CN113949341A - 一种太阳能光热利用*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能光热利用***，包括太阳能光热壳体、控制器、蓄电池组、逆变器、换热箱与加热箱，所述太阳能光热壳体内底部设有垫板，所述太阳能光热壳体内壁固定连接在光伏电池板，所述换热箱侧壁设有保温套，所述太阳能光热壳体内设有用于利用太阳能光热的第一换热机构。本发明设置了换热箱，能够利用光伏电池板两面的热量产生热水，配合光伏电池板的发电，进而达到了光热集合利用的目的，提高了能源利用率，其次设置了螺旋的第二介质输出管与第一介质输出管，延长了介质在换热箱内的滞留时间，提高了介质的换热效率，另外设置了第一电加热器与第二电加热器，使得出水管内流出的水能够满足人们对水温的需要。

Description

一种太阳能光热利用***
技术领域
本发明涉及太阳能光伏技术领域，尤其涉及一种太阳能光热利用***。
背景技术
光伏被定义为射线能量的直接转换。通常是指太阳能转换为电能的过程。这种转换主要是利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板，太阳能电板利用光照将太阳能转换为电能产生直流电。由于太阳能光伏不需其他任何"燃料"，只需太阳光就可以工作，因而被称为绿色能源，绿色环保无污染。
现有的太阳能光伏太阳光的平行光直接照到电池片上或者真空管上,只能通过光伏电池板产生直流电，达到发电的目的，或者是只能产生热水，现有技术中普通太阳能光伏没有将两种技术结合，没有使太阳能的利用率最大化，光伏电池吸收透过的太阳光能后，不到20％转换出电能，其余转换成热量，最后散失在空气中，因而使得很大部分的太阳能都损失掉了,造成浪费能源，所以，需要设计一种太阳能光热利用***来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种太阳能光热利用***。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种太阳能光热利用***，包括太阳能光热壳体、控制器、蓄电池组、逆变器、换热箱与加热箱，所述太阳能光热壳体内底部设有垫板，所述太阳能光热壳体内壁固定连接在光伏电池板，所述换热箱侧壁设有保温套，所述太阳能光热壳体内设有用于利用太阳能光热的第一换热机构，所述第一换热机构包括设置在光伏电池板上内的吸热板，所述吸热板下端胶粘连接有保温板，所述吸热板的出水端连通设有第一介质输出管，所述吸热板的进水端连通设有第一介质输入管，所述太阳能光热壳体内设有用于利用太阳能光热的第一换热机构。
优选地，所述第二换热机构包括设置在光伏电池板上的毛细水管，所述毛细水管的进水端连通设有第二介质输入管，所述毛细水管的出水端连通设有第二介质输出管，所述换热箱上设用于驱动吸热板内介质循环流动的第一循环机构。
优选地，所述第一循环机构包括固定连接在保温套侧壁的第一储液箱，所述保温套侧壁固定连接有第一液体泵，所述第一介质输出管远离吸热板的一端延伸至第一储液箱内，所述第一液体泵的入水端连通设有第一连通管，所述第一连通管远离第一液体泵的一端与第一储液箱连通，所述第一介质输入管远离吸热板的一端与第一液体泵的出水端连通，所述换热箱上设用于毛细水管内介质循环流动的循环机构。
优选地，所述第二循环机构包括固定连接在保温套侧壁的第二储液箱，所述保温套侧壁固定连接有第二液体泵，所述第二介质输出管远离毛细水管的一端延伸至第二储液箱内，所述第二液体泵的入水端连通设有第二连通管，所述第二连通管远离第二液体泵的一端与第二储液箱连通，所述第二介质输入管远离毛细水管的一端与第二液体泵的出水端连通。
优选地，所述加热箱内设有与其内部连通的出水管与第二冷水管，所述加热箱内底部安装有第二电加热器与第二温度传感器。
优选地，所述换热箱上设有与其内部连通的第一冷水管与热水管，所述热水管远离换热箱的一端与加热箱连通，所述热水管上设有电磁阀，所述换热箱内底部安装有第一电加热器与第一温度传感器。
