CN108645050A - 一种高效速热的太阳能热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效速热的太阳能热水器，包括支撑架、储水箱及中空集热管，所述支撑架是由竖直固定框架及横向固定架组成，所述储水箱与所述横向固定架之间设有光伏调节装置且其是由连接支撑杆、矩形卡槽、螺纹通孔、紧定螺钉、矩形卡块、中空集热管固定座、微型驱动电机一、半圆弧形反光板及太阳方位传感器组成，所述储水箱上端设有太阳能储电装置且其是由长形固定板、矩形中空槽、微型驱动电机二、竖直固定圆杆、弧形太阳能充电板、太阳传感器及储电池组成，所述储水箱内壁设有温度传感器、加热片及水位传感器，所述竖直固定框架外侧壁设有主控板及信息显示屏。本发明的有益效果是，结构简单，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能热水器领域，特别是一种高效速热的太阳能热水器。
背景技术
传统的太阳能热水器是利用集热管对储水箱内的水进行加热，但由于集热管通常是相对于地面倾斜一定角度平行设置，使得集热管只能单面受到太阳光照射，从而降低了集热管的工作效率，使得储水箱内的水升温较慢；而且现有的太阳能热水器只是通过集热管来利用太阳能，使得太阳能的利用率不高，因此现在需要一种高效速热的太阳能热水器，通过设有的半圆弧形反光板将不同位置、不同时候的太阳光反射到集热管阴面，从而大大提高了集热管的工作效率，通过设有的弧形太阳能充电板对不同位置、不同时候的太阳光进行采集，转化为电能进行储存，从而大大提高了对太阳能的利用率，同时也可以通过设有的加热片进行加热，提高了储水箱内液体的升温速度。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种高效速热的太阳能热水器。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种高效速热的太阳能热水器，包括支撑架、储水箱及若干中空集热管，所述支撑架是由竖直固定框架及竖直固定框架下端一侧面两端分别固定设有的横向放置的横向固定架组成，所述储水箱设于所述竖直固定框架上端，所述储水箱对应所述横向固定架一侧面与所述横向固定架非固定端之间设有光伏调节装置，所述光伏调节装置是由所述横向固定架非固定端之间设有的连接支撑杆、连接支撑杆对应所述竖直固定框架一侧面且沿其长度方向等距离均匀开有的若干矩形卡槽、连接支撑杆上端且对应矩形卡槽位置分别开有的连通矩形卡槽的螺纹通孔、通过螺纹通孔拧入矩形卡槽内的紧定螺钉、矩形卡槽内可依次插入长度不一的矩形卡块、矩形卡块对应其插入方向另一端设有的中空集热管固定座、中空集热管固定座中部内腔且对应所述储水箱方向一侧上倾一定角度固定设有的微型驱动电机一、一端与微型驱动电机一连接另一端穿过中空集热管固定座内腔且与所述储水箱外壁活动连接的半圆弧形反光板及半圆弧形反光板内侧面中部设有的太阳方位传感器组成，所述中空集热管一端固定于所述中空集热管固定座上、另一端伸进所述储水箱内腔，所述半圆弧形反光板与所述中空集热管平行设置且所述半圆弧形反光板半包围住所述中空集热管，所述储水箱上端设有太阳能储电装置，所述太阳能储电装置是由所述储水箱上端且沿其长度方向设有的长形固定板、长形固定板内腔且沿其长度方向开有的一定长度的矩形中空槽、沿矩形中空空槽长度方向等距离均匀设于矩形中空槽内部的若干微型驱动电机二、竖直插入矩形中空槽内且下端分别与微型驱动电机二的旋转端固定连接的竖直固定圆杆、套于竖直固定圆杆外部的弧形太阳能充电板、弧形太阳能充电板内侧面上设有的太阳传感器及所述竖直固定框架外壁固定设有的储电池组成，所述储水箱内壁设有温度传感器、加热片及水位传感器，所述竖直固定框架外侧壁设有主控板及信息显示屏，所述主控板包括信息收集模块、信息处理模块、计算芯片及主控模块。
所述中空集热管分为外管和内管，内管外壁通过真空溅射选择性镀膜工艺镀有选择性吸热膜，所述中空集热管采用高硼硅3.3特硬玻璃制成。
