CN104118298A - 利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统，包括贴附于客车顶壁外侧或及两外侧面的薄膜太阳能电池系统，客车的顶壁外侧上有雨雪水回收装置，薄膜太阳能电池系统通过导线依次与客车内设置的光伏控制器、客车空调连接，客车空调设置于客车顶壁处，客车空调内的水箱通过多个过滤杀菌装置与雨雪水回收装置连通，客车空调内的微通道换热器通过水管组与客车内的发动机散热器构成闭合回路，发动机散热器连接有两个能量回收利用系统。本发明节能环保型客车空调系统集节电、节水、节能、环保于一身，通过灵活配置和与汽车的完美匹配，解决了客车内部冬夏季的制冷和供暖目的，让乘客随时呼吸到新鲜空气，还提升了客车内部的空气品质。

Description

利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统

技术领域

本发明属于空调制冷设备技术领域，具体涉及一种利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统。

背景技术

随着社会的发展，人们对能源的需求越来越大，而煤、石油、天然气等一次能源却随着人们的开发使用日益减少，为减少人们对这些一次能源的依赖程度，寻找可替代能源是当今需要解决的重要问题之一；同时，随着这些矿物资源的使用，它们对环境带来的污染也是需要考虑的问题。随着以上一系列问题的出现，风能、太阳能、干空气能等可再生资源逐渐引起了人们的重视，建设节能环保型社会，成为今后社会发展的趋势。

客车作为人们出差旅行的重要交通工具，其对石油资源的依赖程度居高不下，空调作为客车上的一个必备设备，其能耗不容忽视。使客车空调脱离对常规能源的依赖，转而使用太阳能、干空气能等可再生能源来代替进行制冷和制热，能很大程度上减少能源消耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统，通过薄膜太阳能电池来发电驱动直流电机，在夏季带动蒸发冷却空调降温；在冬季通过微通道换热器和电加热丝制热。

本发明所采用的技术方案是，利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统，包括有贴附于客车顶壁外侧或及两外侧面的薄膜太阳能电池系统，客车的顶壁外侧上设置有雨雪水回收装置，薄膜太阳能电池系统通过导线依次与客车内设置的光伏控制器、客车空调连接，光伏控制器通过导线与蓄电池构成闭合回路，客车空调设置于客车顶壁处，客车空调内的水箱通过多个过滤杀菌装置与雨雪水回收装置连通，客车空调内的微通道换热器通过水管组与客车内的发动机散热器构成闭合回路，发动机散热器连接有两个能量回收利用系统。

本发明的特点还在于，

薄膜太阳能电池系统由若干块薄膜太阳能电池组成。

雨雪水回收装置由客车顶壁四周边缘处设置的挡板围成，挡板上设置有排水口。

挡板高度为1cm～3cm。

客车空调，包括有伸出客车顶壁的进风管，进风管的上端设置有防雨罩，进风管的侧壁上设置有防雨防尘进风口，进风管内设置有直流变频风机，进风管的下方依次设置有微通道换热器及离心雾化装置，离心雾化装置由旋转碟及设置于旋转碟外圈的喷洒装置组成，旋转碟通过水管与水箱连接，水管上设置有直流变频水泵a；直流变频风机、旋转碟及直流变频水泵a分别通过导线与光伏控制器连接。

微通道换热器的进水口通过第一水管与客车内的发动机散热器的出水口连接，微通道换热器的出水口通过第二水管与发动机散热器的进水口连接，第一水管上设置有直流变频水泵b及阀门；直流变频水泵b与光伏控制器连接。

微通道换热器的下方设置有电加热丝，电加热丝通过导线与光伏控制器连接。

离心雾化装置的外部设置有防护罩。

过滤杀菌装置，包括有瓶状本体，瓶口设置有粗效过滤网，瓶内设置有杀菌药品层，瓶底和瓶体侧面均设置有中效过滤网；过滤杀菌装置的瓶口伸入雨雪回收装置内，而瓶底位于水箱上部，瓶口伸出客车顶壁。

