CN107726435A - 一种太阳能智能供暖装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能智能供暖装置，包括太阳能光伏组件，太阳能光伏组件通过防反二极管连接有储能模块，太阳能光伏组件通过防反二极管还连接有电加热管，电加热管设置在密封的储水箱内，储水箱内还设置有温度传感器，温度传感器与温度控制模块连接，温度控制模块上设置有与电加热管连接的限温器；其中储水箱的上设置有入水口和出水口，入水口上设置有水泵，出水口上连通有用于供热的散热器，散热器还与入水口连通。该装置能够实现采用太阳能进行冬季供暖，节省了用户冬季取暖的费用。
Description
技术领域
本发明属于太阳能应用技术领域；具体涉及一种太阳能智能供暖装置。
背景技术
现有的家庭供暖系统，一般采用壁挂锅炉，即燃气壁挂式快速采暖热水器来实现，需要通过燃烧天然气从而获得热能，实现冬季采暖、烧热水用于生活用水和洗澡的目的。在不可再生资源匮乏的情况下，如何使用新能源代替不可再生能源，减少二氧化碳的排放，响应国家节能减排的政策，是技术人员需要解决的问题。太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭”的绿色、无污染、无排放的清洁能源，如果使用太阳能进行采暖及烧热水，既可以为用户节约电费，甚至可以将太阳能多余的发电量外售，增加收益；也可以实现节能减排的目的。
发明内容
本发明提供了一种太阳能智能供暖装置，该设计能够实现采用太阳能进行冬季供暖，节省了用户冬季取暖的费用。
本发明的技术方案是：一种太阳能供暖设计，包括太阳能光伏组件，太阳能光伏组件通过防反二极管连接有储能模块，太阳能光伏组件通过防反二极管还连接有温度控制模块，温度控制模块上连接有电加热管和温度传感器，且电加热管和温度传感器设置在密封的储水箱；温度控制模块上设置有与电加热管连接的限温器；其中储水箱的上设置有入水口和出水口，入水口上设置有水泵，出水口上连通有用于供热的散热器，散热器还与入水口连通。
更进一步的，本发明的特点还在于：
其中储水箱包括两个独立的供暖用水区和生活用水区，其中供暖用水区和生活用水区均设置有出水口和入水口，且两个入水口上均设置有水泵。
其中供暖用水区和生活用水区内均设置有电加热管和温度传感器。
其中电加热管外部设置有环形水管，环形水管的一端连通出水口，环形水管的另一端连通入水口。
其中太阳能光伏组件通过防反二极管还连接有储能逆变器，储能逆变器通过智能电表连接交流电网。
其中温度控制模块上连接有智能控制装置，智能控制装置包括处理器，处理器上连接有接收端和输出端，输出端与温度控制模块连接，接收端上连接有控制终端。
其中储水箱从内至外依次为内胆、保温层和外壳。
其中温度控制模块上设置有用于显示储水箱内温度的温度显示屏、调节储水箱内水温的按键面板和控制电加热管的开关。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：太阳能光伏组件发电的电能通过电加热管对水加热，使太阳能光伏电能转化为热能，通过散热器实现冬季供暖并提供生活用水；与现有供暖的技术相比，具有以下优点：无需使用不可再生能源，减少二氧化碳排放量，实现节能减排的作用；配有储能模块，电能利用率高，在出水口配置水泵，可保证热水出水压力恒定，方便使用。
更进一步的，储水箱分为供暖用水区和生活用水区，在解决冬季供暖的同时，也实现了冬季热水的供应，并且将供暖用水区和生活用水区分开，用水干净卫生。
更进一步的，为了节约该装置的占用空间，设计一个储水箱，在储水箱内设置环形水管，环形水管通过热交换产生热水，并且作为生活热水的使用。
更进一步的，当储能模块中的电能不足时，储能逆变器可以在电价波谷时消耗市电对储能模块进行充电，实现了智能供暖烧水节电节能的目的；可以自动控制在电价波谷时段接通市电对储能模块进行充电，节省电费；可以将多余的光伏发电输送到低压电网，进行电力外售，增加收益；可以消纳太阳能光伏组件所产生的电能，以免太阳能组件产生的电量过多无法外售造成浪费。