所述储水箱包括内胆、保温层及水箱外壳，所述储水箱一端侧壁上部设有溢流管，所述半圆弧形反光板内侧面贴有用于太阳光反射的反光膜。
所述支撑架可固定设于屋顶等采光条件好的地方、面朝南方且呈三角形状放置，所述矩形卡块的设置长度对应自然环境下太阳的起落方向依次递增，所述半圆弧形反光板位置之间相互不可冲突。
所述中空集热管固定座与所述储水箱相互对应位置且沿所述半圆弧形反光板转动方向分别开有圆环形凹槽和圆环形通槽，所述微型驱动电机一设置角度与所述半圆弧形反光板一致， 所述半圆弧形反光板一端穿过所述圆环形通槽与所述微型驱动电机一旋转端连接，所述半圆弧形反光板另一端位于所述圆环形凹槽内，且不可脱落。
所述微型驱动电机一和微型驱动电机二为旋转电机，所述微型驱动电机一、微型驱动电机二、太阳传感器及太阳方位传感器外部均设有防水膜。
所述储电池可设为锂电池组，所述储电池与所述弧形太阳能充电板之间设有光伏控制器，所述弧形太阳能充电板内侧面上不同位置可设有一定大小的反光膜。
所述太阳传感器、太阳方位传感器、温度传感器及水位传感器信息输出端分别通过所述信息收集模块、信息处理模块、计算芯片与所述主控板及信息显示屏信息输入端电连。
所述主控模块外壁设有控制器触摸电容屏，内部设有PLC系统及分别控制所述微型驱动电机一、微型驱动电机二、信息收集模块、信息处理模块、计算芯片、加热片的控制模块。
所述加热片采用硅胶加热片，所述竖直固定框架外侧壁且对应所述主控板和信息显示屏位置设有完全罩住所述主控板和信息显示屏的保护罩壳，所述保护罩壳采用防水、耐腐蚀材料制成。
利用本发明的技术方案制作的高效速热的太阳能热水器，通过设有的半圆弧形反光板将不同位置、不同时候的太阳光反射到集热管阴面，从而大大提高了集热管的工作效率，通过设有的弧形太阳能充电板对不同位置、不同时候的太阳光进行采集，转化为电能进行储存，从而大大提高了对太阳能的利用率，同时也可以通过设有的加热片进行加热，提高了储水箱内液体的升温速度。
附图说明
图1是本发明所述高效速热的太阳能热水器的整体结构示意图；
图2是本发明所述光伏调节装置结构示意图；
图3是本发明所述太阳能储电装置结构示意图；
图中，1、支撑架；2、储水箱；3、中空集热管；4、竖直固定框架；5、横向固定架；6、光伏调节装置；7、连接支撑杆；8、矩形卡槽；9、螺纹通孔；10、紧定螺钉；11、矩形卡块；12、中空集热管固定座；13、微型驱动电机一；14、半圆弧形反光板；15、太阳方位传感器；16、太阳能储电装置；17、长形固定板；18、矩形中空槽；19、光伏控制器；20、微型驱动电机二；21、竖直固定圆杆；22、弧形太阳能充电板；23、太阳传感器；24、储电池；25、温度传感器；26、加热片；27、水位传感器；28、主控板；29、信息显示屏；30、信息收集模块；31、信息处理模块；32、计算芯片；33、主控模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示，一种高效速热的太阳能热水器，包括支撑架1、储水箱2及若干中空集热管3，所述支撑架1是由竖直固定框架4及竖直固定框架4下端一侧面两端分别固定设有的横向放置的横向固定架5组成，所述储水箱2设于所述竖直固定框架4上端，所述储水箱2对应所述横向固定架5一侧面与所述横向固定架5非固定端之间设有光伏调节装置6，所述光伏调节装置6是由所述横向固定架5非固定端之间设有的连接支撑杆7、连接支撑杆7对应所述竖直固定框架4一侧面且沿其长度方向等距离均匀开有的若干矩形卡槽8、连接支撑杆7上端且对应矩形卡槽8位置分别开有的连通矩形卡槽8的螺纹通孔9、通过螺纹通孔9拧入矩形卡槽8内的紧定螺钉10、矩形卡槽8内可依次插入长度不一的矩形卡块11、矩形卡块11对应其插入方向另一端设有的中空集热管固定座12、中空集热管固定座12中部内腔且对应所述储水箱2方向一侧上倾一定角度固定设有的微型驱动电机一13、一端与微型驱动电机一13连接另一端穿过中空集热管固定座12内腔且与所述储水箱2外壁活动连接的半