CN111692624B - 一种提升太阳能发电能效的供热水及采暖系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能供水技术领域，具体的说是一种提升太阳能发电能效的供热水及采暖系统；包括太阳能光伏组件，所述太阳能光伏组件通过导线连接有蓄电池组，所述太阳能光伏组件与蓄电池组之间设置有光伏发电控制器，光伏发电控制器上设置有光伏发电逆变器；本发明通过回流管进入到过渡罐中的液化水，液化水聚集在一号阻挡盘上，待聚集的水的量能够压动支撑弹簧压缩时，一号阻挡盘下移，聚集的液化水通过一号阻挡盘与一号阻挡圈之间的间隙掉落到一号漏斗上，最终透过一号漏斗掉落到叶轮组上，驱动叶轮组工作，叶轮组驱动发电机产生电能存储在蓄电池组内，能够充分利用回流水的势能来提升太阳能的发电能效，提高能源的利用率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能供水技术领域，具体的说是一种提升太阳能发电能效的供热水及采暖系统。
背景技术
近年来，在全球气候变化影响下，我国能源消费结构正在由以消耗煤炭化石能源为主逐步向清洁、节能、减排、可再生化转型。目前对于雾霾的治理，特别是在冬季的北方地区，面对的一大难题就是要解决燃煤锅炉对空气所造成的污染。现采用的“煤改电”和“煤改气”等方式虽然可替代部分燃煤，但“煤改电”的能耗和运行成本居高，“煤改气”存在“气荒”及气源可靠、稳定性等问题，进一步发展高可靠性、无排放、低成本、可替代传统燃煤的清洁可再生能源供暖技术刻不容缓。
由于现有的通过光伏组件产生电能后，再对水进行加热，使水形成水蒸气，水蒸气可以对室内采暖，水蒸气冷却液化后的水能够供热水，最后冷却聚集的水回流到加热位置处，进行二次加热，冷却水回流的过程中，无法充分利用冷却水的势能来提升太阳能的发电能效，降低了能源的利用率，鉴于此，本发明提供了一种提升太阳能发电能效的供热水及采暖系统，其能够充分利用回流水的势能来提升太阳能的发电能效，提高能源的利用率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种提升太阳能发电能效的供热水及采暖系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提升太阳能发电能效的供热水及采暖系统，包括太阳能光伏组件，所述太阳能光伏组件通过导线连接有蓄电池组，所述太阳能光伏组件与蓄电池组之间设置有光伏发电控制器，光伏发电控制器上设置有光伏发电逆变器；所述蓄电池组一侧设置有加热水箱，加热水箱底部设置有加热器；所述加热水箱顶部设置有供热管，供热管上连接有多个暖气片；所述供热管端部连接有回流管，回流管上设置有多个供水管，回流管端部连接有过渡罐，过渡罐与供水管之间的所述回流管上设置有压力控制阀；所述过渡罐与加热水箱之间设置有补充管，补充管上设置有循环泵；所述过渡罐顶部设置有定量管，定量管上设置有定量泵；所述过渡罐内部设置有一号漏斗，一号漏斗底部的所述过渡罐上安装有叶轮组，叶轮组通过导线连接有发电机，发电机通过导线与蓄电池组连接；所述一号漏斗底部的所述过渡罐内壁固连有一号阻挡圈，一号阻挡圈与一号漏斗之间设置有一号阻挡盘，一号阻挡盘底部通过支撑弹簧支撑；工作时，由于现有的通过光伏组件产生电能后，再对水进行加热，使水形成水蒸气，水蒸气可以对室内采暖，水蒸气冷却液化后的水能够供热水，最后冷却聚集的水回流到加热位置处，进行二次加热，冷却水回流的过程中，无法充分利用冷却水的势能来提升太阳能的发电能效，降低