專利名稱：一種太陽(yáng)能公共冷熱直飲水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能亭式公共冷熱直飲水裝置，屬于太陽(yáng)能利用、制冷與節(jié)能技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著中國(guó)城市化和現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，人們對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施尤其是公共場(chǎng)所的設(shè)施的要求越來(lái)越高，這其中，公共直飲水臺(tái)以其衛(wèi)生、安全、便民等特點(diǎn)，早已成為西方發(fā)達(dá)國(guó)家公共基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。2010年，上海世博會(huì)的公共直飲水設(shè)施，作為健康便民的公共設(shè)施，第一次真正大規(guī)模地進(jìn)入了國(guó)人的視野，贏得了國(guó)內(nèi)外游客的一致贊譽(yù)。然而，目前中國(guó)的絕大部分公共場(chǎng)所，如旅游景區(qū)、公園、博覽會(huì)等，仍然缺乏一套安全、環(huán)保、節(jié)能、時(shí)尚、人性化的公共直飲水設(shè)施。即便是西方發(fā)達(dá)國(guó)家和國(guó)內(nèi)少數(shù)一些有公共直飲水設(shè)施的地區(qū)，其公共直飲水系統(tǒng)也僅是通過(guò)簡(jiǎn)單的飲水臺(tái)提供單一溫度的直飲水，難以滿足復(fù)雜人群對(duì)不同水溫的需求，也缺乏現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施的科技時(shí)尚感和人性化特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能亭式公共冷熱直飲水裝置，改變傳統(tǒng)半導(dǎo)體制冷的風(fēng)冷散熱方式，以水冷循環(huán)并進(jìn)行熱回收利用，結(jié)合太陽(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)及熱利用，將太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換、集熱利用以及半導(dǎo)體冷熱聯(lián)產(chǎn)結(jié)合為一體，為室外公共場(chǎng)合提供滿足不同水溫需求的直飲水。技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種太陽(yáng)能公共冷熱直飲水裝置，包括直飲水供給機(jī)構(gòu)、半導(dǎo)體冷熱聯(lián)產(chǎn)循環(huán)機(jī)構(gòu)和太陽(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)構(gòu)，

所述直飲水供給機(jī)構(gòu)包括總水箱、冷飲水箱、一級(jí)熱水箱和二級(jí)熱水箱，所述總水箱的出水口分別接入冷飲水箱和一級(jí)熱水箱的入水口，所述一級(jí)熱水箱的出水口接入二級(jí)熱水箱的入水口，所述冷飲水箱的出水口接冷飲水頭I，二級(jí)熱水箱的出水口熱飲水頭II ；所述半導(dǎo)體冷熱聯(lián)產(chǎn)循環(huán)機(jī)構(gòu)包括半導(dǎo)體制冷片、冷端水冷換熱器和熱端水冷循環(huán)回路；所述冷端水冷換熱器與半導(dǎo)體制冷片的冷端緊密接觸，所述冷端水冷換熱器設(shè)置在冷飲水箱中；所述熱端水冷循環(huán)回路包括由水冷頭、水冷循環(huán)水泵、一級(jí)浸入式換熱盤管和輔助風(fēng)冷式散熱器依次通過(guò)管道連接形成的回路，所述水冷頭設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片的熱端，所述一級(jí)浸入式換熱盤管設(shè)置在一級(jí)熱水箱中；所述太陽(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)構(gòu)包括太陽(yáng)能光伏光熱一體化遮陽(yáng)板和二級(jí)浸入式換熱盤管，所述太陽(yáng)能光伏光熱一體化遮陽(yáng)板包括光伏板和集熱通道，所述光伏板光電轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電能作為電源，所述集熱通道和二級(jí)浸入式換熱盤管通過(guò)管道和光熱循環(huán)水泵連接形成回路，所述二級(jí)浸入式換熱盤管設(shè)置在二級(jí)熱水箱中。上述裝置在工作時(shí)，光伏板能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)換為穩(wěn)壓直流電作為整個(gè)裝置的電源，配備相應(yīng)的蓄電池和控制器為整個(gè)裝置的運(yùn)行提供電能，包括為半導(dǎo)體制冷片以及泵、電磁閥等，讓整個(gè)裝置能夠脫離市電獨(dú)立運(yùn)行。半導(dǎo)體制冷片的冷端將冷量通過(guò)冷端水冷換熱器傳遞給冷飲水箱中的水。