本實用新型涉及一種家庭獨立或小團體太陽能供熱系統(tǒng)，特別是一種帶儲熱的光伏高頻無線傳能加熱供熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，大氣環(huán)境污染問題日益嚴峻，特別是東中部地區(qū)頻繁出現(xiàn)罕見霧霾，范圍廣、強度大、時間長，給公眾生產(chǎn)生活及身心健康造成了嚴重危害。治理霧霾最根本的出路是能源發(fā)展轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)，重點是降低煤炭消費比重，大力發(fā)展清潔能源，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和布局。天然氣是一種高效、低碳、清潔的優(yōu)質(zhì)能源，但同時面臨著需求在增加、價格上漲等問題。而推進電能替代，轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式，實現(xiàn)中國能源從以化石能源為主、清潔能源為輔，向以清潔能源為主、化石能源為輔的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，無非是最好的選擇。

太陽能光伏發(fā)電作為新能源發(fā)電的代表，已經(jīng)正式應(yīng)用于生產(chǎn)實際中。光伏電源不同于傳統(tǒng)電源，它的輸出功率隨著光照強度、溫度等環(huán)境因素的改變而劇烈變化，而且具有不可控性。

隨著電力輸送技術(shù)的發(fā)展，有線電傳輸具有輸送電阻高、不穩(wěn)定、危險性高等缺點，采用新型的電力輸送技術(shù)迫在眉睫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種帶儲熱的光伏高頻無線傳能加熱供熱系統(tǒng)，其采用了高頻無線傳能加熱技術(shù)，加熱速度快、能耗低、安全穩(wěn)定，可滿足家庭或小團體的供熱需求，同時還能消耗低谷電、提供無間斷的恒溫熱水。且加入了相變儲熱技術(shù)，克服了熱水出口溫度波動大的缺點，集高頻無線傳能加熱技術(shù)和相變儲熱技術(shù)于一身，同時本實用新型結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝占用空間小，集成化程度高，維護簡單，操作智能化，使用安全可靠。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種帶儲熱的光伏高頻無線傳能加熱供熱系統(tǒng)，包括光伏發(fā)電系統(tǒng)，還包括高頻無線傳能加熱系統(tǒng)及儲熱供熱系統(tǒng)；所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括相互連接的光伏組件陣列及逆變器，所述高頻無線傳能加熱系統(tǒng)包括電磁發(fā)射源、電磁接收源及與之相連的加熱器，所述儲熱供熱系統(tǒng)包括通過循環(huán)管路相互連接的儲熱罐及熱用戶供熱設(shè)施；所述逆變器的電能輸出端與電磁發(fā)射源的輸入端相連，所述加熱器設(shè)置在儲熱罐內(nèi)。

作為進一步的優(yōu)選實施方案，所述逆變器的電能輸出端還通過第一開關(guān)及電表與供電網(wǎng)相連。

作為進一步的優(yōu)選實施方案，所述逆變器及電磁發(fā)射源之間設(shè)有雙極轉(zhuǎn)換開關(guān)，逆變器的電能輸出端及市低谷電的輸出端分別與雙極轉(zhuǎn)換開關(guān)輸入端相連，雙極轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出端電磁發(fā)射源的輸入端相連。

作為進一步的優(yōu)選實施方案，所述加熱器為分別與電磁接收源相連的用于低溫狀態(tài)加熱的加熱管和用于高溫狀態(tài)加熱的加熱管。

作為進一步的優(yōu)選實施方案，所述高頻無線傳能加熱系統(tǒng)為相互并聯(lián)的第一高頻無線傳能加熱系統(tǒng)和第二高頻無線傳能加熱系統(tǒng)，其并聯(lián)的線路上分別設(shè)有第二開關(guān)和第三開關(guān)；所述儲熱罐包括分別與第一高頻無線傳能加熱系統(tǒng)和第二高頻無線傳能加熱系統(tǒng)相連的相變儲熱罐和熱水儲熱罐，所述相變儲熱罐內(nèi)設(shè)有相變儲熱材料。

作為進一步的優(yōu)選實施方案，所述相變儲熱罐及熱水儲熱罐上分別設(shè)有與所述雙極轉(zhuǎn)換開關(guān)相連的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器。