两个能量回收利用系统对称的设置于客车内两侧面的中下部，且结构相同；能量回收利用系统，包括有排风汇集箱，排风汇集箱分别与第一风管和第二风管相连接，第一风管与发动机散热器的送风口连接，第二风管伸出客车顶壁且与客车顶壁外侧设置的喷射风管连接；第一风管内设置有风阀a；第二风管内设置有风阀b；喷射风管上设置有多个射流喷口。

本发明的有益效果在于：

1)本发明利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统采用薄膜太阳能电池，薄膜太阳能电池呈胶片状，有的透明，可以贴在客车顶部和窗玻璃上使用，不仅充分利用客车表面积而且美观大方，达到薄膜太阳能电池发电与客车的完美融合。

2)本发明利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统中，风机和水泵的电机均采用直流变频方式，这样薄膜太阳能电池发出的直流电，经光伏控制器处理后可直接使用，与转换成交流电相比较，减少了直流---交流电转换中的损耗，也减少了初投资。

3)本发明利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统，在夏季采用直接蒸发冷却降温的方式，水通过旋转碟离心旋转和喷洒装置高度雾化，水雾与来流空气直接接触，与通过喷嘴喷出的雾滴接触空气的方式相比，离心雾化的水雾基本无水滴存在，能防止溅落乘客身上，不仅节水而且冷却空气效果好，整个系统采用直流式全新风系统，提升客车内空气品质，能有效防止乘客产生缺氧等不适症状。

4)在冬季，本发明利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统通过设置在直流变频风机下面的微通道高效换热器，与客车上发动机散热器连接，利用发动机散热器的余热加热空气；并在微通道换热器下部设置辅助加热丝，达到精确温控目的。

5)本发明利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统内设置有能量回收利用系统，在客车内的排风汇集箱回收利用室内空气的热量或冷量；在夏季，用来冷却发动机散热器和客车顶部的薄膜太阳能电池表面，顶部以喷射方式排出的气流还具有给薄膜太阳能电池表面除尘功能，大大提高光电转换效率；在冬季利用排出的热风融化客车顶部积雪、预热客车顶部的功能。

6)本发明利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统内的雨雪水回收系统，在客车顶部四周边缘，加装1～3cm高度的挡板，用来收集雨雪水；在客车后部靠近车顶的位置设置水箱，并设置若干个过滤杀菌装置，雨雪水经过滤杀菌净化后流入水箱内备用；过滤杀菌装置顶部收集口高度以略高于客车原有顶部设置，即以溢流限量方式收集雨雪水，能达到有效防止颗粒状杂质进入的目的，多余的水通过排水口排掉。

附图说明

图1是本发明节能环保型客车空调系统的结构示意图；

图2是本发明节能环保型客车空调系统内客车空调的结构示意图；

图3是本发明节能环保型客车空调系统内客车空调布水系统的结构示意图；

图4是本发明节能环保型客车空调系统内过滤杀菌装置的结构示意图；

图5是本发明节能环保型客车空调系统内能量回收利用系统的结构示意图；

图6是本发明节能环保型客车空调系统内薄膜太阳能电池系统发电供电的结构示意图。

图中，1.薄膜太阳能电池，2.防雨防尘进风口，3.进风管，4.第一水管，5.直流变频风机，6.微通道换热器，7.电加热丝，8.旋转碟，9.喷洒装置，10.防护罩，11.水箱，12.过滤杀菌装置，13.直流变频水泵a，14.水管，15.粗效过滤网，16.杀菌药品层，17.中效过滤网，18.发动机散热器，19.直流变频水泵b，20.阀门，21.排风汇集箱，22.第一风管，23.喷射风管，24.风阀a，25.风阀b，26.光伏控制器，27.蓄电池，28.挡板，29.排水口，30.第二风管，31.第二水管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统，其结构如图1、图5及图6所示，包括有贴附于客车顶壁外侧或顶壁外侧及两外侧面的薄膜太阳能电池系统，客车的顶壁外侧上设置有雨雪水回收装置，薄膜太阳能电池系统通过导线依次与客车内设置的光伏控制器26、客车空调连接，客车空调设置于客车顶壁处，客车空调内的水箱11通过多个过滤杀菌装置12与雨雪水回收装置连通，客车空调内的微通道换热器6通过水管组与客车内的发动机散热器18构成闭合回路，发动机散热器18连接有两个能量回收利用系统。

