專利名稱：光伏熱水器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種日常使用的太陽能光伏熱水器，屬于太陽能熱水器領域。
背景技術：
現有技術的太陽能熱水器，其基本模式都是用太陽的光能加熱傳熱工質，再由傳熱工質把熱能傳遞給儲水桶中的水，使儲水桶中的水升溫；為防止集熱器中熱能的散失，集熱器很難做到輕巧而顯得十分笨重。根據傳熱工質的熱能傳遞給儲水桶中的水的方式分類，現有技術的太陽能熱水器分成直插式和分體式二大類。直插式太陽能熱水器只能安裝在屋頂，多層住房、高層住房只有靠近屋頂的住戶才能使用。分體式太陽能熱水器按其安裝方式又可分二大類一類是每戶一套(每戶一個集熱器，一個儲水桶)，集熱器裝在能接受太陽光的墻面，儲水桶裝在陽臺內，其主要缺點是安裝困難及儲水桶離衛生間較遠；另一類是太陽能熱水器系統，多個集熱器群安裝在屋頂，用管道與一個或多個大儲水桶連接，并配備傳熱工質循環泵和輔助加熱設備(鍋爐等)，再與各用戶用管道連結，用戶用熱水表計量，其主要缺點是造價較高、安裝難度大、運行費用較高。本發明提供一種解決上述二類熱水器缺點的一種光伏熱水器。
發明內容
本發明目的在于提供一種用太陽能電池產生的電能加熱儲水桶中的水，且在吸收太陽能不足時既能用交流市電預加熱，又能用交流市電動態電加熱，電能利用率高，使用方便，用電安全性能高的光伏熱水器。為達到上述目的，本發明采用下述技術方案儲水桶外桶1與內桶3之間充填絕緣的保溫層2 ；自來水進水管11的上端口封閉，靠近進水管11上端的側壁開有多個側向出水孔；進水管11的下方順次串聯進水管防電墻12、流量開關13、單向閥兼泄壓閥14 ；出水管 8的上方順次串聯出水管防電墻7、出水大管6 ；出水大管6安裝在內桶3的內部；交流市電動態電加熱管5安裝在出水大管6的中央，其電源接頭鑲嵌在保溫層2中；預加熱交流電熱管4、溫度傳感器9、直流電熱管10安裝在內桶3內的左側；直流電熱管10用導線與太陽能電池最大功率點自動跟蹤器15連結；太陽能電池最大功率點自動跟蹤器15用導線與光伏模塊陣列16連結。本發明各部件的連結使用常規方式，各種管道與儲水桶外桶1連結處都用絕緣材料隔開。本發明與目前市場上的太陽能熱水器相比較，具有如下顯而易見的優點1、本發明光伏熱水器的集能器用太陽能電池，太陽能電池的優點是安裝方便，一切能采集到陽光的地方都可安裝，更容易與各類建筑物一體化，甚至可做成太陽能玻璃幕墻，美觀并實用。2、本發明光伏熱水器的太陽能電池與儲水桶中的直流電熱管10用導線連接，連接十分方便，儲水桶的安裝位置可以十分隨意，一般可安裝在衛生間。3、儲水桶安裝在衛生間，熱水出口離使用者幾乎零距離，不存在熱水管道中有冷水的問題。4、室外無連接管道，不存在冬天防凍問題。5、本發明光伏熱水器中還附有交流市電補充加熱功能。交流市電補充加熱有二種方式當溫度傳感器9測得儲水桶中的水溫稍低于用戶需要水溫時，熱水籠頭一打開，交流市電動態電加熱管5就能自動加熱；當溫度傳感器9測得儲水桶中的水溫低于用戶需要水溫較多時，可手動或自動啟用預加熱交流電熱管4對儲水桶中的水預熱。本發明與目前市場上的預熱式電熱水器相比較，具有如下顯而易見的優點1、本發明光伏熱水器在陽光充足的日子，傍晚時水溫足夠高，淋浴不再需要用交流市電加熱。