CN109341100A - 一种带发电功能的太阳能热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带发电功能的太阳能热水器，包括支架、太阳能发电组件、移动组件和控制器，支架的顶部设有水箱，支架之间设有太阳能集热管，太阳能集热管与水箱内部相连通，两个倾斜支架向上的倾斜面上固定安装有移动组件，太阳能发电组件滑动连接在移动组件上，太阳能发电组件和移动组件均与控制器电性连接，水箱上还设有冷水进水管和热水出水管，冷水进水管的出水口和热水出水管的进水口均贯穿至水箱内部。本发明对太阳能热水器本身和上方空间加以利用，加入太阳能发电组件，在太阳能热水器无法供应充足热水时，还可以用转换的电能加热水，同时用户也可以使用转换的电能。
Description
技术领域
本发明属于太阳能技术领域，具体涉及一种带发电功能的太阳能热水器。
背景技术
太阳能是一种绿色能源，太阳能热水器是目前较为成熟的太阳能利用技术，太阳能热水器是将太阳能转换成热能以便加热冷水的装置，给人们的生活带来了很大的便利，且节能环保。但是在太阳光照强烈且光照时间很长的季节或者地区，太阳能热水器在接受长时间强光照射，会使集热管和水箱内的水持续沸腾、蒸发，不仅浪费了水资源，持续加热对太阳能热水器的箱体也会造成损害。
太阳能热水器占地空间不小，功能却较为单一，并且在阳光照射不够强烈或没有阳光的天气，太阳能热水器不能有足够的光照给水箱内的水进行加热，给用户带来了极大的不便。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明的目的是提出一种带发电功能的太阳能热水器，以解决背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种带发电功能的太阳能热水器，包括支架、太阳能发电组件、移动组件和控制器，所述支架的顶部设有水箱，支架包括两个竖直支架、两个倾斜支架、两个水平支架和一个托架，每个水平支架的两端分别连接有一个倾斜支架和一个竖直支架，竖直支架和倾斜支架的顶端与水箱固定连接，两个水平支架远离竖直支架的一端的内侧面分别与托架的一端固定连接，两个倾斜支架之间设有太阳能集热管，太阳能集热管倾斜设置，太阳能集热管的上下两端分别与水箱和托架相连接，太阳能集热管与水箱内部相连通，两个倾斜支架向上的倾斜面上固定安装有移动组件，太阳能发电组件滑动连接在移动组件上，太阳能发电组件和移动组件均与控制器电性连接，水箱上还设有冷水进水管和热水出水管，冷水进水管的出水口和热水出水管的进水口均贯穿至水箱内部。
进一步的，所述太阳能发电组件包括转轴和两个移动板，两个移动板的下端均连接在移动组件上，两个移动板的上端均设有开孔，转轴的两端分别插设在两个移动板上端的开孔内，转轴通过轴承转动连接在开孔内，一个移动板远离转轴的一侧设有旋转电机座，旋转电机座上固定设置有旋转电机，旋转电机与控制器电性连接，旋转电机的输出端与转轴的一端固定连接，转轴的中部设有安装座，安装座上端固定安装有支撑板，支撑板上铺设有太阳能电池板，太阳能电池板通过太阳能控制器电连接有蓄电池。
进一步的，所述太阳能电池板上中心位置处设有光敏电阻，光敏电阻与控制器电性连接。
进一步的，所述移动组件包括丝杠和两组支撑组件，两组支撑组件分别对称设置在两个倾斜支架上，每组支撑组件均包括两个竖直支撑板，两个竖直支撑板的下端均与倾斜支架固定连接，两个竖直支撑板的上端均设有通孔，丝杠的两端插设在通孔内，丝杠与通孔之间间隙配合，丝杠上螺纹连接有移动板，丝杠上螺纹连接有移动板，丝杠的一端贯穿至竖直支撑板外侧连接有移动电机，移动电机的输出端与丝杠相连接，移动电机的下端固定安装在移动电机座上，移动电机座与竖直支撑板固定连接。
进一步的，所述冷水进水管和热水出水管上分别设有冷水电磁阀和热水电磁阀，冷水电磁阀和热水电磁阀均与控制器电性连接。
进一步的，所述水箱内部设有水温检测器和水位传感器，水温检测器和水位传感器均与控制器电性连接。
进一步的，所述水箱内还设有隔板，隔板与水箱一端的内壁之间形成封闭的空腔，空腔内设有温控器，温控器与控制器电性连接，隔板远离空腔的一侧设有电加热器，温控器与电加热器电性连接，电加热器通过逆变器与蓄电池电性连接，水箱侧壁上设有排气口，排气口贯穿至空腔内部。
进一步的，所述水箱外设有外壳，外壳与水箱之间填充有保温材料。
进一步的，所述旋转电机和移动电机外还罩设有保护壳。