了能源的利用率，因此本发明主要解决的是如何充分利用回流水的势能来提升太阳能的发电能效，提高能源的利用率；具体采取的措施及使用过程如下：通过在回流管的端部设置有过渡罐，太阳能光伏组件吸收太阳光，通过光伏发电控制器和光伏发电逆变器，将太阳能转化成电能存储在蓄电池组内，然后蓄电池组供给电能给加热器，加热器将加热水箱内的水进行加热蒸发，形成蒸汽进入到供热管中，然后蒸汽进入到多个暖气片中，对多个家庭进行供暖，随后供暖后液化的水进入到回流管中，每个家庭可以通过供水管来使用液化后的热水，实现供热水的功能，压力控制阀释放多余的液化水进入到过渡罐中，循环泵将过渡罐中的水抽取到加热水箱中，实现水的循环，定量泵抽取水补充到过渡罐中，弥补供水管处消耗的水；在液化水通过回流管进入到过渡罐中时，掉落到过渡罐中的液化水聚集在一号阻挡盘上，待聚集的水的量能够压动支撑弹簧压缩时，一号阻挡盘下移，聚集的液化水通过一号阻挡盘与一号阻挡圈之间的间隙掉落到一号漏斗上，最终透过一号漏斗掉落到叶轮组上，驱动叶轮组工作，叶轮组驱动发电机产生电能存储在蓄电池组内，能够充分利用回流水的势能来提升太阳能的发电能效，提高能源的利用率。
优选的，所述过渡罐内设置有两个限位筒，限位筒贯穿一号阻挡盘和一号漏斗，限位筒与一号漏斗固连，限位筒内部设置有推杆，推杆顶部铰接有斜杆，斜杆顶端铰接有斜板，斜板靠近过渡罐内壁的一端通过支撑杆支撑，且斜板与过渡罐内壁固连有一号弹力绳；掉落到过渡罐中的液化水落在斜板上，推动斜板一端下移，进而斜板会通过斜杆推动推杆在限位筒内下移，推杆将限位筒内的气体压出，压出的气体推动叶轮组运动，进而能够进一步提高水的势能的利用率，提高了发电量；液化水停止下落后，一号弹力绳将斜板拉回原位，斜板将斜杆和推杆拉回原位。
优选的，斜板顶部的所述过渡罐内壁上固连有二号漏斗，二号漏斗底部设置有二号阻挡盘，二号阻挡盘外缘处设置有多个二号弹力绳，二号弹力绳顶端连接在二号漏斗上；掉落到过渡罐中的液化水首先聚集在二号阻挡盘顶部的二号漏斗内，待聚集的水的量能够二号阻挡盘下移时，此时大量的聚集在一起的液化水通过二号阻挡盘与二号漏斗之间的间隙掉落斜板上，对斜板的下压力度更大，进而使斜板下移的速度更快，推杆将限位筒内的气体压出的强度更大，对叶轮组的驱动效果更好。
优选的，所述斜板端部设置有兜水板，兜水板顶端向上弯曲，兜水板由食品级橡胶材料制成；斜板端部设置兜水板后，从二号漏斗内掉落到斜板上的液化水能够被兜水板阻挡，使液化水在斜板上存留的量更多，进而对斜板下压的持续时间更大，斜板将推杆下压的距离较远，从限位筒内压出的气体的量较多，对叶轮组的驱动效果更好。
优选的，所述限位筒底部连接有导向管，导向管底端朝向叶轮组，且导向管底端的直径比其顶端的直径小；推杆在限位筒内下移，将限位筒内的气体通过导向管压出时，由于导向管底端朝向叶轮组，且导向管底端的直径比其顶端的直径小，因此压出到叶轮组上的气体的强度较大，对叶轮组的驱动效果更好。
优选的，所述一号阻挡盘和二号阻挡盘的上表面的高度均由中心逐渐向边缘处降低；一号阻挡盘和二号阻挡盘的上表面的高度由中心逐渐向边缘处降低，因此液化水从一号阻挡盘和二号阻挡盘掉落时，会全部从中部向边缘处移动，防止液化水的残留。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过回流管进入到过渡罐中的液化水，液化水聚集在一号阻挡盘上，待聚集的水的量能够压动支撑弹簧压缩时，一号阻挡盘下移，聚集的液化水通过一号阻挡盘与一号阻挡圈之间的间隙掉落到一号漏斗上，最终透过一号漏斗掉落到叶轮组上，驱动叶轮组工作，叶轮组驱动发电机产生电能存储在蓄电池组内，能够充分利用回流水的势能来提升太阳能的发电能效，提高能源的利用率。
