一種太陽能高效利用熱水供應系統的製作方法

2023-04-23 17:37:06

本發明涉及太陽能技術領域，尤其涉及一種太陽能高效利用熱水供應系統。

背景技術：

不管是在炎炎夏日，還是在寒風凜冽的冬天，洗熱水澡都是一件很享受的事情。目前，為了洗熱水澡的方便，很多家庭都安裝了熱水器。

熱水器主要分為太陽能熱水器、燃氣熱水器和電熱水器，這三者各有優劣。其中，太陽能熱水器對天氣依賴性強，難以保證隨時利用；燃氣熱水器安全性低；電熱水器耗電多。

隨著全球氣候升高，夏日時間越來越長，太陽能越來越充足。相對的夏日，由於降溫需求，市電壓力大，如果能夠將太陽能熱水器與電熱水器結合，有希望將熱水器從市電網絡脫離，緩解市電供電壓力。

技術實現要素：

基於背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種太陽能高效利用熱水供應系統。

本發明提出的一種太陽能高效利用熱水供應系統，包括：

太陽能熱水器，其內部設有溫度傳感器和加熱器；

太陽能蓄電板，其通過環繞支架安裝在太陽能熱水器上；環繞支架包括連接機構和環繞在太陽能熱水器水箱外周的環形道軌；太陽能蓄電板通過連接機構安裝在環形道軌上並可沿著環形道軌滑動；

太陽能蓄電板設有蟄伏狀態和蓄能狀態；蟄伏狀態下，太陽能蓄電板位於太陽能熱水器水箱下方；蓄能狀態下，太陽能蓄電板位於太陽能熱水器水箱上方；連接機構連接有驅動電機，驅動電機用於驅動太陽能蓄電板在蟄伏狀態和蓄能狀態間切換；

離變器，與太陽能蓄電板連接；加熱器通過開關繼電器與離變器連接；

處理器，分別連接溫度傳感器、驅動電機和開關繼電器；處理器還連接有定時器；處理器根據溫度傳感器檢測到的溫度信號和定時器的時間信號控制驅動電機和開關繼電器工作；開關繼電器閉合狀態下，加熱器與離變器導通，離變器將太陽能蓄電板提供的電能逆變為交流電為加熱器供電。

優選地，處理器內設有工作周期，工作周期為24小時；處理器內設有復位時間，復位時間處於晚12點到早5點之間；處理器通過定時器判斷復位時間，處理器在復位時間向驅動電機和開關繼電器發送復位信號；驅動電機根據復位信號控制太陽能蓄電板從蓄能狀態切換到蟄伏狀態；開關繼電器根據復位信號切換到常開狀態；

太陽能蓄電板切換到蟄伏狀態後，處理器根據溫度傳感器檢測到的溫度信號控制驅動電機和開關繼電器工作。

優選地，太陽能蓄電板切換到蟄伏狀態後，處理器實時獲取溫度傳感器檢測溫度，當溫度傳感器檢測溫度達到預設的溫度上限值，處理器控制驅動電機驅動太陽能蓄電板切換到蓄能狀態；且當太陽能蓄電板切換到蓄能狀態後，溫度傳感器檢測溫度達到預設的溫度下限值時，處理器控制開關繼電器閉合；溫度上限值大於溫度下限值。

優選地，太陽能蓄電板滑動過程中，其徑向與太陽能熱水器水箱的徑向平行。

優選地，蟄伏狀態和蓄能狀態下，太陽能蓄電板均水平設置。

本發明中，在早上，啟用太陽能加熱模式，當水箱中的儲水通過太陽能加熱到溫度上限值後，通過驅動太陽能蓄電板位置切換，啟動太陽能蓄電模式。如此，解決了儲水升溫後對太陽能的熱吸收效率降低的問題。且，本發明中，在太陽能蓄電板狀態切換後，在檢測到水箱中的儲水溫度降低到溫度下限值時，立刻閉合開關繼電器，從而利用太陽能蓄電板中的電能以電熱水器的模式為水箱中的儲水蓄熱。

本發明充分考慮到太陽溫度變化趨勢，充分利用太陽能加熱儲水後再通過太陽能蓄電，實現了熱水器的電加熱和太陽能加熱兩種模式，有利於對太陽能充分利用，節約電能。

附圖說明

圖1為本發明提出的一種太陽能高效利用熱水供應系統控制結構圖。

具體實施方式

參照圖1，本發明提出的一種太陽能高效利用熱水供應系統，包括：太陽能熱水器、太陽能蓄電板、離變器和處理器。

太陽能熱水器，其水箱內部設有溫度傳感器和加熱器。溫度傳感器用於實時監測太陽能熱水器水箱內部的儲水溫度。加熱器在通電情況下可對水箱內的儲水進行加熱。

太陽能蓄電板，其通過環繞支架安裝在太陽能熱水器上。環繞支架包括連接機構和環繞在太陽能熱水器水箱外周的環形道軌。太陽能蓄電板通過連接機構安裝在環形道軌上並可沿著環形道軌滑動。

