CN218722255U - 太阳能光电与市电耦合热水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能光电与市电耦合热水装置，包括：太阳能光伏机构、供电机构、储水箱、附属紧固件、低压直流加热机构、市电交流加热机构、温度传感器以及控制器。供电机构用以提供220V交流电。储水箱具有冷水进水管和热水出水管，且储水箱内设置有内胆。附属紧固件的一端固定于储水箱内的一端上。低压直流加热机构固定于附属紧固件的另一端上，且低压直流加热机构与太阳能光伏机构电性连接。市电交流加热机构固定于附属紧固件的另一端上，且市电交流加热机构与供电机构电性连接。借此，本实用新型的太阳能光电与市电耦合热水装置，结构简单合理，安装成本低；故障率低，维护频次少，且安全性高，极大地降低了运行使用成本。

Description

太阳能光电与市电耦合热水装置

技术领域

本实用新型是关于能源技术领域，特别是关于一种太阳能光电与市电耦合热水装置。

背景技术

绿色可持续发展、节能环保和零排放，是人类为了生存环境改善追求的目标，也是二十一世纪全球研究的热点。人类生存依赖于能源和资源，大自然提供了取之不尽、用之不竭的能源和资源，如何取之用之，创造和谐生存环境，是当前极其重要的课题，值得全人类共同思考。

在农村地区优先支持屋顶分布式光伏发电以及沼气发电等生物质能发电接入电网，电网企业等应当优先收购其发电量。完善建筑绿色用能和清洁取暖政策。鼓励光伏建筑一体化应用，支持利用太阳能、地热能和生物质能等建设可再生能源建筑供能系统。

但现有光热阳台壁挂太阳能热水器安装复杂，成本高，且故障多、维护率高，换热介质高温高压，不安全。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能光电与市电耦合热水装置，结构简单合理，安装成本低，故障率低，维护频次少，且安全性高，极大地降低了运行使用成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种太阳能光电与市电耦合热水装置，包括：太阳能光伏机构、供电机构、储水箱、附属紧固件、低压直流加热机构、市电交流加热机构、温度传感器以及控制器。供电机构用以提供220V 交流电。储水箱具有冷水进水管和热水出水管，且储水箱内设置有内胆。附属紧固件的一端固定于储水箱内的一端上。低压直流加热机构固定于附属紧固件的另一端上，且低压直流加热机构与太阳能光伏机构电性连接。市电交流加热机构固定于附属紧固件的另一端上，且市电交流加热机构与供电机构电性连接。温度传感器固定于附属紧固件的另一端上。以及控制器分别与太阳能光伏机构、低压直流加热机构、市电交流加热机构和温度传感器电性连接。其中，当太阳能光伏机构的电压高于第一预设电压时，且储水箱的内胆的温度低于第一预设温度时，控制器控制低压直流加热机构开启，从而对内胆中的水进行加热。其中，当内胆的温度达到第二预设温度时，控制器控制低压直流加热机构关闭，从而进入保温模式。

在一个或多个实施方式中，当太阳能光伏机构的电压低于第二预设电压时，且储水箱的内胆的温度低于第一预设温度时，控制器控制市电交流加热机构开启，从而对内胆中的水进行加热。其中，当内胆的温度达到第二预设温度时，控制器控制市电交流加热机构关闭，从而进入保温模式。

在一个或多个实施方式中，太阳能光伏机构与控制器连接的回路上设置有电压检测机构。

在一个或多个实施方式中，储水箱的冷水进水管的进水口处安装有流量开关，且流量开关与控制器电性连接。

在一个或多个实施方式中，储水箱与内胆之间设置有保温层。

在一个或多个实施方式中，述太阳能光伏机构包括：至少一块太阳能光伏板以及储能锂电池。至少一块太阳能光伏板用以通过光照进行发电。以及储能锂电池分别与至少一块太阳能光伏板、控制器和低压直流加热机构电性连接。其中，当光照充足时，太阳能光伏板开始发电，且储能锂电池进行储能，并向控制器和低压直流加热机构输出电能。其中，当光照不充足时，太阳能光伏板不发电，且储能锂电池向控制器和低压直流加热机构输出电能。

在一个或多个实施方式中，太阳能光电与市电耦合热水装置还包括智能显示器，设置于储水箱的正面上，且智能显示器与控制器电性连接。

在一个或多个实施方式中，智能显示器包括：显示面板以及多个控制按键。显示面板设置于储水箱的正面上，且显示面板上具有温度显示区、内胆温度显示区、加热功率显示区、保温显示区、市电显示区、光电显示区和节能显示区。以及多个控制按键分别设置于显示面板的下方，且多个控制按键包括设置键、上升键、下降键、快速热水控制键、出行模式控制键。其中，快速热水器控制键用以手动启停市电交流加热机构。其中，出行模式控制键用以手动强制断开市电交流加热机构，且当进入出行模式后，市电交流加热机构不再启动。