2、本发明通过掉落到过渡罐中的液化水推动斜板，斜板一端下移，进而斜板会通过斜杆推动推杆在限位筒内下移，推杆将限位筒内的气体压出，压出的气体推动叶轮组运动，进而能够进一步提高水的势能的利用率，提高了发电量；液化水停止下落后，一号弹力绳将斜板拉回原位，斜板将斜杆和推杆拉回原位。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体示意图；
图2是本发明的过渡罐的机构示意图；
图3是本发明的限位筒的剖视图；
图中：太阳能光伏组件1、蓄电池组2、加热水箱3、加热器4、供热管5、暖气片6、回流管7、供水管8、过渡罐9、压力控制阀10、补充管11、循环泵12、定量管13、定量泵14、一号漏斗15、叶轮组16、发电机17、一号阻挡圈18、一号阻挡盘19、支撑弹簧20、限位筒21、推杆22、斜杆23、斜板24、支撑杆25、一号弹力绳26、二号漏斗27、二号阻挡盘28、二号弹力绳29、兜水板30、导向管31。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-3所示，本发明所述的一种提升太阳能发电能效的供热水及采暖系统，包括太阳能光伏组件1，所述太阳能光伏组件1通过导线连接有蓄电池组2，所述太阳能光伏组件1与蓄电池组2之间设置有光伏发电控制器，光伏发电控制器上设置有光伏发电逆变器；所述蓄电池组2一侧设置有加热水箱3，加热水箱3底部设置有加热器4；所述加热水箱3顶部设置有供热管5，供热管5上连接有多个暖气片6；所述供热管5端部连接有回流管7，回流管7上设置有多个供水管8，回流管7端部连接有过渡罐9，过渡罐9与供水管8之间的所述回流管7上设置有压力控制阀10；所述过渡罐9与加热水箱3之间设置有补充管11，补充管11上设置有循环泵12；所述过渡罐9顶部设置有定量管13，定量管13上设置有定量泵14；所述过渡罐9内部设置有一号漏斗15，一号漏斗15底部的所述过渡罐9上安装有叶轮组16，叶轮组16通过导线连接有发电机17，发电机17通过导线与蓄电池组2连接；所述一号漏斗15底部的所述过渡罐9内壁固连有一号阻挡圈18，一号阻挡圈18与一号漏斗15之间设置有一号阻挡盘19，一号阻挡盘19底部通过支撑弹簧20支撑；工作时，由于现有的通过光伏组件产生电能后，再对水进行加热，使水形成水蒸气，水蒸气可以对室内采暖，水蒸气冷却液化后的水能够供热水，最后冷却聚集的水回流到加热位置处，进行二次加热，冷却水回流的过程中，无法充分利用冷却水的势能来提升太阳能的发电能效，降低了能源的利用率，因此本发明主要解决的是如何充分利用回流水的势能来提升太阳能的发电能效，提高能源的利用率；具体采取的措施及使用过程如下：通过在回流管7的端部设置有过渡罐9，太阳能光伏组件1吸收太阳光，通过光伏发电控制器和光伏发电逆变器，将太阳能转化成电能存储在蓄电池组2内，然后蓄电池组2供给电能给加热器4，加热器4将加热水箱3内的水进行加热蒸发，形成蒸汽进入到供热管5中，然后蒸汽进入到多个暖气片6中，对多个家庭进行供暖，随后供暖后液化的水进入到回流管7中，每个家庭可以通过供水管8来使用液化后的热水，实现供热水的功能，压力控制阀10释放多余的液化水进入到过渡罐9中，循环泵12将过渡罐9中的水抽取到加热水箱3中，实现水的循环，定量泵14抽取水补充到过渡罐9中，弥补供水管8处消耗的水；在液化水通过回流管7进入到过渡罐9中时，掉落到过渡罐9中的液化水聚集在一号阻挡盘19上，待聚集的水的量能够压动支撑弹簧20压缩时，一号阻挡盘19下移，聚集的液化水通过一号阻挡盘19与一号阻挡圈18之间的间隙掉落到一号漏斗15上，最终透过一号漏斗15掉落到叶轮组16上，驱动叶轮组16工作，叶轮组16驱动发电机17产生电能存储在蓄电池组2内，能够充分利用回流水的势能来提升太阳能的发电能效，提高能源的利用率。