半導(dǎo)體制冷片的熱端通過(guò)水冷頭傳遞至熱端水冷循環(huán)回路中，首先將熱量通過(guò)一級(jí)浸入式換熱盤管傳遞給一級(jí)熱水箱中的水，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體制冷片冷熱聯(lián)產(chǎn)。一級(jí)熱水箱中的水流入二級(jí)熱水箱，集熱通道和二級(jí)浸入式換熱盤管對(duì)二級(jí)熱水箱中的水進(jìn)行進(jìn)一步的加熱，使得二級(jí)熱水箱中的水的溫度高于一級(jí)熱水箱中水的溫度，降低了半導(dǎo)體制冷片熱端水冷循環(huán)水溫度，從而保證了半導(dǎo)體制冷片的效率。優(yōu)選的，所述熱端水冷循環(huán)回路上設(shè)置有溫控器，所述輔助風(fēng)冷式散熱器并列設(shè)置有一個(gè)旁路；所述溫控器對(duì)一級(jí)浸入式換熱盤管流出的水進(jìn)行溫度檢測(cè)并判斷是否高于設(shè)定閾值:若高于設(shè)定閾值，則關(guān)閉旁路、開啟輔助風(fēng)冷式散熱器；否則關(guān)閉輔助風(fēng)冷式散熱器、開啟旁路。至于旁路和輔助風(fēng)冷式散熱器的啟閉可以通過(guò)閥實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的，所述一級(jí)熱水箱位于二級(jí)熱水箱的上方，一級(jí)水箱中的水通過(guò)自重進(jìn)入二級(jí)水箱內(nèi)?；谠摻Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的原理，可以將一級(jí)熱水箱和二級(jí)熱水箱加工為一個(gè)整體，通過(guò)在豎向中部設(shè)置隔板形成兩 個(gè)腔室實(shí)現(xiàn)，其中位于上方的腔室作為一級(jí)熱水箱，位于下方的腔室作為二級(jí)熱水箱。優(yōu)選的，所述冷端水冷換熱器為翅片式換熱器，比如在紫銅管外加裝超薄鋁制鰭片形成的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，還包括亭建筑，直飲水供給機(jī)構(gòu)、半導(dǎo)體冷熱聯(lián)產(chǎn)循環(huán)機(jī)構(gòu)和太陽(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)構(gòu)均依托亭建筑布置。太陽(yáng)能光伏光熱一體化遮陽(yáng)板可直接作為亭建筑的、遮雨頂棚，該結(jié)構(gòu)將建筑結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行巧妙結(jié)合，形成一種集提供冷熱直飲水、遮陽(yáng)避雨等休閑功能的光伏一體化建筑。有益效果:本發(fā)明提供的太陽(yáng)能公共冷熱直飲水裝置，具有如下優(yōu)點(diǎn):1、在半導(dǎo)體制冷片制冷的同時(shí)通過(guò)水冷循環(huán)回路回收利用半導(dǎo)體熱端散熱，在保證制冷片效率的同時(shí)，預(yù)熱常溫水，提高了能源利用率；2、光伏板產(chǎn)生的直流電可直接驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷片工作，無(wú)需逆變；同時(shí)通過(guò)循環(huán)水冷卻太陽(yáng)能電池板，在提高太陽(yáng)光電轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，能將廢熱回收，加熱飲水，進(jìn)一步提高了能源利用率；3、將半導(dǎo)體熱電制冷循環(huán)與太陽(yáng)能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置結(jié)合為一體，利用水路循環(huán)布置實(shí)現(xiàn)能量的高效綜合利用，并將整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)新穎的亭子造型，在提供冷熱直飲水的同時(shí)，可起遮陽(yáng)、避雨作用，組合成多功能休閑公共設(shè)施。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示為一種太陽(yáng)能公共冷熱直飲水裝置，包括直飲水供給機(jī)構(gòu)、半導(dǎo)體冷熱聯(lián)產(chǎn)循環(huán)機(jī)構(gòu)、太陽(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)構(gòu)和亭建筑，下面就各個(gè)機(jī)構(gòu)加以詳細(xì)說(shuō)明。所述直飲水供給機(jī)構(gòu)包括總水箱1、冷飲水箱2、一級(jí)熱水箱3和二級(jí)熱水箱4，所述總水箱I的出水口分別接入冷飲水箱2和一級(jí)熱水箱3的入水口，所述一級(jí)熱水箱3的出水口接入二級(jí)熱水箱4的入水口，所述冷飲水箱2的出水口接冷飲水頭I，二級(jí)熱水箱4的出水口熱飲水頭II。其中總水箱I的出水口和冷飲水箱2的入水口之間設(shè)置有A閥門，總水箱I的出水口和一級(jí)熱水箱3的入水口之間設(shè)置有B閥門，一級(jí)熱水箱3的出水口和二級(jí)熱水箱4的入水口之間設(shè)置有C閥門。