优选地，所述毛细水管呈栅栏状，所述毛细水管横向管道直径大于纵向管道直径。
优选地，位于换热箱内的所述第二介质输出管部分螺旋设置，位于换热箱内的所述第一介质输出管部分螺旋设置。
本发明中，具有以下有益效果：
1、本装置设置了第一换热机构，温度较低的介质在吸热板内流动过程中因吸收了光伏电池板背面的热量而温度升高，最后从第一介质输出管进入换热箱内与换热箱内的冷水进行热交换，使得冷水被加热，从而达到产生热水的目的，充分地利用了光伏电池板背面的热量，提高了能源的利用率；
2、本装置设置了第二换热机构与光伏电池板，温度较低的介质在毛细水管内流动过程中因吸收了光伏电池板正面的热量而温度升高，最后从第二介质输出管进入换热箱内与换热箱内的冷水进行热交换，从而达到产生热水的目的，能够充分利用光伏电池板背面的热量，提高了能源的利用率，配合光伏电池板的发电，进而达到了光热集合利用的目的；
3、本装置设置了第二介质输出管与第一介质输出管，第二介质输出管与第一介质输出管部分螺旋设置，延长了介质在换热箱内的滞留时间，使得介质的热量有足够长的时间与换热箱内的冷水进行热传递，从而使得回流进入第一储液箱或者第二储液箱内的介质温度足够低；
4、本装置设置了第一电加热器与第二电加热器，可以对换热箱内的水箱进行加热，保证了换热箱内水温的变化范围不会太大，并且避免了在阴天或者雨季，由于光照较弱导致水温较低情况，进而使得出水管内流出的水能够满足人们对水温的需要，进一步提高了装置的实用性。
附图说明
图1为本发明提出的一种太阳能光热利用***的示意图；
图2为本发明提出的一种太阳能光热利用***的太阳能光热壳体示意图；
图3为本发明提出的一种太阳能光热利用***的太阳能光热壳体结构示意图；
图4为本发明提出的一种太阳能光热利用***的换热箱结构示意图；
图5为本发明提出的一种太阳能光热利用***的加热箱结构示意图；
图6为本发明提出的一种太阳能光热利用***的第一介质与第二介质循环流程示意图。
图中：1太阳能光热壳体、2控制器、3蓄电池组、4逆变器、5毛细水管、6第一介质输出管、7第一介质输入管、8换热箱、9第一储液箱、10加热箱、11第二储液箱、12吸热板、13保温板、14第二介质输入管、15垫板、16第二介质输出管、17第一冷水管、18第一液体泵、19第一温度传感器、20第二液体泵、21保温套、22第一电加热器、23第一连通管、24出水管、25第二电加热器、26第二温度传感器、27第二连通管、28光伏电池板、29第二冷水管、30热水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-6，一种太阳能光热利用***，包括太阳能光热壳体1、控制器2、蓄电池组3、逆变器4、换热箱8与加热箱10，太阳能光热壳体1内底部设有垫板15，太阳能光热壳体1内壁固定连接在光伏电池板28，光伏电池板28与控制器2电性连接，控制器2，逆变器4在太阳能发电***中为现有技术，控制器2与蓄电池组3电性连接，控制器2逆变器4电性连接，第一电加热器22、第二电加热器25等电器元件与逆变器4电性连接。
太阳能光热壳体1内设有用于利用太阳能光热的第一换热机构，第一换热机构包括设置在光伏电池板28上内的吸热板12，吸热板12吸收太阳辐射能并向传热工质传递热量的部件，其基本上是平板形状，其为现有市场上能够购买的部件，吸热板12下端胶粘连接有保温板13，吸热板12的出水端连通设有第一介质输出管6，吸热板12的进水端连通设有第一介质输入管7，介质可以为空气、水、油或者冷媒等介质。
太阳能光热壳体1内设有用于利用太阳能光热的第一换热机构，第二换热机构包括设置在光伏电池板28上的毛细水管5，毛细水管5的进水端连通设有第二介质输入管14，毛细水管5的出水端连通设有第二介质输出管16，介质可以为空气、水、油或者冷媒等介质，毛细水管5呈栅栏状，毛细水管5横向管道直径大于纵向管道直径，毛细水管5直径较小，因而不会对光伏电池板28的发电造成太大影响。
