CN107631493A - 一种光伏光热一体化太阳能热水器 - Google Patents

一种光伏光热一体化太阳能热水器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏光热一体化太阳能热水器，包括保温水箱、集热装置、第一支架、第二支架、太阳能电池板、太阳能蓄电池和控制器，所述第一支架和第二支架均为梯形支架，所述保温水箱、第二支架固定在第一支架上，所述集热装置固定在第一支架的倾斜面上，所述太阳能电池板固定在第二支架的倾斜面上，所述保温水箱内设有内胆、保温层，所述保温水箱上开有集热管连接口、泄压口、进水口、出水口，所述内胆中处设有电加热管、温度传感器和液位传感器。本发明的有益效果是，结构简单，实用性强。

Description

一种光伏光热一体化太阳能热水器
技术领域
本发明涉及热水器设备技术领域，特别是一种光伏光热一体化太阳能热水器。
背景技术
太阳能是一种可自由利用、无污染、能量密度不高的持久能源，它是人类可以利用的最丰富的能源，也是最廉价，最洁净和最有发展前途的能源。长期以来人们在探索太阳能热利用方面做了大量的工作并取得了良好的成效。其中，太阳能热水器的热利用转换技术无疑是最为成熟的。但市面上的太阳能热水器使用太阳能的效率普遍低下，在阳光充足的天气中可利用太阳能加热水，但在夜间或阴雨天只能依靠辅助加热装置对水进行加热，未能高效利用太阳能，存在资源浪费。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种光伏光热一体化太阳能热水器。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种光伏光热一体化太阳能热水器，包括保温水箱、集热装置、第一支架、第二支架、太阳能电池板、太阳能蓄电池和控制器，所述第一支架和第二支架均为梯形支架，所述保温水箱固定在第一支架顶端，所述第二支架固定在第一支架顶端且位于保温水箱正上方，所述集热装置固定在第一支架的倾斜面上，所述太阳能电池板固定在第二支架的倾斜面上，所述集热装置由固定在第一支架倾斜面上的反光板、固定在第一支架倾斜面底部的托架、固定在托架上且位于反光板上方的若干全玻璃真空太阳集热管共同构成，所述保温水箱内设有内胆，所述保温水箱和内胆间设有保温层，所述保温水箱上开有若干均匀分布且贯通内胆的集热管连接口，所述全玻璃真空太阳集热管的冷凝段穿插过集热管连接口且伸入内胆中，所述保温水箱上端一侧开有贯通内胆的泄压口，所述泄压口处设有与泄压口密封连接的泄压管，所述泄压管上且位于泄压口处设有泄压阀，所述保温水箱下端且位于泄压口下方开有贯通内胆的进水口，所述进水口处设有与进水口密封连接的进水管，所述进水管上设有单向阀，所述保温水箱下端一侧开有贯通内胆的出水口，所述出水口处设有与出水口密封连接的出水管，所述出水管的另一端与用水端连接，所述出水管上且位于出水口处设有电磁阀，所述内胆中且位于出水口处设有电加热管，所述太阳能蓄电池固定在保温水箱上端表面且位于太阳能电池板下方，所述太阳能蓄电池与太阳能电池板间通过太阳能控制器电性连接。
所述内胆中设有温度传感器和液位传感器。
所述进水管上连有增压泵。
所述保温层的材料为聚氨酯泡沫。
所述集热管连接口的开口数量与全玻璃真空太阳集热管的个数相同，所述全玻璃真空太阳集热管与集热管连接口间设有密封防尘圈。
所述保温水箱和保温水箱的箱体外壳材料均为不锈钢。
所述控制器上设有LED显示屏、调节按钮、开关和用电接口，所述用电接口与外部电源电性连接。
所述反光板上涂有反光漆。
所述控制器内设有PLC系统。
所述控制器与电磁阀、太阳能蓄电池、太阳能控制器、温度传感器、液位传感器和增压泵电性连接。
利用本发明的技术方案制作的一种光伏光热一体化太阳能热水器，可在阳光充足时通过集热装置加热保温水箱内的水，同时通过太阳能电池板将太阳能转化为电能储蓄到太阳能蓄电池内，在夜间或阴天时可利用太阳能蓄电池内储蓄的电能，通过电加热管加热保温水箱内的水，提高太阳能的使用效率，达到高效利用太阳能的目的，同时节约电能，减少资源浪费。
附图说明
图1是本发明所述一种光伏光热一体化太阳能热水器的结构示意图；
图2是本发明所述保温水箱的示意图；
图3是本发明所述一种光伏光热一体化太阳能热水器的侧视图；
图4是本发明所述控制器的示意图；
