一种带有太阳能光伏发电系统的太阳能热水器技术方案

本发明专利技术属于太阳能热水器技术领域，具体的说是一种带有太阳能光伏发电系统的太阳能热水器，包括水箱、集热管、支板、架体和控制器；所述水箱转动连接在支板上方；集热管远离水箱的一端与架体插接；该太阳能热水器还设置有转动模块，所述水箱右侧设有放置平台，所述电机通过螺栓固定连接在放置平台上；两根所述转辊各固连有光伏发电板，光伏发电板发电用于给水箱保温；所述架体前端面上设有太阳光传感器；本发明专利技术通过太阳光传感器感受太阳的角度，太阳光传感器发送信号给控制器从而控制电机转动，电机带动转辊转动，转辊带动水箱、集热管、架体和光伏发电板转动，使得集热管始终处于较大的光照面积，提高了太阳光的能源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种带有太阳能光伏发电系统的太阳能热水器
本专利技术属于太阳能热水器
，具体的说是一种带有太阳能光伏发电系统的太阳能热水器。
技术介绍
太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，目前真空管式太阳能热水器为主，占据国内95％的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。阳光穿过集热管的第一层玻璃照到第二层玻璃的黑色吸热层上，将太阳光能的热量吸收，由于两层玻璃之间是真空隔热的，热量不能向外传，只能传给玻璃管里面的水，使玻璃管内的水加热，加热的水变轻沿着玻璃管受热面往上进入保温储水桶，桶内温度相对较低的水沿着玻璃管背光面进入玻璃管补充，如此不断循环，使保温储水桶内的水不断加热，从而达到热水的目的。然而现有技术中太阳能热水器集热管都是固定在架体上，当太阳光照射至集热管吸热层背面时，集热管的吸热层接收到的光线就会减少，吸热效率就会减少；并且现有技术中集热管表面易蒙上灰尘，这就导致了灰尘遮挡太阳光线，减少集热层接收到的光线，能源利用率不高，需要人工清除灰尘，增加人工成本。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，解决因集热管固定不动太阳光照射至吸热层背面时光照减少，导致的能源利用率不高；以及传统的太阳能热水器由于长期处于室外，集热管易被灰尘遮盖，导致太阳光能源损失的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种带有太阳能光伏发电系统的太阳能热水器，包括水箱、集热管、支板、架体和控制器；所述水箱转动连接在支板上方，用于储存水分，所述集热管一端与水箱连通，并均匀分布在同一平面，用于吸收太阳光并加热水分；集热管远离水箱的一端与架体插接，用于固定集热管；该太阳能热水器还设置有转动模块，所述转动模块包括电机、齿轮组和转辊，所述水箱两端面各固连有两根转辊，所述水箱右侧设有放置平台，用于固定电机，所述电机通过螺栓固定连接在放置平台上，所述齿轮组包括一个大齿轮和一个小齿轮，所述大齿轮与水箱右侧转辊固定连接，大齿轮通过轮齿与小齿轮啮合，所述小齿轮与电机轴通过键连接，齿轮组起到传递运动并减速的目的；两根所述转辊各固连有光伏发电板，并且光伏发电板与集热管在同一平面，两个光伏发电板正面朝向相反，光伏发电板吸收太阳光发电用于给水箱保温；所述架体前端面上设有太阳光传感器。