换热箱8上设用于驱动吸热板12内介质循环流动的第一循环机构，第一循环机构包括固定连接在保温套21侧壁的第一储液箱9，保温套21侧壁固定连接有第一液体泵18，第一介质输出管6远离吸热板12的一端延伸至第一储液箱9内，第一液体泵18的入水端连通设有第一连通管23，第一连通管23远离第一液体泵18的一端与第一储液箱9连通，第一介质输入管7远离吸热板12的一端与第一液体泵18的出水端连通。
换热箱8上设用于毛细水管5内介质循环流动的循环机构，第二循环机构包括固定连接在保温套21侧壁的第二储液箱11，保温套21侧壁固定连接有第二液体泵20，第二介质输出管16远离毛细水管5的一端延伸至第二储液箱11内，第二液体泵20的入水端连通设有第二连通管27，第二连通管27远离第二液体泵20的一端与第二储液箱11连通，第二介质输入管14远离毛细水管5的一端与第二液体泵20的出水端连通。
本发明中，加热箱10内设有与其内部连通的出水管24与第二冷水管29，加热箱10内底部安装有第二电加热器25与第二温度传感器26，第二温度传感器26的设置能够在阴天或者雨季换热箱8内水位不高时，对进入加热箱10内的水进行升温。
本发明中，换热箱8侧壁设有保温套21，保温套21有保温材料制成，其为现有技术，能够对换热箱8内的水进行保温，换热箱8上设有与其内部连通的第一冷水管17与热水管30，热水管30远离换热箱8的一端与加热箱10连通，热水管30上设有电磁阀，换热箱8内底部安装有第一电加热器22与第一温度传感器19。
本发明中，位于换热箱8内的第二介质输出管16部分螺旋设置，位于换热箱8内的第一介质输出管6部分螺旋设置，延长了介质在换热箱8内的滞留时间，使得介质的热量有足够长的时间与换热箱8内的冷水进行热传递，从而使得回流进入第一储液箱9或者第二储液箱11内的介质温度足够低。
在使用时，光伏电池板28直接将光能转变为电能，蓄电池组3对电能进行存储，外部用电设备与逆变器4的输出端连通，从而达到发电的目的；
在光伏电池板28长时间工作后与受到阳光照射后，光伏电池板28正面与背面的温度升高，启动第一液体泵18，第一储液箱9内的介质在第一液体泵18的作用下被泵入第一介质输入管7并进入吸热板12内，温度较低的介质在吸热板12内流动过程中因吸收了光伏电池板28背面的热量而温度升高，最后从第一介质输出管6进入换热箱8内，由于第一介质输出管6部分螺旋设置，延长了介质在换热箱8内的滞留时间，使得介质的热量有足够长的时间与换热箱8内的冷水进行热传递，从而使得冷水被加热；
另外启动第二液体泵20，第二储液箱11内的介质在第二液体泵20的作用下被泵入第二介质输入管14并进入毛细水管5内，温度较低的介质在毛细水管5内流动过程中因吸收了光伏电池板28正面的热量而温度升高，最后从第二介质输出管16进入换热箱8内，由于第二介质输出管16部分螺旋设置，延长了介质在换热箱8内的滞留时间，使得介质的热量有足够长的时间与换热箱8内的冷水进行热传递，从而使得冷水被加热，从而达到产生热水的目的，提高了能源的利用率，进而实现了太阳能光热利用的目的；
在换热箱8外侧设置的保温套21对换热箱8内的热水进行保温，从而减少了热量消耗，当换热箱8内水温低于第一温度传感器19设定的阈值时，第一电加热器22启动，对换热箱8内的水箱进行加热，保证了换热箱8内水温的变化范围不会太大；