图中，1、保温水箱；2、第一支架；3、第二支架；4、太阳能电池板；5、太阳能蓄电池；6、控制器；7、反光板；8、托架；9、全玻璃真空太阳集热管；10、内胆；11、保温层；12、集热管连接口；13、泄压口；14、泄压管；15、泄压阀；16、进水口；17、进水管；18、单向阀；19、出水口；20、出水管；21、电磁阀；22、电加热管；23、太阳能控制器；24、温度传感器；25、液位传感器；26、增压泵；27、密封防尘圈；28、LED显示屏；29、调节按钮；30、开关；31、用电接口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-4所示，一种光伏光热一体化太阳能热水器，包括保温水箱1、集热装置、第一支架2、第二支架3、太阳能电池板4、太阳能蓄电池5和控制器6，所述第一支架2和第二支架3均为梯形支架，所述保温水箱1固定在第一支架2顶端，所述第二支架3固定在第一支架2顶端且位于保温水箱1正上方，所述集热装置固定在第一支架2的倾斜面上，所述太阳能电池板4固定在第二支架3的倾斜面上，所述集热装置由固定在第一支架2倾斜面上的反光板7、固定在第一支架2倾斜面底部的托架8、固定在托架8上且位于反光板7上方的若干全玻璃真空太阳集热管9共同构成，所述保温水箱1内设有内胆10，所述保温水箱1和内胆10间设有保温层11，所述保温水箱1上开有若干均匀分布且贯通内胆10的集热管连接口12，所述全玻璃真空太阳集热管9的冷凝段穿插过集热管连接口12且伸入内胆10中，所述保温水箱1上端一侧开有贯通内胆10的泄压口13，所述泄压口13处设有与泄压口13密封连接的泄压管14，所述泄压管14上且位于泄压口13处设有泄压阀15，所述保温水箱1下端且位于泄压口13下方开有贯通内胆10的进水口16，所述进水口16处设有与进水口16密封连接的进水管17，所述进水管17上设有单向阀18，所述保温水箱1下端一侧开有贯通内胆10的出水口19，所述出水口19处设有与出水口19密封连接的出水管20，所述出水管20的另一端与用水端连接，所述出水管20上且位于出水口19处设有电磁阀21，所述内胆10中且位于出水口19处设有电加热管22，所述太阳能蓄电池5固定在保温水箱1上端表面且位于太阳能电池板4下方，所述太阳能蓄电池5与太阳能电池板4间通过太阳能控制器23电性连接；所述内胆10中设有温度传感器24和液位传感器25；所述进水管17上连有增压泵26；所述保温层11的材料为聚氨酯泡沫；所述集热管连接口12的开口数量与全玻璃真空太阳集热管9的个数相同，所述全玻璃真空太阳集热管9与集热管连接口12间设有密封防尘圈27；，所述保温水箱1和保温水箱1的箱体外壳材料均为不锈钢；所述控制器6上设有LED显示屏28、调节按钮29、开关30和用电接口31，所述用电接口31与外部电源电性连接；所述反光板7上涂有反光漆；所述控制器6内设有PLC系统；所述控制器6与电磁阀21、太阳能蓄电池5、电加热管22、太阳能控制器23、温度传感器24、液位传感器25和增压泵26电性连接。
本实施方案的特点为，第一支架和第二支架均为梯形支架，保温水箱固定在第一支架顶端，第二支架固定在第一支架顶端且位于保温水箱正上方，集热装置均固定在第一支架的倾斜面上，太阳能电池板固定在第二支架的倾斜面上，集热装置由固定在第一支架倾斜面上的反光板、固定在第一支架倾斜面底部的托架、固定在托架上且位于反光板上方的若干全玻璃真空太阳集热管共同构成，保温水箱内设有内胆，保温水箱和内胆间设有保温层，保温水箱上开有若干均匀分布且贯通内胆的集热管连接口，全玻璃真空太阳集热管的冷凝段穿插过集热管连接口且伸入内胆中，保温水箱上端一侧开有贯通内胆的泄压口，泄压口处设有与泄压口密封连接的泄压管，泄压管上且位于泄压口处设有泄压阀，保温水箱下端且位于泄压口下方开有贯通内胆的进水口，进水口处设有与进水口密封连接的进水管，进水管上设有单向阀，保温水箱下端一侧开有贯通内胆的出水口，出水口处设有与出水口密封连接的出水管，出水管的另一端与用水端连接，出水管上且位于出水口处设有电磁阀，内胆中且位于出水口处设有电加热管，太阳能蓄电池固定在保温水箱上端表面且位于太阳能电池板下方，太阳能蓄电池与太阳能电池板间通过太阳能控制器电性连接。利用本发明的技术方案制作的一种光伏光热一体化太阳能热水器，可在阳光充足时通过集热装置加热保温水箱内的水，同时通过太阳能电池板将太阳能转化为电能储蓄到太阳能蓄电池内，在夜间或阴天时可利用太阳能蓄电池内储蓄的电能，通过电加热管加热保温水箱内的水，提高太阳能的使用效率，达到高效利用太阳能的目的，同时节约电能，减少资源浪费。
