[實用新型]全天候光熱光伏一體化自動控制熱管熱水器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720001885.6
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN206410339U
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚萬祥;潘國華;盛景四;鄭明靜;張春曉
• 申請（專利權(quán)）人: 天津城建大學;天津天地源科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24J2/32;F24J2/40
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司12108
• 代理人: 呂志英

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及太陽能熱水器設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種全天候光熱光伏一體化自動控制熱管熱水器。

背景技術(shù)

太陽能熱水器是一種光熱轉(zhuǎn)換器，一般是由真空玻璃集熱管、儲水箱、支架及相關(guān)附件組成，把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠真空玻璃集熱管。集熱管受陽光照射面溫度高，集熱管背陽面溫度低，而管內(nèi)水便產(chǎn)生溫差反應(yīng)，再利用管內(nèi)熱水上浮冷水下沉的原理將水加熱，使水產(chǎn)生微循環(huán)而達到所需熱水。因其節(jié)能環(huán)保、方便且便宜等特點在廣大地區(qū)越來越普及。

但用戶用熱水只要達到40～50℃就可以，而太陽能熱水器可以將水加熱至70～90℃，甚至可以達到更高乃至沸騰，由于熱量過剩不僅浪費了水資源，而且持續(xù)加熱對太陽能熱水器的箱體及吸熱裝置也會造成損害。同時，吸熱裝置表面溫度升高也將導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)換效率降低。當太陽光照比較弱(雨雪天或者夜晚)時，用戶用水往往比較困難，所以普通太陽能熱水器就很難滿足用戶的需求。

現(xiàn)階段為了解決太陽能熱水器無法全天候運行的問題，無非使用以下四種方式來提供生活熱水：1.太陽能熱水器和電熱水器結(jié)合；2.太陽能熱水器和燃氣熱水器結(jié)合；3.只使用電熱水器；4.只使用燃氣熱水器。以上四種方法都有缺點：電熱水器占據(jù)衛(wèi)生間上部很大一部分空間且耗電巨大；燃氣熱水器由于燃氣的不安全性(易燃易爆)，特別是衛(wèi)生間空間狹小封閉，若發(fā)生燃氣泄漏，不易察覺，后果不堪設(shè)想。

日常生活中，人們除了對太陽能熱水器的熱能有需求外，對于電能的需求進一步增大。現(xiàn)在的太陽能熱水器功能單一，只能產(chǎn)生熱能，而不能產(chǎn)生電能。因此，太陽能的光熱利用和溫差發(fā)電綜合為一體，將是未來太陽能熱水器發(fā)展的趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的弊端，本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，節(jié)能環(huán)保，安全高效的全天候光熱光伏一體化自動控制熱管熱水器，太陽能熱水不保證率為零，實現(xiàn)了太陽能光熱利用和發(fā)電一體化。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為提供一種全天候光熱光伏一體化自動控制熱管熱水器，其特征是：該熱管熱水器包括太陽能水箱、支架、熱管、熱電發(fā)電模塊、蓄電池、冷水循環(huán)系統(tǒng)、控制器，太陽能水箱置于支架的上方，太陽能水箱上方連接用戶熱水管、自動排氣閥和補水管；支架的斜面上平鋪熱電發(fā)電模塊，熱電發(fā)電模塊上平鋪熱管，所述的熱管上端插入太陽能水箱的下部；在太陽能熱水器旁邊設(shè)置有蓄水箱，蓄水箱上方連接有進水管，下方接有補水管、泄水管、冷水進水管、冷水出水管，蓄水箱下端通過補水管與太陽能水箱連接，蓄水箱與通過冷水進水管、冷水出水管熱電發(fā)電模塊連接，形成冷水循環(huán)系統(tǒng)；所述的補水管上設(shè)有電磁閥一，進水管上設(shè)有電磁閥二，冷水進水管上設(shè)有電磁閥三，冷水出水管上設(shè)有電磁閥四，泄水管上設(shè)有電磁閥五，所述的電磁閥一、電磁閥二、電磁閥三、電磁閥四和電磁閥五均通過導(dǎo)線與位于室內(nèi)的控制器連接。

開關(guān)組在控制器一旁，從開關(guān)組引出五組導(dǎo)線，一組導(dǎo)線連接控制器，另外四組分別連接家庭供電導(dǎo)線、家庭用電導(dǎo)線、太陽能水箱左側(cè)的電加熱器和蓄電池。

蓄電池置于室內(nèi)，導(dǎo)線連接蓄電池和熱電發(fā)電模塊，形成閉合回路；所述的蓄電池上設(shè)有電量檢測器，所述的電量檢測器通過導(dǎo)線與控制器相連。

所述太陽能水箱一側(cè)設(shè)有電加熱器、溫度感應(yīng)器、水位感應(yīng)器一和水位感應(yīng)器二，電加熱器通過導(dǎo)線與開關(guān)組連接，水位感應(yīng)器一位于太陽能水箱高度方向五分之一處；水位感應(yīng)器二位于太陽能水箱高度方向五分之四處，

所述熱電發(fā)電模塊包括吸熱板、P型導(dǎo)體，N型導(dǎo)體、三塊金屬片和充水箱，P型導(dǎo)體和N型導(dǎo)體并排放置，之間的空隙填充有絕緣絕熱材料，P 型導(dǎo)體和N型導(dǎo)體的上端先通過金屬片之一連接，再與吸熱板(熱源)貼合； P型導(dǎo)體和N型導(dǎo)體的下端先分別與金屬片之二、金屬片三連接，再與充水箱有絕緣層的那一面連接，充水箱另一面接觸支架；金屬片之二設(shè)為正極，金屬片之三設(shè)為負極，金屬片之二、金屬片之三與蓄電池之間通過導(dǎo)線連接，形成閉合環(huán)路。

本實用新型的有益效果：

本實用新型雖然初投資較高，但具有以下明顯優(yōu)點：運行費用低；節(jié)省了室內(nèi)空間；無燃氣泄漏危險；太陽能熱水不保證率為零。

熱電發(fā)電模塊利用材料兩端的溫度差發(fā)電，與傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:1)無機械運動，不易發(fā)生故障；2)自動啟動和停止，有能量輸入時自動產(chǎn)生電；3)即使發(fā)電規(guī)模小也不會導(dǎo)致效率降低；4)無需周邊設(shè)備，所需要的空間小。因此，熱電發(fā)電技術(shù)在太陽能發(fā)電、余熱再利用領(lǐng)域有著不可替代的優(yōu)勢。