本发明有益效果是：将太阳能电池板集成在太阳能热水器上，对太阳能热水器本身和上方空间加以利用，节省了额外的安装空间，仅占了热水器用的面积，将集热管不需要的太阳能转换为电能储存起来，以备阳光不够时太阳能热水器供水之需，同时也可以提供给用户使用，安全环保，提高热水器的实用性；在保证太阳能热水器供应热水充足的同时，利用多余的太阳能发电以及遮挡集热管，使集热管不至于过度加热，保护集热管。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的右视结构示意图；
图3为图2中A-A视图；
图4为图2中B-B视图。
其中，1、支架，2、水箱，3、太阳能集热管，4、太阳能发电组件，5、移动组件，6、冷水进水管，7、热水出水管，8、蓄电池，11、竖直支架，12、倾斜支架，13、水平支架，14、托架，21、水温检测器，22、水位传感器，23、隔板，24、温控器，25、电加热器，
26、排气口，27、保温材料，28、外壳，31、保温层，32、透明防护罩，41、移动板，42、转轴，43、旋转电机座，44、旋转电机，45、安装座，46、支撑板，47、太阳能电池板，48、光敏电阻，49、保护壳，51、竖直支撑板，52、丝杠，53、移动电机，54、移动电机座，61、冷水电磁阀，71、热水电磁阀。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1-4所示，一种带发电功能的太阳能热水器，包括支架1、太阳能发电组件4、移动组件5和控制器，支架1的顶部设有水箱2，支架1包括两个竖直支架11、两个倾斜支架12、两个水平支架13和一个托架14，每个水平支架13的两端分别连接有一个倾斜支架12和一个竖直支架11，竖直支架11和倾斜支架12的顶端与水箱2固定连接，竖直支架11和倾斜支架12用于支撑水箱2，两个水平支架13远离竖直支架11的一端的内侧面分别与托架14的一端固定连接，两个倾斜支架12之间设有太阳能集热管3，太阳能集热管3倾斜设置，太阳能集热管3的上下两端分别与水箱2和托架14相连接，托架14用于支撑倾斜设置的太阳能集热管3，太阳能集热管3与水箱2内部相连通，太阳能集热管3能够最大程度的将太阳光能转化成热能使水温上升，两个倾斜支架12向上的倾斜面上固定安装有移动组件5，太阳能发电组件4滑动连接在移动组件5上，太阳能发电组件4和移动组件5均与控制器电性连接，控制器控制移动组件5进而控制太阳能发电组件4的移动，水箱2上还设有冷水进水管6和热水出水管7，冷水进水管6的出水口和热水出水管7的进水口均贯穿至水箱2内部。
太阳能发电组件4包括转轴42和两个移动板41，两个移动板41的下端均连接在移动组件5上，两个移动板41的上端均设有开孔，转轴42的两端分别插设在两个移动板41上端的开孔内，转轴42通过轴承转动连接在开孔内，一个移动板41远离转轴42的一侧设有旋转电机座43，旋转电机座43上固定设置有旋转电机44，旋转电机44与控制器电性连接，旋转电机44的输出端与转轴42的一端固定连接，旋转电机44带动转轴42转动，转轴42的中部设有安装座45，安装座45上端固定安装有支撑板46，支撑板46上铺设有太阳能电池板47，太阳能电池板47通过太阳能控制器电连接有蓄电池8，太阳能控制器能够防止蓄电池8过充，当水箱2内的水需要加热时，移动组件5带动移动板41向靠近水箱2的方向移动，使得移动板41停留在靠近水箱2的位置，如图1所示，此时太阳能电池板47停留在图示位置，此时太阳能电池板47不会阻挡太阳能集热管3上的光照，当水箱2内的水温达到一定温度后，水箱2内的水吸热的需求较低，或者当水箱2内没有储水时，控制器控制移动组件5带动移动板41向远离水箱2的方向移动，控制器通过控制旋转电机44的转动，旋转电机44带动转轴42转动，使得安装座45随转轴42转动，通过支撑板46固定在安装座45上的太阳能电池板47也随之旋转，使得太阳能电池板47与太阳能集热管3之间的角度改变，太阳能电池板47遮挡住太阳能集热管3，同时可以使得太阳能电池板47很好的接受太阳光的照射。
太阳能电池板47上中心位置处设有光敏电阻48，光敏电阻48与控制器电性连接，光敏电阻48将光信号转换为电信号，并将电信号传递给控制器，控制器通过该电信号控制旋转电机44的转动，旋转电机44转动使得太阳能电池板47绕转轴42转动，调整太阳能电池板47的角度，使得太阳能电池板47随太阳光的角度实时旋转，以达到吸收太阳光的最佳状态，使得阳光更好的照射在太阳能电池板47上。