圆弧形反光板14及半圆弧形反光板14内侧面中部设有的太阳方位传感器15组成，所述中空集热管3一端固定于所述中空集热管固定座12上、另一端伸进所述储水箱2内腔，所述半圆弧形反光板14与所述中空集热管3平行设置且所述半圆弧形反光板14半包围住所述中空集热管3，所述储水箱2上端设有太阳能储电装置16，所述太阳能储电装置16是由所述储水箱2上端且沿其长度方向设有的长形固定板17、长形固定板17内腔且沿其长度方向开有的一定长度的矩形中空槽18、沿矩形中空槽18长度方向等距离均匀设于矩形中空槽18内部的若干微型驱动电机二20、竖直插入矩形中空槽18内且下端分别与微型驱动电机二20的旋转端固定连接的竖直固定圆杆21、套于竖直固定圆杆21外部的弧形太阳能充电板22、弧形太阳能充电板22内侧面上设有的太阳传感器23及所述竖直固定框架4外壁固定设有的储电池24组成，所述储水箱2内壁设有温度传感器25、加热片26及水位传感器27，所述竖直固定框架4外侧壁设有主控板28及信息显示屏29，所述主控板28包括信息收集模块30、信息处理模块31、计算芯片32及主控模块33；所述中空集热管3分为外管和内管，内管外壁通过真空溅射选择性镀膜工艺镀有选择性吸热膜，所述中空集热管3采用高硼硅3.3特硬玻璃制成；所述储水箱2包括内胆、保温层及水箱外壳，所述储水箱2一端侧壁上部设有溢流管，所述半圆弧形反光板14内侧面贴有用于太阳光反射的反光膜；所述支撑架1可固定设于屋顶等采光条件好的地方、面朝南方且呈三角形状放置， 所述矩形卡块11的设置长度对应自然环境下太阳的起落方向依次递增，所述半圆弧形反光板14位置之间相互不可冲突；所述中空集热管固定座12与所述储水箱2相互对应位置且沿所述半圆弧形反光板14转动方向分别开有圆环形凹槽和圆环形通槽，所述微型驱动电机一13设置角度与所述半圆弧形反光板14一致， 所述半圆弧形反光板14一端穿过所述圆环形通槽与所述微型驱动电机一13旋转端连接，所述半圆弧形反光板14另一端位于所述圆环形凹槽内，且不可脱落；所述微型驱动电机一13和微型驱动电机二20为旋转电机，所述微型驱动电机一13、微型驱动电机二20、太阳传感器23及太阳方位传感器15外部均设有防水膜；所述储电池24可设为锂电池组，所述储电池24与所述弧形太阳能充电板22之间设有光伏控制器19，所述弧形太阳能充电板22内侧面上不同位置可设有一定大小的反光膜；所述太阳传感器23、太阳方位传感器15、温度传感器25及水位传感器27信息输出端分别通过所述信息收集模块30、信息处理模块31、计算芯片32与所述主控板28及信息显示屏29信息输入端电连；所述主控模块33外壁设有控制器触摸电容屏，内部设有PLC系统及分别控制所述微型驱动电机一13、微型驱动电机二20、信息收集模块30、信息处理模块31、计算芯片32、加热片26的控制模块；所述加热片26采用硅胶加热片，所述竖直固定框架4外侧壁且对应所述主控板28和信息显示屏29位置设有完全罩住所述主控板28和信息显示屏29的保护罩壳，所述保护罩壳采用防水、耐腐蚀材料制成。
本发明的特点为，一种高效速热的太阳能热水器，包括支撑架、储水箱及若干中空集热管，支撑架是由竖直固定框架及竖直固定框架下端一侧面两端分别固定设有的横向放置的横向固定架组成，储水箱设于竖直固定框架上端，储水箱对应横向固定架一侧面与横向固定架非固定端之间设有光伏调节装置，光伏调节装置是由横向固定架非固定端之间设有的连接支撑杆、连接支撑杆对应竖直固定框架一侧面且沿其长度方向等距离均匀开有的若干矩形卡槽、连接支撑杆上端且对应矩形卡槽位置分别开有的连通矩形卡槽的螺纹通孔、通过螺纹通孔拧入矩形卡槽内的紧定螺钉、矩形卡槽内可依次插入长度不一的矩形卡块、矩形卡块对应其插入方向另一端设有的中空集热管固定座、中空集热管固定座中部内腔且对应储水箱方向一侧上倾一定角度固定设有的微型驱动电机一、一端与微型驱动电机一连接另一端穿过中空集热管固定座内腔且与储水箱外壁活动连接的半圆弧形反光板及半圆弧形反光板内侧面中部设有的太阳方位传感器