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新 能源地暖系统

阅读：214发布：2020-05-11

专利汇可以提供新能源地暖系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种新能源地暖系统，涉及地暖技术领域，包括发热装置、风力发电系统以及太阳能集热系统，发热装置将地热水管、发热导线共同固定在一板状结构内。风力发电系统用于将风力发电装置发出的电能存储到蓄电池并经过逆变输出为家用电器及发热装置加热。太阳能集热系统包括太阳能集热器、蓄水箱、生活供热水管、水泵。太阳能集热器的一端通过水管与蓄水箱连接，蓄水箱的出水口通过水管与地热水管及生活供热水管连通；水泵进水口与地热水管的出水端连接，水泵的出水口通过水管与太阳能集热器另一端连接。其将太阳能的热量直接对水进行加热然后通过发热装置进行供暖，提高转换效率。并采用太阳能和风能配合，充分利用绿色能源。，下面是新能源地暖系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种新能源地暖系统，包括发热装置（5）、风力发电系统以及太阳能集热系统，其特征在于：
所述发热装置（5）包括地热水管（505）、发热导线（506），所述地热水管（505）、发热导线（506）共同固定在一板状结构内，所述发热装置（5）铺设在房间地面或者墙面；
所述风力发电系统包括风力发电装置（8）、蓄电池（9）、逆变器（10）、稳压器（11），所述风力发电装置（8）的电能输出端通过电缆与蓄电池（9）连接，蓄电池（9）又分别与逆变器（10）的输入端以及稳压器（11）的输入端电连接，逆变器（10）的输出端与插座连接，稳压器（11）的输出端与发热导线（506）电连接；
所述太阳能集热系统包括太阳能集热器（1）、蓄水箱（2）、生活供热水管（4）、水泵（6）；
所述太阳能集热器（1）的一端通过水管与蓄水箱（2）连接，蓄水箱（2）的出水口通过水管与地热水管（505）及生活供热水管（4）连通；所述水泵（6）进水口与地热水管（505）的出水端连接，水泵（6）的出水口通过水管与太阳能集热器（1）另一端连接。
2.根据权利要求1所述的新能源地暖系统，其特征在于：
所述发热装置（5）为水电共热地板，发热装置（5）面膜（501）、导热材料（502）、地热水管（505）、发热导线（506）、保温材料（503）、底膜（504）；所述面膜（501）的下面设置一层导热材料（502），导热材料（502）的下面设置一层保温材料（503），保温材料（503）上面设置有凹槽，地热水管（505）和发热导线（506）分别盘布在凹槽内，保温材料（503）底部有一层底膜（504），底膜（504）为绝热材料。
3.根据权利要求1所述的新能源地暖系统，其特征在于：
所述太阳能集热器（1）包括底板（100）、支撑侧板（102）、加热水管（103）、弧形反光罩（104）、电动机（105）、弹性辊（106）以及太阳位置检测模块（107）；
所述底板（100）的两端分别固定设置有一块支撑侧板（102），两块支撑侧板（102）上面对称开设有水管孔，水管孔内穿设有加热水管（103）；
所述加热水管（103）上还可转动套设有弧形反光罩（104），弧形反光罩（104）位于两块支撑侧板（102）之间；
其中一块支撑侧板（102）上固定设置有电动机（105），电动机（105）的输出转轴上固定设置有弹性辊（106），所述弹性辊（106）位于弧形反光罩（104）的底部并与弧形反光罩（104）摩擦连接，弹性辊（106）的长度方向与弧形反光罩（104）的长度方向相互平行；
所述弧形反光罩（104）上还固定设置有太阳位置检测模块（107），所述太阳位置检测模块（107）与控制单元电连接，用于检测太阳的位置。
4.根据权利要求3所述的新能源地暖系统，其特征在于：
所述加热水管（103）采用金属材料制成，且其外表面涂成黑色。
5.根据权利要求3所述的新能源地暖系统，其特征在于：
所述控制单元包括单片机、电源模块、电机驱动模块、倾角检测传感器、串口通信模块，单片机分别与电源模块、电机驱动模块、倾角检测传感器、串口通信模块连接，电机驱动模块通过导线与所述电动机（105）连接；
控制单元用于控制整个系统的运行。