在一个或多个实施方式中，内胆中安装有抑垢柱。

与现有技术相比，根据本实用新型的太阳能光电与市电耦合热水装置，结构简单合理，安装成本低，故障率低，维护频次少，且安全性高，极大地降低了运行使用成本。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施方式的太阳能光电与市电耦合热水装置的整体结构示意图。

图2是根据本实用新型一实施方式的太阳能光电与市电耦合热水装置的储水箱内的局部结构示意图。

图3是根据本实用新型一实施方式的太阳能光电与市电耦合热水装置的智能显示器的示意图。

主要附图标记说明：

1-太阳能光伏机构，2-供电机构，3-储水箱，4-附属紧固件，5-低压直流加热机构，6-市电交流加热机构，7-温度传感器，8-智能显示器，9-显示面板， 10-控制按键，11-抑垢柱。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1是根据本实用新型一实施方式的太阳能光电与市电耦合热水装置的整体结构示意图。图2是根据本实用新型一实施方式的太阳能光电与市电耦合热水装置的储水箱3内的局部结构示意图。图3是根据本实用新型一实施方式的太阳能光电与市电耦合热水装置的智能显示器8的示意图。

如图1至图3所示，根据本实用新型一实施方式的一种太阳能光电与市电耦合热水装置，包括：太阳能光伏机构1、供电机构2、储水箱3、附属紧固件4、低压直流加热机构5、市电交流加热机构6、温度传感器7以及控制器。供电机构2用以提供220V交流电。储水箱3具有冷水进水管和热水出水管，且储水箱3内设置有内胆。附属紧固件4的一端固定于储水箱3内的一端上。低压直流加热机构5固定于附属紧固件4的另一端上，且低压直流加热机构5与太阳能光伏机构1电性连接。市电交流加热机构6固定于附属紧固件4的另一端上，且市电交流加热机构6与供电机构2电性连接。温度传感器7固定于附属紧固件4的另一端上。以及控制器分别与太阳能光伏机构1、低压直流加热机构5、市电交流加热机构6和温度传感器7电性连接。其中，当太阳能光伏机构1的电压高于第一预设电压时，且储水箱3的内胆的温度低于第一预设温度时，控制器控制低压直流加热机构5开启，从而对内胆中的水进行加热。其中，当内胆的温度达到第二预设温度时，控制器控制低压直流加热机构5关闭，从而进入保温模式。

在一个或多个实施方式中，当太阳能光伏机构1的电压低于第二预设电压时，且储水箱3的内胆的温度低于第一预设温度时，控制器控制市电交流加热机构6开启，从而对内胆中的水进行加热。其中，当内胆的温度达到第二预设温度时，控制器控制市电交流加热机构6关闭，从而进入保温模式。其中，第一预设电压、第一预设温度、第二预设电压和第二预设温度本实用新型并不具体限定，本领域技术人员可根据实际需求对其进行设置。

在一个或多个实施方式中，太阳能光伏机构1与控制器连接的回路上设置有电压检测机构。

在一个或多个实施方式中，储水箱3的冷水进水管的进水口处安装有流量开关，且流量开关与控制器电性连接。

在一个或多个实施方式中，储水箱3与内胆之间设置有保温层，陶瓷内胆内的自来水得到加热后，保温层起到对陶瓷内胆内的加热水的保温作用，保证热水的温度，避免散发较多的热量。

在一个或多个实施方式中，述太阳能光伏机构1包括：至少一块太阳能光伏板以及储能锂电池。至少一块太阳能光伏板用以通过光照进行发电。以及储能锂电池分别与至少一块太阳能光伏板、控制器和低压直流加热机构5 电性连接。其中，当光照充足时，太阳能光伏板开始发电，且储能锂电池进行储能，并向控制器和低压直流加热机构5输出电能。其中，当光照不充足时，太阳能光伏板不发电，且储能锂电池向控制器和低压直流加热机构5输出电能。

