專利名稱：一種利用風(fēng)能加熱余水的太陽能集中供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種利用風(fēng)能加熱余水的太陽能集中供熱系統(tǒng)，屬于新能源供熱技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前市場上的熱水器種類較多，如，太陽能熱水器、太陽能電熱水器系統(tǒng)、電熱水器、利用逆卡諾熱循環(huán)原理的空氣源熱泵熱水器、燃?xì)鉄崴鞯?，但這些產(chǎn)品都存在各自的缺點。太陽能電熱水器系統(tǒng)，雖能保證24小時供應(yīng)熱水，但其能耗成本較高，每立方米熱水大約YlO元；電熱水器的熱水成本就更高；空氣源熱泵雖節(jié)能，但其壓縮機(jī)依賴進(jìn)口，一次投資成本較高，加之壓縮機(jī)大多放置于室外，噪音較大，維護(hù)十分麻煩，冬天還會讓室內(nèi)溫度降低，不利于人居環(huán)境；燃?xì)鉄崴鹘?jīng)濟(jì)運(yùn)行費用較高，冬季在家每次沐浴一次大約要2 立方米燃?xì)?；太陽能熱水器雖然節(jié)能、成本低，但不能保證全天候24小時供熱水，且使用時需要排放水管中殘存的大量冷水，特別是高層樓房用戶，會造成大量水資源浪費，給用戶帶來經(jīng)濟(jì)損失造成水資源浪費。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種利用風(fēng)能對余水加熱的太陽能集中供熱系統(tǒng)，實現(xiàn)太陽能供熱系統(tǒng)的全天候、全時段供熱，節(jié)能節(jié)水。本實用新型的技術(shù)方案是太陽能集中供熱系統(tǒng)包括水箱I、集中型太陽能熱水器2和余水管3，還包括由風(fēng)力發(fā)電裝置8和電加熱器4。電加熱器4安置在太陽能熱集中供熱系統(tǒng)的余水管3中，由風(fēng)力發(fā)電裝置8供電。太陽能集中供熱系統(tǒng)的余水管3為非分散的集中式分布(便于集中加熱管中的水)，每5-10層樓用戶集中使用I根余水管，樓層跨度大余水管管徑大于樓層跨度小的余水管管徑，以保證用戶水量的供給。所述電加熱器4是工作電壓為安全電壓的直流加熱器，如工作電壓為24V、36V的用普通電加熱棒；風(fēng)力發(fā)電裝置8中的發(fā)電機(jī)7是普通帶AC/DC變換器、直流輸出的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，電加熱器4經(jīng)DC/DC變換器(直流-直流變換器)6、與風(fēng)力發(fā)電機(jī)7的輸出端相連， DC/DC變換器(直流-直流變換器)6為由普通開關(guān)電源芯片(如T0P250Y開關(guān)電源芯片)及其外圍電路(包括高頻濾波電容，鉗位保護(hù)電路、整流電路、頻率補(bǔ)償電路、軟啟動電路)組成的大功率DC/DC變換器(直流-直流變換器)。DC/DC變換器(直流-直流變換器)6的出端與電加熱器4入端之間還可并聯(lián)有蓄電池5，保證無風(fēng)時對電加熱器4的供電。為保證 DC/DC變換器(直流-直流變換器)6的散熱，開關(guān)電源芯片上裝有足夠大的散熱板或保持其具有良好的通風(fēng)條件。對于30層的高層建筑而言，按其30層計算，經(jīng)初步測算，如果用熱水器。初步測算，每次沐浴需要用電約5元，按一家三口每星期每人平均洗3次計算，每一戶所需365X3X5X3/7=1877. 2元，整個從上到下30戶所需1877. 2X30=56316元， 如果按燃?xì)庥嬎?，每人每次沐浴需?元，按一家三口每星期每人平均洗三次計算，365X3X2X3/7=938. 6元，整個從上到下30戶所需938. 