说明书全文

新能源地暖系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及地暖技术领域，特别涉及一种新能源地暖系统。

背景技术

[0002] 当今时代，随着经济的增长，电用户和热用户也大幅增加，我国目前的发电形式主要是以煤电为主，其占比超过7成，而煤电在发电的同时也会排出大量烟尘，造成当地的环境污染。另外，北方地区冬天供暖多采用烧煤供热的方式，近年来北方一入冬到供暖时期就突发雾霾，给人们带来了极大不便。

[0003] 利用太阳能或者风能供暖的技术现在已经逐渐被大家重视，如中国发明申请CN201610265213.6，公开了一种具有地暖功能的组合屋，用于组装临时用的房屋，包括屋体、发电装置和水暖装置，所述屋体包括屋顶、侧壁、地板和连接件；所述发电装置包括太阳能发电装置、风能发电装置和储能装置，所述储能装置分别与所述太阳能发电装置和所述风能发电装置电连接，所述太阳能发电装置铺设于所述屋体的屋顶表面，所述风能发电装置固定于所述屋体的侧壁；所述水暖装置包括循环水箱、电热器和循环水管道，所述循环水管道穿过所述电热器与所述循环水箱连通，所述电热器与所述发电装置的储能装置电连接，所述循环水管道呈蛇形均匀铺设于所述地板内。这种方式因需要将能源多次转换，效率比较低。

[0004] 另外，中国实用新型专利 CN201020635546.1一种太阳能地板采暖及供热水系统，由太阳能集热器阵列、生活热水箱、储热工质箱、地暖盘管、太阳能循环泵、地暖循环泵组成，其特点是，太阳能生活热水箱和储热工质箱为各自相对独立的水箱，各自的工质是分开的，但相互间具有热的联系，系统优先保证生活热水的供给，生活热水的水质不受地暖循环工质的污染。这样的结构虽然直接将太阳能的热对水直接加热，但是因其太阳能集热器阵列无法跟随太阳位置转动，吸热能力比较低。

发明内容

[0005] 为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案实现：

[0006] 一种新能源地暖系统，包括发热装置、风力发电系统以及太阳能集热系统，所述发热装置包括地热水管、发热导线，所述地热水管、发热导线共同固定在一板状结构内，所述发热装置铺设在房间地面或者墙面；

[0007] 所述风力发电系统包括风力发电装置、蓄电池、逆变器、稳压器，所述风力发电装置的电能输出端通过电缆与蓄电池连接，蓄电池又分别与逆变器的输入端以及稳压器的输入端电连接，逆变器的输出端与插座连接，稳压器的输出端与发热导线电连接；

[0008] 所述太阳能集热系统包括太阳能集热器、蓄水箱、生活供热水管、水泵；

[0009] 所述太阳能集热器的一端通过水管与蓄水箱连接，蓄水箱的出水口通过水管与地热水管及生活供热水管连通；所述水泵进水口与地热水管的出水端连接，水泵的出水口通过水管与太阳能集热器另一端连接。

[0010] 优选地，所述发热装置为水电共热地板，发热装置面膜、导热材料、地热水管、发热导线、保温材料、底膜；所述面膜的下面设置一层导热材料，导热材料的下面设置一层保温材料，保温材料上面设置有凹槽，地热水管和发热导线分别盘布在凹槽内，保温材料底部有一层底膜，底膜为绝热材料。

[0011] 优选地，所述太阳能集热器1包括底板、支撑侧板、加热水管、弧形反光罩、电动机、弹性辊以及太阳位置检测模块；

[0012] 所述底板的两端分别固定设置有一块支撑侧板，两块支撑侧板上面对称开设有水管孔，水管孔内穿设有加热水管；

[0013] 所述加热水管上还可转动套设有弧形反光罩，弧形反光罩位于两块支撑侧板之间；

[0014] 其中一块支撑侧板上固定设置有电动机，电动机的输出转轴上固定设置有弹性辊，所述弹性辊位于弧形反光罩的底部并与弧形反光罩摩擦连接，弹性辊的长度方向与弧形反光罩的长度方向相互平行；

