CN104975730A - 基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭 - Google Patents

基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭 Download PDF

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Abstract

本发明公开的基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，由组合式户外休息亭、太阳能光伏发电单元、冬夏两用空气调节单及送风单元组成；太阳能光伏发电单元、冬夏两用空气调节单及送风单元均与组合式户外休息亭连接；冬夏两用空气调节单元分别与太阳能光伏发电单元、送风单元连接。本发明基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，将太阳能发电及蒸发冷却联合应用于易于搭建的户外休息亭中，在节省电耗的同时提高了户外休息亭的降温效果，此外还能根据需求随时搭建，满足了户外活动者的需求。

Description

基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭
技术领域
本发明属于户外用降温设备技术领域，涉及一种基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭。
背景技术
近年来，由于受到温室效应的影响，很多地区在夏季都出现了持续的高温天气，这对人们的户外活动及出行都造成了较大的影响。
当人们长期处于户外时，若感到炎热，通常的选择是在路边建造的户外休息亭内纳凉休息，但是现有的户外休息亭只能遮挡住太阳光，避免太阳直射人体照射，并没有产生明显的降温效果，若恰好遇到户外没有设置户外休息亭，那么人们在户外休息时就要饱受日晒和高温的折磨。基于上述问题，如何提高户外休息亭的降温效果和使长期处于户外的人们能随时有良好的休息环境就成为了亟待解决的重要问题。
利用水蒸发吸热制冷的蒸发冷却技术是一种环保、高效且经济的冷却技术，它充分利用自然界的干空气能，无温室气体和制冷剂的排放，对环境无害，所以在近几年来应用非常广泛，基于蒸发冷却技术的优势，将其用于户外休息亭，就能有效的提高户外休息亭的降温效果。
在户外，太阳能是比较容易获得的可再生清洁能源，利用太阳能发电供给户外用电设备运行是近几年来较为流行趋势，将太阳能发电与蒸发冷却降温结合后应用于户外休息亭，就能在节省电耗的同时，有效的提高户外休息亭的降温效果，一举两得。
在人们的生活中，户外搭建的户外休息亭数量是非常有限的，无法满足人们的需求；为了解决这一问题，可以将户外休息亭制成易于拆卸、安装的组合式的结构，以便于能根据需要随时搭建使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，将太阳能发电及蒸发冷却联合应用于易于搭建的户外休息亭中，在节省电耗的同时提高了户外休息亭的降温效果，此外还能根据需求随时搭建，满足了户外活动者的需求。
本发明所采用的技术方案是，基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，由组合式户外休息亭、太阳能光伏发电单元、冬夏两用空气调节单元及送风单元组成；太阳能光伏发电单元、冬夏两用空气调节单元及送风单元均与组合式户外休息亭连接；冬夏两用空气调节单元分别与太阳能光伏发电单元、送风单元连接。
本发明的特点还在于：
组合式户外休息亭，包括有一根竖直设置的中央支撑杆和多根竖直设置的边缘支撑杆，多根边缘支撑杆以中央支撑杆为中心均匀设置于中央支撑杆的周围；中央支撑杆的上端和多根边缘支撑杆的上端均与太阳能光伏发电单元内的太阳能薄膜光伏板以可拆卸的方式连接形成遮阳顶棚；
中央支撑杆的下部与环形折叠式座椅以可拆卸的方式连接，每根边缘支撑杆的下端设置有一个滚轮；
太阳能光伏发电单元内的电力控制-存储单元与冬夏两用空气调节单元分别以可拆卸的方式连接于任意两根边缘支撑杆上；送风单元以可拆卸的方式连接于多根边缘支撑杆的上部。
太阳能光伏发电单元，由通过导线连接在一起的太阳能薄膜光伏板和电力控制-存储单元组成；电力控制-存储单元由通过导线连为一体的蓄电池及电控柜组成；电控柜通过导线管与太阳能薄膜光伏板连接，导线管设置于送风单元内；电控柜通过导线与冬夏两用空气调节单元连接。
电控柜还通过导线与音乐播发器连接，音乐播发器设置于中央支撑杆上。
太阳能薄膜光伏板依靠折叠式半球形支撑架展开后形成半球状。
送风单元由送风管和多个均匀设置于送风管上且向下送风的送风口组成，送风管与冬夏两用空气调节单元连接；导线管位于送风管内；导线管由管体和穿接于管体内的导线组成。
冬夏两用空气调节单元采用的是直接蒸发供冷/供暖两用机组。
直接蒸发供冷/供暖两用机组，包括有机组壳体，机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口、排风口，排风口通过风管与送风管连接；机组壳体内按空气进入后流动方向依次设置有过滤网、填料式蒸发冷却/加热单元及直流离心风机。
