差发电器一由于高低温温差而产生的电能储存在蓄电池一中；温差发电模块二设在保温热水箱和冷水循环系统中的冷水箱之间，温差发电模块二包括蓄电池二、控制器、半导体温差发电器二、冷端面二和热端面二，蓄电池二通过导线与控制器连接，蓄电池二和控制器设置在半导体温差发电器二的一端，冷端面二和热端面二分别设在半导体温差发电器二的上端和下端，其冷端面二与冷水箱接触，作为低温源，热端面二与保温热水箱接触，作为高温源，半导体温差发电器二由于高低温温差而产生的电能储存在蓄电池二中，蓄电池一通过导线同控制器和蓄电池二连接。

所述的冷水循环系统包括冷水源、水泵、冷水箱、和暖气片；冷水源通过水管与水泵相连，水泵通过冷水管一与保温热水箱相连，水泵通过冷水管二进水管同冷水箱相连，冷水箱通过冷水管二出水管与暖气片相连；水泵将冷水源中的冷水通过水管输送到暖气片或是冷水箱中；冷水箱内部有第二温度感应器和第三水位感应器，冷水箱外部有下水管、电磁阀三、冷水管二进水管、电磁阀四、冷水管二出水管和电磁阀五，第二温度感应器、第三水位感应器和电磁阀都是通过导线与控制器相连，第二温度感应器和第三水位感应器设置在冷水箱两端的底部到1/5高度范围内，冷水箱通过下水管与保温热水箱相连，电磁阀三设在下水管与冷水箱的接触口；冷水箱通过冷水管二进水管同水泵相连，电磁阀四设在冷水管二进水管与冷水箱的接触口，冷水箱通过冷水管二出水管同暖气片相连，电磁阀五设在冷水箱与冷水管二出水管的接触口。

所述的第二温度感应器和第三水位感应器都会将收到的信号传给控制器，当第二温度感应器测到冷水箱中的水温达到35度时，控制器会关闭温差发电模块二，当冷水箱中的水低于第三水位感应器时，控制器会打开电磁阀三，使水泵抽上来的冷水流进冷水箱中。

所述的蓄电池一和蓄电池二是用来给控制器、温度感应器、水位感应器、电加热块、电磁阀等提供电力的，蓄电池一和蓄电池二还设有备用电池，当它们耗光电能时，备用电池来给控制器、温度感应器、水位感应器、电加热块、电磁阀等提供电力。

所述的水泵是给水循环提供动力的，水泵设有专属电池，来保证水泵的正常工作。

所述的暖气片是来给房间降温或是加热的，夏季，水泵抽上来的冷水流进冷水箱中，冷水再经冷水箱流进暖气片中，暖气片中的冷水大约在15～18度，而房间是30～40度，暖气片中的冷水会带走房间里的部分热量，从而起到降温作用；冬季，暖气片中的水温在15～18度之间，而房间的温度在0～5度之间，暖气片中的温水会将部分热量散发给房间，从而起到加热作用。

3、有益效果

本发明的有益效果是提供了一种太阳能热水器双温差发电装置，此装置不仅能给用户提供热水，还能利用冷热水的温差发电，节能环保，安全高效，且有效解决了热水箱中热水蒸发造成的能量浪费问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为本发明保温热水箱与冷水箱连接的左立面图

图3为本发明保温热水箱延平行左立面方向的剖面图

图4为本发明保温热水箱延垂直左立面方向的剖面图

图5为本发明冷水箱延垂直左立面方向的剖面图

图中：1-保温热水箱；2-集热管；3-电加热块；4-导线；5-第一温度感应器；6-第一水位感应器；7-第二水位感应器；8-用户热水管；9-冷水管一；10-电磁阀一；11-下水管；12-电磁阀二；13-电磁阀三；14-温差发电模块一；15-半导体温差发电器一；16-热端面一；17-冷端面一；18-蓄电池一；19-温差发电模块二；20-半导体温差发电器二；21-热端面二；22-冷端面二；23-蓄电池二；24-控制器；25-冷水源；26-水泵；27-冷水箱；28-第二温度感应器；29-第三水位感应器；30-冷水管二进水管；31-电磁阀四；32-冷水管二出水管；33-电磁阀五；34-暖气片。