[0015] 所述弧形反光罩上还固定设置有太阳位置检测模块，所述太阳位置检测模块与控制单元电连接，用于检测太阳的位置。

[0016] 优选地，所述加热水管采用金属材料制成，且其外表面涂成黑色。

[0017] 优选地，所述控制单元包括单片机、电源模块、电机驱动模块、倾角检测传感器、串口通信模块，单片机分别与电源模块、电机驱动模块、倾角检测传感器、串口通信模块连接，电机驱动模块通过导线与所述电动机连接；

[0018] 控制单元用于控制整个系统的运行。

[0019] 本实用新型有益效果包括：

[0020] 1、将太阳能的热量直接对水进行加热然后通过发热装置进行供暖，减少中间环节，提高转换效率；

[0021] 2、采用太阳能和风能配合，充分利用绿色能源；

[0022] 3、通过太阳能集热器自动跟踪太阳位置，最大限度提高能量收集量，提高加热效率。附图说明

[0023] 图1为本实用新型实施例总体的示意图；

[0024] 图2为本实用新型中太阳能集热系统的示意图；

[0025] 图3为本实用新型中风力发电系统的示意图；

[0026] 图4为本实用新型中发热装置的结构图；

[0027] 图5为本实用新型中太阳能集热器的结构图；

[0028] 图6为本实用新型中太阳能集热器的另一视角的结构图；

[0029] 图7为控制单元结构图示意图；

[0030] 图8为太阳位置检测模块结构示意图。

[0031] 图中，各个标号分别表示：

[0032] 太阳能集热器1、蓄水箱2、温度传感器3、生活供热水管4、发热装置5、水泵6、风力发电装置8、蓄电池9、逆变器10、稳压器11、温度传感器12、底板100、支撑侧板102、加热水管103、弧形反光罩104、电动机105、弹性辊106、太阳位置检测模块107、面膜501、导热材料
502、地热水管505、发热导线506、保温材料503、底膜504、电路板1070、遮光板1071。

具体实施方式

[0033] 为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的图1 8，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实~施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

[0034] 如图1 8所示，一种新能源地暖系统，包括发热装置5、风力发电系统以及太阳能集~热系统。

[0035] 如图4所示，发热装置5包括地热水管505、发热导线506，地热水管505、发热导线506共同固定在一板状结构内，发热装置5铺设在房间地面或者墙面。本实施例中，发热装置
5为水电共热地板，该地板是由面膜501、导热材料502、地热水管505、发热导线506、温度传感器、保温材料503、底膜组成504。面膜501下方设置一层导热材料502，导热材料502下方设置一层保温材料503，保温材料503上面设置有凹槽，地热水管505和发热导线506分别盘布在凹槽内，保温材料503底部有一层底膜504，底膜504为绝热材料。

[0036] 如图3所示，风力发电系统包括风力发电装置8、蓄电池9、逆变器10、稳压器11。风力发电装置8为传统的风力发电机，其电能输出端通过电缆与蓄电池9连接，用于存储发电机发出的电能。蓄电池9的输出端又分别与逆变器10的输入端以及稳压器11的输入端电连接，逆变器10的输出端与插座连接，为家用电器以及水泵6提供电能。稳压器11的输出端与发热导线506电连接用于转换热量。发热导线506为防辐射屏蔽线，外层为绝缘层，防辐射屏蔽线两端接电源且在发热导线506靠近发热装置5侧设有温度传感器12，用于监视温度以便于控制。当然，控制部分还应当有开关元件，因为风力发电是很常见的技术，此处不做太多说明，可以参考风力发电方面的公开文献。

[0037] 如图2所示，太阳能集热系统包括太阳能集热器1、蓄水箱2、生活供热水管4、水泵6。太阳能集热器1的一端通过水管与蓄水箱2连接，蓄水箱2的出水口通过水管与地热水管
505及生活供热水管4连通；水泵6进水口与地热水管505的出水端连接，水泵6的出水口通过水管与太阳能集热器1另一端连接。地热水管505进水口连接至蓄水箱2，出水口连接至槽式太阳能集热器1，在地热水管进水口处设置有温度传感器3。水泵6将蓄水箱2里的水抽送到太阳能集热器1中进行加热再回到蓄水箱2中，途中经过地热水管505对地面进行加热实现地暖功能。蓄水箱2还能够与自来水管道连通并设置有一阀门，通过阀门可以控制水箱内的水量。

