一种独立式农村热水供应系统技术领域
本发明涉及能源利用技术领域，特别是涉及一种独立式农村热水供应系统。
背景技术
目前，一般情况下，与城镇相比，农村的各项基础设施都相对落后，热水的集中供
应能力也远远无法满足人们的正常生活需求，特别是随着时代的发展，这些问题逐渐突显
出来。
我国农村的自来水供应通常采用以村为单位、间歇供应的模式，即各村建造独立
的自来水系统，分时段进行供水，而一般无法像城市的自来水系统一样全天24小时供水，因
而制约了常规热水器的使用。另外，在冬季，我国北方气温一般处于零度以下，自来水系统
中静置水箱内的水易结冰，从而影响到正常使用。
目前，在冬季，我国北方长期处于西北风的影响范围之内，风力等级经常可达3～6
级，风速达到3～13m/s。这时候，风能可以作为可再生的新型能源，风能的合理利用可以有
效降低电能的利用量，从而节约化石燃料，减轻环境污染。
但是，目前还没有一种技术，其可以有效地利用风能对农村供应自来水的储水水
箱进行加热，解决冬季农村自来水储水水箱在零度以下结冰的问题，给人们的日常生活带
来便利，节约人们的日常电费支出。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种独立式农村热水供应系统，其可以可以有效
地利用风能对农村供应自来水的储水水箱进行加热，解决冬季农村自来水储水水箱在零度
以下结冰的问题，给人们的日常生活带来便利，节约人们的日常电费支出，有利于广泛地生
产应用，具有重大的生产实践意义。
为此，本发明提供了一种独立式农村热水供应系统，其特征在于，包括储水装置和
水加热装置，其中：
储水装置用于存储来自外部水源的水，并输送给水加热装置；
水加热装置，与储水装置相连接，用于对所述储水装置输送过来的水进行加热，然
后输出给用户使用。
其中，所述储水装置包括水箱，所述水箱的右侧壁上部开有水箱注水口，所述水箱
注水口与外部的水源相连通；
所述水箱的左侧内壁下部设置有电加热管，所述电加热管与一个风力发电模块的
电压输出端相连接，所述风力发电模块用于在风力的驱动下产生电能并实时存储。
其中，所述风力发电模块包括风力机、发电机和蓄电池，所述风力机和所述发电机
的发电驱动端相连接，所述发电机的电能输出端与所述蓄电池相连接；
所述风力机在外部风力的作用下，转动带动发电机运转；
所述蓄电池的电压输出端与所述电加热管相导电连接；
所述蓄电池的电压输出端与所述电加热管之间还设置有温控开关；
所述水箱的右侧内壁设置有温度传感器，所述温度传感器与所述温控开关相导电
连接，所述温度传感器用于检测所述水箱内的水温，当所述水箱内的水温低于预设温度时，
向温控开关发出闭合控制信号，使得温控开关闭合。
其中，所述水箱的右侧内壁上下两端分别设置有上部液位计和下部液位计；
所述蓄电池的电压输出端还与一个上液位警铃和一个下液位警铃相导电连接；
所述蓄电池的电压输出端与所述上液位警铃之间还设置有上部液位开关，所述蓄
电池的电压输出端与所述下液位警铃之间还设置有下部液位开关；
所述上部液位开关与所述上部液位计相导电连接，所述下部液位开关与所述上部
液位计相导电连接；
所述上部液位计，用于检测所述水箱内的水位，当水位超过所述上部液位计所处
位置时，向上部液位开关发出闭合控制信号，使得上部液位开关闭合；
所述下部液位计，用于检测所述水箱内的水位，当水位低于所述下部液位计所处
位置时，向下部液位开关发出闭合控制信号，使得下部液位开关闭合。
其中，所述温度传感器位于所述下部液位计的下方。
其中，所述水箱的外壁覆盖有保温层。
其中，所述水加热装置包括电加热式热水器，所述电加热式热水器具有第一热水
管，所述第一热水管与第一混水阀的热水进口相连通，所述第一混水阀的冷水进口与第一
冷水管通过辅助连接管路相连通，所述辅助连接管路与所述电加热式热水器的冷水进口相
连通；
所述第一混水阀的混合水出口通过一根出水管与一个水洒相连通；
第一冷水管与所述水箱相连通。
其中，所述第一热水管还通过第二热水管与第二混水阀的热水进口相连通，所述
第二混水阀的冷水进口通过第二冷水管与所述第一冷水管相连通，所述第二混水阀的的混
合水出口与一个洗手盆相连通。
其中，所述第一冷水管与所述水箱相连通的位置为靠近所述电加热管的位置。
其中，所述第一冷水管与所述水箱相连通的位置为所述电加热管的正下方或者正
左方。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种独立
式农村热水供应系统，其可以有效地利用风能对农村供应自来水的储水水箱进行加热，解
决冬季农村自来水储水水箱在零度以下结冰的问题，以及能够提高春秋季节水箱内的水
温，给人们的日常生活带来便利，节约人们的日常电费支出，有利于广泛地生产应用，具有
