CN209706200U - 风光互补集成式电热供应柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风光互补集成式电热供应柜，包括通过固定合页固定设置在地面上的柜体，柜体的顶部设置有太阳能电池板以及通过支撑架设置的风力发电机；所述柜体内的上部设置有储水箱间，储水箱间下方的柜体内通过竖立的间隔墙分隔为提供沐浴场所的淋浴间、存储电能的蓄电池间、进行电能转换的电气模块间、为用户提供电能的配电间以及为用户提供供热和向储水箱间提供水源的水泵管道间。本实用新型集发电与电、热供应和淋浴于一体，利用太阳能和风能两种清洁能源互补发电，作为通用电源，并用电加热产生热水用于淋浴和供热，有效解决野外缺电地区工作人员的用电、洗澡和采暖问题，具有便于搬运、使用方便、经济环保、易于实现的特点。

Description

风光互补集成式电热供应柜

技术领域

本实用新型涉及新能源利用技术领域，特别是一种电热供应柜。

背景技术

随着我国逐步进入小康社会，人们对生活质量的要求越来越高。但是，对于一些长期野外工作（如：筑路、测绘、执勤、游牧、救援等）人员，由于通常远离电网等原因，无法洗上热水澡，无法住在温暖的房间，无法看电视，就连手机充电也成为难题。对于野外工作人员所处的区域，不论是西部内陆，还是东、南部海岛，绝大多数风能、太阳能资源都十分丰富，因此如果能够利用风能和太阳能互补发电，便可有效解决野外工作人员的洗澡、采暖和用电难题。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种风光互补集成式电热供应柜，能够利用风能和太阳能互补发电，为野外工作人员提供用电和用热的需求。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

风光互补集成式电热供应柜，包括通过固定合页固定设置在地面上的柜体，柜体的顶部设置有太阳能电池板以及通过支撑杆设置的风力发电机；所述柜体内的上部设置有储水箱间，储水箱间下方的柜体内通过竖立的间隔墙分隔为提供沐浴场所的淋浴间、存储电能的蓄电池间、进行电能转换的电气模块间、为用户提供电能的配电间以及为用户提供供热和向储水箱间提供水源的水泵管道间。

上述风光互补集成式电热供应柜，所述储水箱间内并列设置有常温水箱和热水箱；所述常温水箱的顶端设置有常温水箱排气阀，常温水箱内设置有水位传感器；所述热水箱的顶端设置有热水箱排气阀，热水箱内设置有水位温度组合式传感器和电加热棒。

上述风光互补集成式电热供应柜，所述水泵管道间内设置有分别与常温水箱）和热水箱进水口连通的补水支路；所述补水支路包括通过补水管道连通的补水泵手动进口阀、补水泵、补水泵出口止回阀和补水泵电动关断阀，补水泵电动关断阀出水端的补水管道与常温水箱连通，补水泵电动关断阀与常温水箱之间的补水管道上设置有向热水箱补水的补水分支管道，补水分支管道上设置有热水箱自动补水阀；所述补水管道的进水端连通移动储水箱。

上述风光互补集成式电热供应柜，所述水泵管道间内设置有供热支路，供热支路包括通过供热管道连通的采暖泵手动进水阀、采暖泵、采暖泵止回阀和采暖供水管接头以及通过回水管道连通的采暖回水管接头和采暖泵手动回水阀；所述供热管道的进水端与热水箱的出水口连通，供热管道的出水端经采暖供水管接头连接至供暖系统的进水端；所述采暖回水管接头与供暖系统的回水端连接，回水管道的出水端连通至热水箱的进水口。

上述风光互补集成式电热供应柜，所述淋浴间内设置有冷热水温调节阀、淋浴花洒，冷热水温调节阀的冷水口与补水管道连通，冷热水温调节阀的热水口通过管道与热水箱的出水口连通，冷热水温调节阀的出水口通过管道与淋浴花洒连通；对应淋浴间的柜体前侧壁上配装有带百叶窗换气口的屋门，对应淋浴间的地板上设置有地漏。