具体实施方法

下面结合附图实施例对本发明进一步说明：

一种太阳能热水器双温差发电装置，主要包括太阳能热水器、温差发电模块一、温差发电模块二及冷水循环系统，太阳能热水器的保温热水箱1侧面的中心留有一贯通的圆柱形通道；温差发电模块一14是圆柱形的，它可以完全无缝隙的充满整个保温热水箱1预留的圆柱形通道，温差发电模块一14的中心也留有一圆柱形的通道，其通道可以完全无缝隙的使冷水管一9穿过，温差发电模块一14的冷端面一17与冷水管一9接触，其热端面一16与保温热水箱1中的热水接触；温差发电模块二19设在保温热水箱1和冷水循环系统中的冷水箱27之间，其冷端面二22与冷水箱27接触，热端面二21与保温热水箱1接触；保温热水箱1与冷水箱27之间通过下水管11连接，冷水箱27同冷水循环系统中的冷水源25、水泵26、暖气片34之间的连接都是通过相应的水管。所述的太阳能热水器包括保温热水箱1、集热管2；集热管2平行排列且一端插入保温热水箱1的下部；保温热水箱1的侧面的中心部分留有一贯通的圆柱形通道，保温热水箱1的内部有电加热块3、导线4、第一温度感应器5、第一水位感应器6、第二水位感应器7，保温热水箱1的外部有用户热水管8、冷水管一9、电磁阀一10、下水管11和电磁阀二12；所述的温差发电模块一14是圆柱形的，它可以完全无缝隙的设置在保温热水箱1预留的圆柱形通道中，温差发电模块一14的中心也留有一圆柱形的通道，其通道恰好可以使冷水管一9穿过，温差发电模块一14主要包括蓄电池一18、半导体温差发电器一15、冷端面一17和热端面一16，蓄电池一18设置在半导体温差发电器一15的一端，冷端面一17和热端面一16分别设在半导体温差发电器一15的内圆柱面和外圆柱面，冷端面一17与冷水管一9接触，作为低温源，热端面一16与保温热水箱中1的热水接触，作为高温源，半导体温差发电器一15由于高低温温差而产生的电能储存在蓄电池一18中；温差发电模块二19设在保温热水箱1和冷水循环系统中的冷水箱27之间，温差发电模块二19包括蓄电池二23、控制器24、半导体温差发电器二20、冷端面二22和热端面二21，蓄电池二23通过导线4与控制器24连接，蓄电池二23和控制器24设置在半导体温差发电器二20的一端，冷端面二22和热端面二21分别设在半导体温差发电器二20的上端和下端，其冷端面二22与冷水箱27接触，作为低温源，热端面二21与保温热水箱1接触，作为高温源，半导体温差发电器二20由于高低温温差而产生的电能储存在蓄电池二23中，蓄电池一18通过导线4同控制器24和蓄电池二23连接；所述的冷水循环系统包括冷水源25、水泵26、冷水箱27、和暖气片34；冷水源25通过水管与水泵26相连，水泵26通过冷水管一9与保温热水箱1相连，水泵26通过冷水管二进水管30同冷水箱27相连，冷水箱27通过冷水管二出水管32与暖气片34相连；水泵26将冷水源25中的冷水通过水管输送到暖气片34或是冷水箱27中；冷水箱27内部有第二温度感应器28和第三水位感应器29，冷水箱27外部有下水管11、电磁阀三13、冷水管二进水管30、电磁阀四31、冷水管二出水管32和电磁阀五33，第二温度感应器28、第三水位感应器29和电磁阀都是通过导线4与控制器24相连。

