无需电网供电的光风热采集系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了无需电网供电的光风热采集系统，其包括太阳能集热器、保温热水塔、光伏发电系统、风力发电系统和控制柜；本实用新型采取光伏组件发电系统来实现自主供电，同时为了能够将环境气候对太阳能采热的影响程度降到最低，解决多阴雨天的热水供应问题，本实用新型另增设了风力发电系统。本实用新型充分利用太阳能和风能来为用户提供热量，为二氧化碳零排放及环境保护做出了巨大贡献。另外，本实用新型结构简单，制造成本低。
【专利说明】无需电网供电的光风热采集系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无需电网供电的光风热采集系统。
【背景技术】
[0002]现有太阳能热采集系统在没有用电网供电来补充加热的情况下无法解决多阴雨天的热水供应问题；现有太阳能热采集系统还存在着热采集效率低、故障多、保温管道施工工艺复杂、造价闻昂等缺点。
[0003]
【发明内容】
[0004]为克服现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种能够把气候影响程度降到最低，将太阳能、风能转化为热能的无需电网供电的光风互补采热系统。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]无需电网供电的光风热采集系统，其包括太阳能集热器、保温热水塔、光伏发电系统、风力发电系统和控制柜；所述太阳能集热器为至少两个以上，每个太阳能集热器的出水口通过保温热水管连接至保温热水塔的热水进口，在其中一个太阳能集热器的出水口设有第一温度传感器；所述每个太阳能集热器的进水口由支路水管汇接后通过热循环水泵连接至保温热水塔的水源供给口 ；所述保温热水塔的热水出口通过供水管连接至用水终端，保温热水塔内部底侧设有电加热器；所述保温热水塔内还设有第二温度传感器和第三温度传感器，第二温度传感器设置保温热水塔的中部侧壁上，第三温度传感器设置电加热器一侧上方；所述保温热水塔的补水口连接有补水管，补水管上设有自动补水器；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、电加热器和热循环水泵分别与控制柜电连接；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、电加热器、热循环水泵和控制柜分别由光伏发电系统或风力发电系统单独供电，或由光伏发电系统和风力发电系统共同供电。
[0007]所述光伏发电系统包括光伏发电组件、光伏发电控制器、光伏发电蓄能电池和光伏发电逆变器，所述光伏发电组件、光伏发电蓄能电池和光伏发电逆变器分别与光伏发电控制器电连接。
[0008]所述风力发电系统包括风力发电机、风力发电控制器、风力发电蓄能电池和风力发电逆变器，所述风力发电机、风力发电蓄能电池和风力发电逆变器分别与风力发电控制器电连接。
[0009]所述每个太阳能集热器的出水口连接的保温热水管上依序设有排气阀和单向阀。排气阀可以将管道和太阳能集热器所产生的空气和水蒸汽气体及时排入大气，保证了系统热水的顺畅运行，有效降低系统产生故障的几率。单向阀可以有效防止在真空管太阳能集热器的真空管破裂时带压力的高温热水大量流失。
[0010]所述保温热水管从外至里依序包括外管、中间保温层和PP-R热水管，所述外管由耐老化电缆材质成型。采用这种保温热水管给施工带来方便，比起现有太阳能采热工程使用普通水管或金属管施工，再在水管外层进行保温处理的工艺来说更为有效地降低了工程造价。
[0011]所述每个太阳能集热器进水口连接的支路水管上分别设有流量显示器和流量控制阀。采用这样的结构是为了使每个太阳能集热器的进水流量一致，保证各太阳能集热器单元采热的高效平稳运行；流量控制阀的设置也可在设备维修时起到管道截止的作用，为设备维修提供方便。
[0012]所述供水管上设有增压泵；所述供水管的出水端还连接有回水管，回水管连接至保温热水塔的回水口，回水管上设有电磁阀；所述增压泵和电磁阀分别与控制柜电连接，增压泵和电磁阀分别由光伏发电系统或风力发电系统单独供电，或由光伏发电系统和风力发电系统共同供电。设置回水管目的是当用水终端长时间停止用水时将供水管内自然冷却后的热水经保温热水塔的回水口回流到保温热水塔内，以此来达到热水在保温热水塔、增压泵、供水管、用水终端、回水管、回水口构成的回水系统中不断循环，方便用户随机使用热水；为了控制这一循环在一定时间段、水温进行，在回水管上设置了一个电磁阀，电磁阀开闭由控制柜按用户要求的时间段、水温等参数来控制。
