本發明專利技術公開了一種太陽能公共冷熱直飲水裝置，針對現有半導體制冷采用風冷散熱的能量浪費和高溫對太陽能光電轉換效率的限制等技術缺陷，將太陽能光電轉換，集熱利用以及半導體冷熱聯產結合為一體，為不同人群提供不同水溫需求的直飲水，并進行亭式一體化設計，組合成能提供遮陽、避雨等多功能休閑公共設施。該系統通過太陽能光伏光熱一體化遮陽板產生的直流電直接驅動半導體制冷，獲取冷直飲水；循環水路冷卻半導體制冷片熱端，回收熱量以預熱一級熱水箱中直飲水；流經太陽能光伏光熱一體化遮陽板集熱通道的循環水在二級熱水箱對熱直飲水進一步加熱升溫，提高半導體制冷效率和太陽能綜合利用效率的同時，為不同人群提供了冷熱直飲水。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種太陽能亭式公共冷熱直飲水裝置，屬于太陽能利用、制冷與節能技術。
技術介紹
隨著中國城市化和現代化進程的不斷加快，人們對基礎設施尤其是公共場所的設施的要求越來越高，這其中，公共直飲水臺以其衛生、安全、便民等特點，早已成為西方發達國家公共基礎設施的重要組成部分。2010年，上海世博會的公共直飲水設施，作為健康便民的公共設施，第一次真正大規模地進入了國人的視野，贏得了國內外游客的一致贊譽。然而，目前中國的絕大部分公共場所，如旅游景區、公園、博覽會等，仍然缺乏一套安全、環保、節能、時尚、人性化的公共直飲水設施。即便是西方發達國家和國內少數一些有公共直飲水設施的地區，其公共直飲水系統也僅是通過簡單的飲水臺提供單一溫度的直飲水，難以滿足復雜人群對不同水溫的需求，也缺乏現代化基礎設施的科技時尚感和人性化特點。
技術實現思路
專利技術目的:為了克服現有技術中存在的不足，本專利技術提供一種太陽能亭式公共冷熱直飲水裝置，改變傳統半導體制冷的風冷散熱方式，以水冷循環并進行熱回收利用，結合太陽能光伏熱電聯產技術及熱利用，將太陽能光電轉換、集熱利用以及半導體冷熱聯產結合為一體，為室外公共場合提供滿足不同水溫需求的直飲水。技術方案:為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為:一種太陽能公共冷熱直飲水裝置，包括直飲水供給機構、半導體冷熱聯產循環機構和太陽能光伏熱電聯產機構， 所述直飲水供給機構包括總水箱、冷飲水箱、一級熱水箱和二級熱水箱，所述總水箱的出水口分別接入冷飲水箱和一級熱水箱的入水口，所述一級熱水箱的出水口接入二級熱水箱的入水口，所述冷飲水箱的出水口接冷飲水頭I，二級熱水箱的出水口熱飲水頭II ；所述半導體冷熱聯產循環機構包括半導體制冷片、冷端水冷換熱器和熱端水冷循環回路；所述冷端水冷換熱器與半導體制冷片的冷端緊密接觸，所述冷端水冷換熱器設置在冷飲水箱中；所述熱端水冷循環回路包括由水冷頭、水冷循環水泵、一級浸入式換熱盤管和輔助風冷式散熱器依次通過管道連接形成的回路，所述水冷頭設置在半導體制冷片的熱端，所述一級浸入式換熱盤管設置在一級熱水箱中；所述太陽能光伏熱電聯產機構包括太陽能光伏光熱一體化遮陽板和二級浸入式換熱盤管，所述太陽能光伏光熱一體化遮陽板包括光伏板和集熱通道，所述光伏板光電轉化產生的電能作為電源，所述集熱通道和二級浸入式換熱盤管通過管道和光熱循環水泵連接形成回路，所述二級浸入式換熱盤管設置在二級熱水箱中。上述裝置在工作時，光伏板能夠將太陽能轉換為穩壓直流電作為整個裝置的電源，配備相應的蓄電池和控制器為整個裝置的運行提供電能，包括為半導體制冷片以及泵、電磁閥等，讓整個裝置能夠脫離市電獨立運行。半導體制冷片的冷端將冷量通過冷端水冷換熱器傳遞給冷飲水箱中的水。半導體制冷片的熱端通過水冷頭傳遞至熱端水冷循環回路中，首先將熱量通過一級浸入式換熱盤管傳遞給一級熱水箱中的水，實現半導體制冷片冷熱聯產。