CN205897515U - 一种光伏并网驱动的热水器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光伏并网驱动的热水器，包括光伏系统、变流控制单元、热水器系统；变流控制单元分别连接光伏系统和热水器系统；变流控制单元包括控制器、处理单元和触摸屏；触摸屏分别与处理单元及控制器连接，处理单元分别与控制器及热水器系统连接；所述控制器通过导线与光伏系统连接，用于传递光伏系统产生的电量；控制器中包含逆变电模块，用于将光伏系统产生的直流电转化为交流电；本热水器，也解决了现有光伏热水器无法离网运行的问题，达到了降低其对电网的依赖，同时降低了蓄电池的一次性成本。本实用新型充分利用可再生清洁能源，降低了光伏热水器的使用成本，能效高，操作简单，有望促进光伏热水器的大范围推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及供热系统，尤其涉及一种光伏并网驱动的热水器。
背景技术
光伏(PV)阵列通过在太阳能面板内布置大量的光伏电池，将太阳光能转变为电能。典型的系统包括一个或多个太阳能光伏(PV)面板，一个负载系统，电连接系统和控制面板。光伏系统通常用来为家用或商用建筑供能，充分利用可再生能源，减少化石能源消耗，降低生活生产能耗成本，同时减少环境污染。
然而目前光伏并网驱动的热水器，普遍存在布线复杂，结构不合理、智能化程度低等问题。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种布线简单、结构合理、智能化程度高的光伏并网驱动的热水器。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种光伏并网驱动的热水器，包括光伏系统、变流控制单元6、热水器系统14；所述变流控制单元6分别连接光伏系统和热水器系统14；
所述变流控制单元6包括控制器7、处理单元4和触摸屏10；所述触摸屏10分别与处理单元4及控制器7连接，所述处理单元4分别与控制器7及热水器系统14连接；所述控制器7通过导线3与光伏系统连接，用于传递光伏系统产生的电量；控制器7中包含逆变电模块，用于将光伏系统产生的直流电转化为交流电。
所述处理单元4包括处理器8和存储器9；所述处理器8分别通过冷水数据采集线路25和热水数据采集线路26连接热水器系统14的冷水入口17和热水出口18，用于获得水的温度及流量。
所述光伏系统，包括若干块串联或并联布置的光伏面板2；所述光伏面板2内布置有太阳能电池。
热水器系统14的水箱15内设有第一加热元件20和第二加热元件23；所述控制器7通过变阻器13连接第一加热元件20；变阻器13用来调节热水器工作的电压；所述控制器7还通过一接线盒22连接第二加热元件23。
所述控制器7通过变阻器13连接第一加热元件20，具体连接是变阻器13的导线通过热水出口18伸入水箱15内部，实现与第一加热元件20的连接；
所述控制器7还通过接线盒22连接第二加热元件23，具体连接是接线盒22的导线通过水箱15底部的放空阀21伸入水箱15内部，实现与第二加热元件23的连接。
所述接线盒22内包含开关部件，用于控制第二加热元件23与光伏系统或者公用电网24之间的开/关。
所述控制器7外接有一个蓄电池11和外部用电负载接头12；当光伏系统所产生的电量不足以使热水器系统14正常工作时，控制器7关闭第一加热元件20，将光伏系统所产生的直流电，逆变成交流电后传给蓄电池11或外部用电负载接头12，与此同时控制器7激活第二加热元件23，启用公用电网24为热水器系统14正常使用提供电量。
所述水箱15内设置一个阳极棒，作用是预防水箱内遭受腐蚀。
所述水箱15内设有水温恒温器；当水箱15内水温低于预设温度时，水温恒温器将水温温度信号传送给处理器8和存储器9，处理器8通过控制器7启动第一加热元件20或第二加热元件23，直至将水箱15内的水加热至设定温度。
所述水箱15上设有放压阀19，用于释放水箱15内的压力；当水箱15内压力高于预设的压力阈值时，放压阀19自动打开；所述水箱15与外壳16之间填充有隔热材料。
本实用新型变流控制单元控制光伏系统、热水器系统、蓄电负载系统和公用电网的启停以及相互切换。正常工况下，用光伏系统的输出功率为热水器系统加热热水功能，在一定的功率范围内，控制单元可以根据热水器加热功率的大小适当调节光伏系统的输出功率；当光伏系统输出功率远小于热水能耗时，光伏系统输出功率转供给外部负载和蓄电池以备公网停电时使用，同时将热水器系统切换到公用电网继续正常运行。
