CN105864928B - 薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞 - Google Patents

薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞 Download PDF

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Abstract

本发明公开的薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，包括有气幕伞伞面，气幕伞伞面的外侧贴附有薄膜太阳能电池，气幕伞伞面的内侧架设有环形送风道；气幕伞伞面通过支撑单元支撑，支撑单元的上端伸出气幕伞伞面且在该端设置有蒸发式冷气机，蒸发式冷气机与环形送风道连接，环形送风道上设置有送风单元；支撑单元的下端固定于地面上；支撑单元上分别设置有控制器、感应系统；控制器与薄膜太阳能电池连接，且控制器还外接电源存储控制单元，构成薄膜太阳能电池发电系统；感应系统分别与电源存储控制单元、蒸发式冷气机连接。本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞能为高温下的户外工作者和消费者提供一个清凉舒适的环境。

Description

薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞
技术领域
本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞。
背景技术
近年来，随着我国城市化建设速度的不断加快和人民生活水平的日益提高，户外开放或半开放空间的餐饮业和公园等娱乐社交场所日益增多。然而，由于城市热岛效应的日益突出，造成了夏天炎热高温天气持续时间较长，再加上室外空气雾霾严重，使人们开始重视对户外活动环境的改善，特别是在炎热的夏季，户外人员降温减霾问题亟待解决。
现有的机械制冷空调大多用于解决室内温湿度调节，若将其用于户外降温，其制冷代价太高，且制冷效果不明显。蒸发冷却技术是一种利用干空气能以水作为冷却介质，通过水分蒸发吸热对空气进行冷却的空调技术。
基于蒸发冷却技术的特点，将蒸发式冷气机与气幕伞的特殊结构结合，就能为户外人员营造一个舒适的环境，不仅冷却能耗小，还可以提高空气品质；而将薄膜太阳能电池发电系统用于为蒸发式冷气机及其他辅助耗电设备供电，既能保证蒸发式冷气机的正常运行，又能大幅度降低电能的消耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，将蒸发式冷气机与气幕伞结合，能将蒸发冷却处理后的低温、干净的空气通过环形空气幕送风的方式送到人员休息区；利用薄膜太阳能电池发电系统发电供给蒸发式冷气机，降低了电能的消耗。
本发明所采用的技术方案是，薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，包括有气幕伞伞面，气幕伞伞面的外侧贴附有薄膜太阳能电池，气幕伞伞面的内侧架设有环形送风道；气幕伞伞面通过支撑单元支撑，支撑单元的上端伸出气幕伞伞面且在该端设置有蒸发式冷气机，蒸发式冷气机与环形送风道连接，环形送风道上设置有送风单元；支撑单元的下端固定于地面上；支撑单元上分别设置有控制器、感应系统；控制器与薄膜太阳能电池连接，且控制器还外接电源存储控制单元，构成薄膜太阳能电池发电系统；感应系统分别与电源存储控制单元、蒸发式冷气机连接。
本发明的特点还在于：
送风单元由多个上送风口、多个空气幕送风口及多个下送风口构成；多个上送风口均能面向气幕伞伞面送冷风，能降低气幕伞伞面的温度，从而为贴附于气幕伞伞面上的薄膜太阳能电池降温；多个空气幕送风口沿环形送风道均匀设置，多个空气幕送风口相互配合能向气幕伞伞面的下方送冷风形成冷空气幕；多个下送风口均能面向气幕伞伞面下的人员休息区送冷风。
每个下送风口内设置有可调式百叶。
感应系统由连接在一起的开关控制单元及温度-人体联合感应单元组成；开关控制单元分别通过导线与电源存储控制单元、蒸发式冷气机连接；开关控制单元由通过导线连接在一起的温度感应开关和人员感应开关组成；温度-人体联合感应单元由温度感应器和人员感应器组成；温度感应开关通过导线与温度感应器连接；人员感应开关通过导线与人员感应器连接。
