CN219913478U - 一种基于光伏组件的热水器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及热水器加热领域，具体涉及一种基于光伏组件的热水器，热水器包括热交换水箱，热水器包括太阳能光伏组件、稳压电路模块、电能计量模块、控制器、直流加热模块、AC/DC变换模块、第一电气开关和交流电源接头，直流加热模块设置在热交换水箱内；太阳能光伏组件通过稳压电路模块与直流加热模块连接，交流电源接头通过AC/DC变换模块和第一电气开关与直流加热模块连接，用于给直流加热模块提供电能，控制器通过与电能计量模块和第一电气开关连接，获取电能值，以控制第一电气开关的通断，使得有助于解决避免水资源浪费和热源损失、寒冷易结冰地区无法使用、无阳光时无法使用得到问题，而且还有助于节省能源和提高加热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及热水器加热领域，具体涉及一种基于光伏组件的热水器。
背景技术
目前，加热生活用水的加热设备主要采用平板基于光伏组件的热水器、电热水器和天然气热水器。其中，天然气热水器在使用过程中会因燃烧不充分而排出有毒气体造成安全事故，电热水器不仅耗能大而且容易出现连电现象也极易造成安全事故。
平板太阳能是将太阳能转化为热能，从而将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水需求的平板基于光伏组件的热水器也越来越受欢迎，由于其消耗的能源是可再生的太阳能，不仅为用户节省不少的花费，而且避免了因有毒气体和连电造成的安全事故。
但平板基于光伏组件的热水器的热交换水箱和加热盘管均设置在室外，不适合在寒冷易结冰的地区使用，并且从热交换水箱到用户需要连接一定长度的管路，在使用时，用户打开水管时，并不能立即出热水，用户必须先放掉水管中的冷水，在一定程度上造成了水资源浪费和热源损失，而且平板太阳能完全依靠太阳能，当没有太阳时，则无法正常使用。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于光伏组件的热水器，该热水器有助于解决寒冷易结冰地区无法使用、水资源浪费以及没有太阳无法正常使用的问题。
本实用新型所提供的具体技术方案如下：
本实用新型提供了一种基于光伏组件的热水器，热水器包括热交换水箱，其特征在于，所述热水器包括太阳能光伏组件、稳压电路模块、控制器、直流加热模块、AC/DC变换模块、第一电气开关和交流电源接头，直流加热模块设置在热交换水箱内；
太阳能光伏组件通过稳压电路模块与直流加热模块的直流供电端连接，用于给直流加热模块提供电能；
稳压电路模块上设置有电能计量模块；
交流电源接头通过AC/DC变换模块和第一电气开关与直流加热模块的电源供电端连接，用于给直流加热模块提供电能；
控制器通过与电能计量模块连接，获取稳压电路模块的输出电能值；
控制器通过与第一电气开关连接，控制第一电气开关的通断，进而控制直流加热模块电源供电端的通断。
进一步地，所述热水器还包括第二电气开关和设置在热交换水箱内的温度传感器；
稳压电路模块通过第二电气开关与直流加热模块的直流供电端连接；
控制器通过与温度传感器连接，获取热交换水箱内的水温；
控制器通过与第二电气开关连接，控制第二电气开关的通断，进而控制直流加热模块的直流供电端的通断。
进一步地，所述热水器还包括第三电气开关和储能模块；
稳压电路模块通过第三电气开关与储能模块的输入端连接，用于向储能模块提供电能；
控制器通过与第三电气开关连接，控制第三电气开关的通断，进而控制储能模块输入端的通断。
进一步地，所述储能模块包括电池组和DC/AC逆变器；
储能模块上设置有直流供电接口和交流供电接口；
电池组与直流供电接口连接，以提供直流电力；
电池组还通过DC/AC逆变器与交流供电接口连接，以提供交流电力。
进一步地，所述储能模块还包括电量监控单元、控制单元和显示单元；
电量监控单元与电池组连接；
控制单元通过与电量监控单元连接，获取电池组剩余电量；
控制单元通过与显示单元连接，控制显示单元显示所获取的电池组的电量。
进一步地，控制器采用ARM微控制器。
进一步地，所述直流加热模块采用C型直流加热模块。本实用新型的有益效果：
本实用新型能够将热交换水箱安装在室内距用户最近且方便用户使用的任何位置，从而在使用时有助于避免水资源浪费和热源损失。
