太陽能熱水器發(fā)電裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種太陽能熱水器發(fā)電裝置包括依次連接的太陽能熱水系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，所述太陽能熱水系統(tǒng)由生活用熱水系統(tǒng)和發(fā)電用熱水系統(tǒng)，其中，它還包括安裝在所述太陽能熱水系統(tǒng)中的水箱中的雙溫雙控溫控器，所述雙溫雙控溫控器控制所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)的啟動與關(guān)閉。本發(fā)明還提供上述裝置的使用方法。所述太陽能熱水器既能提供生活用熱水，又能提供發(fā)電用熱水，從而提高太陽能熱水器的利用率，而且避免單溫度控制帶來的系統(tǒng)頻繁啟停的弊端。上述裝置采用太陽能供熱和發(fā)電，能夠緩解能源危機和減輕環(huán)境污染，并且結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、使用方便，特別適用于家庭和小型單位使用。
【專利說明】太陽能熱水器發(fā)電裝置及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種太陽能熱能綜合利用的裝置及其使用方法，具體涉及到一種太陽能熱水器發(fā)電裝置及其使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，太陽能是取之不盡用之不竭的清潔能源。太陽能的利用可以減少煤炭、石油等化石燃料的消耗，同時對減輕環(huán)境污染、降低生態(tài)破壞具有重要意義。因此，普及和推廣太陽能，是節(jié)約能源、保護環(huán)境的有效途徑之一。
[0003]太陽能熱水器是太陽能利用中的一種，它可直接將太陽能轉(zhuǎn)換為水的熱能，很方便地供人們洗漱、沐浴，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但在陽光充足的夏秋季節(jié)，熱水器水箱內(nèi)的水在很短時間內(nèi)就可達到90°C以上的高溫，致使吸熱管無法再吸收利用太陽能。而且，夏秋季節(jié)氣溫本身就較高，人們對熱水的利用度也不高，從而造成了熱水器內(nèi)的大量熱水沒有被利用，最終散失到環(huán)境中，導(dǎo)致收集的熱量又被白白浪費掉。這兩方面都使太陽能熱水器的整體能效不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種太陽能熱水器發(fā)電裝置及其使用方法。
[0005]本發(fā)明的目的在于通過將太陽能熱水器和有機朗肯循環(huán)技術(shù)結(jié)合，保證在利用太陽能熱能輸出生活用熱水的同時，還能發(fā)電，提高了太陽能熱能利用率。另外，太陽能熱水器和有機朗肯循環(huán)技術(shù)再與自動控制系統(tǒng)相結(jié)合，還可以提供一種全自動太陽能熱水器發(fā)電裝置。
[0006]本發(fā)明提供一種太陽能熱水器發(fā)電裝置，包括太陽能熱水系統(tǒng)、安裝有發(fā)電機的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，所述太陽能熱水系統(tǒng)包括安裝有水箱的生活用熱水系統(tǒng)、與所述水箱連接的發(fā)電用熱水系統(tǒng)，和與所述水箱的冷水出口和熱水進口連接的太陽能熱水器；所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括與所述水箱連接的蒸發(fā)器，和與所述冷卻系統(tǒng)連接的冷凝器；其中，所述太陽能熱水器發(fā)電裝置還包括安裝在所述水箱中并測定所述水箱的溫度的雙溫雙控溫控器，所述雙溫雙控溫控器與所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)連接，并能依據(jù)所述水箱的溫度控制所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)的開關(guān)。
[0007]所述太陽能熱水系統(tǒng)的發(fā)電用熱水系統(tǒng)為主要由熱源水泵、與所述熱源水泵的出水口連接的熱源水泵溫控閥門、所述水箱和所述蒸發(fā)器依次連接構(gòu)成循環(huán)回路。其中，所述熱源水泵和所述熱源水泵溫控閥門與所述雙溫雙控溫控器連接，且所述雙溫雙控溫控器能根據(jù)所述水箱的溫度控制所述熱源水泵和所述熱源水泵溫控閥門的開關(guān)。所述水箱為高位水箱，處于比較高的位置，優(yōu)選地，所述水箱在空間的安裝位置高于所述蒸發(fā)器的安裝位置。
