CN201003867Y - 光伏光热一体化太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

光伏光热一体化太阳能热水器，其特征是集成设置冷水供水、加热单元、太阳能光伏电池和控制单元；以水井为水源，分别设置冷水箱和加热保温水箱，在冷水箱输出有三路，一路通过可控电磁阀接入加热保温水箱；另一路在冷水龙头中输出，再一路加热与保温水箱的热水输出共同经过可调混水阀在热水龙头中输出；采用太阳能热水器，以太阳能热水器水箱作为保温水箱；太阳能光伏单元由太阳能电池板和蓄电池构成；以电网电和光伏电互为备用。本实用新型将太阳能光伏发电与光热集于一体，使太阳能热水器在没有市政自来水管网的地区，以及在没有外来供电的情况下，同样能够进行使用。

Description

光伏光热一体化太阳能热水器
技术领域
本实用新型涉及太阳能热水器，更具体地说是一种将光伏光热在太阳热水器中进行一体化设置的太阳能热水器。
背景技术
目前使用的太阳能热水器对于节约电能在一定程度上起到了效果。但是，由于不能脱离市政自来水管网的供水，以及不可避免地需要使用市政电网的供电，因此，在电力紧张，以及没有自来水供应的地区，太阳能热水器并不能发挥作用，这使得太阳能热水器的应用场合受到极大的限制。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种光伏光热一体化太阳能热水器，将光伏与光热***集于一体，以光伏发电为光热***提供控制所需的电力，包括利用这一电力通过水泵在水井中提水，以及实现水位自动控制等，使太阳能热水器在没有市政自来水管网的地区，以及在没有外来供电的情况下，同样能够进行使用。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：
本实用新型的结构特点是集成设置供水单元、加热单元、光伏单元和控制单元；
供水单元是以水井为水源，分别设置冷水箱和加热保温水箱，在所述冷水箱至加热保温水箱中设置水位落差；在水源处设置由电机驱动的水泵，水泵的输出口管路接入冷水箱，在冷水箱输出有三路，一路是通过可控电磁阀接入加热保温水箱；另一路在冷水龙头中直接输出，再一路与加热保温水箱的热水输出共同经过可调混水阀在热水龙头中输出；
加热单元采用太阳能热水器，以太阳能热水器水箱作为所述加热保温水箱；
光伏单元由太阳能电池板和蓄电池构成；
控制单元包括控制器和分别设置在水源处、冷水箱中以及加热保温水箱中的水位传感器，并在加热保温水箱中设置温度传感器，所述控制器以各电磁阀和驱动电机为执行器件，在控制器中设置电网接口，以电网电和光伏电互为备用。
本实用新型的结构特点也在于电网接口为蓄电池提供两路充电信号，一路是来自太阳电池并在太阳电池充电控制器中输出的充电信号；另一路是来自电网充电控制器的充电信号；电网接口为控制器提供的电力输出亦为两路，一路是由电网直接输出，另一路是蓄电池通过逆变器输出。
与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：
1、本实用新型不依赖于市政电网和自来水，只要有阳光和地下水，就可以独立地实现冷热水供应和供电，解决无电缺水地区供水和供电问题，
2、本实用新型整体采用集成的一体化设置，结构紧凑、占地面积小，充分利用已有的太阳能热水器结构和支架，节省成本。
3、本实用新型可以通过设置电网电力接口，使得在电网电力与蓄电池之间互为补充。
4、本实用新型中的光伏发电单元是以正弦波电力输出，可供一般用户照明和家用电器使用。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型电网接口方框示意图。
图中标号：1水井、2冷水箱、3加热保温水箱、4水泵、KF1可控电磁阀、KF2可调混水阀、KF3冷水龙头、KF4热水龙头、M1电机、WT1水井水位传感器、WT2冷水箱水位传感器、WT3热水水位传感器。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步描述：
具体实施方式
参见图1，本实施例中集成设置供水单元、加热单元、光伏单元和控制单元；
供水单元是以水井1为水源，分别设置冷水箱2和加热保温水箱3，在冷水箱2至加热保温水箱3中设置水位落差；在水源处设置由电机M1驱动的水泵4，水泵4的输出口通过管路接入至冷水箱2，冷水箱2的输出有三路，一路是通过可控电磁阀KF1接入加热保温水箱3；另一路在冷水龙头KF3中直接输出，再一路与加热保温水箱3的热水输出共同经过可调混水阀KF2在热水龙头KF4中输出；
加热单元采用太阳能热水器，可以是已有的各种结构形式的太阳能热水器，以太阳能热水器水箱作为加热保温水箱3；
光伏单元由电池板和蓄电池构成；
控制单元包括控制器和分别设置在水井1中的水井水位传感器WT1、设置在冷水箱2中冷水箱水位传感器WT2，以及设置在加热保温水箱3中的热水水位传感器WT3，并在加热保温水箱3中设置温度传感器，具体实施中，该温度传感器与热水水位传感器WT3为一体化设置。
控制器以各电磁阀和驱动电机为执行器件，在控制器中设置电网接口，以电网电和光伏电互为备用。
参见图2，电网接口为蓄电池提供两路充电信号，一路是来自太阳电池并在太阳电池充电控制器中输出的充电信号；另一路是来自电网充电控制器的充电信号；电网接口为控制器提供的电力输出亦为两路，一路是由电网直接输出，另一路是蓄电池通过正弦波逆变器输出。
WT1和WT2均为水位传感器，分别用于测量水井1和冷水箱2中的水位上下限，WT3为太阳能热水器原配的水位水温一体化传感器。
可控电磁阀KF1用于控制加热保温水箱中的储水量，可以手动上水，也可以自动上水。可调混水阀KF2用于人工调节用水温度。
用户负载包括用户目常使用的照明灯具、电视机、洗衣机等。
通常可以尽可能使用蓄电池电力，以节省电网电。
在电力不足但有电网的地方，可以只采用蓄电池储能的后备供电方式，这样可以节省投资，也可以采用光伏组件发电，提高供电可靠性。
在图2所示的电网接口中，K1和K2为联锁接触器开关，当电网有电时，K1闭合，K2断开，以电网直接供电；当电网无电时，K2闭合，K1断开，由蓄电池通过逆变器进行供电。控制器可以根据用户需求，强制是电网供电或是蓄电池逆变供电；K3为水泵电机M1的供电开关，控制器根据水井水位和水箱水位自动控制K3的闭合或断开。
为了提高***的用电效率，***的检测单元和阀控单元可以采用蓄电池直流供电，在需要水泵提水工作或用户指令供电时，***逆变供电启动。
水泵提水工作：冷水箱水位传感器WT2检测到冷水箱水位到达下限时，启动水泵，当冷水箱中水位上升至上限时，水泵停止。与此同时，当水井水位下降至下限位时，水泵必须停机，待水井水位上升至上限位时才能开机，其相互间的互锁逻辑和滞环控制操作逻辑均由控制单元完成。

