CN104776533A - 一种微型太阳能直流变频空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型太阳能直流变频空调，包括供电系统和空调主机系统，供电系统包括光伏太阳能电池板和蓄电池。空调主机系统包括控制系统和制冷系统，制冷系统包括箱体、微型直流压缩机、微型冷凝器、节流阀和蒸发器，压缩机连接冷凝器，冷凝器连接节流阀，节流阀连接蒸发器，蒸发器连接压缩机形成一个循环。控制系统包括电源管理模块、温度检测模块和制冷控制模块，电源管理模块与电源系统连接，控制系统分别与温度检测模块和压缩机连接。本发明的相关部件均采用直流供电，使得光伏太阳能转化而成的电无需逆变即可接入蓄电池或直接使用，本发明存在体积非常小、重量非常轻，功耗低，便于携带，可以广泛适应各种室外环境使用的优点。

Description

一种微型太阳能直流变频空调

技术领域

本发明属于空调技术领域，涉及一种微型太阳能直流变频空调。

背景技术

传统空调：技术、市场已经很成熟，安装于建筑物，基本都是固定安装，采用交流供电，能耗高，用于对室内密闭环境降温。

太阳能空调：基本原理是用太阳能发电，经逆变器将光伏太阳能的直流电转成交流电后给传统空调供电。该产品理论技术可行，但实际市场成熟度不高。

移动空调：本质上是家用交流空调一体机，其工作方式、大小都与传统空调差不多，只是将原来的室内机和室外机集成在一起。可移动，但仍然笨重，功耗高，仍是采用交流供电，不能随身携带。

中国专利：申请号201410628644.5，公开了一种变频太阳能空调，包括供电系统及空调主机系统，太阳能供电系统包括太阳能电池板、蓄电池及控制器，控制器连接太阳能电池板、蓄电池及市电电源，空调主机系统包括处理器、变频器、压缩机、冷凝器及温度检测器，处理器连接变频器、温度检测器及太阳能供电系统的控制器，压缩机连接变频器、冷凝器及控制器，温度检测器检测当前室内温度值，当处理器检测到目标温度值与当前室内温度值的差距大于第一预设值时，由蓄电池为压缩机供电，当处理器检测到目标温度值与当前室内温度值的差距不大于第二预设值时，由太阳能电池板为压缩机供电，第一预设值大于第二预设值。该发明仍在空调系统的电源选择上做了适当改进，但仍无法解决空调系统体积大、能耗高、不宜移动的特点。

空调扇：交流供电，采用冰块作为冷源，市场已较成熟。该产品的能量转化率不高，而且冰块的来源很受限制。

现有的各种空调还存在以下缺点：均采用交流市电供电，体积大，重量重，能源消耗大和移动不方便，不适合便携式户外使用；虽然空调扇具有轻巧便携的特点，但仍离不开交流市电，且使用时收冰块来源限制很大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有各种空调系统的不足，提供一种结构简单、体积小、质量轻、节能环保和移动方便，制冷效果好的微型太阳能直流变频空调。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种微型太阳能直流变频空调，包括供电系统和空调主机系统，供电系统和空调主机系统相连接，其特征是：所述的供电系统包括光伏太阳能电池板和蓄电池；所述的空调主机系统包括控制系统和制冷系统；所述的制冷系统包括箱体、微型直流压缩机、微型冷凝器、节流阀和蒸发器；所述的压缩机连接冷凝器，冷凝器连接节流阀，节流阀连接蒸发器，蒸发器连接压缩机形成一个循环；所述的控制系统包括电源管理模块、温度检测模块和制冷控制模块，电源管理模块与电源系统连接，控制系统分别与温度检测模块和压缩机连接。

本发明中，作为进一步改进，本发明直接使用直流电供电，其中光伏太阳能电池板所产生的直流电无需经过逆变即可存入蓄电池或直接供微型直流空调使用。空调系统采用直流供电，当太阳能供电系统电能耗尽时，亦可采用同电压的其他电源供电，如采用车载电源或其他备用电池。通过在控制系统加入温度检测模块，使得本发明可以通过检测环境温度及冷风温度，调控压缩机转速及出风速度从而达到最佳的制冷或者供暖效果。

以上所述的空调主机系统还包括有水回收装置，水回收装置分别与冷凝器和蒸发器相连。

本发明中，作为进一步改进，在空调主机系统中增加冷凝水回收装置，水回收装置分别与冷凝器和蒸发器相连，使得蒸发器产生的冷凝水可以在冷凝器完全蒸发，并可以给冷凝器降温，有效回收冷凝水，提高制冷效率，并达到节能减排的目的。

以上所述的压缩机为微型直流变频压缩机，微型直流变频压缩机的功率为小于300瓦，供电直流电压为12V、24V、36V或48V，频率调节范围2000转/分钟至6500转/分钟。

本发明中，作为进一步改进，使得本发明能够直接使用直流电驱动压缩机，从而驱动的电源更加灵活多样化，也使得本发明使用的范围更加大，由于压缩机小且功率低，从而携带更加方便。