[0013]为了实现热水供应系统的用电要求，本实用新型采取光伏组件发电系统来实现自主供电，同时为了能够将环境气候对太阳能采热的影响程度降到最低，解决多阴雨天的热水供应问题，本实用新型另增设了风力发电系统。本实用新型充分利用太阳能和风能来为用户提供热量，为二氧化碳零排放及环境保护做出了巨大贡献。另外，本实用新型也为热水工程除保温热水塔蓄能之外提供了通过大容量蓄能电池来储存能量的另一种蓄能方法。本实用新型结构简单，制造成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]以下结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细说明:
[0015]图1为本实用新型整体的示意图；
[0016]图2为本实用新型光伏发电系统的框图；
[0017]图3为本实用新型风力发电系统的框图。
【具体实施方式】
[0018]如图1、图2或图3所示，本实用新型包括太阳能集热器1、保温热水塔2、光伏发电系统3、风力发电系统4和控制柜5 ;所太阳能集热器I为至少两个以上，太阳能集热器I可以采用真空管集热器，每个太阳能集热器I的出水口通过保温热水管7连接至保温热水塔2的热水进口，在其中一个太阳能集热器I的出水口设有第一温度传感器6，这个一个太阳能集热器I应选最能表征系统最高水温；所述每个太阳能集热器I的进水口由支路水管7汇接后通过热循环水泵8连接至保温热水塔2的水源供给口 ；所述保温热水塔2的热水出口通过供水管9连接至用水终端10，保温热水塔2内部底侧设有电加热器11，电加热器11可以采用电加热棒；所述保温热水塔2内还设有第二温度传感器12和第三温度传感器13，第二温度传感器12设置保温热水塔2的中部侧壁上，第三温度传感器13设置电加热器11 一侧上方；所述保温热水塔2的补水口连接有补水管14，补水管14上设有自动补水器15 ;所述第一温度传感器6、第二温度传感器12、第三温度传感器13、电加热器11和热循环水泵8分别与控制柜5电连接；所述第一温度传感器6、第二温度传感器12、第三温度传感器13、电加热器11、热循环水泵8和控制柜5分别由光伏发电系统3或风力发电系统4单独供电，或由光伏发电系统3和风力发电系统4共同供电。
[0019]太阳光照射太阳能集热器1，通过太阳能集热器I的吸热作用，使得太阳能集热器I内的水具有一定的温度，通过保温热水管7输送到保温热水塔2内，保温热水塔2是一种带一定保温层厚度的304食品级不锈钢保温热水塔。保温热水塔2设置的热水出口与浴室、厨房等用水终端相连，为用户提供热水。在最能表征系统最高水温的某一台集热器的热水出口设置第一温度传感器6，第一温度控制器采集的温度相对较高，而保温热水塔2侧壁上的第二温度传感器12测得保温热水塔2内的热水温度相对较低，第一温度传感器6和第二温度传感器12测得数据形成温度差，控制柜5根据温差控制原理控制热循环水泵8的运行，以实现热水的及时、有效采集。
[0020]在夜间或多阴雨天的情况下可以用保温热水塔2内的电加热器11对水进行加热，实现全天候不间断供应热水，为了控制电加热器的加热过程，通过第三温度传感器13监测电加热器11附近的水温，并由控制柜5来控制电加热器11的加热工作。
[0021]保温热水塔2的补充水源由补水管14通过自动补水器15提供，补水管14连接至自来水管网。
[0022]所述光伏发电系统3包括光伏发电组件31、光伏发电控制器32、光伏发电蓄能电池33和光伏发电逆变器34，所述光伏发电组件31、光伏发电蓄能电池33和光伏发电逆变器34分别与光伏发电控制器32电连接。光伏发电组件31可以为晶体硅发电组件或非晶体硅发电组件，光伏发电蓄能电池33可以为胶体蓄能电池、铅酸蓄能电池或锂蓄能电池等；设置光伏发电蓄能电池33的目的是为了解决风能、太阳能采热不足时，可以通过大容量蓄能电池为本实用新型的热采集提供能量。
[0023]所述风力发电系统4包括风力发电机41、风力发电控制器42、风力发电蓄能电池43和风力发电逆变器44，所述风力发电机41、风力发电蓄能电池43和风力发电逆变器44分别与风力发电控制器42电连接。风力发电机41可以为垂直轴风力发电机或水平轴风力发电机等，风力发电蓄能电池43可以为胶体蓄能电池、铅酸蓄能电池或锂蓄能电池等；设置风力发电蓄能电池43的目的是为了解决风能、太阳能采热不足时，可以通过大容量蓄能电池为本实用新型的热采集提供能量。
[0024]所述每个太阳能集热器I的出水口连接的保温热水塔2上依序设有排气阀16和单向阀17。排气阀16可以将管道和太阳能集热器I所产生的空气和水蒸汽气体及时排入大气，保证了系统热水的顺畅运行，有效降低系统产生故障的几率。单向阀17可以有效防止在太阳能集热器I的破裂时带压力的高温热水大量流失。