一級(jí)熱水箱3和二級(jí)熱水箱4通過(guò)在一個(gè)大的水箱豎向中部設(shè)置隔板16，將大的水箱容腔分成兩個(gè)密封腔實(shí)現(xiàn)，其中位于上方的密封腔作為一級(jí)熱水箱3，位于下方的密封腔作為二級(jí)熱水箱4，一級(jí)水箱3中的水通過(guò)自重進(jìn)入二級(jí)水箱4內(nèi)。所述半導(dǎo)體冷熱聯(lián)產(chǎn)循環(huán)機(jī)構(gòu)包括半導(dǎo)體制冷片5、冷端水冷換熱器7和熱端水冷循環(huán)回路。所述冷端水冷換熱器7與半導(dǎo)體制冷片5的冷端緊密接觸，所述冷端水冷換熱器7設(shè)置在冷飲水箱2中；所述冷端水冷換熱器7為翅片式換熱器，具體為在紫銅管外加裝超薄鋁制鰭片結(jié)構(gòu)。所述熱端水冷循環(huán)回路包括由水冷頭6、水冷循環(huán)水泵8、一級(jí)浸入式換熱盤管14和輔助風(fēng)冷式散熱器10依次通過(guò)管道連接形成的回路，與輔助風(fēng)冷式散熱器10并列設(shè)置有一個(gè)旁路；所述熱端水冷循環(huán)回路上設(shè)置有溫控器11，所述溫控器11對(duì)一級(jí)浸入式換熱盤管14流出的水進(jìn)行溫度檢測(cè)并判斷是否高于設(shè)定閾值:若高于設(shè)定閾值，則關(guān)閉旁路、開啟輔助風(fēng)冷式散熱器10 ;否則關(guān)閉輔助風(fēng)冷式散熱器10、開啟旁路；所述旁路的啟閉通過(guò)D閥門13控制，所述輔助風(fēng)冷式散熱器10的啟閉通過(guò)E閥門12控制。所述水冷頭6設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片5的熱端，所述一級(jí)浸入式換熱盤管14設(shè)置在一級(jí)熱水箱3中。所述水冷頭6為鋁制水冷頭。所述太陽(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)構(gòu)包括太陽(yáng)能光伏光熱一體化遮陽(yáng)板17和二級(jí)浸入式換熱盤管15，所述太陽(yáng)能光伏光 熱一體化遮陽(yáng)板17包括光伏板和集熱通道，所述光伏板光電轉(zhuǎn)化的電能作為電源，能量存儲(chǔ)在蓄電池19中，控制器18進(jìn)行充放電控制；所述集熱通道和二級(jí)浸入式換熱盤管15通過(guò)管道和光熱循環(huán)水泵9連接形成回路，所述二級(jí)浸入式換熱盤管15設(shè)置在二級(jí)熱水箱4中。所述直飲水供給機(jī)構(gòu)、半導(dǎo)體冷熱聯(lián)產(chǎn)循環(huán)機(jī)構(gòu)和太陽(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)構(gòu)均依托亭建筑布置，其中太陽(yáng)能光伏光熱一體化遮陽(yáng)板17作為亭建筑的頂棚，光伏板位于上方，集熱通道位于光伏板的下 方，集熱通道中的循環(huán)水能夠?qū)夥暹M(jìn)行降溫。上述裝置以安全、環(huán)保、節(jié)能、時(shí)尚、人性化為設(shè)計(jì)理念，以太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體聯(lián)合制冷制熱為技術(shù)特色，以太陽(yáng)能光伏/光熱一體化裝置、太陽(yáng)能亭式飲水臺(tái)的整體化為目標(biāo)設(shè)計(jì)的一套公共直飲水系統(tǒng)。該系統(tǒng)針對(duì)現(xiàn)有半導(dǎo)體制冷裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、小巧的優(yōu)勢(shì)，但采用風(fēng)冷散熱的能量浪費(fèi)和高溫對(duì)太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換效率的限制等技術(shù)缺陷，創(chuàng)造性地以循環(huán)水系統(tǒng)耦合了半導(dǎo)體冷熱聯(lián)產(chǎn)和太陽(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，提升了太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換和半導(dǎo)體制冷效率，為該飲水系統(tǒng)提供了冷熱兩種不同溫度的直飲水，滿足不同人群、不同季節(jié)的需要。在此基礎(chǔ)上，將太陽(yáng)能電池板與飲水臺(tái)設(shè)計(jì)成一體化的亭式直飲水設(shè)施，充分體現(xiàn)出現(xiàn)代公共設(shè)施節(jié)能、環(huán)保、人性化的趨勢(shì)，具有廣泛的應(yīng)用前景和市場(chǎng)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能公共冷熱直飲水裝置，其特征在于:包括直飲水供給機(jī)構(gòu)、半導(dǎo)體冷熱聯(lián)產(chǎn)循環(huán)機(jī)構(gòu)和太陽(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)構(gòu)， 