[0008]所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括與所述冷凝器連接的有機工質(zhì)儲罐、與所述有機工質(zhì)儲罐的工質(zhì)輸出口連接的有機工質(zhì)泵，和與所述蒸發(fā)器連接的有機工質(zhì)泵溫控閥門。所述有機工質(zhì)泵溫控閥門的工質(zhì)輸出口與所述蒸發(fā)器連接。所述有機工質(zhì)泵和所述有機工質(zhì)泵溫控閥門與所述雙溫雙控溫控器連接，且所述雙溫雙控溫控器能根據(jù)所述水箱的溫度控制所述有機工質(zhì)泵和所述有機工質(zhì)泵溫控閥門的開關(guān)。優(yōu)選地，所述有機工質(zhì)泵在空間的安裝位置低于所述有機工質(zhì)儲罐的空間安裝位置。
[0009]所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中采用沸點比較低的有機工質(zhì)。所述有機工質(zhì)可以為R123，R123在標況下沸點為27.7°C，30°C時其對應(yīng)的飽和壓力為0.llMPa，50°C時其對應(yīng)的飽和壓力為0.21MPa，80°C時其對應(yīng)的飽和壓力為0.49MPa。在有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中，所述蒸發(fā)器內(nèi)的兩種工質(zhì)分別為太陽能熱水和有機工質(zhì)R123。例如，當所述蒸發(fā)器內(nèi)兩種工質(zhì)的傳熱溫差為10°C，則所述太陽能熱水器內(nèi)90°C的熱水可將R123加熱至80°C的壓力為
0.49MPa的飽和蒸氣；在所述冷凝器內(nèi)也很容易被冷卻系統(tǒng)冷卻為正常壓強下的液體。因此R123是一種比較適用于太陽能熱水器發(fā)電系統(tǒng)的工質(zhì)。在有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中，所述蒸發(fā)器內(nèi)的兩種工質(zhì)都是比較清潔的工質(zhì)時，所述蒸發(fā)器可以選擇能效較高的板式換熱器，其換熱方式可以為逆流換熱。因此，有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)就是利用低品位熱能的有效途徑之一，它利用低沸點有機工質(zhì)將100 V甚至4(Γ50 V的低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)換為高品位的電能。
[0010]所述冷卻系統(tǒng)包括與所述冷凝器連接的循環(huán)水儲罐、與所述循環(huán)水儲罐的出水口連接的冷卻水泵，和分別與所述冷卻水泵和所述冷凝器連接的冷卻水泵溫控閥門，且所述循環(huán)水儲罐、所述冷卻水泵、所述冷卻水泵溫控閥門和所述冷凝器依次連接構(gòu)成循環(huán)回路。其中，所述冷卻水泵和所述冷卻水泵溫控閥門與所述雙溫雙控溫控器連接，且所述雙溫雙控溫控器能根據(jù)所述水箱的溫度控制所述冷卻水泵和所述冷卻水泵溫控閥門的開關(guān)。優(yōu)選地，所述冷卻水泵在空間的安裝位置低于所述循環(huán)水儲罐的空間安裝位置。
[0011]因此，所述雙溫雙控溫控器依據(jù)所述水箱的測定溫度控制所述熱源水泵、所述熱源水泵溫控閥門、所述冷卻水泵、所述冷卻水泵溫控閥門、所述有機工質(zhì)泵與所述有機工質(zhì)泵溫控閥門的開關(guān)。所述雙溫雙控溫控器的所述預(yù)定高溫和所述預(yù)定低溫可以是該設(shè)備出廠時就已經(jīng)確定的，也可以是使用者根據(jù)需要設(shè)定的、人為控制的，即，所述雙溫雙控溫控器為人工設(shè)定控制溫度的溫度控制器。