上述风光互补集成式电热供应柜，所述电气模块间内设置有整流器和逆变器；所述配电间内设置有配电盘，对应配电间上部的柜体设置有综合显示屏，配电间下部的面板上自上而下依次设置有风光互补控制器、综合控制器、补水泵手动开关、采暖泵手动开关、插座开关、插座，对应面板的柜体上配装有配电间门；所述整流器的输入侧连接风力发电机，整流器的输出侧连接风光互补控制器；所述逆变器的输入端连接风光互补控制器，逆变器的输出端连接配电盘；所述风光互补控制器与太阳能电池板相连。

上述风光互补集成式电热供应柜，所述蓄电池间自上而下分五层布置，每层设置四只12V蓄电池，所有蓄电池通过直流母排连接成蓄电池组；蓄电池组与风光互补控制器相连。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型集发电与电、热供应和淋浴于一体，利用太阳能和风能两种清洁能源互补发电，逆变成220V交流电后，作为通用电源，并用电加热产生热水用于淋浴和供热，有效解决野外缺电地区工作人员的用电、洗澡和采暖问题，具有便于搬运、使用方便、经济环保、易于实现的特点。当然，本实用新型的使用对象不仅可以是野外工作人员，也可以是偏远无电地区的居民使用，从而提高其生活质量。

附图说明

图1是本实用新型柜体的正面（闭门状态）示意图，主要用于表述柜体正面的外观结构，以及太阳能电池板和风力发电机布置位置。

图2是本实用新型柜体的正面（开门状态）示意图，主要用于表述柜体正面淋浴间和配电间的内部结构，以及淋浴花洒和水温调节阀的布置位置。

图3是本实用新型柜体的背面（闭门状态）示意图，主要用于表述柜体背面的外观结构，以及太阳能电池板和风力发电机布置位置。

图4是本实用新型柜体的背面（开门状态）示意图，主要用于表述柜体背面储水箱间、水泵管道间和蓄电池间的内部结构，以及常温水箱、热水箱、补水泵、采暖泵、蓄电池等的布置位置。

图5是本实用新型柜体的右侧面（闭门状态）示意图，主要用于表述柜体正面的外观结构，以及太阳能电池板和风力发电机布置位置。

图6是本实用新型柜体的右侧面（开门状态）示意图，主要用于表述柜体右侧面电气模块间的内部结构，以及整流器、逆变器的布置位置。

图7是本实用新型柜体的A-A剖面（俯视）示意图，主要用于描述储水间的内部结构，以及常温水箱和热水箱的布置位置。

图8是本实用新型柜体的B-B剖面（俯视）示意图，主要用于描述淋浴间、配电间、电气模块间、蓄电池间和水泵管道间的相对位置，以及补水泵、采暖泵、蓄电池、配电盘的布置位置。

图9是本实用新型电气系统与管道系统连接方式示意图，主要用于描述本实用新型的工作原理，以及主要设备之间的相互关系。

其中，1、柜体，2、太阳能电池板，3、风力发电机，4、整流器，5、风光互补控制器，6、蓄电池，7、逆变器，8、配电盘，9、综合控制器，10、常温水箱，11、热水箱，12、热水箱自动补水阀，13、冷热水温调节阀，14、淋浴花洒，15、采暖泵手动进水阀，16、采暖供水管接头，17、采暖泵手动回水阀，18、采暖回水管接头，19、采暖泵，20、采暖泵止回阀，21、补水泵，22、补水泵出口止回阀，23、补水泵电动关断阀，24、补水泵手动进口阀，25、移动储水箱，26、水位传感器，27、水位温度组合式传感器，28、电加热棒，29、热水箱排气阀，30、常温水箱排气阀，31、淋浴间门，32、配电间门，33、电池间门，34、水泵管道间门，35、水箱间门，36、电气模块间门，37、冷热水温调节阀接头，38、花洒接头，39、综合显示屏，40、补水泵手动开关，41、采暖泵手动开关，42、插座开关，43、插座，44、地漏，45、固定合页，46、百叶窗换气口；

a、淋浴间，b、蓄电池间，c、电气模块间，d、配电间，e、水泵管道间，f、储水箱间。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种风光互补集成式电热供应柜，利用风能和太阳能两种清洁能源互补发电作为电源，然后通过电热转换器获得热能，并将产生电能和热能的各器件都安装在一个便于移动的柜体中，有效解决野外工作人员的用电、洗澡和采暖问题。具体使用时，本实用新型安装在野外作业人员居住的集装箱式活动房旁侧，通过电缆和专用连接管道进行连接，为其供电供热。