[0025]所述保温热水管7从外至里依序包括外管、中间保温层和PP-R热水管，所述外管由耐老化电缆材质成型。采用这种保温热水管7给施工带来方便，比起现有太阳能采热工程使用普通水管或金属管施工，再在水管外层进行保温处理的工艺来说更为有效地降低了工程造价。
[0026]所述每个太阳能集热器I进水口连接的支路水管7上分别设有流量显示器18和流量控制阀19。采用这样的结构是为了使每个太阳能集热器I的进水流量一致，保证各太阳能集热器I单元采热的高效平稳运行；流量控制阀19的设置也可在设备维修时起到管道截止的作用，为设备维修提供方便。
[0027]所述供水管9上设有增压泵20 ;所述供水管9的出水端还连接有回水管22，回水管22连接至保温热水塔2的回水口，回水管22上设有电磁阀21 ;所述增压泵20和电磁阀21分别与控制柜5电连接，增压泵20和电磁阀21分别由光伏发电系统3或风力发电系统4单独供电，或由光伏发电系统3和风力发电系统4共同供电。设置回水管22目的是当用水终端10长时间停止用水时将供水管9内自然冷却后的热水经保温热水塔2的回水口回流到保温热水塔2内，以此来达到热水在保温热水塔2、增压泵20、供水管9、用水终端10、回水管22、回水口构成的回水系统中不断循环，方便用户随机使用热水；为了控制这一循环在一定时间段、水温等参数进行，在回水管22上设置了一个电磁阀21，电磁阀21开闭由控制柜5按用户要求的时间段、水温等参数来控制。
[0028]在本实施例中，热循环水泵8、第一温度传感器6、第二温度传感器12和增压泵20均由光伏发电系统3供电，第三温度传感器13、电磁阀21和电加热器11均由风力发电系统4供电；控制柜5由光伏发电系统3和风力发电系统4共同供电。
【权利要求】
1.无需电网供电的光风热采集系统，其特征在于:其包括太阳能集热器、保温热水塔、光伏发电系统、风力发电系统和控制柜；所述太阳能集热器为至少两个以上，每个太阳能集热器的出水口通过保温热水管连接至保温热水塔的热水进口，在其中一个太阳能集热器的出水口设有第一温度传感器；所述每个太阳能集热器的进水口由支路水管汇接后通过热循环水泵连接至保温热水塔的水源供给口 ；所述保温热水塔的热水出口通过供水管连接至用水终端，保温热水塔内部底侧设有电加热器；所述保温热水塔内还设有第二温度传感器和第三温度传感器，第二温度传感器设置保温热水塔的中部侧壁上，第三温度传感器设置电加热器一侧上方；所述保温热水塔的补水口连接有补水管，补水管上设有自动补水器；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、电加热器和热循环水泵分别与控制柜电连接；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、电加热器、热循环水泵和控制柜分别由光伏发电系统或风力发电系统单独供电，或由光伏发电系统和风力发电系统共同供电。
2.根据权利要求1所述的无需电网供电的光风热采集系统，其特征在于:所述光伏发电系统包括光伏发电组件、光伏发电控制器、光伏发电蓄能电池和光伏发电逆变器，所述光伏发电组件、光伏发电蓄能电池和光伏发电逆变器分别与光伏发电控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的无需电网供电的光风热采集系统，其特征在于:所述风力发电系统包括风力发电机、风力发电控制器、风力发电蓄能电池和风力发电逆变器，所述风力发电机、风力发电蓄能电池和风力发电逆变器分别与风力发电控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的无需电网供电的光风热采集系统，其特征在于:所述每个太阳能集热器的出水口连接的保温热水管上依序设有排气阀和单向阀。
5.根据权利要求1所述的无需电网供电的光风热采集系统，其特征在于:所述保温热水管从外至里依序包括外管、中间保温层和PP-R热水管，所述外管由耐老化电缆材质成型。
6.根据权利要求1所述的无需电网供电的光风热采集系统，其特征在于:所述每个太阳能集热器进水口连接的支路水管上分别设有流量显示器和流量控制阀。
7.根据权利要求1所述的无需电网供电的光风热采集系统，其特征在于:所述供水管上设有增压泵；所述供水管的出水端还连接有回水管，回水管连接至保温热水塔的回水口，回水管上设有电磁阀；所述增压泵和电磁阀分别与控制柜电连接，增压泵和电磁阀分别由光伏发电系统或风力发电系统单独供电，或由光伏发电系统和风力发电系统共同供电。
【文档编号】H02S10/12GK203928433SQ201420350358
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】杨志成 申请人:莆田市华晔贸易有限公司