作為進一步的優(yōu)選實施方案，所述熱水儲熱罐內(nèi)還設(shè)有與之相連的水體軟化功能材料。

作為進一步的優(yōu)選實施方案，所述循環(huán)管路包括循環(huán)進水管路和循環(huán)出水管路，所述相變儲熱罐及熱水儲熱罐的熱水出口通過循環(huán)進水管路與熱用戶供熱設(shè)施的進水端相連，所述相變儲熱罐及熱水儲熱罐的冷水進口通過循環(huán)出水管路與熱用戶供熱設(shè)施的出水端相連，所述循環(huán)出水管路上設(shè)有循環(huán)水泵。

作為進一步的優(yōu)選實施方案，所述熱用戶供熱設(shè)施的進水端設(shè)有與相變儲熱罐和熱水儲熱罐相連的第三溫度傳感器。

作為進一步的優(yōu)選實施方案，所述相變儲熱罐的冷水進口端的循環(huán)出水管路上設(shè)有第一電動閥門，熱水出口端的循環(huán)進水管路上設(shè)有第四溫度傳感器，所述第一電動閥門與第四溫度傳感器相連；所述熱水儲熱罐的冷水進口端的循環(huán)出水管路上設(shè)有第二電動閥門，熱水出口端的循環(huán)進水管路上設(shè)有第五溫度傳感器，所述第二電動閥門與第五溫度傳感器相連。

本實用新型的積極效果：本實用新型的光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能既能并網(wǎng)出售也能供熱。供熱加熱用電來自光伏未并網(wǎng)多余電和低谷電，實現(xiàn)資源最優(yōu)化。高頻無線傳能加熱技術(shù)優(yōu)化了加熱系統(tǒng)，實現(xiàn)了快速加熱、低能耗、安全穩(wěn)定運行的目的。儲能系統(tǒng)采用傳統(tǒng)熱水和高比熱容相變材料同時儲熱，實現(xiàn)連續(xù)無間斷穩(wěn)定供熱。總之，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝占用空間小，集成化程度高，維護簡單，操作智能化，使用安全可靠。

附圖說明

圖1是本實用新型優(yōu)選實施例所述帶儲熱的光伏高頻無線傳能加熱供熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型優(yōu)選實施例所述第一高頻無線傳能加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型優(yōu)選實施例所述第二高頻無線傳能加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1.光伏組件陣列，2.逆變器，3.市低谷電，4.第一開關(guān)，5.電表，6.電網(wǎng)，7.雙極轉(zhuǎn)換開關(guān)，8.第二開關(guān)，9.電磁發(fā)射源，10.相變儲熱罐，11.第四溫度傳感器，12.第三溫度傳感器，13.熱用戶供熱設(shè)施，14.第一溫度傳感器，15.第一電動閥門，16.第三開關(guān)，17.熱水儲熱罐，18.第二溫度傳感器，19.第二電動閥門，20.第五溫度傳感器，21.循環(huán)水泵，22.逆變電能發(fā)射機柜，23.人機界面可編程綜合電能表，24.調(diào)功旋鈕，25.急停按鈕，26.溫控器，27.電磁源發(fā)射線圈28.陶晶玻璃，29.電磁源無線接收線圈，30.相變儲熱材料，31.黃金加熱管32.熱水出口，33.冷水進口，34.金圭加熱管，35.熱水，36.鎂棒

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細說明。

參照圖1至圖3，本實用新型優(yōu)選實施例提供一種帶儲熱的光伏高頻無線傳能加熱供熱系統(tǒng)，包括光伏發(fā)電系統(tǒng)，還包括高頻無線傳能加熱系統(tǒng)及儲熱供熱系統(tǒng)；所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括相互連接的光伏組件陣列1及逆變器2，所述高頻無線傳能加熱系統(tǒng)包括電磁發(fā)射源9、電磁接收源及與之相連的加熱器，所述儲熱供熱系統(tǒng)包括通過循環(huán)管路相互連接的儲熱罐及熱用戶供熱設(shè)施13；所述逆變器2的電能輸出端與電磁發(fā)射源的9輸入端相連，所述加熱器設(shè)置在儲熱罐內(nèi)。