移动组件5包括丝杠52和两组支撑组件，两组支撑组件分别对称设置在两个倾斜支架12上，每组支撑组件均包括两个竖直支撑板51，两个竖直支撑板51的下端均与倾斜支架12固定连接，两个竖直支撑板51的上端均设有通孔，丝杠52的两端插设在通孔内，丝杠52与通孔之间间隙配合，丝杠52上螺纹连接有移动板41，丝杠52转动使得移动板41在丝杠52上移动，太阳能发电组件4沿丝杠52移动，丝杠52的一端贯穿至竖直支撑板51外侧连接有移动电机53，移动电机53的输出端与丝杠52相连接，移动电机53的下端固定安装在移动电机座54上，移动电机座54与竖直支撑板51固定连接，移动电机53工作带动丝杠52转动，使得移动板41在丝杠52上移动，太阳能发电组件4沿丝杠52的长度方向移动，太阳能发电组件4移动遮挡或不遮挡太阳能集热管3，使得照射到太阳能集热管3上的阳光削弱或太阳能集热管3更好的受到阳光的照射，改变太阳能集热管3的吸热。
冷水进水管6和热水出水管7上分别设有冷水电磁阀61和热水电磁阀71，冷水电磁阀61和热水电磁阀71均与控制器电性连接，控制器用于冷水电磁阀61和热水电磁阀71的开度，减少人工调节的不便。
水箱2内部设有水温检测器21和水位传感器22，水温检测器21和水位传感器22均与控制器电性连接，水温检测器21将检测到的水温信息发送给控制器，控制器将水温检测器21检测到的结果与预设的高温阀值进行比较，控制器根据比较结果控制太阳能发电组件4，若水温大于预设的高温阀值，控制器控制移动组件5带动太阳能发电组件4向远离水箱2的方向移动，使得太阳能发电组件4遮挡住阳光，减弱照射在太阳能集热管3上的太阳能光线，同时太阳能发电组件4可以很好的受到阳光的照射，将太阳能转换为电能储存起来。水位传感器22检测水箱2内的储水量，控制器根据水位传感器22检测到的水位信息控制冷水电磁阀61，避免水箱2内水位过高或过低，减小人工上水的麻烦，可有效保护太阳能热水器的元件寿命。
水箱2内还设有隔板23，隔板23与水箱2一端的内壁之间形成封闭的空腔，空腔内设有温控器24，温控器24与控制器电性连接，隔板23远离空腔的一侧设有电加热器25，温控器24与电加热器25电性连接，电加热器25通过逆变器与蓄电池8电性连接，蓄电池8给电加热器25供电，水箱2侧壁上设有排气口26，排气口26贯穿至空腔内部，排气口26用于给空腔内散热，若水温检测器21检测到的水温小于预设的高温阀值，且此时控制器判断光敏电阻48检测到的光强度小于预设低阀值，控制器发送信息给温控器24，温控器24接收控制器的信息并根据信息控制电加热器25的工作。
水箱2外设有外壳28，外壳28与水箱2之间填充有保温材料27，保温材料27用于保护水箱2内的水温。
太阳能集热管3的底端设有保温层31，使得太阳能集热管3更好的提供热量，减小热量的散发和损耗。
太阳能集热管3的上端面上还设有透明防护罩32，透明防护罩32采用太阳光透过性好的材料制成，透明防护罩32用于保护太阳能集热管3。
旋转电机44和移动电机53外还罩设有保护壳49，保护壳49采用绝缘防水材料制成，减小旋转电机44和移动电机53在露天环境中的损坏。
本发明的工作原理：水温检测器21将检测到的水温信息发送给控制器，控制器将水温检测器21检测到的结果与预设的高温阀值进行比较，控制器根据比较结果控制太阳能发电组件4，若水温大于预设的高温阀值，控制器控制移动电机53工作带动丝杠52转动，丝杠52转动使得移动板41在丝杠52上移动，使得太阳能发电组件4沿丝杠52移动向远离水箱2的方向移动，太阳能电池板47遮挡住阳光，减弱照射在太阳能集热管3上的太阳能光线，避免水温过高时太阳能集热管3继续集热导致温度过高，同时太阳能电池板47可以很好的受到阳光的照射，将太阳能转换为电能储存起来，光敏电阻48将感应信号传递给控制器，控制器通过该感应信号控制旋转电机44的转动，旋转电机44带动转轴42转动，使得安装座45随转轴42转动，通过支撑板46固定在安装座45上的太阳能电池板47也绕转轴42转动，调整太阳能电池板47的角度，使得阳光更好的照射在太阳能电池板47上；
若水温检测器21检测到的水温小于预设的高温阀值，控制器控制移移动组件5带动太阳能发电组件4沿丝杠52移动向靠近水箱2的方向移动，避免遮挡住太阳能集热管3上方的光照；