本实用新型自带一蓄电池，即可以在光照不足时借助公用电网，又可以在公用电网停电后短期内利用自身蓄电为热水器功能，解决了先前并网系统在离网条件下无法运行的问题，同时降低了蓄电池的一次性成本。
本实用新型技术手段简便易行，如果将其与Interne网络连通，还可实现热水系统的远程控制，提高了人们生活质量。
本实用新型，也解决了现有技术中光伏热水器无法离网运行的问题，达到了降低光伏热水系统对电网的依赖，同时降低了蓄电池的一次性成本。本实用新型充分利用可再生清洁能源，降低了光伏热水器的使用成本，能效高，操作简单，有望促进光伏热水器的大范围推广应用。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
实施例
如图1所示。本实用新型公开了一种光伏并网驱动的热水器，包括光伏系统、变流控制单元6、热水器系统14；所述变流控制单元6分别连接光伏系统和热水器系统14；所述变流控制单元6包括控制器7、处理单元4和触摸屏10；所述触摸屏10分别与处理单元4及控制器7连接，所述处理单元4分别与控制器7及热水器系统14连接；所述控制器7通过导线3与光伏系统连接，用于传递光伏系统产生的电量；控制器7中包含逆变电模块，用于将光伏系统产生的直流电转化为交流电。
所述处理单元4包括处理器8和存储器9；所述处理器8分别通过冷水数据采集线路25和热水数据采集线路26连接热水器系统14的冷水入口17和热水出口18，用于获得水的温度及流量。
所述光伏系统(能量由太阳光能1提供)，包括若干块串联或并联布置的光伏面板2；所述光伏面板2内布置有太阳能电池。
热水器系统14的水箱15内设有第一加热元件20和第二加热元件23；所述控制器7通过变阻器13连接第一加热元件20；变阻器13用来调节热水器工作的电压；所述控制器7还通过一接线盒22连接第二加热元件23。
所述控制器7通过变阻器13连接第一加热元件20，具体连接是变阻器13的导线通过热水出口18伸入水箱15内部，实现与第一加热元件20的连接；所述控制器7还通过接线盒22连接第二加热元件23，具体连接是接线盒22的导线通过水箱15底部的放空阀21伸入水箱15内部，实现与第二加热元件23的连接。
所述接线盒22内包含开关部件，用于控制第二加热元件23与光伏系统或者公用电网24之间的开/关。
所述控制器7外接有一个蓄电池11和外部用电负载接头12；当光伏系统所产生的电量不足以使热水器系统14正常工作时，控制器7关闭第一加热元件20，将光伏系统所产生的直流电，逆变成交流电后传给蓄电池11或外部用电负载接头12，与此同时控制器7激活第二加热元件23，启用公用电网24为热水器系统14正常使用提供电量。
所述水箱15内设置一个阳极棒(图中未显示，该阳极棒可以是通电或无电的)，作用是预防水箱内遭受腐蚀。
所述水箱15内设有水温恒温器(图中未显示，设置在水箱内的温度传感器)；当水箱15内水温低于预设温度时，水温恒温器将水温温度信号传送给处理器8和存储器9，处理器8通过控制器7启动第一加热元件20或第二加热元件23，直至将水箱15内的水加热至设定温度。
所述水箱15上设有放压阀19，用于释放水箱15内的压力；当水箱15内压力高于预设的压力阈值时，放压阀19自动打开；所述水箱15与外壳16之间填充有隔热材料。
变流控制单元6获取光伏系统的输出功率，并获取第一加热元件20的运行功率；变流控制单元6比较该输出功率与所述运行功率的大小，在比较出输出功率小于运行功率的情况下：计算输出功率与运行功率的功率差值；计算功率差值与运行功率的比值的绝对值；判断绝对值是否小于预设值；以及在判断出绝对值小于预设值的情况下，控制光伏系统增大输出功率。
在判断出绝对值大于预设值的情况下，控制启动第二加热元件23，光伏系统、电网切换到充电模式，将输出功率送至蓄电池11或外部用电负载接头12；在比较出输出功率大于运行功率的情况下：计算输出功率与运行功率的功率差值；计算功率差值与运行功率的比值的绝对值；判断绝对值是否小于预设值；以及在判断出所述绝对值小于所述预设值的情况下，控制太阳能电池减小输出功率，在判断出绝对值大于预设值的情况下，控制开启蓄电池11充电模式或开启外部用电负载接头12(其他用电负载)。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏并网驱动的热水器，其特征在于：包括光伏系统、变流控制单元(6)、热水器系统(14)；