电源存储控制单元由通过导线连接在一起的蓄电单元和逆变器组成；蓄电单元由蓄电池保温箱和设置于蓄电池保温箱内的蓄电池组构成；蓄电池组、逆变器均通过导线与控制器连接；逆变器通过导线与开关控制单元连接。
电源存储控制单元埋设于地面下。
蒸发式冷气机，包括有冷气机壳体，冷气机壳体的底部设置有冷风送出口，冷风送出口与环形送风道连接，冷风送出口内设置有轴流风机；冷气机壳体的每个侧壁上均设置进风口；冷气机壳体内靠近每个进风口处设置有一个直接蒸发冷却单元，冷气机壳体内所有的直接蒸发冷却单元之间围成竖直的冷风流道，冷风流道内架设有电机，电机通过驱动轴与轴流风机连接，电机通过导线与所有的直接蒸发冷却单元连接，电机还通过导线与开关控制单元连接。
每个进风口内均设置有初效过滤网。
直接蒸发冷却单元，包括有填料，填料的上方设置有布水器，填料的下方设置有蓄水槽，布水器通过蓄水管与蓄水槽连接；蓄水管上设置有循环水泵，循环水泵通过导线与电机连接。
蓄水槽内设置有浮球阀，蓄水槽还连接有补水管。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，将蒸发式冷气机与气幕伞结合，将经蒸发冷却处理后的低温、干净的空气通过环形空气幕送风的方式送到人员休息区，既提供了高品质的低温空气，又有效的阻隔了外界污染空气的侵入。
(2)本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，在环形送风道上设置有送风单元，送风单元由多个上送风口、多个下送风口及多个空气幕送风口组成；其中，上送风口能将经蒸发式冷气机输送出来的冷空气吹向气幕伞伞面，冷却气幕伞伞面，由于薄膜太阳能电池贴附于气幕伞伞面外侧，可以逐步实现对薄膜太阳能电池表面降温，从而提高薄膜太阳能电池的光电转化效率；多个空气幕送风口同时向下方输送冷风，可以在气幕伞伞面下方形成空气幕；而每个下送风内均设置有可调式百叶，可用于将一部分低温、干净空气直接送给休息区的人员，改善人员区空气品质。
(3)本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，利用薄膜太阳能电池发电技术充分吸收户外太阳能来驱动功率较小的蒸发式冷气机运行，既保证了蒸发式冷气机的正常运行，又大幅度降低了电能的消耗。
(4)本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，在支撑单元上设有人员感应装置和温度感应装置，当室外温度达到设定值时，温度感应装置动作，闭合该处电路；同时，当气幕伞下休息区有人时，人员感应装置动作，闭合该处电路，整个电路通路，蒸发式冷气机开始工作；反之，电路开路；故具有自动控制、节能的功能。
附图说明
图1是本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞的结构示意图；
图2是本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞中薄膜太阳能电池系统与蒸发式冷气机、感应系统电路连接关系示意图；
图3是本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞中蒸发式冷气机的结构示意图。
图中，A.蒸发式冷气机，B.薄膜太阳能电池发电系统，a.温度感应开关，b.人员感应开关，c.补水管，d.浮球阀；
1.布水器，2.填料，3.蓄水槽，4.循环水泵，5.轴流风机，6.电机，7.薄膜太阳能电池，8.控制器，9.蓄电池组，10.逆变器，11.人员感应器，12.温度感应器，13.可调式百叶，14.环形送风道，15.支撑单元，16.气幕伞伞面，17.蓄电池保温箱，18.人员休息区，19.地面，20.冷气机壳体，21.蓄水管，22.冷风送出口，23.冷风流道，24.电源存储控制单元，25.下送风口。
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。