[0012]若所述雙溫雙控溫控器用作低溫控制溫度的所述預(yù)定低溫設(shè)定為60°C，當所述水箱內(nèi)的熱水溫度達到60°C時，通過所述蒸發(fā)器可將所述有機工質(zhì)加熱至50°C左右的蒸氣。所述雙溫雙控溫控器用作高溫控制溫度的所述預(yù)定高溫可根據(jù)實際情況在65?80°C之間選取并設(shè)定。例如，若所述預(yù)定高溫設(shè)定為75°C，則當所述雙溫雙控溫控器所測定的所述太陽能熱水系統(tǒng)的水箱的溫度超過75°C，所述雙溫雙控溫控器控制所述冷卻水泵、所述有機工質(zhì)泵、所述熱源水泵開啟，以及所述冷卻水泵溫控閥門、所述有機工質(zhì)泵溫控閥門及所述熱源水泵溫控閥門開啟，有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)開始工作，所述太陽能熱水器發(fā)電裝置開始發(fā)電、對外輸出電能。當所述雙溫雙控溫控器所測定的所述水箱的溫度低于60°C，所述雙溫雙控溫控器控制所述冷卻水泵溫控閥門、所述有機工質(zhì)泵溫控閥門及所述熱源水泵溫控閥門，以及所述冷卻水泵、所述有機工質(zhì)泵、所述熱源水泵的關(guān)閉，所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)停止工作，所述太陽能熱水器發(fā)電裝置停止發(fā)電、停止對外輸出電能。當所述雙溫雙控溫控器所測定的所述水箱的溫度處于60°C和75°C之間時，整個太陽能熱水器發(fā)電裝置的閥門及泵的開、關(guān)維持其相鄰的狀態(tài)。
[0013]上述太陽能熱水器發(fā)電裝置的使用方法，包括以下步驟:
啟動所述太陽能熱水系統(tǒng)，所述雙溫雙控溫控器實時測量所述水箱的溫度；
當所述雙溫雙控溫控器測定所述水箱的溫度低于預(yù)定低溫時，所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，所述太陽能熱水器發(fā)電裝置處于停止發(fā)電狀態(tài)；
當所述雙溫雙控溫控器測定所述水箱的溫度高于預(yù)定高溫時，自動啟動所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)，所述太陽能熱水器發(fā)電裝置處于對外發(fā)電狀態(tài)，為其它家用電器提供電源；
當所述雙溫雙控溫控器測定所述水箱的溫度處于所述預(yù)定低溫與所述預(yù)定高溫之間時，所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)的啟動、關(guān)閉維持其相鄰的狀態(tài)。
[0014]其中，在上述太陽能熱水器發(fā)電裝置的整個使用過程中，所述生活用熱水系統(tǒng)始終處于開啟狀態(tài)。
[0015]當所述雙溫雙控溫控器測定所述水箱的溫度低于預(yù)定低溫時，所述有機工質(zhì)泵溫控閥門、所述有機工質(zhì)泵、所述熱源水泵溫控閥門、所述熱源水泵、所述冷卻水泵溫控閥門和所述冷卻水泵處于關(guān)閉狀態(tài)。此時，所述太陽能熱水器發(fā)電裝置的整個發(fā)電系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，所述生活用熱水系統(tǒng)則處于開啟狀態(tài)。
[0016]當所述雙溫雙控溫控器測定所述水箱的溫度高于預(yù)定高溫時，所述雙溫雙控溫控器依次開啟所述冷卻水泵、所述冷卻水泵溫控閥門、所述熱源水泵、所述熱源水泵溫控閥門、所述有機工質(zhì)泵和所述有機工質(zhì)泵溫控閥門。此時，所述太陽能熱水器發(fā)電裝置的整個發(fā)電系統(tǒng)和所述生活用熱水系統(tǒng)都處于開啟狀態(tài)。
[0017]當所述水箱的溫度由所述預(yù)定低溫升高，且當所述雙溫雙控溫控器測定所述水箱的溫度處于所述預(yù)定低溫與所述預(yù)定高溫之間時，所述雙溫雙控溫控器控制的所述有機工質(zhì)泵溫控閥門、所述有機工質(zhì)泵、所述熱源水泵溫控閥門、所述熱源水泵、所述冷卻水泵溫控閥門和所述冷卻水泵仍維持關(guān)閉狀態(tài)，所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)維持其關(guān)閉狀態(tài)，整個發(fā)電系統(tǒng)仍維持停止發(fā)電的狀態(tài)；當所述水箱的溫度由所述預(yù)定高溫降低，且當所述水箱的測定溫度處于所述預(yù)定低溫與所述預(yù)定高溫之間時，所述雙溫雙控溫控器控制的所述冷卻水泵、所述冷卻水泵溫控閥門、所述熱源水泵、所述熱源水泵溫控閥門、所述有機工質(zhì)泵和所述有機工質(zhì)泵溫控閥門仍維持開啟狀態(tài)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的太陽能熱水器發(fā)電裝置通過將太陽能熱水器和有機朗肯循環(huán)技術(shù)結(jié)合，保證在利用太陽能熱能輸出生活用熱水的同時，還能發(fā)電，提高了太陽能熱能利用率；所述裝置還結(jié)合自動控制系統(tǒng)，采用雙溫雙控溫控器，當所述水箱的溫度處于所述預(yù)定低溫與所述預(yù)