[实用新型]光伏和光热结合的太阳能热水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热水器，具体为光伏和光热共用的太阳能热水器。

技术背景

目前分体式太阳能热水系统的热交换介质都是由交流水泵来驱动的，必须要接交流电才能工作，太阳能热水系统才能运行，集热器的热量才能通过水泵热交换到储热水箱。但是从中国地理位置的分布来看，往往很大一部分太阳光照辐射强，日照时间长的地区又是经济相对较为落后的缺电无电的边远或高山地区，所以太阳能热水系统在这些地方还没有完全利用和普及起来，即使在有市电的地方，由于使用的交流水泵功率大，长时间运行也比较费电，给用户增加了持续不断的经济负担。

实用新型内容

本实用新型提供一种自己供电的太阳能热水系统，技术方案为，光伏和光热结合的太阳能热水系统，包括平板太阳能集热器、水箱、直流泵、平板太阳能集热器介质入口与直流泵通过管道连接，平板太阳能集热器介质出口与水箱通过管道连接，直流泵与水箱内的盘管连接，在平板太阳能集热器介质出口处有温度传感器，在水箱上部和下部分别有温度传感器，直流泵、温度传感器分别与控制器相连接，还包括太阳能电池板，太阳能电池板和控制器连接。

还包括有一个蓄电池，蓄电池与控制器连接。

水箱与用户端泵通过管道连接，在用户端泵出口还有一个温度传感器，传感器、用户端泵分别与控制器连接，用户泵由控制器供电。

整个太阳能热水系统属于封闭式循环系统，循环管道可为TP2紫铜管，也可为PPR热水管，也可为不锈钢波纹管，不管采用哪种管道，都需要对管道做保温处理，盘管及循环管路注有易导热介质（防冻液）。在水箱及平板太阳能集热器上各装有一个温度传感器，控制器上有输入输出接线端子，温度传感器在控制器输入端子上。直流水泵和用户端泵接在控制器输出端子上，水泵的开启与停止由控制器控制，控制依据是根据平板式太阳能集热器和水箱上两个温度的差值来决定。控制器由太阳能电池板供电，控制器再给泵供电。整个热水系统不需再外接电源，可以安装在任何一个有太阳照晒的地方，解决了很多缺电少电的地方不能用太阳能产生热水的问题。

附图说明

图1，为本实用新型的太阳能热水系统结构示意图；

图2，为本实用新型的控制器接线端子示意图。

具体实施方式

结合附图说明本实用新型的技术方案的具体实施方式，如图1所示，光伏和光热结合的太阳能热水系统，包括平板太阳能集热器2、水箱3、直流泵5、平板太阳能集热器2介质入口与直流泵5通过管道连接，平板太阳能集热器2介质出口与水箱3通过管道连接，直流泵5与水箱3内的盘管连接，在平板太阳能集热器2介质出口处有温度传感器7，在水箱3上部和下部分别有温度传感器8和9，直流泵5、温度传感器7、8、9分别与控制器4相连接，还包括太阳能电池板1，太阳能电池板1和控制器4连接。所述的直流泵5通过控制器4供电，控制器4电源由太阳能电池板1提供。水箱3与用户端泵11通过管道连接，在用户端泵11出口还有一个温度传感器10，传感器10、用户端泵11分别与控制器4连接，用户泵11由控制器4供电。

还包括有一个蓄电池6，蓄电池6与控制器4连接。

太阳能电池板1为控制器4提供输入电源，控制器4带有LCD显示界面。

如图2所示，控制器4的输入应该是个宽范围的，以能适应太阳能电池板1的特性为主。太阳能电池板1的选型可根据负载功率大小和实际工况来决定。控制器4的PV接口为太阳能电池板输入，有正负极之分，S1、S2、S3、S4为直流电输出端，控制器4还有温度传感器接口，与该系统的温度传感器相连接。 

控制器4的输出端子S1、S2输出为直流电，电压为 12V，输出端子S1、S2与直流泵5和用户端泵11连接，为泵供电，还有预留的输出端子S3、S4，可以为其他直流电器供电。直流泵5是采用直流无刷电机，带有MPPT（最大功率点追踪），能随阳光的强弱而不断调整输出一个最大功率给直流水泵，直流泵5是8-24V宽范围工作电压。用户端泵11也是直流泵。

此光伏光热结合的太阳能热水系统的工作原理为：当有阳光开始照晒时，平板太阳能集热器2内冷介质温度慢慢升高，同时太阳能电池板1可向控制器4提供供电电源，当智能控制器检测到平板太阳能集热器2温度T1和水箱下部温度T2之间存在一个开启温差时，该温度差可以设置，例如T1-T2=ΔT’ =10°, 此值可通过LCD面板按键调节，控制器4就给S1端子输出12V直流电，直流泵5就开始工作，把水箱3的盘管内冷介质输送到平板太阳能集热器2，平板太阳能集热器2内的热介质通过直流水泵5的驱动再输送到水箱3盘管内，水箱3盘管内的热介质再通过盘管把热量交换到水箱3内的冷水，水箱3内的冷水水温吸热而上升，盘管内的介质放热而温度下降，当控制器4检测到T1和T2的温度接近某一个差值ΔT’’时，例如T1-T2=ΔT’’=4度，此值可通过LCD面板按键调节，控制器4就切断直流水泵5的输出电源，水泵就停止工作，这样就完成了第一个循环。平板太阳能集热器2继续受到阳光照晒，内部的介质温度继续上升，当控制器4检测到平板太阳能集热器2内的介质温度T1与水箱3内的T2达到设定的开启温差时，智能控制器4再次接通直流泵5的电源，此时开始第二次热交换循环，周而复始，水箱3内的水温就逐步上升到设置的温度。同时在控制器4上再连接一个蓄电池6，可以将太阳能电池板1的电能储蓄起来备用。