6X 30=28158元，可以看出高層太陽能集中供熱是十分經(jīng)濟(jì)的。此外，高層建筑余水管中殘水是非?？捎^的，如果按分布式計算，每戶2. 9米，30戶洗一次水的廢水量可達(dá)，O. 1X0. 1X3. 14X30X (30-1)/2X2. 9=40 升，一年下來就是40 X 365 X 3 X 3/7=187712升，大約是正常3到4個用戶一個月的用水量， 而集中供熱余水管加熱裝置可使余水管里的水成為熱水，既避免了水資源的大量浪費，也避免了消耗能源的大量浪費。本實用新型由于在太陽能供熱系統(tǒng)的余水管中設(shè)置了低壓直流加熱器，通過安裝于房屋屋頂?shù)娘L(fēng)能供電裝置，加熱棒加熱余水管中的水，被加熱后的水因密度小而向上流、 水管中的冷水因密度小而向下流，這樣就達(dá)到了加熱整個余水管的目的，使余水管中的水保持足夠的溫度。本實用新型具有可保證用戶在使用時不需排放余管中冷水冷，可增加熱水系統(tǒng)的熱水供應(yīng)量，有利于節(jié)約水資源和能源等優(yōu)點。

圖I為本實用新型系統(tǒng)示意圖；圖2為本實用新型實施例DC/DC變換器電路示意圖。圖中各標(biāo)號依次表示1、冷水儲水箱，2、集中型太陽能熱水器，3、余水管，4、加熱棒，5、蓄電池，6、DC/DC轉(zhuǎn)換器(直流-直流變換器)，7、風(fēng)力發(fā)動機(jī)，8、風(fēng)力發(fā)電裝置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型作進(jìn)一步闡述，但本實用新型的保護(hù)范圍不限于所述內(nèi)容。實施例I :參見圖1，本利用風(fēng)能加熱余水的太陽能集中供熱系統(tǒng)，包括水箱I、集中型太陽能熱水器2、余水管3、風(fēng)力發(fā)電裝置8和電加熱器4。電加熱器4是工作電壓為 24V的普通直流電加熱電阻絲，其安置在太陽能熱集中供熱系統(tǒng)的余水管3中，由風(fēng)力發(fā)電裝置8供電。風(fēng)力發(fā)電裝置8中的發(fā)電機(jī)7是功率恒定lkW、內(nèi)置AC/DC變換器、直流輸出的普通風(fēng)力發(fā)電機(jī)，電加熱器4經(jīng)DC/DC變換器(直流-直流變換器)6、與風(fēng)力發(fā)電機(jī)7的輸出端相連；DC/DC變換器(直流-直流變換器)6的出端與電加熱器4入端之間并聯(lián)有蓄電池，參見圖2，DC/DC變換器(直流-直流變換器)6為由普通T0P250Y開關(guān)電源芯片 (功率為250W)及其外圍電路(包括高頻濾波電容，鉗位保護(hù)電路、整流電路、頻率補(bǔ)償電路、 軟啟動電路)組成的大功率DC/DC變換器(直流-直流變換器)。Cl為高頻濾波電容，專門抑制從輸入端引入的電磁干擾。由于一次繞組電流較大，采用低漏電感的高頻變壓器并在一次、二次之間增加屏蔽層，將電感減至最小；在鉗位保護(hù)電路中的瞬態(tài)電壓抑制器兩端并聯(lián)容阻原件R2、R3、C6，構(gòu)成保護(hù)功能完善的VDZ、VD、R、C型鉗位吸收電路，吸收掉漏感上較大的電磁能量，使正常工作時VDZ的消耗非常小，漏磁場能量主要由R2、R3分擔(dān)；二次繞組電壓先經(jīng)過VD2、C9、C10和Cll整流和濾波，再通過L、C12濾除開關(guān)噪聲之后，獲得穩(wěn)定的直流輸出電壓，C9、C10和Cll并聯(lián)使用，以減小濾波電容的等效電感。R6是LED的限流電阻，決定了控制環(huán)路的增益。二極管VD4和電容C14構(gòu)成軟啟動電路，剛通電時，由于C14 兩端的壓降不能突變，致使VD4因負(fù)極接低電平而導(dǎo)通，此時穩(wěn)壓管不工作；隨著C14被充電，其兩端的電壓降不斷的升高，又使VD4變成截止?fàn)顟B(tài)，輸出電壓建立。