所述变流控制单元(6)分别连接光伏系统和热水器系统(14)；
所述变流控制单元(6)包括控制器(7)、处理单元(4)和触摸屏(10)；所述触摸屏(10)分别与处理单元(4)及控制器(7)连接，所述处理单元(4)分别与控制器(7)及热水器系统(14)连接；所述控制器(7)通过导线(3)与光伏系统连接，用于传递光伏系统产生的电量；控制器(7)中包含逆变电模块，用于将光伏系统产生的直流电转化为交流电。
2.根据权利要求1所述光伏并网驱动的热水器，其特征在于：所述处理单元(4)包括处理器(8)和存储器(9)；所述处理器(8)分别通过冷水数据采集线路(25)和热水数据采集线路(26)连接热水器系统(14)的冷水入口(17)和热水出口(18)，用于获得水的温度及流量。
3.根据权利要求1所述光伏并网驱动的热水器，其特征在于：所述光伏系统，包括若干块串联或并联布置的光伏面板(2)；所述光伏面板(2)内布置有太阳能电池。
4.根据权利要求1所述光伏并网驱动的热水器，其特征在于：热水器系统(14)的水箱(15)内设有第一加热元件(20)和第二加热元件(23)；
所述控制器(7)通过变阻器(13)连接第一加热元件(20)；变阻器(13)用来调节热水器工作的电压；
所述控制器(7)还通过一接线盒(22)连接第二加热元件(23)。
5.根据权利要求4所述光伏并网驱动的热水器，其特征在于，所述控制器(7)通过变阻器(13)连接第一加热元件(20)，具体连接是变阻器(13)的导线通过热水出口(18)伸入水箱(15)内部，实现与第一加热元件(20)的连接；
所述控制器(7)还通过接线盒(22)连接第二加热元件(23)，具体连接是接线盒(22)的导线通过水箱(15)底部的放空阀(21)伸入水箱(15)内部，实现与第二加热元件(23)的连接。
6.根据权利要求4所述光伏并网驱动的热水器，其特征在于，所述接线盒(22)内包含开关部件，用于控制第二加热元件(23)与光伏系统或者公用电网(24)之间的开/关；所述处理单元(4)通过双绞线接入Internet网络。
7.根据权利要求1所述光伏并网驱动的热水器，其特征在于，所述控制器(7)外接有一个蓄电池(11)和外部用电负载接头(12)；
当光伏系统所产生的电量不足以使热水器系统(14)正常工作时，控制器(7)关闭第一加热元件(20)，将光伏系统所产生的直流电，逆变成交流电后传给蓄电池(11)或外部用电负载接头(12)，与此同时控制器(7)激活第二加热元件(23)，启用公用电网(24)为热水器系统(14)正常使用提供电量。
8.根据权利要求5所述光伏并网驱动的热水器，其特征在于，所述水箱(15)内设置一个阳极棒，作用是预防水箱内遭受腐蚀。
9.根据权利要求5所述光伏并网驱动的热水器，其特征在于，所述水箱(15)内设有水温恒温器；当水箱(15)内水温低于预设温度时，水温恒温器将水温温度信号传送给处理器(8)和存储器(9)，处理器(8)通过控制器(7)启动第一加热元件(20)或第二加热元件(23)，直至将水箱(15)内的水加热至设定温度。
10.根据权利要求5所述光伏并网驱动的热水器，其特征在于，所述水箱(15)上设有放压阀(19)，用于释放水箱(15)内的压力；当水箱(15)内压力高于预设的压力阈值时，放压阀(19)自动打开；所述水箱(15)与外壳(16)之间填充有隔热材料。
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Cited By (2)
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| CN108571827A (zh) * | 2017-03-14 | 2018-09-25 | 青岛海尔新能源电器有限公司 | 一种热泵热水器供电系统及其控制方法 |
| CN110762856A (zh) * | 2019-11-09 | 2020-02-07 | 山东光百特光能科技有限公司 | 一种光子能与市电交流二位一体双能热水器 |
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