由于已有的太阳能热水器集热管固定不动，集热管接收太阳光的受热面积很局限，导致集热管内的水加热效率低，太阳光的能源利用率不高；因此，本专利技术通过太阳光照射至太阳光传感器表面，太阳光传感器接收到光信号，太阳光传感器发送信号给控制器从而控制电机工作，电机轴带动小齿轮转动，小齿轮通过轮齿啮合带动大齿轮转动，达到减速并传递运动的目的，从而转辊转动使得跟转辊固连的水箱一起转动，水箱转动带动集热管、光伏发电板和架体一起转动，使得集热管一直处于一个较大的光照面积，集热管吸收的热量增加，提高了集热管的加热效率，提高太阳光能源利用效率；当转动模块开始工作时，电机轴通过齿轮组传递运动至转辊，光伏发电板随着转辊一起转动时，两个光伏发电板正面朝向相反，使得光伏发电板转动时都会有一个工作面处于较大的光照面积，光伏发电板产生的电能可以在热水器停止工作或阴雨天时给水箱保温，进一步提高了太阳光能源利用率。优选的，所述支板两侧设有支撑柱，所述集热管上方设有收纳板，并且所述收纳板与支撑柱上端面固连，收纳板与每个集热管对应位置处设置成几字形凹槽，该几字形凹槽为收纳室，用于集热管停止工作后收纳集热管，所述收纳室直径由开口处向顶部逐渐递增；并且收纳室还设置有呈喇叭状的向外开口，向外开口顶端的直径小于向外开口底端的直径，向外开口的顶端为收纳室窄口；收纳板为透明弹性材料制成，防止收纳板遮住太阳光，且在每个收纳室的两侧设置有空心结构，以保证集热管进入并挤压收纳室时，收纳室有充足的变形空间；当夜晚和阴雨天来临时，太阳光传感器接收到光信号，太阳光传感器发送信号给控制器从而控制电机工作，使得集热管由下部向上转动回到初始位置，转动至收纳室时，集热管挤压收纳室窄口，由于收纳室为弹性材料制成，且收纳室窄口直径比集热管小，集热管到达收纳室窄口时继续挤压进入收纳室内部，使得收纳室包裹住集热管，使得集热管与外界相对隔离，集热管内部热量不易散失，起到保温的效果；由于集热管与外界相对隔离，可以防止集热管停止工作后表面附上灰尘或其他杂质，使得太阳光照射在集热管上不会被灰尘或其他杂质遮挡，减少太阳光能源损失，进一步提高太阳光能源利用率。优选的，所述收纳室内部设置有隔腔，所述收纳室内部表面设置有向收纳室内部倾斜的气孔，所述气孔连通收纳室内部与隔腔；工作时，集热管转动至收纳室窄口处时，由于集热管直径比收纳室窄口直径大，且收纳室为弹性材质制成，集热管从收纳室窄口处进入收纳室时收纳室窄口发生弹性变形，由于收纳室窄口两侧设有隔腔，收纳室窄口外壁相对于收纳板本体更容易发生弹性变形，使得集热管更加容易进入收纳室内部，集热管快速向上进入收纳室挤压收纳室顶部，隔腔内空气压缩，收纳室窄口开放，空气从气孔快速排出吹出收纳室内部灰尘及其他杂质，同时空气经过集热管表面，使得集热管表面灰尘和其他杂质也被吹走，避免灰尘和杂质遮挡太阳光线，减少太阳光能源利用损失，进一步提高能源利用率。优选的，所述收纳室表面设有软毛层，收纳室内部设有向收纳室顶壁倾斜的软毛层，使得集热管进入收纳室时，由于内部软毛层向收纳室顶壁倾斜，集热管进入时收纳室内部有更大的缓冲空间，使得收纳室不易变形，并且加速软毛层回弹；向外开口的两侧内壁上设有水平分布的软毛层；工作时，集热管转动至收纳室开口处时，水平放置的软毛层与集热管表面摩擦，水平设置的软毛层会带走部分灰尘和其他杂质，同时水平设置的软毛层可以在一定程度上遮盖收纳室窄口，起到清理集热管表面灰尘和防止灰尘进入收纳室的作用，避免灰尘遮挡太阳光线，减少太阳光能源利用损失，进一步提高能源利用率。优选的，每个所述集热管表面都滑动连接有滑环，所述滑环直径大于集热管直径，由于集热管工作时处于暴露在外界，使得集热管在进入收纳室之前容易粘附上较难处理的附着物，比如鸟类粪便，对于这种较大质量的附着物，前面的处理方式比较难处理，这个问题可以通过设置滑环解决；滑环从初始位置由于重力作用会紧贴集热管表面下落，随着集热管来回转动，此时滑环会沿着集热管表面上下反复滑动，此时会带走这些较难处理的附着物，更加彻底地清理了集热管表面灰尘及一些附着物，因此避免灰尘及其他附着物遮挡太阳光线，减少太阳光能源利用损失，进一步提高能源利用率。