進一步的，所述逆變器2的電能輸出端還通過第一開關(guān)4及電表5與供電網(wǎng)6相連。

進一步的，所述逆變器2及電磁發(fā)射源9之間設(shè)有雙極轉(zhuǎn)換開關(guān)7，逆變器2的電能輸出端及市低谷電3的輸出端分別與雙極轉(zhuǎn)換開關(guān)7輸入端相連，雙極轉(zhuǎn)換開關(guān)7輸出端電磁發(fā)射源9的輸入端相連。

進一步的，所述加熱器為分別與電磁接收源相連的用于低溫狀態(tài)加熱的加熱管和用于高溫狀態(tài)加熱的加熱管。其中，所述用于低溫狀態(tài)加熱的加熱管優(yōu)選但不限于黃金加熱管31，所述用于高溫狀態(tài)加熱的加熱管優(yōu)選但不限于金圭加熱管34。

進一步的，所述高頻無線傳能加熱系統(tǒng)為相互并聯(lián)的第一高頻無線傳能加熱系統(tǒng)(如圖2所示)和第二高頻無線傳能加熱系統(tǒng)(如圖3所示)，其并聯(lián)的線路上分別設(shè)有第二開關(guān)8和第三開關(guān)16；所述儲熱罐包括分別與第一高頻無線傳能加熱系統(tǒng)和第二高頻無線傳能加熱系統(tǒng)相連的相變儲熱罐10和熱水儲熱罐17，所述相變儲熱罐17內(nèi)設(shè)有高比熱容的相變儲熱材料30。

進一步的，電磁發(fā)射源為帶有電磁源發(fā)射線圈27的逆變電能發(fā)射機柜22，所述電磁接收源為電磁源無線接收線圈29，所述電磁源發(fā)射線圈27及電磁源無線接收線圈29均設(shè)置在陶晶玻璃殼28內(nèi)部。所述逆變電能發(fā)射機柜22上還設(shè)有人機界面可編程綜合電能表23、調(diào)功旋鈕24、急停按鈕25及溫控器26。本實用新型所述的高頻無線傳能加熱系統(tǒng)是基于電磁感應(yīng)原理，利用發(fā)射端和接收端之間高頻交變磁場實現(xiàn)電能傳輸，其具體過程為：首先通過整流逆變環(huán)節(jié)將工頻交流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，在系統(tǒng)進行原邊電能變換后，在較好距離間將高頻交流電注入發(fā)射線圈，并在發(fā)射線圈周圍產(chǎn)生高頻交變磁場；處于該磁場中的接收線圈會捕捉到部分交變磁場，從而產(chǎn)生高頻感應(yīng)電壓，然后通過無線線圈電子變換裝置將電能轉(zhuǎn)為無功耗發(fā)熱器件(集熱器)上，無功耗發(fā)熱器件使容罐中的介質(zhì)(相變儲熱材料或水)升溫，完成整個無線電能高頻加熱傳輸過程。

進一步的，所述相變儲熱罐10及熱水儲熱罐17上分別設(shè)有與所述雙極轉(zhuǎn)換開關(guān)7相連的第一溫度傳感器14和第二溫度傳感器18。

進一步的，所述熱水儲熱罐17內(nèi)還設(shè)有與之相連的水體軟化功能材料，優(yōu)選但不限于大鎂棒36，所述的大鎂棒36凈化水質(zhì)的原理是將鎂棒本身作為負極，金屬容器壁為正極形成原電池，分解水中水垢，起到軟化作用。

進一步的，所述循環(huán)管路包括循環(huán)進水管路和循環(huán)出水管路，所述相變儲熱罐10及熱水儲熱罐17的熱水出口32通過循環(huán)進水管路與熱用戶供熱設(shè)施13的進水端相連，所述相變儲熱罐10及熱水儲熱罐17的冷水進口33通過循環(huán)出水管路與熱用戶供熱設(shè)施13的出水端相連，所述循環(huán)出水管路上設(shè)有循環(huán)水泵21。