一級熱水箱中的水流入二級熱水箱，集熱通道和二級浸入式換熱盤管對二級熱水箱中的水進行進一步的加熱，使得二級熱水箱中的水的溫度高于一級熱水箱中水的溫度，降低了半導體制冷片熱端水冷循環水溫度，從而保證了半導體制冷片的效率。優選的，所述熱端水冷循環回路上設置有溫控器，所述輔助風冷式散熱器并列設置有一個旁路；所述溫控器對一級浸入式換熱盤管流出的水進行溫度檢測并判斷是否高于設定閾值:若高于設定閾值，則關閉旁路、開啟輔助風冷式散熱器；否則關閉輔助風冷式散熱器、開啟旁路。至于旁路和輔助風冷式散熱器的啟閉可以通過閥實現。優選的，所述一級熱水箱位于二級熱水箱的上方，一級水箱中的水通過自重進入二級水箱內。基于該結構實現的原理，可以將一級熱水箱和二級熱水箱加工為一個整體，通過在豎向中部設置隔板形成兩 個腔室實現，其中位于上方的腔室作為一級熱水箱，位于下方的腔室作為二級熱水箱。優選的，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構。優選的，還包括亭建筑，直飲水供給機構、半導體冷熱聯產循環機構和太陽能光伏熱電聯產機構均依托亭建筑布置。太陽能光伏光熱一體化遮陽板可直接作為亭建筑的、遮雨頂棚，該結構將建筑結構與功能結構進行巧妙結合，形成一種集提供冷熱直飲水、遮陽避雨等休閑功能的光伏一體化建筑。有益效果:本專利技術提供的太陽能公共冷熱直飲水裝置，具有如下優點:1、在半導體制冷片制冷的同時通過水冷循環回路回收利用半導體熱端散熱，在保證制冷片效率的同時，預熱常溫水，提高了能源利用率；2、光伏板產生的直流電可直接驅動半導體制冷片工作，無需逆變；同時通過循環水冷卻太陽能電池板，在提高太陽光電轉換效率的同時，能將廢熱回收，加熱飲水，進一步提高了能源利用率；3、將半導體熱電制冷循環與太陽能熱電聯產裝置結合為一體，利用水路循環布置實現能量的高效綜合利用，并將整個系統設計成結構新穎的亭子造型，在提供冷熱直飲水的同時，可起遮陽、避雨作用，組合成多功能休閑公共設施。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作更進一步的說明。如圖1所示為一種太陽能公共冷熱直飲水裝置，包括直飲水供給機構、半導體冷熱聯產循環機構、太陽能光伏熱電聯產機構和亭建筑，下面就各個機構加以詳細說明。所述直飲水供給機構包括總水箱1、冷飲水箱2、一級熱水箱3和二級熱水箱4，所述總水箱I的出水口分別接入冷飲水箱2和一級熱水箱3的入水口，所述一級熱水箱3的出水口接入二級熱水箱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的入水口之間設置有A閥門，總水箱I的出水口和一級熱水箱3的入水口之間設置有B閥門，一級熱水箱3的出水口和二級熱水箱4的入水口之間設置有C閥門。一級熱水箱3和二級熱水箱4通過在一個大的水箱豎向中部設置隔板16，將大的水箱容腔分成兩個密封腔實現，其中位于上方的密封腔作為一級熱水箱3，位于下方的密封腔作為二級熱水箱4，一級水箱3中的水通過自重進入二級水箱4內。所述半導體冷熱聯產循環機構包括半導體制冷片5、冷端水冷換熱器7和熱端水冷循環回路。所述冷端水冷換熱器7與半導體制冷片5的冷端緊密接觸，所述冷端水冷換熱器7設置在冷飲水箱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構。