以上所述的蓄电池可以为锂电池、铅蓄电池或镍锌蓄电池等。

以上所述的冷凝器为微型通道平行流式冷凝器或者微小型冷凝器。

以上所述的蒸发器为微型翅片式蒸发器。

本发明中，作为进一步改进，本发明采用的部件都为微小型使得本空调的体积更加小巧，更加使用与户外使用，更加便于携带。

以上所述的箱体设有制冷口和供暖口；所述的制冷口或者供暖口上设有导风管。

本发明中，作为进一步改进，当要制冷时在供暖口上安装一个导风口，制冷口的出风就可以达到制冷目的；当要供暖时在制冷口上安装一个导风口，供暖口的出风就可以达到供暖目的，使得本发明的使用更加灵活。

本微型太阳能直流变频空调的工作原理：

将光伏太阳能板转化而成的直流电存入蓄电池，蓄电池再给空调系统供电，或者光伏太阳能板转化而成的直流电直接连接到空调系统使用，而这期间无需任何逆变转换。空调系统与所有压缩机制冷系统的基本原理一样，而本空调系统采用的四大部件：压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器都为微小型。其中压缩机由直流电源直接供电，压缩机将低温低压的蒸汽压缩成高温高压的蒸汽后排入冷凝器；高温高压蒸汽在冷凝器中向环境放热后变成高压常温的液体；经过节流阀后，变成低温低压的液体；在蒸发器中，液体气化，成为低温低压的气体，同时从环境吸收大量的热量，达到制冷的目的，低温低压的气体再进入压缩机开始下一个循环。

本发明的有益效果：

1、本发明采用微型的四大部件使得本太阳能空调的体积非常小、重量非常轻，制冷主机尺寸有效控制在30cm×20cm×30cm以内，重量控制在6公斤以内，空调系统上方设有提手，便于携带，可以广泛适应各种室内、外环境使用，如适用于货车车厢、湖面、海上等特殊作业环境。

2、本发明的整个系统采用约300W的太阳能板供电即可满足使用要求，从而到达制冷量300W至600W，能做到出风温度比环境温度低15℃，大大的减少了能源消耗。由于功率小，完全可以使用太阳能供电，而从光伏太阳能板得到的电能无需逆变成交流电，直接接蓄电池，蓄电池既储存电能，同时又给制冷系统供电。在光线不足或不方便安装太阳能板的情况下，用户也可自备蓄电池供电，大大的增加了实用性。采用结合光伏太阳能发电作为动力源，实现环保节能，无污染，零排放的空调技术。

3、本发明采用微型的四大部件组成微型空调系统，同时因压缩机及相关部件均采用直流供电，使得光伏太阳能转化而成的电无需逆变即可接入蓄电池并使用。

4、本发明在空调主机系统中增加冷凝水回收装置，水回收装置分别与冷凝器和蒸发器相连，使得蒸发器产生的冷凝水可以在冷凝器完全蒸发，并可以给冷凝器降温，有效回收冷凝水，提高制冷效率，并达到节能减排的目的。

5、本发明的结构简单，使用方便，操作简单，方便携带，制冷效果好，节能环保。

附图说明

附图1是实施例的微型太阳能直流变频空调系统工作连接示意图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的具体实施方式进一步的详细描述。

实施例1：

如图1所示，一种微型太阳能直流变频空调，包括供电系统和空调主机系统，供电系统和空调主机系统相连接，供电系统包括光伏太阳能电池板和蓄电池，蓄电池为锂电池。空调主机系统包括控制系统和制冷系统，制冷系统包括箱体、微型直流压缩机、微型冷凝器、节流阀和蒸发器，压缩机连接冷凝器，冷凝器连接节流阀，节流阀连接蒸发器，蒸发器连接压缩机形成一个循环，压缩机为美国Aspen微型直流变频压缩机，微型直流变频压缩机的功率为250瓦，供电直流电压为48V，冷凝器为微型通道平行流式冷凝器，蒸发器为微型翅片式蒸发器，箱体设有制冷口和供暖口，供暖口上设有导风管。制冷系统还包括有水回收装置，水回收装置分别与冷凝器和蒸发器相连。控制系统包括电源管理模块、温度检测模块和制冷控制模块，电源管理模块与电源系统连接，控制系统分别与温度检测模块和压缩机连接。

实施例2：

如图1所示，一种微型太阳能直流变频空调，包括供电系统和空调主机系统，供电系统和空调主机系统相连接，供电系统包括光伏太阳能电池板和蓄电池，蓄电池为镍锌蓄电池。空调主机系统包括控制系统和制冷系统，制冷系统包括箱体、微型直流压缩机、微型冷凝器、节流阀和蒸发器，压缩机连接冷凝器，冷凝器连接节流阀，节流阀连接蒸发器，蒸发器连接压缩机形成一个循环，压缩机为美国Aspen微型直流变频压缩机，微型直流变频压缩机的功率为200瓦，供电直流电压为24V，冷凝器为微型通道平行流式冷凝器，蒸发器为微型翅片式蒸发器，箱体设有制冷口和供暖口，制冷口上设有导风管。制冷系统还包括有水回收装置，水回收装置分别与冷凝器和蒸发器相连。控制系统包括电源管理模块、温度检测模块和制冷控制模块，电源管理模块与电源系统连接，控制系统分别与温度检测模块和压缩机连接。