在本实施方案中，全玻璃真空太阳集热管吸收太阳能热量，并将热量释放到内胆中，通过与内胆中的水进行热交换，使内胆中水温升高，内胆中的温度传感器和液位传感器将保温水箱的水温和水量信息传递到控制器，并在LED显示屏显示出实时的水温的水量信息，当保温水箱内的水温超过预设温度时，电磁阀开启，内胆中的热水通过出水管输出到用水处，当内胆中水位低于预设最低水位线时，控制器控制增压泵工作，通过增压泵将水源处的水泵入保温水箱中，当水位超过最高水位线时，控制器自动关闭增压泵。在集热装置为内胆蓄水加热的同时，位于保温水箱上方的太阳能电池板源源不断地吸收太阳能，将太阳能转化为电能并储蓄到太阳能蓄电池中，当太阳光线不足，通过光热为内胆蓄水加热无法达到预设最低水温时，控制器控制电加热管工作，太阳能蓄电池为电加热管提供电能，电加热管将内胆蓄水加热到预设温度，使内胆水温保持一定，可随时使用。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏光热一体化太阳能热水器，包括保温水箱(1)、集热装置、第一支架(2)、第二支架(3)、太阳能电池板(4)、太阳能蓄电池(5)和控制器(6)，其特征在于，所述第一支架(2)和第二支架(3)均为梯形支架，所述保温水箱(1)固定在第一支架(2)顶端，所述第二支架(3)固定在第一支架(2)顶端且位于保温水箱(1)正上方，所述集热装置固定在第一支架(2)的倾斜面上，所述太阳能电池板(4)固定在第二支架(3)的倾斜面上，所述集热装置由固定在第一支架(2)倾斜面上的反光板(7)、固定在第一支架(2)倾斜面底部的托架(8)、固定在托架(8)上且位于反光板(7)上方的若干全玻璃真空太阳集热管(9)共同构成，所述保温水箱(1)内设有内胆(10)，所述保温水箱(1)和内胆(10)间设有保温层(11)，所述保温水箱(1)上开有若干均匀分布且贯通内胆(10)的集热管连接口(12)，所述全玻璃真空太阳集热管(9)的冷凝段穿插过集热管连接口(12)且伸入内胆(10)中，所述保温水箱(1)上端一侧开有贯通内胆(10)的泄压口(13)，所述泄压口(13)处设有与泄压口(13)密封连接的泄压管(14)，所述泄压管(14)上且位于泄压口(13)处设有泄压阀(15)，所述保温水箱(1)下端且位于泄压口(13)下方开有贯通内胆(10)的进水口(16)，所述进水口(16)处设有与进水口(16)密封连接的进水管(17)，所述进水管(17)上设有单向阀(18)，所述保温水箱(1)下端一侧开有贯通内胆(10)的出水口(19)，所述出水口(19)处设有与出水口(19)密封连接的出水管(20)，所述出水管(20)的另一端与用水端连接，所述出水管(20)上且位于出水口(19)处设有电磁阀(21)，所述内胆(10)中且位于出水口(19)处设有电加热管(22)，所述太阳能蓄电池(5)固定在保温水箱(1)上端表面且位于太阳能电池板(4)下方，所述太阳能蓄电池(5)与太阳能电池板(4)间通过太阳能控制器(23)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化太阳能热水器，其特征在于，所述内胆(10)中设有温度传感器(24)和液位传感器(25)。
3.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化太阳能热水器，其特征在于，所述进水管(17)上连有增压泵(26)。
4.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化太阳能热水器，其特征在于，所述保温层(11)的材料为聚氨酯泡沫。
5.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化太阳能热水器，其特征在于，所述集热管连接口(12)的开口数量与全玻璃真空太阳集热管(9)的个数相同，所述全玻璃真空太阳集热管(9)与集热管连接口(12)间设有密封防尘圈(27)。
6.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化太阳能热水器，其特征在于，所述保温水箱(1)和保温水箱(1)的箱体外壳材料均为不锈钢。
7.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化太阳能热水器，其特征在于，所述控制器(6)上设有LED显示屏(28)、调节按钮(29)、开关(30)和用电接口(31)，所述用电接口(31)与外部电源电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化太阳能热水器，其特征在于，所述反光板(7)上涂有反光漆。
9.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化太阳能热水器，其特征在于，所述控制器(6)内设有PLC系统。
10.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化太阳能热水器，其特征在于，所述控制器(6)与电磁阀(21)、太阳能蓄电池(5)、电加热管(22)、太阳能控制器(23)、温度传感器(24)、液位传感器(25)和增压泵(26)电性连接。
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