定高溫之間時，所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)的啟動、關(guān)閉能夠維持其相鄰的狀態(tài)，所以，使用所述裝置可以避免因水箱的水溫在預(yù)定溫度臨界點來回波動而使上述系統(tǒng)頻繁啟停，使得整個所述裝置的安全性比較高，而且使用所述裝置對緩解能源危機和減輕環(huán)境污染具有重大的意義；所述裝置為全自動太陽能熱水器發(fā)電裝置，能夠依據(jù)太陽能熱水系統(tǒng)的水箱溫度自動提供生活用熱水和發(fā)電，而且結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，使用方便；本發(fā)明提供的上述太陽能熱水器發(fā)電裝置提高了太陽能熱水器的利用率，尤其是在炎熱的夏秋季節(jié)；另外，本發(fā)明提供的上述太陽能熱水器發(fā)電裝置充分吸收了更多的太陽能，同時還能安全可靠地對外輸出電能，所以，使用所述裝置還可以緩解夏秋季節(jié)用電高峰的供電負荷，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0020]其中，圖1中的元件符號1、太陽能熱水器；2、高位水箱；3、雙溫雙控溫控器；4、蒸發(fā)器；5、熱源水泵；6、熱源水泵溫控閥門；7、上水閥門；8、上水泵；9、洗浴閥門；10、發(fā)電機；11、膨脹機；12、冷凝器；13、有機工質(zhì)儲罐；14、有機工質(zhì)泵；15、有機工質(zhì)泵溫控閥門；16、循環(huán)水儲iip ; 17、冷卻水栗；18、冷卻水栗溫控閩門。

【具體實施方式】
[0021]下面通過【具體實施方式】，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0022]請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供一種全自動太陽能熱水器發(fā)電裝置，該裝置主要由通過管道和閥門連接的太陽能熱水系統(tǒng)、有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)構(gòu)成。
[0023]所述太陽能熱水系統(tǒng)由太陽能熱水器1、高位水箱2、雙溫雙控溫控器3、蒸發(fā)器4、熱源水泵5、熱源水泵溫控閥門6、上水閥門7、上水泵8及洗浴閥門9組成。自來水自所述上水泵8、所述上水閥門7、流入所述高位水箱2，并從該高位水箱2的下端流出進入所述太陽能熱水器I進行加熱，形成熱水，該熱水再通過所述高位水箱2經(jīng)所述洗浴閥門9流出，所述雙溫雙控溫控器3安裝在所述高位水箱2中。所述雙溫雙控溫控器3可以人為設(shè)定溫度的臨界點預(yù)定低溫和預(yù)定高溫。本實施例中，所述雙溫雙控溫控器3的預(yù)定低溫為60°C，預(yù)定高溫為80°C。
[0024]所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)由膨脹機11、冷凝器12、有機工質(zhì)儲罐13、有機工質(zhì)泵14、有機工質(zhì)泵溫控閥門15及蒸發(fā)器4依次連接，并和安裝在所述膨脹機11上的發(fā)電機10構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng)。所述太陽能熱水系統(tǒng)中的所述熱源水泵5、所述熱源水泵溫控閥門6、所述高位水箱2和所述蒸發(fā)器4依次連接構(gòu)成熱水循環(huán)系統(tǒng)，為所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電提供熱能動力。其中，所述高位水箱2在空間的安裝位置高于所述蒸發(fā)器4的安裝位置，所述的有機工質(zhì)泵14在空間的安裝位置低于有機工質(zhì)儲罐13的空間安裝位置，所述蒸發(fā)器4為逆流換熱式板式換熱器，所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中采用的有機工質(zhì)為R123。
[0025]所述冷卻系統(tǒng)由循環(huán)水儲罐16、冷卻水泵17及冷卻水泵溫控閥門18組成，并分別與所述冷凝器12的冷卻水進口及冷卻水出口連接。其中，所述的冷卻水泵17在空間的安裝位置低于循環(huán)水儲罐16的空間安裝位置。
[0026]使用本發(fā)明上述實施例提供的太陽能熱水器發(fā)電裝置的方法如下:
所述太陽能熱水器I吸收太陽熱能，將太陽能轉(zhuǎn)化為水的熱能并儲存在所述高位水箱2中。安裝在所述高位水箱2內(nèi)的一雙所述溫雙控溫控器3根據(jù)所述高位水箱2內(nèi)的水溫變化自動開啟或關(guān)閉所述熱源水泵5、所述有機工質(zhì)泵14、所述冷卻水泵17、所述熱源水泵溫控閥門6、所述有機工質(zhì)泵溫控閥門15和所述冷卻水溫控閥門18。
[0027]當太陽能熱水器吸收的太陽熱能比較少時，所述高位水箱2中的水溫未達到所述雙溫雙控溫控器3設(shè)定的低溫值60°C，所述有機工質(zhì)泵溫控閥門15、所述有機工質(zhì)泵14、所述熱源水泵溫控閥門6、所述熱源水泵5、所述冷卻水泵溫控閥門18和所述冷卻水泵17都處于關(guān)閉狀態(tài)，整個發(fā)電系統(tǒng)關(guān)閉，所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)都處于關(guān)閉狀態(tài)，不發(fā)電。此時，所述生活用熱水系統(tǒng)可以處于工作狀態(tài)，所述高位水箱2的出水管路只有一路，直接作為生活洗浴用的熱水。
[0028]接著，所述太陽能熱水器I吸收的太陽能逐漸增多，所述高位水箱2中的水溫繼續(xù)升溫，使所述高位水箱2中的水溫升高至60°C?80°C之間，所述太陽能熱水器發(fā)電裝置的維持其狀態(tài)不變，所述有機工質(zhì)泵溫控閥門15、所述有機工質(zhì)泵14、所述熱源水泵溫控閥門
6、所述熱源水泵5、所述冷卻水泵溫控閥門18和所述冷卻水泵17都維持其關(guān)閉狀態(tài)，整個發(fā)電系統(tǒng)維持其關(guān)閉狀態(tài)。
[0029]隨著所述太陽能熱水器I吸收比較多的太陽能，當水溫達到所述雙溫雙控溫控器3設(shè)定的高溫值80°C時，所述冷卻水泵17先自動打開，隨即所述冷卻水泵溫控閥門18自動打開，接著所述熱源水泵5自動打開，所述熱源水溫控閥門6隨即打開，緊接著所述有機工質(zhì)泵14自動打開，之后所述有機工質(zhì)泵溫控閥門15自動打開，至此整個發(fā)電系統(tǒng)開啟，所述高位水箱2內(nèi)的熱水流向所述蒸發(fā)器4，將能量傳遞給所述有機工質(zhì)R123液體，R123液體吸熱后溫度升高氣化為蒸氣，進入所述膨脹機11對外做功，所述膨脹機11帶動所述發(fā)電機10轉(zhuǎn)動向外輸出電能。從所述膨脹機11出來的乏氣，進入所述冷凝器12被冷卻水冷凝為液體工質(zhì)，然后由所述有機工質(zhì)儲罐13進入所述有機工質(zhì)泵14，升壓后重新進入所述蒸發(fā)器4中吸收能量，完成了一個動力循環(huán)。而所述冷卻系統(tǒng)中的所述循環(huán)水儲罐16位于陰涼處，便于向環(huán)境散熱，從而繼續(xù)從所述冷凝器12中吸收熱量。此時，所述高位水箱2的出水管路分為兩路，一路作為有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的熱源，另一路直接作為生活洗浴用的熱水。
[0030]緊接著，當所述高位水箱2中的水溫下降，且水溫處于所述預(yù)定低溫60°C和所述高溫值80°C之間時，整個所述太陽能熱水器發(fā)電裝置的工作狀態(tài)不變，維持所述高位水箱2中的水溫高于80°C時的工作狀態(tài)，S卩，所述冷卻水泵17、所述冷卻水泵溫控閥門18、所述熱源水泵5、所述熱源水溫控閥門6、所述有機工質(zhì)泵14、所述有機工質(zhì)泵溫控閥門15維持打開狀態(tài)，繼續(xù)工作，所述發(fā)電系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)電向外輸出電能。
[0031]后來，當所述高位水箱2中的水溫繼續(xù)下降，且水溫低于60°C時，所述有機工質(zhì)泵溫控閥門15自動關(guān)閉、隨即所述有機工質(zhì)泵14自動關(guān)閉，然后所述熱源水泵溫控閥門6自動關(guān)閉，所述熱源水泵5自動關(guān)閉，最后所述冷卻水泵溫控閥門18自動關(guān)閉，隨之所述冷卻水泵17自動關(guān)閉，整個發(fā)電系統(tǒng)關(guān)閉，所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)停止工作，整個裝置停止發(fā)電。此時，所述高位水箱2的出水管路只有一路，直接作為生活洗浴用的熱水。