填料式蒸发冷却/加热单元，包括有填料，填料的上方设置有布水管，布水管上均匀设置有多个面向填料喷淋水的喷嘴；填料的下方设置有蓄水池，蓄水池通过供水管与布水管连接。
蓄水池的底部设置有电加热膜；供水管上设置有直流水泵。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的组合式蒸发冷却户外休息亭内设置有太阳能光伏发电单元，太阳能光伏发电单元主要由太阳能薄膜光伏板和电力控制-存储单元组成，能将太阳能转化为可以利用的直流电供给耗电设备运行；其中的太阳能薄膜光伏板通过折叠式半球形支撑架展开形成半球状，设置于组合式休息亭的顶部，在遮挡太阳光的同时有效的吸收太阳能。
(2)在本发明的组合式蒸发冷却户外休息亭内，动力耗电部件主要是直流水泵、直流离心风机及电加热膜，这些动力耗电部件消耗的电能来源于太阳能光伏发电单元产生的电能，实现了真正意义上的近零能耗。
(3)本发明的组合式蒸发冷却户外休息亭内设置有送风单元，送风单元能根据季节需要合理的送出冷风或热风，且送风时风速衰减较快，人不会有吹风感。
(4)本发明的组合式蒸发冷却户外休息亭内设置有冬夏两用空气调节单元，该冬夏两用空气调节单元基于直接蒸发冷却技术；在夏季，低温的雾化水滴与空气在填料处进行等焓降温，吹出的冷空气不仅能使周围环境瞬间降温，还可以将冷空气用于冷却导线管内的导线；在冬季，通过蓄水池底部设置电加热膜将蓄水池内的水加热，温度较高的雾化水滴与空气在填料处进行升温加湿，吹出的热空气能使周围环境升温，实现了冬夏两用。
(5)本发明的组合式蒸发冷却户外休息亭，在冬夏两用空气调节单元的送风口内设置送风控制阀，可以根据送风需求调整送风控制阀，使送出的冷空气或热空气能以一定的流速送到户外休息亭。
附图说明：
图1是本发明的组合式蒸发冷却户外休息亭的结构示意图；
图2是本发明的组合式蒸发冷却户外休息亭的电路连接示意图；
图3是本发明的组合式蒸发冷却户外休息亭内冬夏两用空气调节单元的结构示意图；
图4是本发明的组合式蒸发冷却户外休息亭内送风单元的结构示意图；
图5是本发明的组合式蒸发冷却户外休息亭内送风单元的横截面示意图。
图中，1.冬夏两用空气调节单元，2.滚轮，3.环形折叠式座椅，4.边缘支撑杆，5.蓄电池，6.电控柜，7.太阳能薄膜光伏板，8.音乐播放器，9.送风口，10.中央支撑杆，11.送风管，12.导线管，13.直流水泵，14.直流离心风机，15.风管，16.布水管，17.填料，18.蓄水池，19.电加热膜，20.供水管，21.进风口，22.排风口，23.折叠式半球形支撑架。
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。
本发明基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，其结构如图1所示，由组合式户外休息亭、太阳能光伏发电单元、冬夏两用空气调节单元1及送风单元组成；太阳能光伏发电单元、冬夏两用空气调节单元1及送风单元均与组合式户外休息亭连接；冬夏两用空气调节单元1分别与太阳能光伏发电单元、送风单元连接。
组合式户外休息亭，如图1所示，包括有一根竖直设置的中央支撑杆10和多根竖直设置的边缘支撑杆4，多根边缘支撑杆4以中央支撑杆10为中心均匀设置于中央支撑杆10的周围；中央支撑杆10的上端和多根边缘支撑杆4的上端均与太阳能光伏发电单元内的太阳能薄膜光伏板7以可拆卸的方式连接形成遮阳顶棚；中央支撑杆10的下部与一个环形折叠式座椅3以可拆卸的方式连接，每根边缘支撑杆4的下端设置有一个滚轮2，使在整个组合式户外休息亭能随意移动，使用方便；
太阳能光伏发电单元内的电力控制-存储单元与冬夏两用空气调节单元1分别以可拆卸的方式连接于任意两根边缘支撑杆4上；送风单元以可拆卸的方式设置于多根边缘支撑杆4的上部。
太阳能光伏发电单元，如图1及图2所示，由通过导线连接在一起的太阳能薄膜光伏板7和电力控制-存储单元组成。
电力控制-存储单元由通过导线连为一体的蓄电池5及电控柜6组成；电控柜6通过导线管12与太阳能薄膜光伏板7连接，导线管12设置于送风单元内；电控柜6还分别通过导线与冬夏两用空气调节单元1、音乐播放器8连接；电控柜6内设置有光伏控制器及其他电路元件，电控柜6具有占地面积小及使用灵活的优点。
太阳能薄膜光伏板7依靠折叠式半球形支撑架23展开后形成半球状，将折叠式半球形支撑架23收起后，可以将太阳能薄膜光伏板7通过折叠的方式收纳起来，便于储存、携带。
音乐播放器8可以根据需要设置于组合式户外休息亭内的任意位置，或者直接设置于中央支撑杆10上，音乐播发器8可用于播放音乐，使休息的人们放松心情。
送风单元，如图1、图4及图5所示，由送风管11和多个均匀设置于送风管11上且向下送风的送风口9组成，送风管11与冬夏两用空气调节单元1连接。
导线管12位于送风管11内，导线管12由管体和穿接于管体内的导线组成。
冬夏两用空气调节单元1采用的是直接蒸发供冷/供暖两用机组。
