CN104251222A - 一种用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，采用太阳能光伏组件将接收的太阳能转化为电能存储到储能电池，能够在使用排气扇时调用存储的电能，节省了能源，还采用了传感器检测室内与室外的湿度和温度，当室内与室外的温度和湿度达到预先设定的值时自动开启排气扇，无需人手操作；本发明还设置有供电电路，排气扇可使用市电，供电电路设置有控制开关和定时器，控制开关控制排气扇开启，定时器可根据第一次排气时长设定第二次排气时长，用户可根据需要设定控制开关的第一次排气时长，进而设置第二次排气时长，排气扇工作设定的时长后会自动关闭，不会长时间工作，节能；无需用户手动关闭，更人性化。

Description

一种用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇

技术领域

本发明涉及一种排气扇，尤其涉及的是一种用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇。 

背景技术

现有的家庭浴室排气扇大多为手动开关控制的，而且使用市电，这样的排气扇有以下弊端： 

1.手动控制，不够智能，而且用户忘记关闭时会一直运行，进而产生电能的浪费；

2.使用市电，不够节能。

因此，现有技术还有待于改进和发展。 

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，解决排气扇不够节能的问题。 

本发明的技术方案如下： 

一种用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，包括排气扇本体，还包括：

与排气扇本体内电机驱动器连接的判断控制模块，与排气扇本体内电机驱动器连接的判断控制模块，接收环境监测模块的信息反馈，并通过电机驱动器控制电机的开启或关闭；

以及，

与判断控制模块连接的太阳能控制器，所述太阳能控制器连接太阳能光伏组件及储能电池，其中，

所述太阳能光伏组件，用于将太阳能转化为电能；

所述储能电池，用于存储电能；

所述太阳能控制器，用于控制储能电池的电能存储和输出，若接收到太阳能光伏组件转化的电能，则将电能存储到储能电池；若电机需要供电，则控制储能电池输出电能对电机供电。

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，所述环境监测模块包括： 

环境温度传感器，与判断控制模块连接，用于检测传感器所在环境的环境温度，获取室内及室外的温度；

环境湿度传感器，与判断控制模块连接，用于检测传感器所在环境的空气湿度，获取室内及室外的湿度。

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，还包括： 

定时模块，根据环境监测模块反馈数据，自动设定排气的时间。

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，还设置有一供电电路， 

所述供电电路，接通市电后为排气扇供电。

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，所述的供电电路还设置有一适配器，用于市电变压，变压后输出电压为12V。 

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，所述的供电电路还设置有一控制开关，用于控制供电电路的闭合与断开。 

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，所述的供电电路还设置有一定时器，用于控制排气开启与关闭，并根据第一次排气时长设定第二次排气时长。 

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，第一次排气时长与第二次排气时长的函数关系为： 

S2=600*S1，其中，S1为第一次排气时长，S2为第二次排气时长。

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，第二次排气时长S2不大于1小时。 

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，所述的电机为直流无刷电机，所述直流无刷电机功率为18W。 

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，还包括蓝牙装置，所述蓝牙装置与终端建立蓝牙连接，通过终端控制排气扇开启与关闭。 

本发明所提供的一种用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，采用了太阳能光伏组件将接收的太阳能转化为电能存储到储能电池，能够在使用排气扇时调用存储的电能，节省了能源，还采用了传感器，检测室内与室外的湿度和温度，当室内与室外的温度和湿度达到预先设定的值时自动开启排气扇，无需人手操作；此外，本发明还设置有供电电路，排气扇可使用市电，供电电路设置有控制开关和定时器，控制开关控制排气扇开启，定时器可根据第一次排气时长设定第二次排气时长，用户可根据需要设定控制开关的第一次排气时长，进而设置第二次排气时长，排气扇工作设定的时长后会自动关闭，不会长时间工作，节能；无需用户手动关闭，更人性化。 

本发明所提供的一种用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，采用市电与太阳能相结合的方式，保留有市电接口，用户不用拆掉原有的线路及开关，直接将本发明可拆卸的更换原有排气扇，允许用户介入操作，直接强制开启或关闭排气扇，并可依据用户开启手法的不同在打开排气扇的同时自动预置不同的关闭时长。  

附图说明

图1是本发明中所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇的结构示意图。 

图2为本发明一实施例定时器的电路示意图。 

具体实施方式

本发明提供一种用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

图1是本发明中所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇的结构示意图。如图1所示，本发明所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇包括排气扇本体114，还包括： 

与排气扇本体114内电机驱动器108连接的判断控制模块107，所述判断控制模块107分析环境监测模块116反馈的数据，输出用于控制电机115运行的控制指令，所述控制指令通过电机驱动器108控制电机115的开启或关闭；

还包括，

与判断控制模块107连接的太阳能控制器106，所述太阳能控制器106连接太阳能光伏组件105及储能电池109，其中，

所述太阳能光伏组件105，用于将太阳能转化为电能；

所述储能电池109，用于存储电能；

所述太阳能控制器106，用于控制储能电池109的电能存储和输出，若接收到太阳能光伏组件105转化的电能，则将电能存储到储能电池109；若电机115需要供电，则控制储能电池109输出电能对电机供电。