[0032]在上述太陽能熱水器發(fā)電裝置的使用過程中，所述冷卻水泵17、所述冷卻水泵溫控閥門18、所述熱源水泵5、所述熱源水溫控閥門6、所述有機工質(zhì)泵14、所述有機工質(zhì)泵溫控閥門15受所述雙溫雙控溫控器3控制，它們之所以按照上述的順序開啟和關(guān)閉是因為所述膨脹機11中不能有液體有機工質(zhì)進入，以避免損傷所述膨脹機11 ;所述有機工質(zhì)儲罐13中不能有氣體的有機工質(zhì)進入，以避免損壞所述有機工質(zhì)泵14。
[0033]根據(jù)天氣溫度的變化，所述雙溫雙控溫控器3的用于低溫控制溫度的預(yù)定低溫通常設(shè)定為60°C，用作高溫控制溫度的預(yù)定高溫可根據(jù)當天的天氣情況進行設(shè)定。若當天晴空萬里太陽大好，洗浴用水較少，可將高溫控制溫度設(shè)在65°C，從而讓太陽能最大化地轉(zhuǎn)換為電能；若陰云密布或時而下雨時而天晴，為避免發(fā)電系統(tǒng)頻繁啟停，可將高溫控制溫度設(shè)為80°C。設(shè)定好了最低、最高溫度，發(fā)電系統(tǒng)就可自動運行。在一天的開始，高位水箱的水溫小于60°C，發(fā)電系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，隨著太陽能熱水器不斷吸收太陽能，水箱的水溫達到60°C時，發(fā)電裝置仍處于關(guān)閉狀態(tài)，當溫度達到高溫控溫度，如80°C時，發(fā)電系統(tǒng)啟動，開始輸出電能。接近傍晚時，太陽輻射逐漸減弱，高位水箱的水溫開始下降，直到降至60°C，發(fā)電系統(tǒng)停止運行。在白天發(fā)電的時候，基本不影響生活熱水的使用。夜晚到來時，低于60°C的熱水也能滿足人們的洗浴需求。因此，該裝置在滿足熱水器的基本功用外，大大提高了太陽能的吸收利用率，還能額外對外輸出電能，為其它家用電器提供電源。
[0034]最后應(yīng)當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能熱水器發(fā)電裝置，其特征在于:包括太陽能熱水系統(tǒng)、安裝有發(fā)電機的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，所述太陽能熱水系統(tǒng)包括安裝有水箱的生活用熱水系統(tǒng)、與所述水箱連接的發(fā)電用熱水系統(tǒng)，和與所述水箱的冷水出口和熱水進口連接的太陽能熱水器；所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括與所述水箱連接的蒸發(fā)器，和與所述冷卻系統(tǒng)連接的冷凝器，其中，所述太陽能熱水器發(fā)電裝置還包括安裝在所述水箱中并測定所述水箱的溫度的雙溫雙控溫控器，所述雙溫雙控溫控器與所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)連接，并能依據(jù)所述水箱的溫度控制所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)的開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)包括由熱源水泵、與所述熱源水泵的出水口連接的熱源水泵溫控閥門、所述水箱和所述蒸發(fā)器依次連接構(gòu)成循環(huán)回路，其中，所述熱源水泵和所述熱源水泵溫控閥門與所述雙溫雙控溫控器連接，且所述雙溫雙控溫控器能根據(jù)所述水箱的溫度控制所述熱源水泵和所述熱源水泵溫控閥門的開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于:所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括與所述冷凝器連接的有機工質(zhì)儲罐、與所述有機工質(zhì)儲罐的工質(zhì)輸出口連接的有機工質(zhì)泵，和與所述蒸發(fā)器連接的有機工質(zhì)泵溫控閥門，所述有機工質(zhì)泵和所述有機工質(zhì)泵溫控閥門與所述雙溫雙控溫控器連接，且所述雙溫雙控溫控器能根據(jù)所述水箱的溫度控制所述有機工質(zhì)泵和所述有機工質(zhì)泵溫控閥門的開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于:所述冷卻系統(tǒng)包括循環(huán)水儲罐、冷卻水泵和冷卻水泵溫控閥門，所述循環(huán)水儲罐、所述冷卻水泵、所述冷卻水泵溫控閥門和所述冷凝器依次連接構(gòu)成循環(huán)回路，所述冷卻水泵和所述冷卻水泵溫控閥門與所述雙溫雙控溫控器連接，且所述雙溫雙控溫控器能根據(jù)所述水箱的溫度控制所述冷卻水泵和所述冷卻水泵溫控閥門的開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于:所述冷卻水泵在空間的安裝位置低于所述循環(huán)水儲罐的空間安裝位置；所述有機工質(zhì)泵在空間的安裝位置低于所述有機工質(zhì)儲罐的空間安裝位置。