直接蒸发供冷/供暖两用机组，其结构如图3所示，包括有机组壳体，机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口21、排风口22，排风口22与风管15与送风管11连接；机组壳体内按空气进入后流动方向依次设置有过滤网、填料式蒸发冷却/加热单元及直流离心风机14。
填料式蒸发冷却/加热单元，包括有填料17，填料17的上方设置有布水管16，布水管16上均匀设置有多个面向填料17喷淋水的喷嘴；填料17的下方设置有蓄水池18，蓄水池18的底部设置有电加热膜19，蓄水池18通过供水管20与布水管16连接；供水管20上设置有直流水泵13。
本发明基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭中主要部件的作用如下：
(1)太阳能光伏发电单元：利用太阳能薄膜光伏板7吸收太阳能发电，产生的直流电被送入电力控制-存储单元内；由电力控制-存储单元将稳定的直流电供给冬夏两用空气调节单元1内的直流离心风机14、直流水泵13和电加热膜19，还可以供给音乐播放器8，使音乐播放器8播放音乐；此外，太阳能薄膜光伏板7利用折叠式半球形支撑架23展开后呈半球形，可以作为遮阳顶棚，在不使用的时候可以折叠起来，节省空间。
其中，太阳能薄膜光伏板7通过导线管12与电力控制-存储单元连接，电力控制-存储单元内设置有通过导线连接的电控柜6和蓄电池5，蓄电池5与耗电部件(直流水泵13、直流离心风机14及电加热膜19)并联，当太阳光照不足时，太阳能薄膜光伏板7无法充足供电时，蓄电池5里面的备用电能及时通过电控柜6处理后供给耗电部件使用。
导线管12设置于送风单元的送风管11内，可以利用送风冷却导线管12内的导线。
(2)冬夏两用空气调节单元1：在夏季，利用冬夏两用空气调节单元1制取冷风，形成的冷风在直流离心风机14的作用下经送风单元送出，用于降温；
在冬季，利用蓄水池8底部设置有电加热膜19对蓄水池18内水加热，冬夏两用空气调节单元1能够制取暖风，形成的暖风在直流离心风机14的作用下经送风单元送出，用于供暖；其中电加热膜19是依靠电力控制-存储单元提供的电能工作的；
直流离心风机14不仅可以送出冷风/热风，还可以促进新风进入冬夏两用空气调节单元1内；
过滤网的设置能有效过滤掉新风中的灰尘和杂质，提高了空气的品质；
排风口22内设置送风控制阀，能够根据需要调节送风的速度和送风量。
冬夏两用空气调节单元1基于蒸发冷却技术，具有对环境无污染、负载功率小及耗电少的特点。
(3)送风单元：用于将冬夏两用空气调节单元1产出的冷风或热风合理的送出，给人们创造舒适的户外休息环境。
本发明基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，夏季工作过程如下：
太阳能光伏发电单元：
太阳能薄膜光伏板7接收太阳光的辐射产生直流电，经电控柜6中的光伏控制器整流后，产生出稳定的直流电后，供给直流水泵13和直流离心风机14及电加热膜19(耗电设备)；由于蓄电池5与耗电设备并联，当有多余的电能时，储存在蓄电池5中备用；当太阳落山后，可利用蓄电池5中的电继续带动冬夏两用空气调节单元1运转。
冬夏两用空气调节单元1：随着直流离心风机14的旋转，冬夏两用空气调节单元1内部形成负压，外界空气通过进风口21进入后流经填料17；同时，蓄水池18中的水在直流水泵13的作用下经供水管20流入布水管16，由布水管16上的喷嘴喷出后，随着重力作用喷淋到填料17的表面，在填料17表面形成一层水膜，这时流经的空气与水膜在填料17表面进行热湿交换，空气进行等焓降温冷却过程；降温后的空气在直流离心风机14的作用下由排风口22送出，经风管15进入送风管11内，由送风管11上的送风口9送到组合式户外休息亭内，使坐在环形折叠式座椅3上的人们感到舒适。
本发明基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，冬季工作过程如下：
冬夏两用空气调节单元1：开启蓄水池18底部的电加热膜19，利用电加热膜19加热蓄水池18中的水，蓄水池18中的热水在直流水泵13的作用下经供水管20送到布水管16内，由布水管16上设置的喷嘴将热水喷淋到填料17表面，并在填料17表面形成一层水膜；同时随着直流离心风机14的旋转，冬夏两用空气调节单元1内部形成负压，外界空气通过进风口21进入后流经填料17，这时空气与水膜在填料17表面进行热湿交换；然后通过直流离心风机14把加热后的空气由排风口22送入风管15内，再由风管15将热空气送到送风管11中，由送风管11上的送风口9送到组合式休息亭内，使坐在环形折叠式座椅3上的人们感到舒适。
本发明基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，由组合式户外休息亭、太阳能光伏发电单元、冬夏两用空气调节单1及送风单元组成；将太阳能发电技术及蒸发冷却技术联合应用于易于搭建的户外休息亭中，不仅提高了户外休息亭的降温效果，还能根据需要随时搭建，满足了户外活动者的需求。