薄膜太阳能电池系统由若干块薄膜太阳能电池1组成。

雨雪水回收装置由设置于客车顶壁四周边缘处的挡板28围成，挡板28上设置有排水口29；挡板28高度为1cm～3cm。

客车空调结构如图2所示，包括伸出客车顶壁的进风管3，进风管3的上端设置有防雨罩，进风管3的侧壁上设置有防雨防尘进风口2，进风管3内设置有直流变频风机5，进风管3的下方依次设置有微通道换热器6及离心雾化装置，离心雾化装置由旋转碟8及设置于旋转碟8外圈的喷洒装置9组成，旋转碟8通过水管14与水箱11连接，水管14上设置有直流变频水泵a13，直流变频风机5、旋转碟8及直流变频水泵a13分别通过导线与光伏控制器26连接。

如图5所示，微通道换热器6的进水口通过第一水管4与客车内的发动机散热器18的出水口连接，微通道换热器6的出水口通过第二水管31与发动机散热器18的进水口连接，第一水管4上设置有直流变频水泵b19及阀门20，直流变频水泵b19与光伏控制器26连接。

微通道换热器6的下方设置有电加热丝7，电加热丝7通过导线与光伏控制器26连接。

旋转碟8及喷洒装置9的外部设置有防护罩10。

光伏控制器26通过导线与蓄电池27构成闭合回路，光伏控制器26与蓄电池27设置于客车内座位下部或者客车的后备箱内。

过滤杀菌装置12结构如图4所示，包括有瓶状本体，瓶口设置有粗效过滤网15，瓶内的瓶颈处设置有杀菌药品层16，瓶底和瓶体侧面均设置有中效过滤网17。过滤杀菌装置12的瓶口伸入客车顶壁的雨雪回收装置内，而瓶底位于水箱11上部，瓶口伸出客车顶壁。

两个能量回收利用系统对称的设置于客车内两侧面的中下部，且结构相同。能量回收利用系统，其结构如图5所示，包括有排风汇集箱21，排风汇集箱21分别连接有第一风管22和第二风管30，第一风管22与发动机散热器18的送风口连接，第二风管30伸出客车顶壁且与客车顶壁外侧设置的喷射风管23连接；第一风管22内设置有风阀a24，第二风管30内设置有风阀b25。喷射风管23上设置有多个射流喷口。

本发明利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统内各部件的作用如下：

由于客车是移动工具，故传统太阳能电池板不再适用。薄膜太阳能电池形状多样，有的像胶片状，有的还呈透明状，可直接将其铺设在客车顶部外侧和外侧面车窗上，达到与客车外表面的完美结合。薄膜太阳能电池系统由若干块设置在客车顶部和侧面车窗上的薄膜太阳能电池1组成，将接收到的太阳光的辐射转换成直流电，通过导线连接到光伏控制器26，经光伏控制器26处理后，直接供给直流用电设备(即为直流变频水泵a13、直流变频水泵b19、旋转碟8、直流变频风机5、电加热丝7提供直流电能)，在本发明的节能环保型客车空调系统中，与薄膜太阳能电池1并联蓄电池组27，当遭遇阴雨天薄膜太阳能电池发电系统不能工作时，利用储存在蓄电池中27的电供给负载使用。

客车空调(蒸发冷却降温和供暖系统)，在其上部设置有防雨罩，在夏季运行时，如图2及图3所示，储存在水箱11中的水，经直流变频水泵a13升压后沿着水管14流到旋转碟8上，在旋转碟8的离心力和喷洒装置9的联合作用下，水被高度雾化，这时外界的空气通过直流变频风机5的旋转，把外界的空气经进风管3侧面上的防雨防尘进风口2引入，与水雾以顺流方式相遇进行直接蒸发冷却过程，然后把凉爽的新鲜空气通入客车内，不仅节水节能而且能提升客车内空气品质。在冬季，如图5所示，打开阀门20，通过直流变频水泵b19把发动机散热器18制取的热水经水管送到微通道换热器6中，快速加热进入的外界空气，当客车内温度达不到要求时，通过微通道换热器6下部的辅助加热丝7加热空气，达到精确控制室内温度的目的；旋转碟8及喷洒装置9外部的防护罩用来防护乘客的安全。