所述直飲水供給機(jī)構(gòu)包括總水箱(1)、冷飲水箱(2)、一級(jí)熱水箱(3)和二級(jí)熱水箱(4),所述總水箱(I)的出水口分別接入冷飲水箱(2)和一級(jí)熱水箱(3)的入水口，所述一級(jí)熱水箱(3)的出水口接入二級(jí)熱水箱(4)的入水口，所述冷飲水箱(2)的出水口接冷飲水頭1，二級(jí)熱水箱(4)的出水口熱飲水頭II ； 所述半導(dǎo)體冷熱聯(lián)產(chǎn)循環(huán)機(jī)構(gòu)包括半導(dǎo)體制冷片(5)、冷端水冷換熱器(7)和熱端水冷循環(huán)回路；所述冷端水冷換熱器(7)與半導(dǎo)體制冷片(5)的冷端緊密接觸，所述冷端水冷換熱器(7)設(shè)置在冷飲水箱(2)中；所述熱端水冷循環(huán)回路包括由水冷頭(6)、水冷循環(huán)水泵(8)、一級(jí)浸入式換熱盤管(14)和輔助風(fēng)冷式散熱器(10)依次通過(guò)管道連接形成的回路，所述水冷頭(6)設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片(5)的熱端，所述一級(jí)浸入式換熱盤管(14)設(shè)置在一級(jí)熱水箱(3)中； 所述太陽(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)構(gòu)包括太陽(yáng)能光伏光熱一體化遮陽(yáng)板(17)和二級(jí)浸入式換熱盤管(15)，所述太陽(yáng)能光伏光熱一體化遮陽(yáng)板(17)包括光伏板和集熱通道，所述光伏板光電轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電能作為電源，所述集熱通道和二級(jí)浸入式換熱盤管(15)通過(guò)管道和光熱循環(huán)水泵(9)連接形成回路，所述二級(jí)浸入式換熱盤管(15)設(shè)置在二級(jí)熱水箱(4)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能公共冷熱直飲水裝置，其特征在于:所述熱端水冷循環(huán)回路上設(shè)置有溫控器(11)，所述輔助風(fēng)冷式散熱器(10)并列設(shè)置有一個(gè)旁路；所述溫控器(11)對(duì)一級(jí)浸入式換熱盤管(14)流出的水進(jìn)行溫度檢測(cè)并判斷是否高于設(shè)定閾值:若高于設(shè)定閾值，則關(guān)閉旁路、開啟輔助風(fēng)冷式散熱器(10);否則關(guān)閉輔助風(fēng)冷式散熱器(10)、開啟芳路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能公共冷熱直飲水裝置，其特征在于:所述一級(jí)熱水箱(3)位于二級(jí)熱水箱(4)的上方，一級(jí)水箱(3)中的水通過(guò)自重進(jìn)入二級(jí)水箱(4)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能公共冷熱直飲水裝置，其特征在于:所述冷端水冷換熱器(7)為翅片式換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能公共冷熱直飲水裝置，其特征在于:還包括亭建筑，直飲水供給機(jī)構(gòu)、半導(dǎo)體冷熱聯(lián)產(chǎn)循環(huán)機(jī)構(gòu)和太陽(yáng)能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)構(gòu)均依托亭建筑布置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽(yáng)能公共冷熱直飲水裝置，針對(duì)現(xiàn)有半導(dǎo)體制冷采用風(fēng)冷散熱的能量浪費(fèi)和高溫對(duì)太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換效率的限制等技術(shù)缺陷，將太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換，集熱利用以及半導(dǎo)體冷熱聯(lián)產(chǎn)結(jié)合為一體，為不同人群提供不同水溫需求的直飲水，并進(jìn)行亭式一體化設(shè)計(jì)，組合成能提供遮陽(yáng)、避雨等多功能休閑公共設(shè)施。該系統(tǒng)通過(guò)太陽(yáng)能光伏光熱一體化遮陽(yáng)板產(chǎn)生的直流電直接驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷，獲取冷直飲水；循環(huán)水路冷卻半導(dǎo)體制冷片熱端，回收熱量以預(yù)熱一級(jí)熱水箱中直飲水；流經(jīng)太陽(yáng)能光伏光熱一體化遮陽(yáng)板集熱通道的循環(huán)水在二級(jí)熱水箱對(duì)熱直飲水進(jìn)一步加熱升溫，提高半導(dǎo)體制冷效率和太陽(yáng)能綜合利用效率的同時(shí)，為不同人群提供了冷熱直飲水。
文檔編號(hào)H02N6/00GK103225941SQ20131017247
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者林伽毅, 陳曉波, 徐國(guó)英, 張小松, 魏宏陽(yáng), 王善超 申請(qǐng)人:東南大學(xué)