本实用新型提供的电热供应柜其结构如图1-8所示，包括柜体1，柜体前墙底部和后墙底部设有四只大型固定合页45，利用地脚螺栓固定基座上或用钢钎固定在地基上。

柜体1的顶部设置有太阳能电池板2通过支撑杆设置的风力发电机3。太阳能电池板2通过支撑架安装在柜体顶部，并通过螺栓与柜体连接在一起；太阳能电池板2输出48V直流电。风力发电机3通过支承杆安装在柜体顶部，通过螺栓固定在柜体的左侧；风力发电机3输出电压48V交流电。

柜体1内的上部设置有储水箱间f，如图7所示，储水箱间f下方的柜体内通过竖立的间隔墙分隔为提供沐浴场所的淋浴间a、存储电能的蓄电池间b、进行电能转换的电气模块间c、为用户提供电能的配电间d以及为用户提供供热和向储水箱间提供水源的水泵管道间e，如图8所示。其中，淋浴间a布置在柜体的左前侧，淋浴间的柜体上配装有淋浴间门；蓄电池间b布置在柜体的后右侧，蓄电池间的柜体上配装有蓄电池间门；电气模块间c布置在柜体的右侧的中间部位，电气模块间的柜体上配装有电气模块间门；配电间d布置在柜体的右前侧，配电间的柜体上配装有配电间门；水泵管道间e布置在柜体的后左侧，水泵管道间的柜体上配装有水泵管道间门；储水箱间f布置在柜体的上侧，储水箱间的柜体上配装有水箱间门。柜体外部采用高强度集装箱钢板，间隔墙根据功能需要采用角钢、T型钢、槽钢、玻璃钢、保温材料、绝缘材料等组合而成。

储水箱间f内并列设置有常温水箱10和热水箱11，常温水箱10、热水箱11均为常压水箱，外侧设有保温层。常温水箱10的顶端设置有常温水箱排气阀30，常温水箱10内设置有水位传感器26，用于监测水位；热水箱11的顶端设置有热水箱排气阀29，热水箱11内设置有水位温度组合式传感器27和电加热棒28，水位温度组合式传感器27用于监测水位和温度，电加热棒用于加热水。

水泵管道间e内设置有补水支路和供热支路，如图4所示，补水支路分别与常温水箱10和热水箱11的进水口连通；供热支路通过管道与集装箱式活动房内的取暖设备连通。

补水支路包括通过补水管道连通的补水泵手动进口阀24、补水泵21、补水泵出口止回阀22和补水泵电动关断阀23，补水泵电动关断阀23出水端的补水管道与常温水箱连通，补水泵电动关断阀23与常温水箱之间的补水管道上设置有向热水箱补水的补水分支管道，补水分支管道上设置有热水箱自动补水阀12。本实用新型的补水管道上均设置有保温层，用于保温和防止结冰。

补水管道的进水端连通移动储水箱25，移动储水箱25的水经过补水泵21加压后进入常温水箱10；常温水箱10通过热水箱自动补水阀12自动向热水箱11自动补水。

供热支路包括通过供热管道连通的采暖泵手动进水阀15、采暖泵19、采暖泵止回阀20和采暖供水管接头16以及通过回水管道连通的采暖回水管接头18和采暖泵手动回水阀17；供热管道的进水端与热水箱的出水口连通，供热管道的出水端经采暖供水管接头连接至供暖系统的进水端；所述采暖回水管接头18与供暖系统的回水端连接，回水管道的出水端连通至热水箱的进水口。