实施例3：

如图1所示，一种微型太阳能直流变频空调，包括供电系统和空调主机系统，供电系统和空调主机系统相连接，供电系统包括光伏太阳能电池板。空调主机系统包括控制系统和制冷系统，制冷系统包括箱体、微型直流压缩机、微型冷凝器、节流阀和蒸发器，压缩机连接冷凝器，冷凝器连接节流阀，节流阀连接蒸发器，蒸发器连接压缩机形成一个循环，压缩机为美国Aspen微型直流变频压缩机，微型直流变频压缩机的功率为100瓦，供电直流电压为12V，由于功耗较小，无需蓄电池储能，可直接利用光伏太阳能驱动微型空调系统。冷凝器为微小型冷凝器，蒸发器为微型翅片式蒸发器，箱体设有制冷口和供暖口，供暖口上设有导风管。制冷系统还包括有水回收装置，水回收装置分别与冷凝器和蒸发器相连。控制系统包括电源管理模块、温度检测模块和制冷控制模块，电源管理模块与电源系统连接，控制系统分别与温度检测模块和压缩机连接。

实施例4：

如图1所示，一种微型太阳能直流变频空调，包括供电系统和空调主机系统，供电系统和空调主机系统相连接，供电系统包括光伏太阳能电池板和蓄电池，蓄电池为货车车载自带铅蓄电池。空调主机系统包括控制系统和制冷系统，制冷系统包括箱体、微型直流压缩机、微型冷凝器、节流阀和蒸发器，压缩机连接冷凝器，冷凝器连接节流阀，节流阀连接蒸发器，蒸发器连接压缩机形成一个循环，压缩机为美国Aspen微型直流变频压缩机，微型直流变频压缩机的功率为150瓦，供电直流电压为36V，冷凝器为微小型冷凝器，蒸发器为微型翅片式蒸发器，箱体设有制冷口和供暖口，制冷口上设有导风管。制冷系统还包括有水回收装置，水回收装置分别与冷凝器和蒸发器相连。控制系统包括电源管理模块、温度检测模块和制冷控制模块，电源管理模块与电源系统连接，控制系统分别与温度检测模块和压缩机连接。

工作时：

将光伏太阳能板转化而成的直流电存入蓄电池，蓄电池在直接给空调系统供电，或者连接到空调系统直接使用，而这期间无需任何逆变转换。空调系统与所有压缩机制冷系统的基本原理一样，而本空调系统采用的四大部件：压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器都为微小型。其中压缩机由直流电源直接供电，压缩机将低温低压的蒸汽压缩成高温高压的蒸汽后排入冷凝器；高温高压蒸汽在冷凝器中向环境放热后变成高压常温的液体；经过节流阀后，变成低温低压的液体；在蒸发器中，液体气化，成为低温低压的气体，同时从环境吸收大量的热量，达到制冷的目的，低温低压的气体再进入压缩机开始下一个循环。

以上所述的实施例，只是本发明的较优选的几种具体方式，本领域的技术员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种微型太阳能直流变频空调，包括供电系统和空调主机系统，供电系统和空调主机系统相连接，其特征是：所述的供电系统包括光伏太阳能电池板和蓄电池；所述的空调主机系统包括控制系统和制冷系统；所述的制冷系统包括箱体、微型直流压缩机、微型冷凝器、节流阀和蒸发器；所述的压缩机连接冷凝器，冷凝器连接节流阀，节流阀连接蒸发器，蒸发器连接压缩机形成一个循环；所述的控制系统包括电源管理模块、温度检测模块和制冷控制模块，电源管理模块与电源系统连接，控制系统分别与温度检测模块和压缩机连接。

2.根据权利要求1所述的微型太阳能直流变频空调，其特征是：所述的空调主机系统还包括有水回收装置，水回收装置分别与冷凝器和蒸发器相连。

3.根据权利要求1所述的微型太阳能直流变频空调，其特征是：所述的压缩机为微型直流变频压缩机，微型直流变频压缩机的功率为小于300瓦，供电直流电压为12V、24V、36V或48V。

4.根据权利要求1所述的微型太阳能直流变频空调，其特征是：所述的蓄电池为锂电池、铅蓄电池或镍锌蓄电池等。

5.根据权利要求1所述的微型太阳能直流变频空调，其特征是：所述的冷凝器为微型通道平行流式冷凝器或者微小型冷凝器。

6.根据权利要求1所述的微型太阳能直流变频空调，其特征是：所述的蒸发器为微型翅片式蒸发器。

7.根据权利要求1所述的微型太阳能直流变频空调，其特征是：所述的箱体设有制冷口和供暖口；所述的制冷口或者供暖口上设有导风管。