為保證T0P250Y 開關(guān)電源芯片的散熱，其上裝有足夠大的散熱板。本太陽能集中供熱系統(tǒng)用于30層高的建筑，余水管3采用非分散的集中式分布， 集中使用4根余水管，20-30層樓集中用一寸分管，13-20層樓集中用60分管，6-12層樓集中用20分管，1-5層樓集中用20分管。經(jīng)初步計算，余水管里的水約為50L，用IkW的功率來加熱，大概需要三個小時左右可以使25度的水加熱到60度。實施例2 :參見圖1、2，本利用風(fēng)能加熱余水的太陽能集中供熱系統(tǒng)用于18層建筑，系統(tǒng)組成與實施例相同，集中使用3根余水管，11-18層樓集中用60分管，6-10層樓集中用20分管，1-5層樓集中用20分管。為保證開關(guān)電源芯片的散熱，其上裝有足夠大的散熱板。T0P250Y開關(guān)電源芯片置于通風(fēng)條件良好的屋頂。實施例3 :參見圖1、2，本利用風(fēng)能加熱余水的太陽能集中供熱系統(tǒng)用于10層建筑，系統(tǒng)組成與實施例相同，集中使用2根余水管，6-10層樓集中用20分管，1-5層樓集中用20分管。為保證開關(guān)電源芯片的散熱，其上裝有足夠大的散熱板。T0P250Y開關(guān)電源芯片置于通風(fēng)條件良好的屋頂。
權(quán)利要求1.一種利用風(fēng)能加熱余水的太陽能集中供熱系統(tǒng)，包括冷水儲水箱(I)、集中型太陽能熱水器(2)和余水管(3)，其特征是還包括風(fēng)力發(fā)電裝置(8)和電加熱器(4)，電加熱器(4)安置在太陽能熱集中供熱系統(tǒng)的余水管(3)中，由風(fēng)力發(fā)電裝置(8)供電；余水管(3) 為非分散的集中式分布，每5-10層樓集中使用I根余水管。
2.按權(quán)利要求I所述的利用風(fēng)能加熱余水的太陽能集中供熱系統(tǒng)，其特征是電加熱器(4)是工作電壓為安全電壓的直流加熱器，風(fēng)力發(fā)電裝置(8)中的發(fā)電機(jī)(7)是帶AC/DC 變換器、直流輸出的發(fā)電機(jī)，加熱器(4)經(jīng)DC/DC變換器(6)、與風(fēng)力發(fā)電機(jī)(7)的輸出端相連。
3.按權(quán)利要求2所述的利用風(fēng)能加熱余水的太陽能集中供熱系統(tǒng)，其特征是DC/DC變換器(6)為由普通開關(guān)電源芯片及其外圍電路組成的大功率DC/DC變換器。
4.按權(quán)利要求2所述的利用風(fēng)能加熱余水的太陽能集中供熱系統(tǒng)，其特征是DC/DC變換器(6)的出端與電加熱器(4)入端之間還并聯(lián)有蓄電池(5)。
專利摘要本實用新型涉及一種利用風(fēng)能加熱余水的太陽能集中供熱系統(tǒng)，屬于新能源供熱技術(shù)領(lǐng)域。包括冷水儲水箱、集中型太陽能熱水器、余水管，風(fēng)力發(fā)電裝置和電加熱器，電加熱器安置在太陽能熱集中供熱系統(tǒng)的余水管中，由風(fēng)力發(fā)電裝置供電，余水管為非分散的集中式分布，每5-10層樓集中使用1根余水管。具有用戶在使用時不需排放余管中冷水冷，可增加熱水系統(tǒng)的熱水供應(yīng)量，有利于節(jié)約水資源和能源，可保證全天候、全時段熱水供應(yīng)，使用方便，投資少，節(jié)能節(jié)水等優(yōu)點。
文檔編號F24J2/46GK202350359SQ20112037510
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者羅小林, 羅雅楠, 鄧艷, 陳慧婷 申請人:昆明理工大學(xué)