太陽能蓄電板設有蟄伏狀態和蓄能狀態。蟄伏狀態下，太陽能蓄電板位於太陽能熱水器水箱下方，此時，太陽能熱水器高效吸收太陽能為水箱內儲水加熱，太陽能蓄電板處於被太陽能熱水器遮擋狀態，蓄電效率低。蓄能狀態下，太陽能蓄電板位於太陽能熱水器水箱上方，如此，太陽能蓄電板高效蓄能，太陽能熱水器被太陽能蓄電板遮擋，使得水箱內的儲水不能繼續直接通過太陽能蓄熱。

連接機構連接有驅動電機，驅動電機用於驅動太陽能蓄電板在蟄伏狀態和蓄能狀態間切換。本實施方式中，蟄伏狀態的太陽能蓄電板與蓄能狀態的太陽能蓄電板之間的角度可進行預設，然後可通過驅動電機驅動連接機構在環形道軌上往復運動，或者循環運動以實現太陽能蓄電板的狀態切換。

離變器，與太陽能蓄電板連接。太陽能蓄電板蓄能後通過離變器將存儲的電能轉變為穩壓交流電輸出。加熱器通過開關繼電器與離變器連接。如此，在開關繼電器閉合的情況下，加熱器通電從而為太陽能熱水器水箱內的儲水加熱。

處理器，分別連接溫度傳感器、驅動電機和開關繼電器。處理器還連接有定時器。處理器根據溫度傳感器檢測到的溫度信號和定時器的時間信號控制驅動電機和開關繼電器工作。

本實施方式中，處理器內設有工作周期，工作周期為24小時。處理器內設有復位時間，復位時間處於晚12點到早5點之間。處理器通過定時器判斷復位時間，處理器在復位時間向驅動電機和開關繼電器發送復位信號。驅動電機根據復位信號控制太陽能蓄電板從蓄能狀態切換到蟄伏狀態。開關繼電器根據復位信號切換到常開狀態。如此，切斷太陽能蓄電板箱加熱器供電。

太陽能蓄電板切換到蟄伏狀態後，處理器根據溫度傳感器檢測到的溫度信號控制驅動電機和開關繼電器工作。具體地，太陽能蓄電板切換到蟄伏狀態後，處理器實時獲取溫度傳感器檢測溫度，當溫度傳感器檢測溫度達到預設的溫度上限值，處理器控制驅動電機驅動太陽能蓄電板切換到蓄能狀態。且當太陽能蓄電板切換到蓄能狀態後，溫度傳感器檢測溫度達到預設的溫度下限值時，處理器控制開關繼電器閉合；溫度上限值大於溫度下限值。

如此，本實施方式提供的熱水供應系統，在早上，啟用太陽能加熱模式，當水箱中的儲水通過太陽能加熱到溫度上限值後，通過驅動太陽能蓄電板位置切換，啟動太陽能蓄電模式。如此，解決了儲水升溫後對太陽能的熱吸收效率降低的問題。且，本實施方式中，在太陽能蓄電板狀態切換後，在檢測到水箱中的儲水溫度降低到溫度下限值時，立刻閉合開關繼電器，從而利用太陽能蓄電板中的電能以電熱水器的模式為水箱中的儲水蓄熱。

本實施方式中，充分考慮到太陽溫度變化趨勢，充分利用太陽能加熱儲水後再通過太陽能蓄電。當太陽光減弱到一定程度時，水箱中的水溫開始下降，夏天的時候，太陽能熱水器的儲水箱中的水溫很難下降，故而，水溫降低更大的可能是熱水消耗。本實施方式中，水溫開始下降後，便啟動太陽能蓄電板通過加熱器對儲水加熱。如此，實現了熱水器的電加熱和太陽能加熱兩種模式，有利於對太陽能充分利用，節約電能。

本發明中，太陽能蓄電板滑動過程中，其徑向與太陽能熱水器水箱的徑向平行，且蟄伏狀態和蓄能狀態下，太陽能蓄電板均水平設置。

本發明具體實施時，可設置穩壓電路，離變器通過穩壓電路分別連接處理器和驅動電機進行供電，如此，可實現該熱水供應系統完全獨立於家庭用電之外，以便在夏日高峰期緩解市電壓力。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。