2、在陽光不很充足的日子，傍晚時水溫不夠高，儲水桶內的水溫高于自來水的水溫，與用戶需要的溫度差距不大時，熱水籠頭打開后，交流市電動態電加熱管5立即自動通電加熱，用戶立即能用到水溫足夠高的熱水，不需預熱，十分方便。3、交流市電動態電加熱管5只對流出的水加熱，避免了預熱式電熱水器對整桶水加熱，用不完的熱水熱能散失浪費。4、目前市場上的產品一般采用三個常規的安全措施(提高電器的絕緣性能、外殼接地、加裝漏電保護器)，本發明加裝了進水管防電墻12和出水管防電墻7，在常規的防觸電措施失效時，仍能保證使用者的安全。本發明與即時式電熱水器相比較，具有如下顯而易見的優點1、本發明太陽能光伏熱水器在陽光充足的日子，傍晚時水溫足夠高，淋浴不再需要用交流市電加熱。2、在陽光不很充足的日子，傍晚時水溫不夠高，儲水桶內的水溫高于自來水的水溫，與用戶需要的溫度差距不大，由此交流市電動態電加熱管5的設計功率可以較小，工作電流由此而較小，可降低電源導線的線徑要求。3、當儲水桶內的水溫與用戶需要的溫度差距較大時，本發明可啟動預熱，使儲水桶內水溫與用戶需要的溫度差距縮小。由此交流市電動態電加熱管5的設計功率可以較小，工作電流由此而較小，可降低電源導線的線徑要求。4、本發明加裝了進水管防電墻12和出水管防電墻7，如前所述，提高了用電安全性。本發明與現有使用太陽能電池的方法相比較，具有如下顯而易見的優點1、現有使用太陽能電池的方法之一，是用蓄電池把太陽能電池在陽光充足時發出的但沒用去的電能，轉變成化學能儲藏在蓄電池中，再在需要用電時，把化學能轉變成電能。要用蓄電池儲藏大量電能，蓄電池的費用十分大。本發明中用儲水桶內的水儲藏能量， 省去了蓄電池和相關控制電路的費用。2、現有使用太陽能電池的方法之二，是將太陽能電池發出的電能，用逆變器轉變成交流電后向交流電網輸送。這樣做一是逆變設備和控制器需要化一大筆錢，更要緊的是， 太陽能電池發出的電能與陽光強弱相關，陽光強弱變化無常，向交流電網輸送的電能功率波動極大，這是個大問題。本發明中用儲水桶內的水儲藏能量，光伏電流的波動不影響儲能效果，方法簡單科學，成本低廉。
附圖為光伏熱水器示意圖，各種管道與儲水桶外桶1、內桶3的連結方法在圖中沒有畫出來。控制電路和相關導線在圖中沒有畫出來。
具體實施例方式由于太陽光的強度是隨時變化的，所以光伏模塊陣列16的輸出電壓和輸出阻抗是隨時變化的，直流電熱管10的電阻值在一定溫度時是一個定值，只有當光伏模塊陣列16 的輸出阻抗與直流電熱管10的電阻值匹配(數值相等)時，光伏模塊陣列16的輸出功率才能最大。由此本發明在光伏模塊陣列16與直流電熱管10之間串聯一個太陽能電池最大功率點自動跟蹤器15。本發明中用戶用水時水流是這樣流動的當用戶打開熱水籠頭后，水在自來水壓力下，順次進入單向閥兼泄壓閥14、流量開關13、進水管防電墻12、進水管11、內桶3、出水大管6、出水管防電墻7、出水管8、熱水籠頭。單向閥可保證自來水斷水時，仍能保證內桶3中有充足的水。水從進水管11進入時，通過側向出水孔流入內桶3，由于水是水平方向流入內桶3 的，保證了桶下部的冷水向上把熱水壓出，因冷水的密度大于熱水，冷水與熱水不會混合。當用戶打開熱水籠頭后，水流會促使流量開關13動作，交流市電動態電加熱管5 對水流加熱(當儲水桶內溫度高于設定值時，交流市電電源電路被自動切斷，交流市電動態電加熱管5不工作)，由于交流市電動態電加熱管5只對出水大管6中的水流加熱，所以出水大管6中的水升溫較快，用戶能及時得到熱水；也由此，交流市電動態電加熱管5產生的熱水幾乎100%地被利用。