更进一步的，配有智能控制装置，如人在外还未到家，可以通过智能手机、平板电脑、电脑、车载远程控制器等控制终端提前远程控制温度和加热时间的设定，等到家后房间温度到达设定温度，也可以直接用上热水。
更进一步的，显示屏、按键面板和开关更好的实现了对储水箱温度的控制。
附图说明
图1为本发明的第一种结构示意图；
图2为本发明的第二种结构示意图；
图3为本发明的第三种结构示意图。
图中：1为太阳能光伏组件；2为防反二极管；3为储能模块；4为储能逆变器；5为智能电表；6为交流电网；7为控制终端；8为智能控制装置；9为温度控制模块；10为接收器；11为处理器；12为输出端；13为储水箱；14为温度传感器；15为电加热管；16为出水口；17为入水口；18为水泵；19为散热器；20为总入水口；21为水管开关。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。
本发明提供了一种太阳能智能供暖装置，如图1所示，包括太阳能光伏组件1，太阳能光伏组件1与防反二极管2连接，防反二极管2与储能模块3连接；储能模块3包括为磷酸铁锂电池以及充放电控制器，磷酸铁锂电池容量大小由太阳能光伏组件1的容量和热水需求量决定。
防反二极管2还与储能逆变器4连接，储能逆变器4通过智能电表5与交流电网6连接；其中储能逆变器4将光伏直流电转换为交流电，并且通过智能电表5计算转换的电量，同时供应给交流电网6。
防反二极管2通过储能逆变器4与温度控制模块9连接，温度控制模块9与温度传感器14和电加热管15连接，温度传感器14和电加热管15设置在储水箱13内，电加热管15还与温度控制模块9上的限温器连接；其中温度控制模块9上设置有用于显示储水箱13内水温的温度显示屏、调节储水箱内水温的按键面板和控制电加热管的开关，其中限温器与该开关串联后与储能逆变器4和智能电表5相连，智能电表5与220V交流电源3连接。
储水箱13包括两个腔室，分别为供暖用水区和生活用水区，其中供暖用水区和生活用水区的上部均开有出水口16，供暖用水区和生活用水区的下部均开有入水口17，其中入水口17上均设置有用于促进水流动的水泵18；供暖用水区的出水口与散热器19连通，散热器19散布在需要供暖的区域内；生活用水区的出水口与生活用水的各个出口连通，具体包括水龙头、洗浴设施等；供暖用水区和生活用水区的入水口17上设置有水管开关21，且入水口17与总入水口20连通。
优选的，供暖用水区和生活用水区分别设置有电加热管15和温度传感器14。
温度控制模块9还与智能控制模块8连接，智能控制模块8与控制终端7连接，智能控制模块8包括与控制终端7连接的接收器10，接收器10与处理器11连接，处理器11与输出端12连接，输出端12与温度控制模块9连接。其中控制终端7为智能手机、平板电脑、电脑、车载远程控制器等移动终端，控制终端7或为遥控器等装置，控制终端7通过接收器10向处理器11发送控制指令，处理器11通过输出端12控制温度控制模块9，实现了远程控制。
优选的，本发明中储水箱13为三层结构，从内至外依次为内胆、保温层和外壳。
如图2所示，为本发明的第二种结构，其中储水箱13分为两个，分别为供暖用水箱和生活用水箱，其余设置与图1的结构相同。
如图3所示，为本发明的第三种结构，其中储水箱13为一个，且其电加热管15上设置有环形水管，环形水管的一端为生活用水的入水口，环形水管的另一端为生活用水的出水口；从入水口进去的冷水通过在环形水管内流动进行热交换加热，然后从出水口排出热水供生活用水使用。
本发明的使用方法是：当太阳能光伏组件1受到太阳光照射后产生电能，光伏电能通过电加热管15将电能转化为热能对储水箱13中的水加热。当水的温度被加热到限温器设定的温度后，限温器自动断开与储能模块3的连接，此时加热停止，达到安全水温。热水通过水管到达安装在各个房间的散热器19进行散热，使房间温度上升，同时可以提供生活用热水用于洗澡等用途。当光照充足时，太阳能光伏组件1对储能模块3进行充电，将多余转化的电能储存进储能模块中。当储能模块充满电时，多余功率通过储能逆变器4和智能电表5可以并网输出至交流电网6。
