專利名稱：光伏熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)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(zhì)，再由傳熱工質(zhì)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(jù)傳熱工質(zhì)的熱能傳遞給儲水桶中的水的方式分類，現(xiàn)有技術(shù)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?shù)淖舨拍苁褂?。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(nèi)，其主要缺點(diǎn)是安裝困難及儲水桶離衛(wèi)生間較遠(yuǎn)；另一類是太陽能熱水器系統(tǒng)，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(zhì)循環(huán)泵和輔助加熱設(shè)備(鍋爐等)，再與各用戶用管道連結(jié)，用戶用熱水表計(jì)量，其主要缺點(diǎn)是造價較高、安裝難度大、運(yùn)行費(fèi)用較高。本發(fā)明提供一種解決上述二類熱水器缺點(diǎn)的一種光伏熱水器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種用太陽能電池產(chǎn)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(yù)加熱，又能用交流市電動態(tài)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(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案儲水桶外桶1與內(nèi)桶3之間充填絕緣的保溫層2 ；自來水進(jìn)水管11的上端口封閉，靠近進(jìn)水管11上端的側(cè)壁開有多個側(cè)向出水孔；進(jìn)水管11的下方順次串聯(lián)進(jìn)水管防電墻12、流量開關(guān)13、單向閥兼泄壓閥14 ；出水管 8的上方順次串聯(lián)出水管防電墻7、出水大管6 ；出水大管6安裝在內(nèi)桶3的內(nèi)部；交流市電動態(tài)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(yù)加熱交流電熱管4、溫度傳感器9、直流電熱管10安裝在內(nèi)桶3內(nèi)的左側(cè)；直流電熱管10用導(dǎo)線與太陽能電池最大功率點(diǎn)自動跟蹤器15連結(jié)；太陽能電池最大功率點(diǎn)自動跟蹤器15用導(dǎo)線與光伏模塊陣列16連結(jié)。本發(fā)明各部件的連結(jié)使用常規(guī)方式，各種管道與儲水桶外桶1連結(jié)處都用絕緣材料隔開。本發(fā)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(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明光伏熱水器的集能器用太陽能電池，太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)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(shí)用。2、本發(fā)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(dǎo)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(wèi)生間。3、儲水桶安裝在衛(wèi)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(fā)明光伏熱水器中還附有交流市電補(bǔ)充加熱功能。交流市電補(bǔ)充加熱有二種方式當(dāng)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(tài)電加熱管5就能自動加熱；當(dāng)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(yù)加熱交流電熱管4對儲水桶中的水預(yù)熱。本發(fā)明與目前市場上的預(yù)熱式電熱水器相比較，具有如下顯而易見的優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)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(nèi)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(tài)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(yù)熱，十分方便。3、交流市電動態(tài)電加熱管5只對流出的水加熱，避免了預(yù)熱式電熱水器對整桶水加熱，用不完的熱水熱能散失浪費(fèi)。4、目前市場上的產(chǎn)品一般采用三個常規(guī)的安全措施(提高電器的絕緣性能、外殼接地、加裝漏電保護(hù)器)，本發(fā)明加裝了進(jìn)水管防電墻12和出水管防電墻7，在常規(guī)的防觸電措施失效時，仍能保證使用者的安全。本發(fā)明與即時式電熱水器相比較，具有如下顯而易見的優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)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(nèi)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(tài)電加熱管5的設(shè)計(jì)功率可以較小，工作電流由此而較小，可降低電源導(dǎo)線的線徑要求。3、當(dāng)儲水桶內(nèi)的水溫與用戶需要的溫度差距較大時，本發(fā)明可啟動預(yù)熱，使儲水桶內(nèi)水溫與用戶需要的溫度差距縮小。由此交流市電動態(tài)電加熱管5的設(shè)計(jì)功率可以較小，工作電流由此而較小，可降低電源導(dǎo)線的線徑要求。4、本發(fā)明加裝了進(jìn)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(fā)明與現(xiàn)有使用太陽能電池的方法相比較，具有如下顯而易見的優(yōu)點(diǎn)1、現(xiàn)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(fā)出的但沒用去的電能，轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲藏在蓄電池中，再在需要用電時，把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。