所述过渡罐9内设置有两个限位筒21，限位筒21贯穿一号阻挡盘19和一号漏斗15，限位筒21与一号漏斗15固连，限位筒21内部设置有推杆22，推杆22顶部铰接有斜杆23，斜杆23顶端铰接有斜板24，斜板24靠近过渡罐9内壁的一端通过支撑杆25支撑，且斜板24与过渡罐9内壁固连有一号弹力绳26；掉落到过渡罐9中的液化水落在斜板24上，推动斜板24一端下移，进而斜板24会通过斜杆23推动推杆22在限位筒21内下移，推杆22将限位筒21内的气体压出，压出的气体推动叶轮组16运动，进而能够进一步提高水的势能的利用率，提高了发电量；液化水停止下落后，一号弹力绳26将斜板24拉回原位，斜板24将斜杆23和推杆22拉回原位。
斜板24顶部的所述过渡罐9内壁上固连有二号漏斗27，二号漏斗27底部设置有二号阻挡盘28，二号阻挡盘28外缘处设置有多个二号弹力绳29，二号弹力绳29顶端连接在二号漏斗27上；掉落到过渡罐9中的液化水首先聚集在二号阻挡盘28顶部的二号漏斗27内，待聚集的水的量能够二号阻挡盘28下移时，此时大量的聚集在一起的液化水通过二号阻挡盘28与二号漏斗27之间的间隙掉落斜板24上，对斜板24的下压力度更大，进而使斜板24下移的速度更快，推杆22将限位筒21内的气体压出的强度更大，对叶轮组16的驱动效果更好。
所述斜板24端部设置有兜水板30，兜水板30顶端向上弯曲，兜水板30由食品级橡胶材料制成；斜板24端部设置兜水板30后，从二号漏斗27内掉落到斜板24上的液化水能够被兜水板30阻挡，使液化水在斜板24上存留的量更多，进而对斜板24下压的持续时间更大，斜板24将推杆22下压的距离较远，从限位筒21内压出的气体的量较多，对叶轮组16的驱动效果更好。
所述限位筒21底部连接有导向管31，导向管31底端朝向叶轮组16，且导向管31底端的直径比其顶端的直径小；推杆22在限位筒21内下移，将限位筒21内的气体通过导向管31压出时，由于导向管31底端朝向叶轮组16，且导向管31底端的直径比其顶端的直径小，因此压出到叶轮组16上的气体的强度较大，对叶轮组16的驱动效果更好。
所述一号阻挡盘19和二号阻挡盘28的上表面的高度均由中心逐渐向边缘处降低；一号阻挡盘19和二号阻挡盘28的上表面的高度由中心逐渐向边缘处降低，因此液化水从一号阻挡盘19和二号阻挡盘28掉落时，会全部从中部向边缘处移动，防止液化水的残留。
工作时，由于现有的通过光伏组件产生电能后，再对水进行加热，使水形成水蒸气，水蒸气可以对室内采暖，水蒸气冷却液化后的水能够供热水，最后冷却聚集的水回流到加热位置处，进行二次加热，冷却水回流的过程中，无法充分利用冷却水的势能来提升太阳能的发电能效，降低了能源的利用率，因此本发明主要解决的是如何充分利用回流水的势能来提升太阳能的发电能效，提高能源的利用率；具体采取的措施及使用过程如下：通过在回流管7的端部设置有过渡罐9，太阳能光伏组件1吸收太阳光，通过光伏发电控制器和光伏发电逆变器，将太阳能转化成电能存储在蓄电池组2内，然后蓄电池组2供给电能给加热器4，加热器4将加热水箱3内的水进行加热蒸发，形成蒸汽进入到供热管5中，然后蒸汽进入到多个暖气片6中