進一步的，所述熱用戶供熱設(shè)施13的進水端設(shè)有與相變儲熱罐10和熱水儲熱罐17相連的第三溫度傳感器12。

進一步的，所述相變儲熱罐10的冷水進口端的循環(huán)出水管路上設(shè)有第一電動閥門15，熱水出口端的循環(huán)進水管路上設(shè)有第四溫度傳感器11，所述第一電動閥門15與第四溫度傳感器相連11；所述熱水儲熱罐17的冷水進口端的循環(huán)出水管路上設(shè)有第二電動閥門19，熱水出口端的循環(huán)進水管路上設(shè)有第五溫度傳感器20，所述第二電動閥門19與第五溫度傳感器20相連。

本實用新型的工作流程為：熱用戶供熱設(shè)施13用熱所需要的電來自光伏未并網(wǎng)多余電和市低谷電3，通過第一溫度傳感器14、第二溫度傳感器18給出用熱信號傳送至雙極轉(zhuǎn)換開關(guān)7實現(xiàn)供電，依次閉合第二開關(guān)8實現(xiàn)相變儲熱材料儲熱，閉合第三開關(guān)16實現(xiàn)熱水供熱和儲熱，熱用戶供熱設(shè)施13通過第三溫度傳感器12給相變儲熱罐10和熱水儲熱罐17發(fā)出信號進行供熱。熱用戶供熱設(shè)施13輸出的水由循環(huán)水泵21輸送給相變儲熱罐10以進行換熱，或者輸送至熱水儲熱罐17以進行加熱，進而給熱用戶供熱，或同時輸送給相變儲熱罐10和熱水儲熱罐17，以便兩個設(shè)備同時供熱。期間，根據(jù)第四溫度傳感器11的溫度信號并通過第一電動閥門15調(diào)節(jié)進入相變儲熱罐10的水量；根據(jù)第五溫度傳感器20的溫度信號并通過第二電動閥門19調(diào)節(jié)進入熱水儲熱罐17的水量。

相變儲熱罐10加熱儲熱過程為：電磁發(fā)射源9通電后由電磁源發(fā)射線圈27發(fā)出電磁波，并由電磁源無線接收線圈29接收電能，傳遞至黃金加熱管31和金圭加熱管34，實現(xiàn)相變儲熱材料30的蓄能。黃金加熱管31具有低溫熱阻低、加熱速度快的特點，用于低溫狀態(tài)加熱。金圭加熱管34具有高溫熱阻低、加熱穩(wěn)定的特點，用于高溫狀態(tài)加熱。

熱水儲熱罐17加熱過程為：電磁發(fā)射源9通電后由電磁源發(fā)射線圈27發(fā)出電磁波，并由電磁源無線接收線圈29接收電能，傳遞至黃金加熱管31和金圭加熱管34，實現(xiàn)熱水35加熱和蓄能。黃金加熱管31具有低溫熱阻低、加熱速度快的特點，用于低溫狀態(tài)加熱。金圭加熱管34具有高溫熱阻低、加熱穩(wěn)定的特點，用于高溫狀態(tài)加熱。大鎂棒36在水在電加熱環(huán)境中發(fā)出等離子體，對熱水35進行凈化。

本實用新型使用高頻無線傳能加熱技術(shù)和相變儲熱技術(shù)，由光伏發(fā)電系統(tǒng)、高頻無線傳能加熱系統(tǒng)、儲熱供熱系統(tǒng)組成，由于采用了高頻無線傳能加熱技術(shù)，加熱速度快、能耗低、溫度易于控制且容易實現(xiàn)自動化，高頻無線傳能加熱系統(tǒng)的電能除了光伏發(fā)電以外(所述的光伏發(fā)電既用于并網(wǎng)出售也用于供熱)，還可以有效利用低谷電。由于采用了相變儲熱的手段，使儲熱量增加，供熱方式既可以采用相變儲熱量間接供熱，也可以采用熱水儲熱供熱，也可同時進行供熱，增加了系統(tǒng)的使用時間和使用范圍?？傊鞠到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、易實現(xiàn)自動化操作，即可作為家庭獨立使用，亦可滿足小團體用戶需求。

以上所述的僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，所應(yīng)理解的是，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的思想和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換等等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。