CN105266580A - 太阳能水壶 - Google Patents

Abstract

本发明一种适用于太阳能水壶，包括:太阳能电池板(1)、蓄电池(组)(2)、温控器(3)、过滤网(4)、保温箱(5)、陶瓷太阳能集热器(6)、太阳能控制器(7)。利用太阳能收集装置（聚焦集热器）使水达到所需温度，沸腾时产生的水蒸汽使蒸汽感温元件的双金属片变形，这种变形通过杠杆原理推动电源开关断电。其断电是不可自复位的，故断电后水壶不会自动再加热。收集装置产生的其他能量会通过太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）等转化为电能储存起来，可供用户3—4天的需求。本发明具有发热快、保温好、过滤强、功能全的主要优点。

Description

太阳能水壶

技术领域

本发明是涉及一种太阳能加热生活用水的装置，具体地说是涉及一种太阳能代替电能来烧水的太阳能水壶。

背景技术

2012年9月13日，国家能源局印发《太阳能发电发展“十二五”规划》中。规划的提出为太阳能利用产业的发展提供了政策保障；京都议定书的签定，环保政策的出台和对国际的承诺，给太阳能利用产业带来机遇；西部大开发，为太阳能利用产业提供巨大的国内市场；原油价格的上涨，中国能源战略的调整，使得政府加大对可再生能源发展的支持力度，所有这些都为中国太阳能利用产业的发展带来极大的机会。中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。目前，中国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。

目前，我们所掌握的基本原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器（槽式、碟式和塔式）等4种。通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳能光热利用分为低温利用（<200℃）、中温利用（200～800℃）和高温利用（>800℃）。然而，本专利就是利用到了器低温利用（<200℃），将我们的生活用水不用电，从而达到加热的目的。

本发明也考虑到了可能因天气问题导致太阳能不足，所以采用了太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）将其转化并储存为输出电源为交流220V的家庭用电。这样无论任何天气，任何地点都可以享受到太阳能水壶所带来的方便，快捷，舒适的生活体验。

发明内容

本发明的目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种只能单一利用电能加热生活用水的方式，并且发明出利用太阳能转化为电能并且将其储存起来的功能。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

本发明主要由以下部分组成:太阳能电池板(1)、蓄电池(组)(2)、温控器(3)、过滤网(4)、保温箱(5)、陶瓷太阳能集热器(6)、太阳能控制器(7)。

本发明太阳能水壶的工作原理为：利用太阳能收集装置（聚焦集热器）使水达到所需温度，沸腾时产生的水蒸汽使蒸汽感温元件的双金属片变形，这种变形通过杠杆原理推动电源开关断电。其断电是不可自复位的，故断电后水壶不会自动再加热。收集装置产生的其他能量会通过太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）等转化为电能储存起来，可供用户3—4天的需求。

保温原理：具有保温功能的水壶，大多有二个发热管，有一个保温发热管是通过保温开关单独控制的，它可以让用户控制选择是否保温。而本发明则利用陶瓷太阳能集热器代替了发热管，降低了能耗。关键部件：太阳能水壶的关键部件是太阳能收集装置，太阳能控制器、蓄电池（组），温控器，温控器的好坏及使用寿命决定了水壶的好坏及使用寿命。其他部件：除了关键的控温器，一个太阳能水壶的组成必须包含这些基本部件：开壶按键、水壶顶盖、电源开关、手柄、电源指示灯、加热地盘等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

相较于其他技术，本发明主要优点：发热快、保温好、过滤强、功能全。简单的烧水已经不能满足日常的需求，套装式的水壶开始走俏，除了电水壶，还有茶具等专用器具，烧水、泡茶、喝咖啡等一气呵成，体现了从头至尾的关爱。壶身设计更为简洁华丽、电源线内藏设计避免繁琐，符合现代家居的时尚风格理念；防滑手柄方便安全，尽显体贴之匠心；水烧开之后有趣的报警音，更能为生活增添了很多情趣。

附图说明

图1是本发明太阳能水壶的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

（一）基本功能

集热器

系统中的集热元件，其功能相当于电热水器中的电加热管。和电热水器、燃气热水器不同的是，太阳能集热器利用的是太阳的辐射热量，故而加热时间只能在有太阳照射的白昼，所以有时需要辅助加热。

保温水箱

和电热水壶的保温水箱一样，是储存热水的容器。采用搪瓷内胆承压保温水箱，保温效果好，耐腐蚀，水质清洁，使用寿命可长达20年以上。

连接管路

通过集热器将热量输送到保温水箱。设计合理、连接正确的循环管道对太阳能系统是否能达到最佳工作状态至关重要。热水管道必须做保温防冻处理。管道必须有很高的质量，保证有20年以上的使用寿命。

热交换器

板壳式全焊接换热器吸取了可拆板式换热器高效、紧凑的优点，弥补了管壳式换热器换热效率低、占地大等缺点。板壳式换热器传热板片呈波状椭圆形，圆形板片增加热长，大大提高传热性能。广泛用于高温、高压条件的换热工况。

（二）蓄电功能

太阳能蓄电系统由太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池（组）逆变器组成。

太阳能板

太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一，其转换率和使用寿命是决定太阳电池是否具有使用价值的重要因素。组件设计：按国际电工委员会IEC：1215：1993标准要求进行设计，采用36片或72片多晶硅太阳能电池进行串联以形成12V和24V各种类型的组件。该组件可用于各种户用光伏系统、独立光伏电站和并网光伏电站等。

原材料特点：电池片：采用高效率（16.5%以上）的单晶硅太阳能片封装，保证太阳能电池板发电功率充足。玻璃：采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃)，厚度3.2mm,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上，对于大于1200nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降。EVA：采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质EVA膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、TPT之间的连接剂。具有较高的透光率和抗老化能力。TPT：太阳电池的背面覆盖物—氟塑料膜为白色，对阳光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。当然，此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。边框：所采用的铝合金边框具有高强度，抗机械冲击能力强。也是太阳能发电系统中价值最高的部分。

太阳能控制器

太阳能控制器是由专用处理器CPU、电子元器件、显示器、开关功率管等组成。

主要特点：

1、使用了单片机和专用软件，实现了智能控制；

2、利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性，即不同的放电率具有不同的终了电压。

3、具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制；以上保护均不损坏任何部件，不烧保险；

4、采用了串联式PWM充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM高3%-6%，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿；

5、直观的LED发光管指示当前蓄电池状态，让用户了解使用状况；

6、所有控制全部采用工业级芯片（仅对带I工业级控制器），能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制，定时控制精确。

7、取消了电位器调整控制设定点，而利用了E方存储器记录各工作控制点，使设置数字化，消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素；

8、使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，使用极其方便直观的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。

本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种太阳能水壶，包括太阳能电池板(1)、蓄电池(组)(2)、温控器(3)、过滤网(4)、保温箱(5)、陶瓷太阳能集热器(6)、太阳能控制器(7)，其特征是:所述；蓄电池(组)(2)，所述保温箱(5)。

2.根据权利要求1所述的蓄电池(组)(2)，其特征是:所述蓄电池(组)(2)是由太阳能电池板(1)加热水后剩余的电量供给的，并且太阳能控制器(7)分别与太阳能电池板(1)蓄电池相连,实现完美控制太阳能与电能的转换。

3.根据权利要求1所述的保温箱(5)，其特征是:所述保温箱(5)是由陶瓷太阳能集热器(6)和太阳能电池板(1)用电共同加热的。