雨雪水回收装置及过滤杀菌装置12，结构如图1及图3所示，在客车顶部四周边缘设置1～3cm高的挡板28，形成雨雪水回收装置，用来存储雨雪天积存于客车顶部的水；雨雪水回收装置内回收的雨水和雪水经过滤杀菌装置12处理后进入水箱11内，过滤杀菌装置12的瓶口伸出客车顶壁，而瓶底位于水箱11上部，通过溢流方式收集雨水和雪水，能防止颗粒残渣进入过滤杀菌装置12内。

能量回收利用系统，结构如图1及图5所示，利用客车内部的余压收集排风；客车内的排风通过余压方式汇集到排风汇集箱21，然后分成两路，一路在风阀a24的作用下，沿着第一风管22到达发动机散热器18前面的送风口，在夏季用来冷却发动机散热器18；另一路，在风阀b25的作用下，沿着第二风管30到达客车顶壁外侧的喷射风管23，用来冷却薄膜太阳能电池1的表面，并吹扫掉上面的尘土，提高光伏转换效率。在冬季，关掉风阀a24，只开启风阀b25，使客车内的余热空气预热客车顶部，并升高薄膜太阳能电池1表面的温度，来提高光伏转换效率。

本发明利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统的工作过程：

薄膜太阳能电池系统，如图6所示：

由薄膜太阳能电池1接收太阳辐射，发生光伏效应产生直流电，通过光伏控制器26进行处理后，给直流变频水泵a13、直流变频水泵b19、直流变频风机5、旋转碟8及电加热丝7供电；当系统有多余的电时，储存在蓄电池27中，以在阴雨天时备用。

客车空调：

如图2及图3所示，储存在水箱11中的水，经直流变频水泵a13沿着水管14送至旋转碟8中，在旋转碟8的离心力和雾化喷洒装置9联合作用下把水高度雾化，这时通过直流变频风机5的旋转，经防雨防尘进风口2把外界空气引入，水雾与空气以顺流方式相遇，进行直接蒸发冷却过程，然后送入客车内。

雨雪水回收装置及过滤杀菌装置12：

通过设置在客车顶部的挡板28存储雨雪水，然后经过滤杀菌装置12过滤杀菌后汇集到水箱11中备用，过滤杀菌装置12可以拆装，以方便定期清理、维护和循环使用，客车顶部多余的水经过排水口29排掉。

能量回收利用系统：

能量回收利用分为两类：一类是客车内部的排风回收利用，在夏季通过客车内的正压把排风汇集到排风汇集箱21内，打开风阀a24，通过第一风管22送到发动机散热器18的送风口来冷却发动机散热器18；另一部分在风阀b25的作用下进入第二风管30，再由第二风管30进入喷射风管23，之后送到客车顶部，用来冷却薄膜太阳能电池1的表面，并能及时清扫其表面灰尘，提高光伏转换效率；在冬季则关掉风阀a24，只开启风阀b25，排风用来预热薄膜太阳能电池1的表面温度。另一类能量回收是，在冬季开启阀门20，使发动机散热器18的余热通过直流变频水泵b19送到微通道换热器6中，加热进入室内的外界空气，当客车内的温度达不到要求时，开启辅助电加热丝7，达到精确控制客车内部温度的目的。

本发明利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统由薄膜太阳能电池发电系统、雨雪水回收装置、过滤杀菌装置、客车、能量回收利用系统组成，通过薄膜太阳能电池1来发电驱动直流电机，在夏季带动蒸发冷却空调降温；在冬季通过微通道换热器6和辅助电加热丝7制热；利用发动机散热器18的余热来加热外部空气进行供暖；解决了薄膜太阳能电池发电驱动客车用直流空调系统的制冷和供热中的实际问题。