重大的生产实践意义。
附图说明
图1为当水箱位于居室之外时，本发明提供的一种独立式农村热水供应系统一种
实施例的结构示意图；
图2为当水箱位于居室之内时，本发明提供的一种独立式农村热水供应系统一种
实施例的结构示意图；
图3为本发明提供的一种独立式农村热水供应系统中风力发电模块的结构示意
图；
图中，1为电加热式热水器，2为第一热水管，3为第一混合阀，4为出水管，5为水洒，
6为第二热水管，7为第二冷水管，8为第二混水阀b，9为第一冷水管，10为洗水盆；
11为保温层，12为风力发电模块，13为电加热管，14为上部液位计，15为下部液位
计，16为水箱，17为温度传感器，18为水箱注水口，19为风力机，20为发电机，21为蓄电池，22
为温控开关，23为上部液位开关，24为上液位警铃，25为下部液位开关，26为下液位警铃，27
为第一增压泵，28为第二增压泵，30为居室，40为辅助连接管路。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本
发明作进一步的详细说明。
参见图1、图2，本发明提供了一种独立式农村热水供应系统，包括储水装置和水加
热装置，其中：
储水装置用于存储来自外部水源的水，并输送给水加热装置；
水加热装置，与储水装置相连接，用于对所述储水装置输送过来的水进行加热，然
后输出给用户使用。
在本发明中，具体实现上，所述储水装置包括水箱16，所述水箱16的右侧壁上部开
有水箱注水口18，所述水箱注水口18与外部的水源相连通(例如与外部的自来水水源或者
水井)；
所述水箱16的右侧内壁上下两端分别设置有上部液位计14和下部液位计15；
所述水箱16的左侧内壁下部设置有电加热管13，所述电加热管13与一个风力发电
模块12的电压输出端相连接，所述风力发电模块12用于在风力的驱动下产生电能并实时存
储；
具体实现上，所述水箱16的右侧内壁还设置有温度传感器17，所述温度传感器17
位于所述下部液位计15的下方；
具体实现上，所述水箱16的外壁覆盖有保温层11，以尽量减少所述水箱11中的热
量损失。
在本发明中，具体实现上，所述水加热装置包括电加热式热水器1，所述电加热式
热水器1具有第一热水管2，所述第一热水管2与第一混水阀3的热水进口相连通，所述第一
混水阀3的冷水进口与第一冷水管9通过辅助连接管路40相连通，所述辅助连接管路40与所
述电加热式热水器1的冷水进口相连通；
所述第一混水阀3的混合水出口通过一根出水管4与一个水洒5相连通；
第一冷水管9与所述水箱16相连通(通过管路)；
所述第一热水管2还通过第二热水管6与第二混水阀8的热水进口相连通，所述第
二混水阀8的冷水进口通过第二冷水管7与所述第一冷水管9相连通，所述第二混水阀8的的
混合水出口与一个洗手盆10相连通。
具体实现上，所述第一冷水管9与所述水箱16相连通的位置优选为靠近所述电加
热管13的位置，例如可以为所述电加热管13的正下方或者正左方。
需要说明的是，通过调节所述电加热式热水器1相配套的第一混水阀3和第二混水
阀8，可以调节来自电加热式热水器1的热水量与来自水箱的冷水量，从而形成温度适宜的
生活用水。
具体实现上，参见图1，当所述水箱16位于所述居室30之外时，所述水箱注水口18
与第一增压泵27相连通，所述第一增压泵27用于对流经所述水箱注水口18的水施加水压，
满足出水压力的要求；参见图2，当所述水箱16位于所述居室30之内时，所述第一冷水管9优
选为通过第二增压泵28与所述水箱16相连通，满足出水压力的要求。
一并参见图3，具体实现上，所述风力发电模块12优选为位于所述居室30的顶部；
所述风力发电模块12包括风力机19、发电机20和蓄电池21，所述风力机19和所述
发电机20的发电驱动端相连接，所述发电机20的电能输出端与所述蓄电池21相连接；
所述风力机19在外部风力(如西北风)的作用下，转动带动发电机20运转；
所述蓄电池21的电压输出端分别与所述电加热管13、一个上液位警铃24和一个下
液位警铃26相导电连接；
所述蓄电池21的电压输出端与所述电加热管13之间还设置有温控开关22，所述蓄
电池21的电压输出端与所述上液位警铃24之间还设置有上部液位开关23，所述蓄电池21的
电压输出端与所述下液位警铃26之间还设置有下部液位开关25；
在本发明中，需要说明的是，蓄电池是否给电加热器13进行供电，由所述温控开关
22决定。
具体实现上，所述温控开关22与所述温度传感器17相导电连接，所述上部液位开
关23与所述上部液位计14相导电连接，所述下部液位开关25与所述上部液位计15相导电连
接；
所述上部液位计14，用于检测所述水箱16内的水位，当水位超过所述上部液位计