在一个或多个实施方式中，太阳能光电与市电耦合热水装置还包括智能显示器8，设置于储水箱3的正面上，且智能显示器8与控制器电性连接。

在一个或多个实施方式中，智能显示器8包括：显示面板9以及多个控制按键10。显示面板9设置于储水箱3的正面上，且显示面板9上具有温度显示区、内胆温度显示区、加热功率显示区、保温显示区、市电显示区、光电显示区和节能显示区。以及多个控制按键10分别设置于显示面板9的下方，且多个控制按键10包括设置键、上升键、下降键、快速热水控制键、出行模式控制键。其中，快速热水器控制键用以手动启停市电交流加热机构6。其中，出行模式控制键用以手动强制断开市电交流加热机构6，且当进入出行模式后，市电交流加热机构6不再启动。

在一个或多个实施方式中，内胆中安装有抑垢柱11，抑垢柱11起到减缓低压直流加热机构5、市电交流加热机构6和陶瓷内胆的腐蚀，同时有着一定减少水垢的作用。

在实际应用中，本实用新型的太阳能光电与市电耦合热水装置，包括太阳能光伏机构1、低压直流加热机构5、储水箱3及自主开发的智能控制器。阳能光伏机构、低压直流加热机构5与控制器相连接。当阳光充足时，光伏板的电压大于某一设定值时，且储水箱3的内胆温度低于设定值时，直流加热管(低压直流加热机构5)开始运行，加热储水箱3内胆水；当储水箱3内胆温度达到设定值后，低压直流加热机构5断开，进入保温模式。当光伏板电压低于设定值后，间隔一些时间后，系统自动切入市电辅助加热。市电交流加热机构6启动，将储水箱3的内胆加热至设定值后，市电交流加热机构6 停止加热；亦或当光伏板电压重新升高至设定电压后，系统自动转入光伏直流加热模式，使得系统更加节能。

太阳能光伏机构1包括至少一块高效太阳能光伏板、一套储能锂电池(该系统不局限包含锂电池储电载体)及配套电力输出系统。当光照充足时，光伏板开始发电，一边储能，一边输出电能，当无太阳光时，储能锂电池开始提供电能(只向热水装置控制面板提供电能)，保证能源的连续供应和高效利用。

至少一根低压直流高效加热管(低压直流加热机构5)，市电交流高效加热管(市电交流加热机构6)、温度探头盲管(温度传感器7)及附属紧固件 4为一体化设计。

低压直流高效加热管根据光伏组件规格和功率设计加热管规格功率大小；

控制器与智能显示器8相连接，且控制器包括光电输入接口、光电输出接口、市电输入接口和市电输出接口以及配套MOS管等控制元器件。控制器用以根据太阳能光伏组件实时发电功率以及加热器内胆温度，判断辅助加热启停。

智能显示器8包括显示面板9及控制键。显示面板9包括设置温度显示，内胆温度显示，加热功率显示，保温显示；市电显示、光电显示、节能显示。控制键包括：设置键，上升键、下降键、快速热水控制键、出行模式控制键。快速热水控制键主要功能为：手动启停辅助加热管，即市电加热管。出行模式控制键主要功能为：手动强制断开辅助加热，当进入该模式后，辅助加热器不再启动。

当家庭用水量超出系统正常加热范围后，可手动切换至快速热水模式，辅助加热器即时启动，进行快速加热，该时段结束后，可手动退出该模式；出行模式原理是当用户有出差亦或是旅行等需求时，手动切入该模式后，辅助加热管不再启动，只保留光伏加热功能；该模式既节能又不失用户体验感，显著提升能源利用率，降低能源浪费；用户返回后，手动退出该模式即可恢复正常的自动加热模式。

总之，本实用新型的太阳能光电与市电耦合热水装置，具有如下有益效果：

1、首创采用光电直接加热绿色手段降低家用热水器能耗，降低后期运行费用。该装置主要由太阳能光电驱动运行；依据太阳光辐射强弱进行主辅加热器的切换，既保证系统的可靠性和稳定性，又提供更能的热水；不仅节能效率高，而且无任何污染物排放，绿色环保技术；

2、首创采用交直流加热一体加热管；光伏直流加热为主热源，市电交流加热为辅助热源，提升了家用热水系统的稳定性和节能性；

3、开发设计低压直流加热机构5，可以由光伏组件直接加热，同时达到最优的光电热转化效率，输出更高的能量；显著提升了家用热水装置系统能效，显著降低了系统的运行费用，保证了系统的高效性和经济性；

4、安装简单，安装、维护成本低；装置主要涉及光伏组件安装、电线以及家用进出水口的连接，且装置材料简单，光伏组件一般使用寿命均超过25 年，电线使用寿命50年以上，使得系统整体故障率低，维护频次少；

5、光伏发电板能够与建筑进行一体化设计，既美观又不占用额外空间，相比常规的壁挂式太阳能光热热水装置，太阳能光伏板重量轻，体积小，更加容易外挂于建筑物阳台，不影响建筑结构安全的同时，还兼具美观度，真正达到绿色建筑一体化的建筑标准；