通过太阳能光伏组件将光能转化直流电能为热交换水箱内的直流加热模块提供电能来对水进行加热，不仅有助于避免了寒冷易结冰地区无法使用的情况而且还有助于节省能源，提高加热效率。在无太阳光照时，通过交流电源为直流加热模块提供电能，对水进行加热，避免了没有太阳时，无法正常使用的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本实用新型一个实施例的基于光伏组件的热水器的电气原理框图示意图。
图2示出了本实用新型另一个基于光伏组件的热水器的电气原理框图示意图。
图3示出了本实用新型另一个基于光伏组件的热水器的电气原理框图示意图。
1-太阳能光伏组件；2-稳压电路模块；3-电能计量模块；4-控制器；5-直流加热模块；6-AC/DC变换模块；7-第一电气开关；8-交流电源接头；9-第二电气开关；10-温度传感器；11-第三电气开关；12-储能模块；13-DC/AC逆变器；14-交流供电接口；15-直流供电接口；16-热交换水箱；12-1-电池组；12-2-电量监测单元；12-3-控制单元；12-4-显示单元。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实施例提供了一种基于光伏组件的热水器的实施例，热水器包括热交换水箱，所述热水器包括太阳能光伏组件1、稳压电路模块2、控制器4、直流加热模块5、AC/DC变换模块6、第一电气开关7和交流电源接头8，直流加热模块设置在热交换水箱内。
直流加热模块5上设置有直流供电端和电源供电端。
太阳能光伏组件1通过稳压电路模块2与直流加热模块5的电流供电端连接，用于给直流加热模块5提供电能。
稳压电路模块2上设置有电能计量模块3，电能计量模块3用于计量稳压电路模块2输出的电能值。
交流电源接头8通过AC/DC变换模块6和第一电气开关7与直流加热模块5的电源供电端连接，用于给直流加热模块5提供电能。
控制器4通过与电能计量模块3连接，获取稳压电路模块2的输出电能值。
控制器4通过与第一电气开关7连接，控制第一电气开关7的通断，进而控制直流加热模块5电源供电端的通断。
需要说明的是，太阳能光伏组件1用于将光能转化为直流电能的具体过程为现有技术，在此不再赘述。
在使用之前，用户根据实际情况，将热交换水箱安装在室内距用户最近且方便用户使用的任何位置，从而在使用时有助于避免水资源浪费和热源损失，并将交流电源接头8接入交流电源，比如市电。同时，根据实际需要，在控制器4中预设第一电能阈值。
在使用时，当阳光照射到太阳能光伏组件1上时，光能被转化为直流电能，稳压电路模块2对太阳能光伏组件1转化的直流电能进行稳压后发送给热交换水箱内的直流加热模块5，使得直流加热模块5对热交换水箱内的水进行加热。
电能计量模块3用于计量稳压电路模块2输出的电能值，并将所计量的电能值发送至控制器4，控制器4将接收到的电能值与第一电能阈值进行比较，若控制器4接收到的电能值小于第一电能阈值，则控制第一电气开关7接通，即直流加热模块通过电源供电端接收到交流电源所提供的经由AC/DC变换模块6转换后的电能，对热交换水箱内的水进行加热。若控制器接收到的电能值不小于第一电能阈值时，则控制器将控制第一电气开关7保持初始装状态（即，断开状态）或断开，即直流加热模块的电源供电端断开。
本实用新型在太阳光照射在太阳能光伏组件1上时，由太阳能光伏组件1转化的直流电能为热交换水箱内的直流加热模块5提供电能来对水进行加热，不仅有助于避免了寒冷易结冰地区无法使用的情况而且还有助于节省能源，提高加热效率。在无太阳光照时，通过交流电源为直流加热模块5提供电能，对水进行加热，避免了没有太阳时，无法正常使用的情况。
作为本实用新型的一个示意性实施例，如图2所示，热水器还包括第二电气开关9和设置在热交换水箱内的温度传感器10。
稳压电路模块2通过第二电气开关9与直流加热模块5连接。
控制器4通过与温度传感器10连接，获取热交换水箱内的水温；
控制器4通过与第二电气开关9连接，控制第二电气开关的通断，进而控制直流加热模块5的直流供电端的通断。
需要说明的是，第二电气开关9的初始状态为接通状态。
在使用之前，在控制器中预设温度阈值。
使用时，温度传感器10对热交换水箱内的水的温度进行检测，并将检测到的水的温度值发送至控制器4，控制器4将接收到的温度值与温度阈值进行比较，若所接收到的温度值高于温度阈值时，控制第一电气开关和第二电气开关断开，即直流加热模块的直流供电端和电源供电端均断开，直流加热模块不接收任何电能。若所接收到的温度值低于预设温度值时，控制器控制第二电气开关9闭合，即直流加热模块通过直流供电端接收电能。