14所处位置时，向上部液位开关23发出闭合控制信号，使得上部液位开关23闭合；
所述下部液位计15，用于检测所述水箱16内的水位，当水位低于所述下部液位计
15所处位置时，向下部液位开关25发出闭合控制信号，使得下部液位开关25闭合；
所述温度传感器17，与所述述温控开关22相导电连接，用于检测所述水箱16内的
水温，当所述水箱16内的水温低于预设温度(可以为用户任意设置的温度，例如在冬季可以
为零度，在春季可以设置为5摄氏度)时，向温控开关22发出闭合控制信号，使得温控开关22
闭合。
对于本发明，为了更加清楚了地理解本发明的技术方案，下面对本发明的工作原
理进行说明。
参见图1所示，当水箱16位于居室30之外时，本发明提供的一种独立式农村热水供
应系统，其工作过程为：在自来水供应时间，利用水压和增压泵27，将冷水通过水箱注水口
18注入水箱16内，并通过上部液位计14和下部液位计15检测水箱16内的水位，使其保持在
合理范围内。当水位超过上部液位计14所处位置时，上部液位计14向上部液位开关23发出
闭合控制信号，使得上部液位开关23闭合，从而上液位警铃24通电而发出警示音，用于提示
用户停止向水箱16内注水，此时应关闭自来水开关。
在使用过程中，当水箱16内的水位低于下部液位计15所处位置时，下部液位计15
向下部液位开关25发出闭合控制信号，使得下部液位开关25闭合，从而下液位警铃26通电
而发出警示音，用于提示用户尽快停止用水。
此外，水箱16内部有温度传感器17，当水箱16内的水温低于零度时，温度传感器17
向温控开关22发出闭合控制信号，使得温控开关22闭合，从而水箱16内部的电加热管13通
电工作，用于加热，从而保持水箱16内的水不结冰。需要说明的是，当温度传感器17继续检
测到水箱16内的水温高于零度时，向温控开关22发出断开控制信号，使得温控开关22断开，
从而水箱16内部的电加热管13断电停止工作。
另外，水箱16通过第一冷水管9给电加热式热水器1供应冷水，经电加热式热水器1
加热后的热水，通过第一热水管2与来自第一冷水管9的冷水在第一混水阀3内进行混合，混
合后经出水管4和水洒5喷出。另一方面，经电加热式热水器1加热后的热水，还可以通过与
第一热水管2相连通的第二热水管6流出，冷水可以通过与第一冷水管9相连通的第二冷水
管7流出，通过第二热水管6与由第二冷水管7流出的冷水在第二混水阀8内进行混合，混合
后流入洗手盆10内。
参见图2所示，当水箱16位于居室30之内时，避免了水箱16内水出现结冰的现象，
同时为了满足用水过程对水压的要求，每当需要用水时应首先启动第二增压泵28，且给水
箱16加水过程中，不再启动第二增压泵28。本发明在其他方面的工作过程同位于居室30之
外的过程。
需要说明的是，冬季，我国北方气温一般处于零度以下，水箱内的水易结冰，从而
影响整个自来水供应系统的运行，而此时我国处于西北季风的影响下，风能资源丰富，本发
明的一大特点就在于，通过附加的风力发电模块，将风能转化为电能储存于蓄电池内，当水
箱内的温度低于零度时，蓄电池给水箱内的电加热器供电，使其水温能保持在零度以上，从
而避免水箱内部结冰。
此外，即使在春秋季节，地下水的水温依然较低，若经抽取后直接用于生活用水，
也将会对人体带来不适，此时就可利用本发明，通过将用于触发所述温度传感器向温控开
关发出闭合控制信号时所需要的预设温度调高，从而可以进一步对水箱内的水温进行加
热，从而将水箱内的水温提高后，满足人体的正常使用温度后，再用作生活用水。
因此，对于本发明提供的一种独立式农村热水供应系统，其在自来水供应时间将
水注入水箱内，通过水箱内的液位计(包括上液位计和下液位计)来检测水箱内的水位，使
得水箱内的水量保持在适当值。通过附加的风力发电模块，将外部的风能转化为电能并储
存在蓄电池内，当通过温度传感器检测到水箱内的温度低于零度时，控制闭合温控开关，使
得蓄电池与电加热器导电连通，从而蓄电池给水箱内的电加热器进行供电，使水箱内的水
温能保持在零度以上，从而避免水箱内部结冰。而且，水箱内的冷水温度升高，还有助于减
少电加热式热水器的用电量，从而达到整体节约用电的功效。因此，本发明可用于有效解决
冬季农村居民对热水的需求。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种独立式农村热水供应系统，其可
以有效地利用风能对农村供应自来水的储水水箱进行加热，解决冬季农村自来水储水水箱
在零度以下结冰的问题，以及能够提高春秋季节水箱内的水温，给人们的日常生活带来便
利，节约人们的日常电费支出，有利于广泛地生产应用，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。