在需要使用热水时，打开热水管30上的电磁阀，换热箱8的水通过热水管30进入加热箱10内，当加热箱10内的水温低于第二温度传感器26人为设定的阈值时，第一电加热器22启动，对换热箱8内的水箱进行加热，加热结束后热水从出水管24排出，从而避免了在阴天或者雨季，由于光照较弱导致水温无法达到人们想要的温度的情况，进而使得出水管24内流出的水能够满足人们对水温的需要，进一步提高了装置的实用性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其实用构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能光热利用***，包括太阳能光热壳体(1)、控制器(2)、蓄电池组(3)、逆变器(4)、换热箱(8)与加热箱(10)，其特征在于，所述太阳能光热壳体(1)内底部设有垫板(15)，所述太阳能光热壳体(1)内壁固定连接在光伏电池板(28)，所述换热箱(8)侧壁设有保温套(21)，所述太阳能光热壳体(1)内设有用于利用太阳能光热的第一换热机构，所述第一换热机构包括设置在光伏电池板(28)上内的吸热板(12)，所述吸热板(12)下端胶粘连接有保温板(13)，所述吸热板(12)的出水端连通设有第一介质输出管(6)，所述吸热板(12)的进水端连通设有第一介质输入管(7)，所述太阳能光热壳体(1)内设有用于利用太阳能光热的第一换热机构。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能光热利用***，其特征在于，所述第二换热机构包括设置在光伏电池板(28)上的毛细水管(5)，所述毛细水管(5)的进水端连通设有第二介质输入管(14)，所述毛细水管(5)的出水端连通设有第二介质输出管(16)，所述换热箱(8)上设用于驱动吸热板(12)内介质循环流动的第一循环机构。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能光热利用***，其特征在于，所述第一循环机构包括固定连接在保温套(21)侧壁的第一储液箱(9)，所述保温套(21)侧壁固定连接有第一液体泵(18)，所述第一介质输出管(6)远离吸热板(12)的一端延伸至第一储液箱(9)内，所述第一液体泵(18)的入水端连通设有第一连通管(23)，所述第一连通管(23)远离第一液体泵(18)的一端与第一储液箱(9)连通，所述第一介质输入管(7)远离吸热板(12)的一端与第一液体泵(18)的出水端连通，所述换热箱(8)上设用于毛细水管(5)内介质循环流动的循环机构。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能光热利用***，其特征在于，所述第二循环机构包括固定连接在保温套(21)侧壁的第二储液箱(11)，所述保温套(21)侧壁固定连接有第二液体泵(20)，所述第二介质输出管(16)远离毛细水管(5)的一端延伸至第二储液箱(11)内，所述第二液体泵(20)的入水端连通设有第二连通管(27)，所述第二连通管(27)远离第二液体泵(20)的一端与第二储液箱(11)连通，所述第二介质输入管(14)远离毛细水管(5)的一端与第二液体泵(20)的出水端连通。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能光热利用***，其特征在于，所述加热箱(10)内设有与其内部连通的出水管(24)与第二冷水管(29)，所述加热箱(10)内底部安装有第二电加热器(25)与第二温度传感器(26)。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能光热利用***，其特征在于，所述换热箱(8)上设有与其内部连通的第一冷水管(17)与热水管(30)，所述热水管(30)远离换热箱(8)的一端与加热箱(10)连通，所述热水管(30)上设有电磁阀，所述换热箱(8)内底部安装有第一电加热器(22)与第一温度传感器(19)。
7.根据权利要求2所述的一种太阳能光热利用***，其特征在于，所述毛细水管(5)呈栅栏状，所述毛细水管(5)横向管道直径大于纵向管道直径。
8.根据权利要求2所述的一种太阳能光热利用***，其特征在于，位于换热箱(8)内的所述第二介质输出管(16)部分螺旋设置，位于换热箱(8)内的所述第一介质输出管(6)部分螺旋设置。
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