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，所述的太阳能光伏组件，也叫太阳能电池板，是太阳能发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能转化为电能；判断控制模块，接收环境监测模块的信息反馈，并通过电机驱动器控制电机的开启或关闭，对于判断过程，如：环境监测模块将检测的室内与室外的湿度（或温度）反馈给环境监测模块，环境监测模块根据室内与室外的湿度（或温度）信息做出判断，当达到预先设置的差值时，即满足排气扇开启条件，生成控制指令控制排气扇开启，同时，还将室内与室外的湿度差（或温度差）信息反馈给定时模块，定时模块根据所述室内与室外的湿度差（或温度差）对排气扇定时为S，在经过时间S后排气扇自动关闭，定时模块是根据排气扇的功率及室内与室外的湿度差（或温度差）做的时间设定，设定的时间S能够完成对浴室的调节后不产生多于的能源浪费。 

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，所述环境监测模块116包括： 

环境温度传感器110，与判断控制模块连接，用于检测传感器所在环境的环境温度，获取室内与室外的温度，所述的环境温度传感器设置两个，一个置于室内，用于检测室内的温度，一个设置室外，用于检测室外的温度，然后将检测室内及室外的温度反馈给判断控制模块。

环境湿度传感器111，与判断控制模块连接，用于检测传感器所在环境的空气湿度，获取室内与室外的湿度，所述的环境湿度传感器也设置两个，一个置于室内，用于检测室内的湿度，一个设置室外，用于检测室外的湿度，然后将检测的室内及室外的湿度反馈给判断控制模块。 

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，还包括： 

定时模块112，根据环境监测模块反馈数据，自动设定排气的时间，对于定时模块的设置，可以设置为一固定定时模块，即对排气扇排气的时间为固定值T1，经过T1后关闭排气扇，若关闭排气扇后环境监测模块检测的环境信息依然符合开启条件，则再次控制排气扇开启，依次循环；还可以将可变定时模块，所述可变定时模块可根据环境监测模块检测的环境信息设定排气的时间T2，如：室内与室外的环境湿度（或温度）相差较大时，设定的时间较长。

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，所述的供电电路还设置有一适配器104，用于市电的变压，变压后输出电压为12V，本发明设置的排气扇电机为一直流无刷电机，额定电压为12V，额定功率为18W，因此，排气扇接入市电后需要对电压进行调节，即设置一适配器，将220V转化为12V。 

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，所述的供电电路还设置有一控制开关102，用于控制供电电路113的闭合与断开。所述控制开关102可接入市电101，接通市电后为排气扇电机115供电，本发明通过太阳能光伏组件转化光能为电能并将电能存储到储能电池，然后，可通过储能电池为排气扇电池进行供电，在此基础上，本发明还添加了一供电电路，所述供电电路可接市电220V，设有一市电接口，通过接入市电，用户能够直接对排气扇进行控制。 

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，所述的供电电路113还设置有一定时器103，用于根据第一次排气时长设定第二次排气时长，第一次排气时长与第二次排气时长的函数关系为：S2=600*S1，其中，S1为第一次排气时长，S2为第二次排气时长；第二次排气时长S2不大于1小时。排气扇设置有控制开关102，用户按下控制开关102开启排气扇后，短暂切断，该次为第一次排气，定时器自动检测控制开关首次接通的时长S1，即第一次排气时长，并根据S1计算出第二次排气时长S2，S1与S2的函数关系为：S2=600*S1。当然，通过上述函数关系得出的S2可以为一确定的时长，我们可将这些时间分为4个区间，如以15分钟为区间长度，即0-15分钟为第一区间，15-30分钟为第二区间；30-45分钟为第三区间；45-60为第四区间，依次类推，当计算出的S2落入该区间时，以区间的最大端点值作为设置的第二次排气时长。需要说明的是，若用户在原有的浴室排气扇的设计基础上采用本发明所述排气扇，则用户可根据原有的浴室排气扇尺寸选择本发明所述排气扇，本发明所述排气扇可用户定制，用户无需重新调整排气扇的位置及尺寸，当然，可采用原有的浴室排气扇的市电电源。 

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，所述的电机为直流无刷电机，所述直流无刷电机功率为18W，直流无刷电机比交流电机能量转换率高，使用所述直流无刷电机的排气扇可达到或超过市面上家庭浴室中常见主流电机排气扇的每分钟排气量。 

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其中，还包括蓝牙装置，所述蓝牙装置与终端建立蓝牙连接，通过终端控制排气扇开启与关闭，用户可通过手机等终端控制排气扇的开启与关闭，实现对家用电器的无线控制。 

所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，优选的，所述排气扇可定制，用户改造原有窗户时较为轻松，传统的排气扇尺寸可整体沿用，用户只需设法提供原窗头铝合金窗框尺寸的准确值即可由厂家远程完成设计，用户收到本发明所述的排气扇后自己动手即可安装，简单方便。 