组成，中空集热管一端固定于中空集热管固定座上、另一端伸进储水箱内腔，半圆弧形反光板与中空集热管平行设置且半圆弧形反光板半包围住中空集热管，储水箱上端设有太阳能储电装置，太阳能储电装置是由储水箱上端且沿其长度方向设有的长形固定板、长形固定板内腔且沿其长度方向开有的一定长度的矩形中空槽、沿矩形中空空槽长度方向等距离均匀设于矩形中空槽内部的若干微型驱动电机二、竖直插入矩形中空槽内且下端分别与微型驱动电机二的旋转端固定连接的竖直固定圆杆、套于竖直固定圆杆外部的弧形太阳能充电板、弧形太阳能充电板内侧面上设有的太阳传感器及竖直固定框架外壁固定设有的储电池组成，储水箱内壁设有温度传感器、加热片及水位传感器，竖直固定框架外侧壁设有主控板及信息显示屏，主控板包括信息收集模块、信息处理模块、计算芯片及主控模块，通过设有的半圆弧形反光板将不同位置、不同时候的太阳光反射到集热管阴面，从而大大提高了集热管的工作效率，通过设有的弧形太阳能充电板对应不同位置、不同时候的太阳光进行采集，转化为电能进行储存，从而大大提高了对太阳能的利用率，同时也可以通过设有的加热片进行加热，提高了储水箱内液体的升温速度。
在本发明中，支撑架固定于地面，支撑架中的竖直固定框架上端设有储水箱，支撑架中横向固定架非固定端直接设有连接支撑杆，长度不一的矩形卡块依次插入开于连接支撑杆侧面的矩形卡槽内，通过紧定螺钉拧入螺纹通孔内进行固定，矩形卡块对应太阳运行方向长度依次递增。矩形卡块端部设有中空集热管固定座，中空集热管固定座与储水箱之间设有依次设有中空集热管，设于支撑架中竖直固定框架外壁的主控板上的主控模块控制驱动电机一运作，驱动电机一带动半包围住中空集热管的半圆弧形反光板进行旋转，半圆弧形反光板内侧壁上设有的太阳方位传感器从来检测太阳光的照射角度，从而控制半圆弧形反光板所转动的角度，使得半圆弧形反光板可以将不同位置、不同时候的太阳光反射到中空集热管阴面，从而大大提高集热管的工作效率。储水箱上端设有太阳能储电装置，设于弧形太阳能充电板内侧壁上的太阳传感器检测太阳的位置，主控模块控制驱动电机二运作，通过竖直固定圆杆带动弧形太阳能充电板对应太阳位置旋转，弧形太阳能充电板所采集的太阳能转换为电能储存于储电池内。在储水箱内设有温度传感器和加热片，当检测到温度过低时，加热片开始对储水箱内的水进行加热。储水箱内设有的水位传感器用来检测储水箱内的水的容量。
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)
1.一种高效速热的太阳能热水器，包括支撑架（1）、储水箱（2）及若干中空集热管（3），其特征在于，所述支撑架（1）是由竖直固定框架（4）及竖直固定框架（4）下端一侧面两端分别固定设有的横向放置的横向固定架（5）组成，所述储水箱（2）设于所述竖直固定框架（4）上端，所述储水箱（2）对应所述横向固定架（5）一侧面与所述横向固定架（5）非固定端之间设有光伏调节装置（6），所述光伏调节装置（6）是由所述横向固定架（5）非固定端之间设有的连接支撑杆（7）、连接支撑杆（7）对应所述竖直固定框架（4）一侧面且沿其长度方向等距离均匀开有的若干矩形卡槽（8）、连接支撑杆（7）上端且对应矩形卡槽（8）位置分别开有的连通矩形卡槽（8）的螺纹通孔（9）、通过螺纹通孔（9）拧入矩形卡槽（8）内的紧定螺钉（10）、矩形卡槽（8）内可依次插入长度不一的矩形卡块（11）、矩形卡块（11）对应其插入方向另一端设有的中空集热管固定座（12）、中空集热管固定座（12）中部内腔且对应所述储水箱（2）方向一侧上倾一定角度固定设有的微型驱动电机一（13）、一端与微型驱动电机一（13）连接另一端穿过中空集热管固定座（12）内腔且与所述储水箱（2）外壁活动连接的半圆弧形反光板（14）及半圆弧形反光板（14）内侧面中部设有的太阳方位传感器（15）组成，所述中空集热管（3）一端固定于所述中空集热管固定座（12）上、另一端伸进所述储水箱（2）内腔，所述半圆弧形反光板（14）与所述中空集热管（3）平行设置且所述半