热水箱11通过采暖泵手动进水阀15向采暖泵19供热水，采暖泵19经采暖泵止回阀20后将热水送往集装箱式活动房地暖散热器，地暖回水通过采暖泵手动回水阀17后送回热水箱11，形成循环。采暖泵手动进水阀15和采暖泵手动回水阀17均为手动球阀，在非采暖季节用于隔离采暖系统；采暖泵手动回水阀17在供暖季节用于流量调节，以调节室内温度。供热管道和回水管道的外侧均设置有保温层。

淋浴间a内设置有冷热水温调节阀13、淋浴花洒14，冷热水温调节阀13的冷水口与补水管道连通，冷热水温调节阀13的热水口通过管道与热水箱的出水口连通，冷热水温调节阀13的出水口通过管道与淋浴花洒14连通；对应淋浴间a的柜体前侧壁上配装有带百叶窗换气口46的屋门，对应淋浴间a的地板上设置有地漏44。淋浴间a的墙体采用阻燃塑料整体成型结构，墙体夹层内部填充发泡塑料进行保温。热水箱11通过冷热水温调节阀13向淋浴花洒14供热水，常温水箱10通过冷热水温调节阀13向淋浴花洒14供冷水，管道布置在水泵管道间墙壁上，冷、热水管道外均加有保温层。本实用新型中，冷热水温调节阀13为三通温度手动调节阀，可根据需要调节淋浴水温。

电气模块间c内设置有整流器4和逆变器7，如图6所示。配电间d内设置有配电盘，对应配电间上部的柜体设置有综合显示屏39，配电间d下部的面板上自上而下依次设置有风光互补控制器5、综合控制器9、补水泵手动开关40、采暖泵手动开关41、插座开关42、插座43，如图2所示，对应面板的柜体上配装有配电间门32。

蓄电池间b自上而下分五层布置，如图4所示，每层设置四只12V蓄电池，所有蓄电池通过直流母排连接成蓄电池组。蓄电池组与风光互补控制器5相连，电流可以双向流动；当发电量多余时，存储在蓄电池组中，当发电量不能满足使用时，蓄电池组开始供电。

整流器4的输入侧连接风力发电机3，整流器4的输出侧连接风光互补控制器5，风力发电机3输出电压48V交流电经整流器4整成直流电后输出给风光互补控制器。风光互补控制器5与太阳能电池板2相连，太阳能电池板2输出48V直流电给风光互补控制器5。逆变器7的输入端连接风光互补控制器5，逆变器7的输出端连接配电盘8，为配电盘供电，然后供给所有电力用户。上述各器件的连接关系如图9所示。

风光互补控制器5可根据所处环境，对风力发电机3和太阳能电池板2的运行方式进行设定。可根据当地气象条件变化对风力发电机3和太阳能电池板2的运行方式进行自动控制，可对蓄电池6充放电运行方式进行控制。太阳能电池板和风力发电机的输出功率要根据用户的最大电能消耗功率和当地日照和风力资源统筹考虑后确定。蓄电池组的容量要满足冬季工况夜间无风工况下，用电和供暖的需要。

综合控制器9可根据需要对热水箱11的加热温度和补水方式进行设定，可对热水箱11加热进行定时设定，可对常温水箱10的补水方式进行设定。还可根据需要对热水箱11水温进行自动控制，根据需要对热水箱11进行自动补水，根据常温水箱10需要进行自动补水。

本实用新型工作时，在非供暖季节，先不投入热水箱的电加热装置，优先向蓄电池组充电，在蓄电池组充满电后，再投入热水箱的电加热装置进行蓄热，储水箱热水温度的设定值可超过50℃，但不超过95℃为原则，目的是尽可能多蓄热。在光照条件满足时，优先由太阳能电池板发电，风力发电机根据蓄电池缺电程度而决定是否需要运行。在光照条件不满足时，优先由风力发电机发电。等到蓄电池充满电和热水箱加热到设定水温，发电设备再根据用电负荷决定是否全部停止运行或部分停止运行。在供暖季节，要连续投入储水箱电加热，维持热水温度在45℃~50℃，考虑到地暖散热器的耐热性能，热水箱水温设定值不超过50℃。

