[發明專利]高層建筑太陽能和風能補熱裝置

無效

• 申請號: 201010161657.8
• 申請日: 2010-05-04
• 公開（公告）號: CN101846396A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 羅小林;袁明利;鄧艷
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F03D9/00
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司 53115
• 代理人: 趙云

技術領域

本發明涉及一種高層建筑太陽能真空管加熱裝置，特別是太陽能和風能補熱裝置。

背景技術

目前市場上有很多的熱水器。比如，電熱水器，燃氣熱水器等，但是都各自存在不足。電熱水器雖然能保證24小時供熱水，但是消耗電能多，其耗能成本高；而燃氣熱水器要消耗不可再生資源，污染環境。

地球上可以利用的煤炭等資源逐漸減少，而且煤炭等資源排放出的氣體會污染環境，給人類的生活環境造成很大的影響，現在中國實行節能降耗政策，開發綠色能源和二次能源，已經成了人類必須要去面對和解決的問題，以用來解決能源危機。

高層建筑樓頂由于受面積有限，使用太陽能熱水器時難以保證全天候，全時段熱水供應；高層建筑樓頂具有非常好的風力資源，但目前都沒有得到很好的利用，因此需要開發適宜高層建筑使用的太陽能和風能補熱裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高層建筑太陽能和風能補熱裝置，其使用方便，投資少，節水，可保證全天候，全時段熱水供應。

解決本發明的技術問題所采用的技術方案是：儲水箱的冷水端出口與集熱器冷水入口連接，儲水箱的熱水端入口與集熱器熱水出口連接，儲水箱中裝有溫度傳感器和電加熱絲，風力直流發電機的輸出分別連接蓄電池和電加熱絲，溫度傳感器的輸出連接控制器單元，控制器單元的輸出通過接觸器線圈控制設置在電加熱絲通路中的接觸器常開觸點。

所述的與溫度傳感器輸出連接的控制器單元由電流放大器、A/D轉換器、單片機、D/A轉換器和比較器組成，電流放大器將溫度傳感器的信號放大，A/D轉換器將放大的模擬信號轉換成數字信號，單片機存儲數據并對輸入的數字信號處理，D/A轉換器將單片機的數字信號轉換成模擬信號，比較器對存儲數據與輸入的信號對比并將啟動電流傳輸到接觸器線圈；蓄電池的兩極連接有蓄電池控制單元，由并聯于蓄電池兩端的電壓檢測控制電路、串聯在充電回路的開關器件和串聯于輸出回路開關器件組成，電壓檢測控制電路對充電和輸出電壓檢測并啟動或斷開對應的開關器件。

在蓄電池的輸入和輸出端都裝有空氣開關，在電加熱絲通路中的接觸器常開觸點兩端接入有空氣開關，控制器單元中的單片機采用8031，溫度傳感器型號為KC503H395FM且測溫范圍為-10℃～100℃，風力直流發電機功率為11KW。

一系列集熱器為逐級加熱的串聯結構，儲水箱的冷水端出口高于集熱器組的冷水入口，集熱器組的熱水出口高于儲水箱的熱水端入口，在儲水箱頂設置有避雷針。

在晴天的時候，集熱器的真空管吸收太陽能，儲水箱的冷水經過集熱器的真空管時候，集熱器的真空管由于吸收太陽能而發熱，給冷水加熱，集熱器的出口管經過一個手動球閥接在儲水箱的上端，熱水流入到儲水箱的上端。如果太陽能提供的熱量只在50℃左右，離大多數用戶習慣的60℃還有一定的距離，甚至過了10分鐘左右溫度依然維持在50℃左右，這時候溫度傳感器的溫度信號就會傳給控制器單元，控制器單元就會輸出一個指令，接觸器線圈就會啟動，風力直流發電機輸出的接觸器常開觸點就會閉合，風能就會給儲水箱的電加熱絲提供電流。在陰雨天時候，手動合上風力直流發電機輸出通路上空氣開關，風能就會給電加熱絲提供電流。在陰雨天時候，若風速很小，則可以手動合上蓄電池輸出通路上的空氣開關，蓄電池存儲的電能就可以給儲水箱的電加熱絲加熱。風力發電機的功率的確定：以昆明地區計算一高層建筑有25層樓高，每層樓房有2戶，每戶有3人，每人洗澡用水50公斤，每人每天都洗澡。一般在60℃時候就可以洗澡，陰雨天時太陽能集熱器加熱使水具有余溫，設溫度為30℃，則根據熱量公式c*m*Δt＝4.2*10^3J/kg*℃*50*3*50*(60-30)＝9.45*10^8J，風力發電機一天24小時發電，其功率P*24*60*60＝9.45*10^8J，則P＝10937.5W，所以該高層建筑可配備風力發電機功率為11KW。

本發明的有益效果：

1，全天24小時供熱水。當太陽能可以提供適當的溫度熱水時候，就使用太陽能。如果太陽能不能夠提供適當的熱水溫度時候，就使用風能裝置來提供適當的熱水。

2減少環境污染。由于風能和太陽能是可再生能源，不會對環境產生負面的影響。