由于交流市電動態電加熱管5的功率不宜做得太大(交流市電動態電加熱管5的功率越大，交流市電電源電路的線徑就需越大)，所以經交流市電動態電加熱管5加熱的水升溫的范圍有限，當儲水桶中的水溫太低時，在用水前要用預加熱交流電熱管4預熱桶中的水， 預熱后水的最高溫度可由電氣控制系統控制。預加熱交流電熱管4的工作狀態可手動設定， 也可自動設定。設定內容可包括加熱開始時間，加熱總時間，加熱達到的最高溫度等。本發明的產品保證用電安全的措施除了常規的安全措施(提高電器的絕緣性能、 外殼接地、加裝漏電保護器)外，還加裝了進水管防電墻12和出水管防電墻7，當常規的安全措施失效時，仍能保證安全。在有光線的時候，光伏模塊陣列16就能產生電流流過直流電熱管10，使儲水桶中的水升溫。當儲水桶中的水升溫接近100°c (例如達到95°C左右)時，溫度傳感器9獲得的高溫信號傳遞給控制電路，控制電路驅使太陽能電池最大功率點自動跟蹤器15內的相關電路斷開，阻止光伏模塊陣列16繼續對儲水桶中的水加熱，防止儲水桶中的水因過熱而產生高壓強，保證儲水桶的安全。當控制電路產生故障而使儲水桶中的水壓強升高過大時， 單向閥兼泄壓閥14中的泄壓閥會自動動作，一小部分水會泄出儲水桶，自動降低儲水桶中的水壓強。以上所述，對于熟悉本領域的技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發明的權利要求的保護范圍。
權利要求
1. 一種光伏熱水器，其特征是它的儲水桶外桶(1)與內桶( 之間充填絕緣的保溫層 (2)；自來水進水管(11)的上端口封閉，靠近進水管(11)上端的側壁開有多個側向出水孔； 進水管(11)的下方順次串聯進水管防電墻(12)、流量開關(13)、單向閥兼泄壓閥(14)；出水管(8)的上方順次串聯出水管防電墻(7)、出水大管㈩)；出水大管(6)安裝在內桶(3) 的內部；交流市電動態電加熱管( 安裝在出水大管(6)的中央，其電源接頭鑲嵌在保溫層 ⑵中；預加熱交流電熱管G)、溫度傳感器(9)、直流電熱管(10)安裝在內桶(3)內的左側；直流電熱管(10)用導線與太陽能電池最大功率點自動跟蹤器(15)連結；太陽能電池最大功率點自動跟蹤器(15)用導線與光伏模塊陣列(16)連結。
全文摘要
本發明公開一種日常使用的光伏熱水器，其特征是它的集能器是太陽能電池，太陽能電池用導線與太陽能電池最大功率點自動跟蹤器、儲水桶中的直流電熱管連結，因此安裝可十分隨意、方便，儲水桶可裝在衛生間；在出水管之前串聯一個出水大管，其中央有一個交流市電動態加熱管。本發明可實現在有較強陽光的日子，僅用太陽能就能使出水溫度達到需求溫度；在太陽光不強的日子，出水溫度稍低于需求溫度時，熱水籠頭一開，交流市電動態電加熱管自動加熱，也能使出水溫度立即達到需求溫度；在連續多日無太陽的冬天，可手動或自動設定預加熱交流電熱管預熱儲水桶中的水。由于加裝了防電墻，在常規的防觸電措施失效時，仍能保證使用者的安全。
文檔編號F24H1/00GK102444976SQ201010505019
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月2日 優先權日2010年10月2日
發明者許明德 申請人:許明德