要用蓄電池儲藏大量電能，蓄電池的費(fèi)用十分大。本發(fā)明中用儲水桶內(nèi)的水儲藏能量， 省去了蓄電池和相關(guān)控制電路的費(fèi)用。2、現(xiàn)有使用太陽能電池的方法之二，是將太陽能電池發(fā)出的電能，用逆變器轉(zhuǎn)變成交流電后向交流電網(wǎng)輸送。這樣做一是逆變設(shè)備和控制器需要化一大筆錢，更要緊的是， 太陽能電池發(fā)出的電能與陽光強(qiáng)弱相關(guān)，陽光強(qiáng)弱變化無常，向交流電網(wǎng)輸送的電能功率波動極大，這是個大問題。本發(fā)明中用儲水桶內(nèi)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(xué)，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(nèi)桶3的連結(jié)方法在圖中沒有畫出來?？刂齐娐泛拖嚓P(guān)導(dǎo)線在圖中沒有畫出來。
具體實(shí)施例方式由于太陽光的強(qiáng)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(dāng)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(shù)值相等)時，光伏模塊陣列16的輸出功率才能最大。由此本發(fā)明在光伏模塊陣列16與直流電熱管10之間串聯(lián)一個太陽能電池最大功率點(diǎn)自動跟蹤器15。本發(fā)明中用戶用水時水流是這樣流動的當(dāng)用戶打開熱水籠頭后，水在自來水壓力下，順次進(jìn)入單向閥兼泄壓閥14、流量開關(guān)13、進(jìn)水管防電墻12、進(jìn)水管11、內(nèi)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?dāng)嗨畷r，仍能保證內(nèi)桶3中有充足的水。水從進(jìn)水管11進(jìn)入時，通過側(cè)向出水孔流入內(nèi)桶3，由于水是水平方向流入內(nèi)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(dāng)用戶打開熱水籠頭后，水流會促使流量開關(guān)13動作，交流市電動態(tài)電加熱管5 對水流加熱(當(dāng)儲水桶內(nèi)溫度高于設(shè)定值時，交流市電電源電路被自動切斷，交流市電動態(tài)電加熱管5不工作)，由于交流市電動態(tài)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(tài)電加熱管5產(chǎn)生的熱水幾乎100%地被利用。由于交流市電動態(tài)電加熱管5的功率不宜做得太大(交流市電動態(tài)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(jīng)交流市電動態(tài)電加熱管5加熱的水升溫的范圍有限，當(dāng)儲水桶中的水溫太低時，在用水前要用預(yù)加熱交流電熱管4預(yù)熱桶中的水， 預(yù)熱后水的最高溫度可由電氣控制系統(tǒng)控制。預(yù)加熱交流電熱管4的工作狀態(tài)可手動設(shè)定， 也可自動設(shè)定。設(shè)定內(nèi)容可包括加熱開始時間，加熱總時間，加熱達(dá)到的最高溫度等。本發(fā)明的產(chǎn)品保證用電安全的措施除了常規(guī)的安全措施(提高電器的絕緣性能、 外殼接地、加裝漏電保護(hù)器)外，還加裝了進(jìn)水管防電墻12和出水管防電墻7，當(dāng)常規(guī)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(chǎn)生電流流過直流電熱管10，使儲水桶中的水升溫。當(dāng)儲水桶中的水升溫接近100°c (例如達(dá)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(qū)使太陽能電池最大功率點(diǎn)自動跟蹤器15內(nèi)的相關(guān)電路斷開，阻止光伏模塊陣列16繼續(xù)對儲水桶中的水加熱，防止儲水桶中的水因過熱而產(chǎn)生高壓強(qiáng)，保證儲水桶的安全。當(dāng)控制電路產(chǎn)生故障而使儲水桶中的水壓強(qiáng)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(qiáng)。以上所述，對于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)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(nèi)桶( 之間充填絕緣的保溫層 (2)；自來水進(jìn)水管(11)的上端口封閉，靠近進(jìn)水管(11)上端的側(cè)壁開有多個側(cè)向出水孔； 進(jìn)水管(11)的下方順次串聯(lián)進(jìn)水管防電墻(12)、流量開關(guān)(13)、單向閥兼泄壓閥(14)；出水管(8)的上方順次串聯(lián)出水管防電墻(7)、出水大管㈩)；出水大管(6)安裝在內(nèi)桶(3) 的內(nèi)部；交流市電動態(tài)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(yù)加熱交流電熱管G)、溫度傳感器(9)、直流電熱管(10)安裝在內(nèi)桶(3)內(nèi)的左側(cè)；直流電熱管(10)用導(dǎo)線與太陽能電池最大功率點(diǎn)自動跟蹤器(15)連結(jié)；太陽能電池最大功率點(diǎn)自動跟蹤器(15)用導(dǎo)線與光伏模塊陣列(16)連結(jié)。
全文摘要
本發(fā)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(dǎo)線與太陽能電池最大功率點(diǎn)自動跟蹤器、儲水桶中的直流電熱管連結(jié)，因此安裝可十分隨意、方便，儲水桶可裝在衛(wèi)生間；在出水管之前串聯(lián)一個出水大管，其中央有一個交流市電動態(tài)加熱管。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在有較強(qiáng)陽光的日子，僅用太陽能就能使出水溫度達(dá)到需求溫度；在太陽光不強(qiáng)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(tài)電加熱管自動加熱，也能使出水溫度立即達(dá)到需求溫度；在連續(xù)多日無太陽的冬天，可手動或自動設(shè)定預(yù)加熱交流電熱管預(yù)熱儲水桶中的水。由于加裝了防電墻，在常規(guī)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(yōu)先權(quán)日2010年10月2日
發(fā)明者許明德 申請人:許明德