Claims (10)

1.基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，其特征在于，由组合式户外休息亭、太阳能光伏发电单元、冬夏两用空气调节单元(1)及送风单元组成；
所述太阳能光伏发电单元、冬夏两用空气调节单元(1)及送风单元均与组合式户外休息亭连接；所述冬夏两用空气调节单元(1)分别与太阳能光伏发电单元、送风单元连接。
2.根据权利要求1所述的基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，其特征在于，所述组合式户外休息亭，包括有一根竖直设置的中央支撑杆(10)和多根竖直设置的边缘支撑杆(4)，所述多根边缘支撑杆(4)以中央支撑杆(10)为中心均匀设置于中央支撑杆(10)的周围；所述中央支撑杆(10)的上端和多根边缘支撑杆(4)的上端均与太阳能光伏发电单元内的太阳能薄膜光伏板(7)以可拆卸的方式连接形成遮阳顶棚；
所述中央支撑杆(10)的下部与环形折叠式座椅(3)以可拆卸的方式连接，每根边缘支撑杆(4)的下端设置有一个滚轮(2)；
所述太阳能光伏发电单元内的电力控制-存储单元与冬夏两用空气调节单元(1)分别以可拆卸的方式连接于任意两根边缘支撑杆(4)上；
所述送风单元以可拆卸的方式连接于多根边缘支撑杆(4)的上部。
3.根据权利要求1或2所述的基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，其特征在于，所述太阳能光伏发电单元由通过导线连接在一起的太阳能薄膜光伏板(7)和电力控制-存储单元组成；
所述电力控制-存储单元由通过导线连为一体的蓄电池(5)及电控柜(6)组成，所述电控柜(6)通过导线管(12)与太阳能薄膜光伏板(7)连接，所述导线管(12)设置于送风单元内；所述电控柜(6)通过导线与冬夏两用空气调节单元(1)连接。
4.根据权利要求3所述的基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，其特征在于，所述电控柜(6)还通过导线与音乐播发器(8)连接，所述音乐播发器(8)设置于中央支撑杆(10)上。
5.根据权利要求3所述的基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，其特征在于，所述太阳能薄膜光伏板(7)依靠折叠式半球形支撑架(23)展开后形成半球状。
6.根据权利要求3所述的基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，其特征在于，所述送风单元由送风管(11)和多个均匀设置于送风管(11)上且向下送风的送风口(9)组成，所述送风管(11)与冬夏两用空气调节单元(1)连接；
所述导线管(12)位于送风管(11)内；所述导线管(12)由管体和穿接于管体内的导线组成。
7.根据权利要求6所述的基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，其特征在于，所述冬夏两用空气调节单元(1)采用的是直接蒸发供冷/供暖两用机组。
8.根据权利要求7所述的基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，其特征在于，所述直接蒸发供冷/供暖两用机组，包括有机组壳体，所述机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口(21)、排风口(22)，所述排风口(22)通过风管(15)与送风管(11)连接；
所述机组壳体内按空气进入后流动方向依次设置有过滤网、填料式蒸发冷却/加热单元及直流离心风机(14)。
9.根据权利要求8所述的基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，其特征在于，所述填料式蒸发冷却/加热单元，包括有填料(17)，填料(17)的上方设置有布水管(16)，所述布水管(16)上均匀设置有多个面向填料(17)喷淋水的喷嘴；
所述填料(17)的下方设置有蓄水池(18)，所述蓄水池(18)通过供水管(20)与布水管(16)连接。
10.根据权利要求9所述的基于薄膜光伏板驱动的组合式蒸发冷却户外休息亭，其特征在于，所述蓄水池(18)的底部设置有电加热膜(19)；
所述供水管(20)上设置有直流水泵(13)。
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