所述熱端水冷循環回路包括由水冷頭6、水冷循環水泵8、一級浸入式換熱盤管14和輔助風冷式散熱器10依次通過管道連接形成的回路，與輔助風冷式散熱器10并列設置有一個旁路；所述熱端水冷循環回路上設置有溫控器11，所述溫控器11對一級浸入式換熱盤管14流出的水進行溫度檢測并判斷是否高于設定閾值:若高于設定閾值，則關閉旁路、開啟輔助風冷式散熱器10 ;否則關閉輔助風冷式散熱器10、開啟旁路；所述旁路的啟閉通過D閥門13控制，所述輔助風冷式散熱器10的啟閉通過E閥門12控制。所述水冷頭6設置在半導體制冷片5的熱端，所述一級浸入式換熱盤管14設置在一級熱水箱3中。所述水冷頭6為鋁制水冷頭。所述太陽能光伏熱電聯產機構包括太陽能光伏光熱一體化遮陽板17和二級浸入式換熱盤管15，所述太陽能光伏光 熱一體化遮陽板17包括光伏板和集熱通道，所述光伏板光電轉化的電能作為電源，能量存儲在蓄電池19中，控制器18進本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種太陽能公共冷熱直飲水裝置，其特征在于：包括直飲水供給機構、半導體冷熱聯產循環機構和太陽能光伏熱電聯產機構，所述直飲水供給機構包括總水箱（1）、冷飲水箱（2）、一級熱水箱（3）和二級熱水箱（4），所述總水箱（1）的出水口分別接入冷飲水箱（2）和一級熱水箱（3）的入水口，所述一級熱水箱（3）的出水口接入二級熱水箱（4）的入水口，所述冷飲水箱（2）的出水口接冷飲水頭Ⅰ，二級熱水箱（4）的出水口熱飲水頭Ⅱ；所述半導體冷熱聯產循環機構包括半導體制冷片（5）、冷端水冷換熱器（7）和熱端水冷循環回路；所述冷端水冷換熱器（7）與半導體制冷片（5）的冷端緊密接觸，所述冷端水冷換熱器（7）設置在冷飲水箱（2）中；所述熱端水冷循環回路包括由水冷頭（6）、水冷循環水泵（8）、一級浸入式換熱盤管（14）和輔助風冷式散熱器（10）依次通過管道連接形成的回路，所述水冷頭（6）設置在半導體制冷片（5）的熱端，所述一級浸入式換熱盤管（14）設置在一級熱水箱（3）中；所述太陽能光伏熱電聯產機構包括太陽能光伏光熱一體化遮陽板（17）和二級浸入式換熱盤管（15），所述太陽能光伏光熱一體化遮陽板（17）包括光伏板和集熱通道，所述光伏板光電轉化產生的電能作為電源，所述集熱通道和二級浸入式換熱盤管（15）通過管道和光熱循環水泵（9）連接形成回路，所述二級浸入式換熱盤管（15）設置在二級熱水箱（4）中。...
【技術特征摘要】
1.一種太陽能公共冷熱直飲水裝置，其特征在于:包括直飲水供給機構、半導體冷熱聯產循環機構和太陽能光伏熱電聯產機構， 所述直飲水供給機構包括總水箱(1)、冷飲水箱(2)、一級熱水箱(3)和二級熱水箱(4),所述總水箱(I)的出水口分別接入冷飲水箱(2)和一級熱水箱(3)的入水口，所述一級熱水箱(3)的出水口接入二級熱水箱(4)的入水口，所述冷飲水箱(2)的出水口接冷飲水頭1，二級熱水箱(4)的出水口熱飲水頭II ； 所述半導體冷熱聯產循環機構包括半導體制冷片(5)、冷端水冷換熱器(7)和熱端水冷循環回路；所述冷端水冷換熱器(7)與半導體制冷片(5)的冷端緊密接觸，所述冷端水冷換熱器(7)設置在冷飲水箱(2)中；所述熱端水冷循環回路包括由水冷頭(6)、水冷循環水泵(8)、一級浸入式換熱盤管(14)和輔助風冷式散熱器(10)依次通過管道連接形成的回路，所述水冷頭(6)設置在半導體制冷片(5)的熱端，所述一級浸入式換熱盤管(14)設置在一級熱水箱(3)中； 所述太陽能光伏熱電聯產機構包括太陽能光伏光熱一體化遮陽板(17)和二級浸入式換熱盤管(15)，所述太陽能光伏光熱...
【專利技術屬性】
技術研發人員：林伽毅，陳曉波，徐國英，張小松，魏宏陽，王善超，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：
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