圆弧形反光板（14）半包围住所述中空集热管（3），所述储水箱（2）上端设有太阳能储电装置（16），所述太阳能储电装置（16）是由所述储水箱（2）上端且沿其长度方向设有的长形固定板（17）、长形固定板（17）内腔且沿其长度方向开有的一定长度的矩形中空槽（18）、沿矩形中空槽（18）长度方向等距离均匀设于矩形中空槽（18）内部的若干微型驱动电机二（20）、竖直插入矩形中空槽（18）内且下端分别与微型驱动电机二（20）的旋转端固定连接的竖直固定圆杆（21）、套于竖直固定圆杆（21）外部的弧形太阳能充电板（22）、弧形太阳能充电板（22）内侧面上设有的太阳传感器（23）及所述竖直固定框架（4）外壁固定设有的储电池（24）组成，所述储水箱（2）内壁设有温度传感器（25）、加热片（26）及水位传感器（27），所述竖直固定框架（4）外侧壁设有主控板（28）及信息显示屏（29），所述主控板（28）包括信息收集模块（30）、信息处理模块（31）、计算芯片（32）及主控模块（33）。
2.根据权利要求1所述的一种高效速热的太阳能热水器，其特征在于，所述中空集热管（3）分为外管和内管，内管外壁通过真空溅射选择性镀膜工艺镀有选择性吸热膜，所述中空集热管（3）采用高硼硅3.3特硬玻璃制成。
3.根据权利要求1所述的一种高效速热的太阳能热水器，其特征在于，所述储水箱（2）包括内胆、保温层及水箱外壳，所述储水箱（2）一端侧壁上部设有溢流管，所述半圆弧形反光板（14）内侧面贴有用于太阳光反射的反光膜。
4.根据权利要求1所述的一种高效速热的太阳能热水器，其特征在于，所述支撑架（1）可固定设于屋顶等采光条件好的地方、面朝南方且呈三角形状放置，所述矩形卡块（11）的设置长度对应自然环境下太阳的起落方向依次递增，所述半圆弧形反光板（14）位置之间相互不可冲突。
5.根据权利要求1所述的一种高效速热的太阳能热水器，其特征在于，所述中空集热管固定座（12）与所述储水箱（2）相互对应位置且沿所述半圆弧形反光板（14）转动方向分别开有圆环形凹槽和圆环形通槽，所述微型驱动电机一（13）设置角度与所述半圆弧形反光板（14）一致， 所述半圆弧形反光板（14）一端穿过所述圆环形通槽与所述微型驱动电机一（13）旋转端连接，所述半圆弧形反光板（14）另一端位于所述圆环形凹槽内，且不可脱落。
6.根据权利要求1所述的一种高效速热的太阳能热水器，其特征在于，所述微型驱动电机一（13）和微型驱动电机二（20）为旋转电机，所述微型驱动电机一（13）、微型驱动电机二（20）、太阳传感器（23）及太阳方位传感器（15）外部均设有防水膜。
7.根据权利要求1所述的一种高效速热的太阳能热水器，其特征在于，所述储电池（24）可设为锂电池组，所述储电池（24）与所述弧形太阳能充电板（22）之间设有光伏控制器（19），所述弧形太阳能充电板（22）内侧面上不同位置可设有一定大小的反光膜。
8.根据权利要求1所述的一种高效速热的太阳能热水器，其特征在于，所述太阳传感器（23）、太阳方位传感器（15）、温度传感器（25）及水位传感器（27）信息输出端分别通过所述信息收集模块（30）、信息处理模块（31）、计算芯片（32）与所述主控板（28）及信息显示屏（29）信息输入端电连。
9.根据权利要求1所述的一种高效速热的太阳能热水器，其特征在于，所述主控模块（33）外壁设有控制器触摸电容屏，内部设有PLC系统及分别控制所述微型驱动电机一（13）、微型驱动电机二（20）、信息收集模块（30）、信息处理模块（31）、计算芯片（32）、加热片（26）的控制模块。
10.根据权利要求1所述的一种高效速热的太阳能热水器，其特征在于，所述加热片（26）采用硅胶加热片，所述竖直固定框架（4）外侧壁且对应所述主控板（28）和信息显示屏（29）位置设有完全罩住所述主控板（28）和信息显示屏（29）的保护罩壳，所述保护罩壳采用防水、耐腐蚀材料制成。
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