本实用新型通过根据热交换水箱内的水的温度，自动控制直流加热模块5的加热，从而为用户提供了舒适的水温，而且进一步节省了能源。
作为本实用新型的一个示意性实施例，如图3所示，所述热水器还包括第三电气开关11和储能模块12。
稳压电路模块2通过第三电气开关11与储能模块12的输入端连接。
控制器4通过与第三电气开关11连接，以控制储能模块12输入端的通断。
储能模块12包括电池组12-1和DC/AC逆变器13。储能模块12上设置有直流供电接口15和交流供电接口14。
电池组12-1与直流供电接口15连接，以提供直流电力。
电池组12-1还通过DC/AC逆变器13与交流供电接口14连接，以提供交流电力。
需要说明的是，第三电气开关11的初始状态为断开状态。
在使用之前，根据直流加热模块5对水进行加热时，所需的电能，在控制器中预设有第二电能阈值。
在使用时，当电能计量模块3所计量到的电能值低于第二预设电能阈值时，控制器4控制第三电气开关11保持初始状态（即，断开状态）或断开，即储能模块的输入端为断开状态。当电能计量模块所计量到的电能高于第二电能阈值时，控制器4控制第三电气开关11接通，即，储能模块通过输入端接收电能进行存储，由此储能模块12能够通过直流供电接口15为直流供电设备提供电力或者经由DC/AC逆变器13逆变后，通过交流供电接口14为交流设备提供电力。
示例性地，控制器4采用ARM微控制器。
示例性地，直流加热模块5采用C型直流加热模块，便于安装和维修。
示例性地，储能模块12还包括电量监控单元12-2、控制单元12-3和显示单元12-4。电量监控单元12-2与电池组12-1连接。电量监控单元12-2和显示单元12-4均与控制单元12-3连接。
使用时，电量监控单元12-2用于监控电池组12-1的电量，并将监控到电池电量发送至控制单元12-3，控制单元12-3控制显示单元12-4对所接收到的电池电量进行显示，使得用户可以清晰地看到电池电量，避免了由于突然断电对设备造成的损害。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种基于光伏组件的热水器，热水器包括热交换水箱，其特征在于，所述热水器包括太阳能光伏组件、稳压电路模块、控制器、直流加热模块、AC/DC变换模块、第一电气开关和交流电源接头，直流加热模块设置在热交换水箱内；
太阳能光伏组件通过稳压电路模块与直流加热模块的直流供电端连接，用于给直流加热模块提供电能；
稳压电路模块上设置有电能计量模块；
交流电源接头通过AC/DC变换模块和第一电气开关与直流加热模块的电源供电端连接，用于给直流加热模块提供电能；
控制器通过与电能计量模块连接，获取稳压电路模块的输出电能值；
控制器通过与第一电气开关连接，控制第一电气开关的通断，进而控制直流加热模块电源供电端的通断。
2.根据权利要求1所述的基于光伏组件的热水器，其特征在于，所述热水器还包括第二电气开关和设置在热交换水箱内的温度传感器；
稳压电路模块通过第二电气开关与直流加热模块的直流供电端连接；
控制器通过与温度传感器连接，获取热交换水箱内的水温；
控制器通过与第二电气开关连接，控制第二电气开关的通断，进而控制直流加热模块的直流供电端的通断。
3.根据权利要求2所述的基于光伏组件的热水器，其特征在于，所述热水器还包括第三电气开关和储能模块；
稳压电路模块通过第三电气开关与储能模块的输入端连接，用于向储能模块提供电能；
控制器通过与第三电气开关连接，控制第三电气开关的通断，进而控制储能模块输入端的通断。
4.根据权利要求3所述的基于光伏组件的热水器，其特征在于，所述储能模块包括电池组和DC/AC逆变器；
储能模块上设置有直流供电接口和交流供电接口；
电池组与直流供电接口连接，以提供直流电力；
电池组还通过DC/AC逆变器与交流供电接口连接，以提供交流电力。
5.根据权利要求4所述的基于光伏组件的热水器，其特征在于，所述储能模块还包括电量监控单元、控制单元和显示单元；
电量监控单元与电池组连接；
控制单元通过与电量监控单元连接，获取电池组剩余电量；
控制单元通过与显示单元连接，控制显示单元显示所获取的电池组的电量。
6.根据权利要求1所述的基于光伏组件的热水器，其特征在于，控制器采用ARM微控制器。
7.根据权利要求1所述的基于光伏组件的热水器，其特征在于，所述直流加热模块采用C型直流加热模块。
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