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水器發(fā)電裝置的使用方法，包括以下步驟: 啟動所述太陽能熱水系統(tǒng)，所述雙溫雙控溫控器實時測量所述水箱的溫度； 當所述雙溫雙控溫控器測定所述水箱的溫度低于預(yù)定低溫時，所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，所述太陽能熱水器發(fā)電裝置處于停止發(fā)電狀態(tài)； 當所述雙溫雙控溫控器測定所述水箱的溫度高于預(yù)定高溫時，自動啟動所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)，所述太陽能熱水器發(fā)電裝置處于發(fā)電狀態(tài)； 當所述雙溫雙控溫控器測定所述水箱的溫度處于所述預(yù)定低溫與所述預(yù)定高溫之間時，所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)的啟動、關(guān)閉維持其相鄰的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的使用方法，其特征在于:所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)還包括有機工質(zhì)泵和有機工質(zhì)泵溫控閥門，所述有機工質(zhì)泵溫控閥門的工質(zhì)輸出口與所述蒸發(fā)器連接，所述冷卻系統(tǒng)包括與所述冷凝器連接的循環(huán)水儲罐、與所述循環(huán)水儲罐的出水口連接的冷卻水泵和分別預(yù)設(shè)所述冷卻水泵和所述冷凝器連接的冷卻水泵溫控閥門，其中，所述有機工質(zhì)泵、所述有機工質(zhì)泵溫控閥門、所述冷卻水泵和所述冷卻水泵溫控閥門、所述熱源水泵和所述熱源水泵溫控閥門的開關(guān)依據(jù)所述水箱的溫度受所述雙溫雙控溫控器控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的使用方法，其特征在于:當所述雙溫雙控溫控器測定所述水箱的溫度低于預(yù)定低溫時，所述雙溫雙控溫控器控制所述有機工質(zhì)泵溫控閥門、所述有機工質(zhì)泵、所述熱源水泵溫控閥門、所述熱源水泵、所述冷卻水泵溫控閥門和所述冷卻水泵處于關(guān)閉狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的使用方法，其特征在于:當所述雙溫雙控溫控器測定所述水箱的溫度高于預(yù)定高溫時，所述雙溫雙控溫控器依次開啟所述冷卻水泵、所述冷卻水泵溫控閥門、所述熱源水泵、所述熱源水泵溫控閥門、所述有機工質(zhì)泵和所述有機工質(zhì)泵溫控閥門。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的使用方法，其特征在于:當所述水箱的溫度由所述預(yù)定低溫升高，且當所述水箱的測定溫度處于所述預(yù)定低溫與所述預(yù)定高溫之間時，所述雙溫雙控溫控器控制所述有機工質(zhì)泵溫控閥門、所述有機工質(zhì)泵、所述熱源水泵溫控閥門、所述熱源水泵、所述冷卻水泵溫控閥門和所述冷卻水泵維持其關(guān)閉、停止工作的狀態(tài)，所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)維持關(guān)閉的狀態(tài)；當所述水箱的溫度由所述預(yù)定高溫降低，且當所述水箱的測定溫度處于所述預(yù)定低溫與所述預(yù)定高溫之間時，所述雙溫雙控溫控器控制所述冷卻水泵、所述冷卻水泵溫控閥門、所述熱源水泵、所述熱源水泵溫控閥門、所述有機工質(zhì)泵和所述有機工質(zhì)泵溫控閥門維持其開啟狀態(tài)，所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)維持其啟動、工作的狀態(tài)。
【文檔編號】F01K25/10GK104265386SQ201410467301
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】魏新利, 李文龍, 馬新靈, 李水蓮, 孟祥睿 申請人:鄭州大學(xué)