若水温检测器21检测到的水温小于预设的高温阀值，且此时控制器判断光敏电阻48检测到的光强度小于预设低阀值，控制器发送信息给温控器24，温控器24接收控制器的信息并根据信息控制电加热器25的工作，电加热器25由蓄电池8供电，使用太阳能电池板47产生的电能给水箱2内的水进行加热。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种带发电功能的太阳能热水器，其特征在于：包括支架(1)、太阳能发电组件(4)、移动组件(5)和控制器，所述支架(1)的顶部设有水箱(2)，支架(1)包括两个竖直支架(11)、两个倾斜支架(12)、两个水平支架(13)和一个托架(14)，每个水平支架(13)的两端分别连接有一个倾斜支架(12)和一个竖直支架(11)，竖直支架(11)和倾斜支架(12)的顶端与水箱(2)固定连接，两个水平支架(13)远离竖直支架(11)的一端的内侧面分别与托架(14)的一端固定连接，两个倾斜支架(12)之间设有太阳能集热管(3)，太阳能集热管(3)倾斜设置，太阳能集热管(3)的上下两端分别与水箱(2)和托架(14)相连接，太阳能集热管(3)与水箱(2)内部相连通，两个倾斜支架(12)向上的倾斜面上固定安装有移动组件(5)，太阳能发电组件(4)滑动连接在移动组件(5)上，太阳能发电组件(4)和移动组件(5)均与控制器电性连接，水箱(2)上还设有冷水进水管(6)和热水出水管(7)，冷水进水管(6)的出水口和热水出水管(7)的进水口均贯穿至水箱(2)内部。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：所述太阳能发电组件(4)包括转轴(42)和两个移动板(41)，两个移动板(41)的下端均连接在移动组件(5)上，两个移动板(41)的上端均设有开孔，转轴(42)的两端分别插设在两个移动板(41)上端的开孔内，转轴(42)通过轴承转动连接在开孔内，一个移动板(41)远离转轴(42)的一侧设有旋转电机座(43)，旋转电机座(43)上固定设置有旋转电机(44)，旋转电机(44)与控制器电性连接，旋转电机(44)的输出端与转轴(42)的一端固定连接，转轴(42)的中部设有安装座(45)，安装座(45)上端固定安装有支撑板(46)，支撑板(46)上铺设有太阳能电池板(47)，太阳能电池板(47)通过太阳能控制器电连接有蓄电池(8)。
3.根据权利要求2所述的太阳能热水器，其特征在于：所述太阳能电池板(47)上中心位置处设有光敏电阻(48)，光敏电阻(48)与控制器电性连接。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能热水器，其特征在于：所述移动组件(5)包括丝杠(52)和两组支撑组件，两组支撑组件分别对称设置在两个倾斜支架(12)上，每组支撑组件均包括两个竖直支撑板(51)，两个竖直支撑板(51)的下端均与倾斜支架(12)固定连接，两个竖直支撑板(51)的上端均设有通孔，丝杠(52)的两端插设在通孔内，丝杠(52)与通孔之间间隙配合，丝杠(52)上螺纹连接有移动板(41)，丝杠(52)的一端贯穿至竖直支撑板(51)外侧并连接有移动电机(53)，移动电机(53)的输出端与丝杠(52)相连接，移动电机(53)的下端固定安装在移动电机座(54)上，移动电机座(54)与竖直支撑板(51)固定连接。
5.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：所述冷水进水管(6)和热水出水管(7)上分别设有冷水电磁阀(61)和热水电磁阀(71)，冷水电磁阀(61)和热水电磁阀(71)均与控制器电性连接。
6.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：所述水箱(2)内部设有水温检测器(21)和水位传感器(22)，水温检测器(21)和水位传感器(22)均与控制器电性连接。
7.根据权利要求1或6所述的太阳能热水器，其特征在于：所述水箱(2)内还设有隔板(23)，隔板(23)与水箱(2)一端的内壁之间形成封闭的空腔，空腔内设有温控器(24)，温控器(24)与控制器电性连接，隔板(23)远离空腔的一侧设有电加热器(25)，水箱(2)侧壁上设有排气口(26)，排气口(26)贯穿至空腔内部，温控器(24)与电加热器(25)电性连接，电加热器(25)通过逆变器与蓄电池(8)电性连接。
8.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：所述水箱(2)外设有外壳(28)，外壳(28)与水箱(2)之间填充有保温材料(27)。
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