优选的，每个所述集热管两端都设有滑环，两个所述滑环中心嵌有磁铁，两个所述滑环相对的磁极为异性磁极，靠近水箱一端的滑环通过弹簧与水箱弹性连接，远离水箱的一端滑环通过弹簧与架体弹性连接；当集热管处于与地面垂直状态时，所述集热管上端滑环的重力加上磁极吸力大于弹簧拉力，滑环的合力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有太阳能光伏发电系统的太阳能热水器，包括水箱(1)、集热管(2)、支板(3)、架体(4)和控制器(41)；所述水箱(1)转动连接在支板(3)上方，所述集热管(2)一端与水箱(1)连通，并均匀分布在同一平面，集热管(2)远离水箱(1)一端与架体(4)插接；其特征在于：该太阳能热水器还设置有转动模块(5)，所述转动模块(5)包括电机(51)、齿轮组(52)和转辊(53)，所述水箱(1)两端各固连有转辊(53)，所述水箱(1)右侧设有放置平台(6)，所述电机(51)通过螺栓固定连接在放置平台(6)上，所述齿轮组(52)包括一个大齿轮(521)和一个小齿轮(522)，所述大齿轮(521)与水箱(1)右侧转辊(53)固定连接，所述大齿轮(521)通过轮齿与小齿轮(522)啮合，所述小齿轮(522)与电机(51)轴通过键连接；两根所述转辊(53)各固连有光伏发电板(7)，并且所述光伏发电板(7)与集热管(2)在同一平面，两个光伏发电板(7)正面朝向相反；所述架体(4)前端面上设有太阳光传感器(16)；利用太阳光传感器(16)感受太阳的角度，通过控制器(41)从而控制电机(51)驱动转辊(53)转动，转辊(53)带动水箱(1)、集热管(2)、架体(4)和光伏发电板(7)转动，光伏发电板(7)产生的电能同时可以给水箱(1)保温。/n...

【技术特征摘要】
1.一种带有太阳能光伏发电系统的太阳能热水器，包括水箱(1)、集热管(2)、支板(3)、架体(4)和控制器(41)；所述水箱(1)转动连接在支板(3)上方，所述集热管(2)一端与水箱(1)连通，并均匀分布在同一平面，集热管(2)远离水箱(1)一端与架体(4)插接；其特征在于：该太阳能热水器还设置有转动模块(5)，所述转动模块(5)包括电机(51)、齿轮组(52)和转辊(53)，所述水箱(1)两端各固连有转辊(53)，所述水箱(1)右侧设有放置平台(6)，所述电机(51)通过螺栓固定连接在放置平台(6)上，所述齿轮组(52)包括一个大齿轮(521)和一个小齿轮(522)，所述大齿轮(521)与水箱(1)右侧转辊(53)固定连接，所述大齿轮(521)通过轮齿与小齿轮(522)啮合，所述小齿轮(522)与电机(51)轴通过键连接；两根所述转辊(53)各固连有光伏发电板(7)，并且所述光伏发电板(7)与集热管(2)在同一平面，两个光伏发电板(7)正面朝向相反；所述架体(4)前端面上设有太阳光传感器(16)；利用太阳光传感器(16)感受太阳的角度，通过控制器(41)从而控制电机(51)驱动转辊(53)转动，转辊(53)带动水箱(1)、集热管(2)、架体(4)和光伏发电板(7)转动，光伏发电板(7)产生的电能同时可以给水箱(1)保温。


2.根据权利要求1所述的一种带有太阳能光伏发电系统的太阳能热水器，其特征在于：所述支板(3)两侧设有支撑柱(8)，所述集热管(2)上方设有收纳板(9)，并且所述收纳板(9)与支撑柱(8)上端面固连，收纳板(9)与每个集热管(2)对应位置处设置有几字形凹槽，该几字形凹槽为收纳室(10)，所述收纳室(10)直径由开口(17)处向顶部逐渐递增；并且收纳室(10)还设置有呈喇叭状的向外开口，向外开口顶端的直径小于向外开口底端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞启鸿，管凯迎，
申请(专利权)人：俞启鸿，
类型：发明
国别省市：安徽;34