本发明提供了一种太阳能热水器双温差发电装置，此装置不仅能给用户提供热水，还能充分的利用冷水和热水之间的温差来发电，节能环保，安全高效，同时，该装置还有效解决了热水箱中热水蒸发造成的能量浪费问题，再者，还有效利用暖气片来给房间降温或是加热，给用户舒爽的感觉，从而解决了用户使用空调带来的各种问题。

Claims (9)

1.一种太阳能热水器双温差发电装置，主要包括太阳能热水器、温差发电模块一、温差发电模块二及冷水循环系统，太阳能热水器的保温热水箱内部的中心留有一贯通的圆柱形通道；温差发电模块一是圆柱形的，它设置在保温热水箱预留的圆柱形通道，温差发电模块一的中心也留有一圆柱形的通道，冷水管一穿过该通道，温差发电模块一的冷端面一与冷水管一接触，热端面一与保温热水箱中的热水接触；温差发电模块二设在保温热水箱和冷水循环系统中的冷水箱之间，其冷端面二与冷水箱接触，热端面二与保温热水箱接触；保温热水箱与冷水箱之间通过下水管连接，冷水箱同冷水循环系统中的冷水源、水泵、暖气片之间的连接都是通过相应的水管。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器双温差发电装置，其特征在于：所述的太阳能热水器包括保温热水箱、集热管；集热管平行排列且一端插入保温热水箱的下部；保温热水箱的内部的中心部分留有一贯通的圆柱形通道，保温热水箱的内部有电加热块、导线、第一温度感应器、第一水位感应器、第二水位感应器，保温热水箱的外部有用户热水管、冷水管一、电磁阀一、下水管和电磁阀二，第一温度感应器和第一水位感应器都设置在保温热水箱两端的底部到1/5高度范围内，第二水位感应器设置在保温热水箱两端的5/6高度到保温热水箱顶部之间的高度范围内，第一温度感应器、第一水位感应器、第二水位感应器及电磁阀一和电磁阀二都是通过导线同控制器连接；冷水管一穿过温差发电模块一预留的通道，电磁阀一有两个，分别设置在冷水管一进入、穿出保温热水箱的两个端口；下水管设置在保温热水箱侧面端部的5/6高度到保温热水箱顶部的高度范围以内，电磁阀二设置在下水管同保温热水箱的接口处。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能热水器双温差发电装置，其特征在于：所述的第一温度感应器和第一水位感应器都会将收到的信号传给控制器；当保温热水箱中的热水温度达到65度时，控制器会打开电磁阀一，同时打开温差发电模块一，关闭电磁阀三、电磁阀四和电磁阀五，使水泵从冷水源中抽送上来的的冷水流经冷水管一，则温差发电模块一就会因两端温差产生电能，并将这些电能储存在蓄电池一中，而当保温热水箱中的热水温度达到70度时，控制器会同时打开温差发电模块一和温差发电模块二，并将相应的电能储存在相应的蓄电池中，水温低于55度时，控制器会始终关闭电磁阀一，同时关闭温差发电模块一和温差发电模块二；当用户需要暖气片工作时，控制器会打开电磁阀四和电磁阀五，使水泵从冷水源中抽送上来的的冷水流入冷水箱中，再经冷水箱流入暖气片，夏季，暖气片中的冷水起到降温作用，冬季，暖气片中的水温在15～18度之间，从而给房间输送热量，起到加热作用；当保温热水箱中的水低于第一水位感应器时，控制器会同时打开电磁阀二和电磁阀三，则冷水箱中的水在重力作用下流入保温热水箱中，而当保温热水箱中的水达到第二水位感应器时，控制器会始终关闭电磁阀二和电磁阀三；而当阴雨天时，用户需要用热水时，可以打开控制器，控制器打开电加热块给保温热水箱中的水加热，当水温超过40度时，则电加热块就会关闭。