使用时，入水口17通过水泵18平稳进水补充冷水，储水箱13内保持满水的状态当水温下降后，限温器自动恢复接通电源，对储水箱13中的水继续加热。当太阳光照强度不够或者夜间时，储能模块3中储存的电能可以继续使用并对水进行加热；当储能模块3中的电能不足时且太阳能光伏组件由于天气时间等原因无法继续为其补充电能时，储能逆变器4可以控制接入市电进行加热，且夜间在电价便宜的时候可以控制对储能模块3进行充电，达到节电节能的目的。
具体的，如图1所示的结构，在同一个储水箱13内，冷水分别通过不同的进水口17进入供暖用水区和生活用水区，两个电加热管15分别对供暖用水区和生活用水区中的水进行加热，并且通过出水口16将热水排出，分别用于散热器19的供暖或多个热水出口的生活用水。
如图2所示的结构，分别设置用于供暖的储水箱和生活用水的储水箱，且两个独立的储水箱分别具有各自的出水口、入水口以及电加热管。
如图3所示的结构，设置一个储水箱13，且储水箱13内的水通过散热器19用于供暖；在电加热器15的外侧设置有环形水管，环形水管的一端连通一个出水口，环形水管的另一端连通一个入水口，且环形水管内通入冷水后，在储水箱13内进行热交换后变成热水，然后通过出水口排出，并且用于生活热水。
Claims (8)
1.一种太阳能智能供暖装置，其特征在于，包括太阳能光伏组件(1)，太阳能光伏组件(1)通过防反二极管(2)连接有储能模块(3)，太阳能光伏组件(1)通过防反二极管(2)还连接有温度控制模块(9)，温度控制模块(9)上连接有电加热管(15)和温度传感器(14)，且电加热管(15)和温度传感器(14)设置在密封的储水箱(13)；温度控制模块(9)上设置有与电加热管(15)连接的限温器；
所述储水箱(13)的上设置有入水口(17)和出水口(16)，入水口(17)上设置有水泵(18)，出水口(16)上连通有用于供热的散热器(19)，散热器(19)还与入水口(17)连通。
2.根据权利要求1所述的太阳能智能供暖装置，其特征在于，所述储水箱(13)包括两个独立的供暖用水区和生活用水区，其中供暖用水区和生活用水区均设置有出水口(16)和入水口(17)，且两个入水口(17)上均设置有水泵(18)。
3.根据权利要求2所述的太阳能智能供暖装置，其特征在于，所述供暖用水区和生活用水区内均设置有电加热管(15)和温度传感器(14)。
4.根据权利要求1所述的太阳能智能供暖装置，其特征在于，所述电加热管(15)外部设置有环形水管，环形水管的一端连通出水口(16)，环形水管的另一端连通入水口(17)。
5.根据权利要求1所述的太阳能智能供暖装置，其特征在于，所述太阳能光伏组件(1)通过防反二极管(2)还连接有储能逆变器(4)，储能逆变器(4)通过智能电表(5)连接交流电网(6)。
6.根据权利要求1所述的太阳能智能供暖装置，其特征在于，所述温度控制模块(9)上连接有智能控制装置(8)，智能控制装置(8)包括处理器(11)，处理器(11)上连接有接收端(10)和输出端(12)，输出端(12)与温度控制模块(9)连接，接收端(10)上连接有控制终端(7)。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的太阳能智能供暖装置，其特征在于，所述储水箱(13)从内至外依次为内胆、保温层和外壳。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的太阳能智能供暖装置，其特征在于，所述温度控制模块(9)上设置有用于显示储水箱(13)内温度的温度显示屏、调节储水箱(13)内水温的按键面板和控制电加热管(15)的开关。
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