请参见图2所示，图2为本发明一实施例定时器的电路示意图。图2中的左上角部分为定时器控制电路，右下角部分为排气扇开关动作检测与信号处理的控制电路。 

在本发明中定时器控制电路的具体过程如下： 

市电桥式整流后输出，正极直流电在继电器RL2接通的情况下将通过R9、D4、Q3等组成的恒流电路对电容C1充电，C1电压逐渐上升到设定时间后（比如10秒）达到最大值。此时RL2在右下角部分即排气扇开关动作检测与信号处理的控制电路，控制下自动断开，电容C1通过Q6、U5等组成的恒流源电路对Q2的偏置部分电路（偏置部分电路为：D1、D2、R5、Q1）放电，开关管Q1饱和导通，继电器RL1线圈上电气触点接通。设定时间到达后（如1小时）当电容C1放电电压下降到不足以维持Q2的导通，RL1将断电，图2中的L1（实为直流排气扇的市电适配器）立即断电，排气扇切断了与市电的连接。

如上所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，太阳能光伏组件选铜铟镓硒薄膜材料设计，其面积为0.128m²，以目前商业化的效率15.7%计算，装机容量为20Wp。这一面积对于我国家庭的浴室窗头而言是极其轻松就可以达到的，更为常见的固定窗头面积（去除排气扇部分的面积后）一般均可在0.26 m²以上，比上述所需的面积值要大一倍。也就是说，最为保守的估计，浴室窗的固定窗头排除排气扇占用的面积外，剩余部分全部设计为优选的铜铟镓硒薄膜太阳电池，则组件功率可以肯定能在20Wp以上。若装机容量按20Wp计算，以年均每天获得0.5小时以上的峰值日照小时数估算，这一值相当于安装在地面固定的光伏电站全国太阳辐射资源平均值的1/6以下，再考虑系统充放电等的综合效率损失，依靠光伏发电的能量平均每天可供排气扇工作的时间刚好在0.5小时以上。一般而言，排气扇的这一工作时长与典型三口之家的家庭成员每天洗澡的总时长相比已经基本上是可以相对应的。 

综上所述，本发明所提供的一种用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，采用了太阳能光伏组件将接收的太阳能转化为电能存储到储能电池，能够在使用排气扇时调用存储的电能，节省了能源，还采用了传感器，检测室内与室外的湿度和温度，当室内与室外的温度和湿度达到预先设定的值时自动开启排气扇，无需人手操作；此外，本发明还设置有供电电路，排气扇可使用市电，供电电路设置有控制开关和定时器，控制开关控制排气扇开启，定时器可根据第一次排气时长设定第二次排气时长，用户可根据需要设定控制开关的第一次排气时长，进而设置第二次排气时长，排气扇工作设定的时长后会自动关闭，不会长时间工作，节能；无需用户手动关闭，更人性化。 

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。 

Claims (10)

1.一种用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，包括排气扇本体，其特征在于，还包括：

与排气扇本体内电机驱动器连接的判断控制模块，接收环境监测模块的信息反馈，并通过电机驱动器控制电机的开启或关闭；

以及，

与判断控制模块连接的太阳能控制器，所述太阳能控制器连接太阳能光伏组件及储能电池，其中，

所述太阳能光伏组件，用于将接收的太阳能转化为电能；

所述储能电池，用于存储电能；

所述太阳能控制器，用于控制储能电池的电能存储和输出，若接收到太阳能光伏组件转化的电能，则将电能存储到储能电池；若电机需要供电，则控制储能电池输出电能对电机供电。

2.根据权利要求1所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其特征在于，所述环境监测模块包括：

环境温度传感器，与判断控制模块连接，用于检测传感器所在环境的环境温度，获取室内及室外的温度；

环境湿度传感器，与判断控制模块连接，用于检测传感器所在环境的空气湿度，获取室内及室外的湿度。

3.根据权利要求1或2所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其特征在于，还包括：

定时模块，根据环境监测模块反馈数据，自动设定排气的时间。

4.根据权利要求1所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其特征在于，还设置有一供电电路，

所述供电电路设置有一市电接口，接通市电后为排气扇电机供电。

5.根据权利要求4所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其特征在于，所述的供电电路还设置有一适配器，用于变压，输出电压为12V。

6.根据权利要求4所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其特征在于，所述的供电电路还设置有一控制开关，用于控制供电电路的闭合与断开。

7.根据权利要求4所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其特征在于，所述的供电电路还设置有一定时器，用于根据第一次排气时长设定第二次排气时长。

8.根据权利要求7所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其特征在于，第一次排气时长与第二次排气时长的函数关系为：

S2=600*S1，其中，S1为第一次排气时长，S2为第二次排气时长。

9.根据权利要求8所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其特征在于，第二次排气时长S2不大于1小时。

10.根据权利要求1所述的用于家庭浴室的太阳能光伏排气扇，其特征在于，所述的电机为直流无刷电机，所述直流无刷电机功率为18W。