[0038] 具体地，如图5和图6所示，太阳能集热器1包括底板100、支撑侧板102、加热水管103、弧形反光罩104、电动机105、弹性辊106以及太阳位置检测模块107。底板100为普通的防水板材，其固定设置在房顶，底板100的两端分别固定设置有一块支撑侧板102，支撑侧板
102呈三角形结构，两块支撑侧板102上面对称开设有水管孔，水管孔内穿设有加热水管
103。为了能够更好地吸热，加热水管103采用金属材料制成，且其外表面涂成黑色。

[0039] 加热水管103上还可转动套设有弧形反光罩104，弧形反光罩104呈半圆弧状，其采用轻质塑料制成，其内壁粘贴有反光膜，用于将阳光汇集到加热水管103上加热里面的水，即加热水管103位于弧形反光罩104的焦点上。弧形反光罩104位于两块支撑侧板102之间并且可以沿着加热水管103自由转动。采用轻质塑料比如PVC、泡棉或者EVA等材料制成，成本低，最主要的是还可以减少比如轴承等部件，塑料可以直接与水管接触进行转动，大大降低了制作成本。

[0040] 此外，其中一块支撑侧板102上固定设置有电动机105，电动机105的输出转轴上固定设置有弹性辊106，弹性辊106采用橡胶材料制成。弹性辊106位于弧形反光罩104的底部并与弧形反光罩104摩擦连接，弹性辊106的长度方向与弧形反光罩104的长度方向相互平行。当电动机转动时，将会带动弹性辊106，弹性辊106通过摩擦力也带动弧形反光罩104转动。

[0041] 为了能够准确跟踪太阳的位置，弧形反光罩104上还固定设置有太阳位置检测模块107，太阳位置检测模块107与控制单元电连接。如图8所示，太阳位置检测模块107由4个光敏电阻和一块遮光板构成。4个光敏电阻分别放置在遮光板的两边。R1和R4远离遮光板，分别以45°角倾斜向西方和向东方安装在电路板两边，用来进行粗略的太阳位置判断，R2和R3紧贴在遮光板两侧，正面垂直向上安装在电路板上，用来进行精确太阳位置判断。当太阳位于东边且处于近似水平时，只有R4受到光照；当太阳位于东边较高的位置时，R3、R4能接受到光照；当太阳位于正上方时，4 光敏电阻都可以接受到光照；当太阳位于西边时，光敏电阻R3无法受到光照；当太阳位于西边近似水平位置时，只有R1受到光照。光敏电阻的阻值与光照强度成反比。需要注意的是，太阳位置检测模块107应当沿着东西方向设置。

[0042] 如图7所示，系统还包括控制单元，控制单元用于控制整个系统的运行。其包括单片机、电源模块、电机驱动模块、倾角检测传感器、串口通信模块，单片机分别与电源模块、电机驱动模块、倾角检测传感器、串口通信模块连接，电机驱动模块通过导线与电动机105连接。倾角检测传感器固定安装在底板100上面，以便于获取底板100的倾斜度信息，该传感器采用普通的水银传感器或者电子陀螺仪均可。

[0043] 使用时，将太阳能集热器1和风力发电装置8安装在房顶上，以便于接收阳光和风力。其中太阳能集热器1应当坐北朝南安装，即太阳能集热器1的长度方向沿着南北向分布，转动机构能够使得弧形反光罩104东西方向转动。如图1 3所示，当太阳位于东边且处于近~似水平时，只有R4受到光照，单片机接收到信号，驱动电动机转动，使得弧形反光罩104转向太阳，直到4个光敏电阻均被照射才停止转动。同样的，根据4个光敏电阻的受光情况不同，可以控制电动机将弧形反光罩104始终对准太阳，以便吸收更多的太阳光。

[0044] 本实用新型能够将太阳能的热量直接对水进行加热然后通过发热装置5进行供暖，减少中间环节，提高转换效率。其采用太阳能和风能配合，充分利用绿色能源。还能通过太阳能集热器1自动跟踪太阳位置，最大限度提高能量收集量，提高加热效率。

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