Claims (2)

1、光伏光热一体化太阳能热水器，其特征是集成设置供水单元、加热单元、光伏单元和控制单元；
所述供水单元是以水井(1)为水源，分别设置冷水箱(2)和加热保温水箱(3)，在所述冷水箱(2)至加热保温水箱(3)中设置水位落差；在水源处设置由电机(M1)驱动的水泵(4)，水泵(4)的输出口通过管路接入冷水箱(2)，冷水箱(2)输出有三路，一路是通过可控电磁阀(KF1)接入加热保温水箱(3)；另一路在冷水龙头(KF3)中直接输出，再一路与加热保温水箱(3)的热水输出共同经过可调混水阀(KF2)在热水龙头(KF4)中输出；
所述加热单元采用太阳能热水器，以太阳能热水器水箱作为所述加热保温水箱(3)；
所述光伏单元由太阳电池和蓄电池构成；
所述控制单元包括控制器和分别设置在水源处、冷水箱以及加热保温水箱中的水位传感器，并在加热保温水箱中设置温度传感器，所述控制器以各电磁阀和驱动电机为执行器件，在所述控制器中设置电网接口，以电网电和光伏电互为备用。
2、根据权利要求1所述的光伏光热一体化太阳能热水器，其特征是所述电网接口为蓄电池提供两路充电信号，一路是来自太阳电池并在太阳电池充电控制器中输出的充电信号；另一路是来自电网充电控制器的充电信号；电网接口为控制器提供的电力输出亦为两路，一路是由电网直接输出，另一路是蓄电池通过逆变器输出。
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Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Anhui EHE New Energy Tech.Co., Ltd.

Assignor: Hefei University of Technology

Contract fulfillment period: 2008.6.10 to 2014.6.9

Contract record no.: 2009340000041

Denomination of utility model: Photovoltaic photothermal heat integral solar water heater

Granted publication date: 20080109

License type: Exclusive license

Record date: 20090417

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2008.6.10 TO 2014.6.9; CHANGE OF CONTRACT

Name of requester: ANHUI YIHE NEW ENERGY SCIENCE CO., LTD.

Effective date: 20090417

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080109

Termination date: 20110110