6、在任何环境温度下均可正常使用，相较于太阳能光热加热装置，具有明显优势；

7、系统运行安全、稳定；装置加热主要为光电转换加热，电压一般小于 80伏，且安装漏电及接地保护等防护器材，装置整体无高温高压的隐患存在，使得改装置拥有更高的安全性；

8、首创出行模式和快速热水两种模式，当家庭用水量超出系统正常加热范围后，可手动切换至快速热水模式，辅助加热器即时启动，进行快速加热，该时段结束后，可手动退出该模式；出行模式原理是当用户有出差亦或是旅行等需求时，手动切入该模式后，辅助加热管不再启动，只保留光伏加热功能；该模式既节能又不失用户体验感，显著提升能源利用率，减少能源浪费。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种太阳能光电与市电耦合热水装置，其特征在于，包括：

太阳能光伏机构；

供电机构，用以提供220V交流电；

储水箱，所述储水箱具有冷水进水管和热水出水管，且所述储水箱内设置有内胆；

附属紧固件，所述附属紧固件的一端固定于所述储水箱内的一端上；

低压直流加热机构，固定于所述附属紧固件的另一端上，且所述低压直流加热机构与所述太阳能光伏机构电性连接；

市电交流加热机构，固定于所述附属紧固件的所述另一端上，且所述市电交流加热机构与所述供电机构电性连接；

温度传感器，固定于所述附属紧固件的所述另一端上；以及

控制器，分别与所述太阳能光伏机构、所述低压直流加热机构、所述市电交流加热机构和所述温度传感器电性连接；

其中，当所述太阳能光伏机构的电压高于第一预设电压时，且所述储水箱的所述内胆的温度低于第一预设温度时，所述控制器控制所述低压直流加热机构开启，从而对所述内胆中的水进行加热；

其中，当所述内胆的温度达到第二预设温度时，所述控制器控制所述低压直流加热机构关闭，从而进入保温模式。

2.如权利要求1所述的太阳能光电与市电耦合热水装置，其特征在于，当所述太阳能光伏机构的电压低于第二预设电压时，且所述储水箱的所述内胆的温度低于第一预设温度时，所述控制器控制所述市电交流加热机构开启，从而对所述内胆中的水进行加热；

其中，当所述内胆的温度达到第二预设温度时，所述控制器控制所述市电交流加热机构关闭，从而进入保温模式。

3.如权利要求2所述的太阳能光电与市电耦合热水装置，其特征在于，所述太阳能光伏机构与所述控制器连接的回路上设置有电压检测机构。

4.如权利要求1所述的太阳能光电与市电耦合热水装置，其特征在于，所述储水箱的所述冷水进水管的进水口处安装有流量开关，且所述流量开关与所述控制器电性连接。

5.如权利要求1所述的太阳能光电与市电耦合热水装置，其特征在于，所述储水箱与所述内胆之间设置有保温层。

6.如权利要求1所述的太阳能光电与市电耦合热水装置，其特征在于，所述太阳能光伏机构包括：

至少一块太阳能光伏板，用以通过光照进行发电；以及

储能锂电池，分别与所述至少一块太阳能光伏板、所述控制器和所述低压直流加热机构电性连接；

其中，当光照充足时，所述太阳能光伏板开始发电，且所述储能锂电池进行储能，并向所述控制器和所述低压直流加热机构输出电能；

其中，当所述光照不充足时，所述太阳能光伏板不发电，且所述储能锂电池向所述控制器和所述低压直流加热机构输出电能。

7.如权利要求1所述的太阳能光电与市电耦合热水装置，其特征在于，还包括智能显示器，设置于所述储水箱的正面上，且所述智能显示器与所述控制器电性连接。

8.如权利要求7所述的太阳能光电与市电耦合热水装置，其特征在于，所述智能显示器包括：

显示面板，设置于所述储水箱的正面上，且所述显示面板上具有温度显示区、内胆温度显示区、加热功率显示区、保温显示区、市电显示区、光电显示区和节能显示区；以及

多个控制按键，分别设置于所述显示面板的下方，且所述多个控制按键包括设置键、上升键、下降键、快速热水控制键、出行模式控制键；

其中，所述快速热水控制键用以手动启停所述市电交流加热机构；

其中，所述出行模式控制键用以手动强制断开所述市电交流加热机构，且当进入出行模式后，所述市电交流加热机构不再启动。

9.如权利要求1所述的太阳能光电与市电耦合热水装置，其特征在于，所述内胆中安装有抑垢柱。

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