Claims (10)

1.利用薄膜太阳能电池驱动的节能环保型客车空调系统，其特征在于，包括有贴附于客车顶壁外侧或及两外侧面的薄膜太阳能电池系统，所述客车的顶壁外侧上设置有雨雪水回收装置，所述薄膜太阳能电池系统通过导线依次与客车内设置的光伏控制器(26)、客车空调连接，所述光伏控制器(26)通过导线与蓄电池(27)构成闭合回路，所述客车空调设置于客车顶壁处，客车空调内的水箱(11)通过多个过滤杀菌装置(12)与所述雨雪水回收装置连通，客车空调内的微通道换热器(6)通过水管组与客车内的发动机散热器(18)构成闭合回路，所述发动机散热器(18)连接有两个能量回收利用系统。

2.根据权利要求1所述的节能环保型客车空调系统，其特征在于，所述薄膜太阳能电池系统由若干块薄膜太阳能电池(1)组成。

3.根据权利要求1所述的节能环保型客车空调系统，其特征在于，所述雨雪水回收装置由客车顶壁四周边缘处设置的挡板(28)围成，所述挡板(28)上设置有排水口(29)。

4.根据权利要求3所述的节能环保型客车空调系统，其特征在于，所述挡板(28)高度为1cm～3cm。

5.根据权利要求1所述的节能环保型客车空调系统，其特征在于，所述客车空调，包括有伸出客车顶壁的进风管(3)，所述进风管(3)的上端设置有防雨罩，所述进风管(3)的侧壁上设置有防雨防尘进风口(2)，所述进风管(3)内设置有直流变频风机(5)，所述进风管(3)的下方依次设置有微通道换热器(6)及离心雾化装置，所述离心雾化装置由旋转碟(8)及设置于旋转碟(8)外圈的喷洒装置(9)组成，所述旋转碟(8)通过水管(14)与水箱(11)连接，所述水管(14)上设置有直流变频水泵a(13)；

所述直流变频风机(5)、旋转碟(8)及直流变频水泵a(13)分别通过导线与所述光伏控制器(26)连接。

6.根据权利要求1或5所述的节能环保型客车空调系统，其特征在于，所述微通道换热器(6)的进水口通过第一水管(4)与客车内的发动机散热器(18)的出水口连接，所述微通道换热器(6)的出水口通过第二水管(31)与发动机散热器(18)的进水口连接，所述第一水管(4)上设置有直流变频水泵b(19)及阀门(20)；

所述直流变频水泵b(19)与光伏控制器(26)连接。

7.根据权利要求6所述的节能环保型客车空调系统，其特征在于，所述微通道换热器(6)的下方设置有电加热丝(7)，所述电加热丝(7)通过导线与光伏控制器(26)连接。

8.根据权利要求5所述的节能环保型客车空调系统，其特征在于，所述离心雾化装置的外部设置有防护罩(10)。

9.根据权利要求1所述的节能环保型客车空调系统，其特征在于，所述过滤杀菌装置(12)，包括有瓶状本体，瓶口设置有粗效过滤网(15)，瓶内设置有杀菌药品层(16)，瓶底和瓶体侧面均设置有中效过滤网(17)；

所述过滤杀菌装置(12)的瓶口伸入所述雨雪回收装置内，而瓶底位于所述水箱(11)上部，瓶口伸出客车顶壁。

10.根据权利要求1所述的节能环保型客车空调系统，其特征在于，所述两个能量回收利用系统对称的设置于客车内两侧面的中下部，且结构相同；

所述能量回收利用系统，包括有排风汇集箱(21)，所述排风汇集箱(21)分别与第一风管(22)和第二风管(30)相连接，所述第一风管(22)与发动机散热器(18)的送风口连接，所述第二风管(30)伸出客车顶壁且与客车顶壁外侧设置的喷射风管(23)连接；所述第一风管(22)内设置有风阀a(24)；所述第二风管(30)内设置有风阀b(25)；所述喷射风管(23)上设置有多个射流喷口。