，对多个家庭进行供暖，随后供暖后液化的水进入到回流管7中，每个家庭可以通过供水管8来使用液化后的热水，实现供热水的功能，压力控制阀10释放多余的液化水进入到过渡罐9中，循环泵12将过渡罐9中的水抽取到加热水箱3中，实现水的循环，定量泵14抽取水补充到过渡罐9中，弥补供水管8处消耗的水；在液化水通过回流管7进入到过渡罐9中时，掉落到过渡罐9中的液化水聚集在一号阻挡盘19上，待聚集的水的量能够压动支撑弹簧20压缩时，一号阻挡盘19下移，聚集的液化水通过一号阻挡盘19与一号阻挡圈18之间的间隙掉落到一号漏斗15上，最终透过一号漏斗15掉落到叶轮组16上，驱动叶轮组16工作，叶轮组16驱动发电机17产生电能存储在蓄电池组2内，能够充分利用回流水的势能来提升太阳能的发电能效，提高能源的利用率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种提升太阳能发电能效的供热水及采暖系统，包括太阳能光伏组件(1)，其特征在于：所述太阳能光伏组件(1)通过导线连接有蓄电池组(2)，所述太阳能光伏组件(1)与蓄电池组(2)之间设置有光伏发电控制器，光伏发电控制器上设置有光伏发电逆变器；所述蓄电池组(2)一侧设置有加热水箱(3)，加热水箱(3)底部设置有加热器(4)；所述加热水箱(3)顶部设置有供热管(5)，供热管(5)上连接有多个暖气片(6)；所述供热管(5)端部连接有回流管(7)，回流管(7)上设置有多个供水管(8)，回流管(7)端部连接有过渡罐(9)，过渡罐(9)与供水管(8)之间的所述回流管(7)上设置有压力控制阀(10)；所述过渡罐(9)与加热水箱(3)之间设置有补充管(11)，补充管(11)上设置有循环泵(12)；所述过渡罐(9)顶部设置有定量管(13)，定量管(13)上设置有定量泵(14)；所述过渡罐(9)内部设置有一号漏斗(15)，一号漏斗(15)底部的所述过渡罐(9)上安装有叶轮组(16)，叶轮组(16)通过导线连接有发电机(17)，发电机(17)通过导线与蓄电池组(2)连接；所述一号漏斗(15)上部的所述过渡罐(9)内壁固连有一号阻挡圈(18)，一号阻挡圈(18)与一号漏斗(15)之间设置有一号阻挡盘(19)，一号阻挡盘(19)底部通过支撑弹簧(20)支撑；
所述过渡罐(9)内设置有两个限位筒(21)，限位筒(21)贯穿一号阻挡盘(19)和一号漏斗(15)，限位筒(21)与一号漏斗(15)固连，限位筒(21)内部设置有推杆(22)，推杆(22)顶部铰接有斜杆(23)，斜杆(23)顶端铰接有斜板(24)，斜板(24)靠近过渡罐(9)内壁的一端通过支撑杆(25)支撑，且斜板(24)与过渡罐(9)内壁固连有一号弹力绳(26)；
斜板(24)顶部的所述过渡罐(9)内壁上固连有二号漏斗(27)，二号漏斗(27)底部设置有二号阻挡盘(28)，二号阻挡盘(28)外缘处设置有多个二号弹力绳(29)，二号弹力绳(29)顶端连接在二号漏斗(27)上；
所述斜板(24)端部设置有兜水板(30)，兜水板(30)顶端向上弯曲，兜水板(30)由食品级橡胶材料制成；
所述限位筒(21)底部连接有导向管(31)，导向管(31)底端朝向叶轮组(16)，且导向管(31)底端的直径比其顶端的直径小。
2.根据权利要求1所述的一种提升太阳能发电能效的供热水及采暖系统，其特征在于：所述一号阻挡盘(19)和二号阻挡盘(28)的上表面的高度均由中心逐渐向边缘处降低。
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