Claims (7)

1.风光互补集成式电热供应柜，其特征在于：包括通过固定合页固定设置在地面上的柜体（1），柜体（1）的顶部设置有太阳能电池板（2）以及通过支撑杆设置的风力发电机（3）；所述柜体（1）内的上部设置有储水箱间（f），储水箱间（f）下方的柜体内通过竖立的间隔墙分隔为提供沐浴场所的淋浴间（a）、存储电能的蓄电池间（b）、进行电能转换的电气模块间（c）、为用户提供电能的配电间（d）以及为用户提供供热和向储水箱间提供水源的水泵管道间（e）。

2.根据权利要求1所述的风光互补集成式电热供应柜，其特征在于：所述储水箱间（f）内并列设置有常温水箱（10）和热水箱（11）；所述常温水箱（10）的顶端设置有常温水箱排气阀（30），常温水箱（10）内设置有水位传感器（26）；所述热水箱（11）的顶端设置有热水箱排气阀（29），热水箱（11）内设置有水位温度组合式传感器（27）和电加热棒（28）。

3.根据权利要求2所述的风光互补集成式电热供应柜，其特征在于：所述水泵管道间（e）内设置有分别与常温水箱（10）和热水箱（11）进水口连通的补水支路；所述补水支路包括通过补水管道连通的补水泵手动进口阀（24）、补水泵（21）、补水泵出口止回阀（22）和补水泵电动关断阀（23），补水泵电动关断阀（23）出水端的补水管道与常温水箱连通，补水泵电动关断阀（23）与常温水箱之间的补水管道上设置有向热水箱补水的补水分支管道，补水分支管道上设置有热水箱自动补水阀（12）；所述补水管道的进水端连通移动储水箱（25）。

4.根据权利要求2所述的风光互补集成式电热供应柜，其特征在于：所述水泵管道间（e）内设置有供热支路，供热支路包括通过供热管道连通的采暖泵手动进水阀（15）、采暖泵（19）、采暖泵止回阀（20）和采暖供水管接头（16）以及通过回水管道连通的采暖回水管接头（18）和采暖泵手动回水阀（17）；所述供热管道的进水端与热水箱的出水口连通，供热管道的出水端经采暖供水管接头（16）连接至供暖系统的进水端；所述采暖回水管接头（18）与供暖系统的回水端连接，回水管道的出水端连通至热水箱的进水口。

5.根据权利要求2所述的风光互补集成式电热供应柜，其特征在于：所述淋浴间（a）内设置有冷热水温调节阀（13）、淋浴花洒（14），冷热水温调节阀（13）的冷水口与补水管道连通，冷热水温调节阀（13）的热水口通过管道与热水箱的出水口连通，冷热水温调节阀（13）的出水口通过管道与淋浴花洒（14）连通；对应淋浴间（a）的柜体前侧壁上配装有带百叶窗换气口（46）的屋门，对应淋浴间（a）的地板上设置有地漏（44）。

6.根据权利要求1所述的风光互补集成式电热供应柜，其特征在于：所述电气模块间（c）内设置有整流器（4）和逆变器（7）；所述配电间（d）内设置有配电盘，对应配电间上部的柜体设置有综合显示屏（39），配电间（d）下部的面板上自上而下依次设置有风光互补控制器（5）、综合控制器（9）、补水泵手动开关（40）、采暖泵手动开关（41）、插座开关（42）、插座（43），对应面板的柜体上配装有配电间门（32）；所述整流器（4）的输入侧连接风力发电机（3），整流器（4）的输出侧连接风光互补控制器（5）；所述逆变器（7）的输入端连接风光互补控制器（5），逆变器（7）的输出端连接配电盘（8）；所述风光互补控制器（5）与太阳能电池板（2）相连。

7.根据权利要求1所述的风光互补集成式电热供应柜，其特征在于：所述蓄电池间（b）自上而下分五层布置，每层设置四只12V蓄电池，所有蓄电池通过直流母排连接成蓄电池组；蓄电池组与风光互补控制器（5）相连。