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器双温差发电装置，其特征在于：所述的温差发电模块一是圆柱形的，它可以完全无缝隙的设置在保温热水箱预留的圆柱形通道中，温差发电模块一的中心也留有一圆柱形的通道，其通道恰好可以使冷水管一穿过，温差发电模块一主要包括蓄电池一、半导体温差发电器一、冷端面一和热端面一，蓄电池一设置在半导体温差发电器一的一端，冷端面一和热端面一分别设在半导体温差发电器一的内圆柱面和外圆柱面，冷端面一与冷水管一接触，作为低温源，热端面一与保温热水箱中的热水接触，作为高温源，半导体温差发电器一由于高低温温差而产生的电能储存在蓄电池一中；温差发电模块二设在保温热水箱和冷水循环系统中的冷水箱之间，温差发电模块二包括蓄电池二、控制器、半导体温差发电器二、冷端面二和热端面二，蓄电池二通过导线与控制器连接，蓄电池二和控制器设置在半导体温差发电器二的一端，冷端面二和热端面二分别设在半导体温差发电器二的上端和下端，其冷端面二与冷水箱接触，作为低温源，热端面二与保温热水箱接触，作为高温源，半导体温差发电器二由于高低温温差而产生的电能储存在蓄电池二中，蓄电池一通过导线同控制器和蓄电池二连接。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器双温差发电装置，其特征在于：所述的冷水循环系统包括冷水源、水泵、冷水箱、和暖气片；冷水源通过水管与水泵相连，水泵通过冷水管一与保温热水箱相连，水泵通过冷水管二进水管同冷水箱相连，冷水箱通过冷水管二出水管与暖气片相连；水泵将冷水源中的冷水通过水管输送到暖气片或是冷水箱中；冷水箱内部有第二温度感应器和第三水位感应器，冷水箱外部有下水管、电磁阀三、冷水管二进水管、电磁阀四、冷水管二出水管和电磁阀五，第二温度感应器、第三水位感应器和电磁阀都是通过导线与控制器相连，第二温度感应器和第三水位感应器设置在冷水箱两端的底部到1/5高度范围内，冷水箱通过下水管与保温热水箱相连，电磁阀三设在下水管与冷水箱的接触口；冷水箱通过冷水管二进水管同水泵相连，电磁阀四设在冷水管二进水管与冷水箱的接触口，冷水箱通过冷水管二出水管同暖气片相连，电磁阀五设在冷水箱与冷水管二出水管的接触口。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能热水器双温差发电装置，其特征在于：所述的第二温度感应器和第三水位感应器都会将收到的信号传给控制器，当第二温度感应器测到冷水箱中的水温达到35度时，控制器会关闭温差发电模块二，当冷水箱中的水低于第三水位感应器时，控制器会打开电磁阀三，使水泵抽上来的冷水流进冷水箱中。

7.根据权利要求4所述的一种太阳能热水器双温差发电装置，其特征在于：所述的蓄电池一和蓄电池二是用来给控制器、温度感应器、水位感应器、电加热块、电磁阀等提供电力的，蓄电池一和蓄电池二还设有备用电池，当它们耗光电能时，备用电池来给控制器、温度感应器、水位感应器、电加热块、电磁阀等提供电力。

8.根据权利要求5所述的一种太阳能热水器双温差发电装置，其特征在于：所述的水泵是给水循环提供动力的，水泵设有专属电池，来保证水泵的正常工作。

9.根据权利要求5所述的一种太阳能热水器双温差发电装置，其特征在于：所述的暖气片是来给房间降温或是加热的，夏季，水泵抽上来的冷水流进冷水箱中，冷水再经冷水箱流进暖气片中，暖气片中的冷水大约在15～18度，而房间是30～40度，暖气片中的冷水会带走房间里的部分热量，从而起到降温作用；冬季，暖气片中的水温在15～18度之间，而房间的温度在0～5度之间，暖气片中的温水会将部分热量散发给房间，从而起到加热作用。