本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，其结构如图1所示，包括有气幕伞伞面16，气幕伞伞面16的外侧贴附有薄膜太阳能电池7，气幕伞伞面16的内侧架设有环形送风道14，气幕伞伞面16通过支撑单元15支撑，支撑单元15的上端伸出气幕伞伞面16且在该端设置有蒸发式冷气机A，蒸发式冷气机A与环形送风道14连接，环形送风道14上设置有送风单元；支撑单元15的下端固定于地面19上；支撑单元15上分别设置有控制器8、感应系统；控制器8与薄膜太阳能电池7连接，且控制器8还外接电源存储控制单元24，构成薄膜太阳能电池发电系统B；感应系统分别与电源存储控制单元24、蒸发式冷气机A连接。
送风单元由多个上送风口、多个空气幕送风口及多个下送风口25构成；多个上送风口均能面向气幕伞伞面16送冷风，能降低气幕伞伞面16的温度，从而为贴附于气幕伞伞面16上的薄膜太阳能电池7降温；多个空气幕送风口沿环形送风道14均匀设置，多个空气幕送风口相互配合能向气幕伞伞面16的下方送冷风形成冷空气幕；多个下送风口25均能面向气幕伞伞面16下的人员休息区18送冷风，用于为人员休息区18内休息的人们提供良好的环境，为了增强舒适感，在人员休息区18内围绕支撑单元15设置有环形座椅，方便人们休息。
每个下送风口25内设置有可调式百叶13，通过调整下送风口23内的可调式百叶13的角度能使冷风直接吹向人员休息区18。
如图2所示，感应系统由连接在一起的开关控制单元及温度-人体联合感应单元组成；开关控制单元分别通过导线与电源存储控制单元24、蒸发式冷气机A连接。
开关控制单元由通过导线连接在一起的温度感应开关a和人员感应开关b组成；温度-人体联合感应单元由温度感应器12和人员感应器11组成；温度感应开关a通过导线与温度感应器12连接，人员感应开关b通过导线与人员感应器11连接。
电源存储控制单元24埋设于地面19下。
如图2所示，电源存储控制单元24由通过导线连接在一起的蓄电单元和逆变器10组成；蓄电单元由蓄电池保温箱17和设置于蓄电池保温箱17内的蓄电池组9构成；蓄电池组9、逆变器10均通过导线与控制器8连接，逆变器10通过导线与开关控制单元连接。
蓄电池组9由通过导线依次串联的多个蓄电池组成。
蒸发式冷气机A，如图3所示，包括有冷气机壳体20，冷气机壳体20的底部设置有冷风送出口22，冷风送出口22与环形送风道14连接，冷风送出口22内设置有轴流风机5；冷气机壳体20的每个侧壁上均设置进风口；冷气机壳体20内靠近每个进风口处设置有一个直接蒸发冷却单元，冷气机壳体20内所有的直接蒸发冷却单元之间围成竖直的冷风流道23，冷风流道23内架设有电机6，电机6通过驱动轴与轴流风机5连接，电机6通过导线与所有的直接蒸发冷却单元连接，电机6还通过导线与开关控制单元连接。
每个进风口内均设置有初效过滤网。
直接蒸发冷却单元，包括有填料2，填料2的上方设置有布水器1，填料2的下方设置有蓄水槽3，布水器1通过蓄水管21与蓄水槽3连接；蓄水管21上设置有循环水泵4，循环水泵4通过导线与电机6连接。循环水泵4采用潜水泵。
蓄水槽3内设置有浮球阀d，蓄水槽3还连接有补水管c。
本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞的具体工作过程如下：
(1)空气处理过程具体为：
在炎热的夏季，高温空气在轴流风机5的作用下，经蒸发式冷气机A侧壁上设置的进风口进入蒸发式冷气机A内，高温空气在进入进风口的过程中经过初效过滤网过滤后，形成洁净的高温空气；
洁净的高温空气流入临近的直接蒸发冷却单元内，在填料2处与经布水器1喷淋下来的水发生等焓加湿降温过程，形成冷空气；
蒸发式冷气机A内形成的所有冷空气汇入冷风流道23内，并在轴流风机5的作用下经冷风送出口22送至环形送风道14内，由于环形送风道14上分别设置有多个上送风口、多个下送风口25多个及空气幕送风口，可以将冷空气分为以下三部分使用：
(a)一小部分冷风经所有的上送风口送出并吹向气幕伞伞面16，用于降低气幕伞伞面的16的温度，随着气幕伞伞面16温度的降低，使贴附于气幕伞伞面16上的薄膜太阳能电池7的温度降低，这样可以保证薄膜太阳能电池7的发电效率；
(b)还有一小部分冷风经所有的下送风口25送出，在可调式百叶13的作用下吹向人员休息区18，为人员休息区18内休息的人们提供冷风，改善人员休息区18内的空气品质；
(c)大部分的冷风经所有的空气幕送风口送出，在气幕伞伞面16的下方形成空气幕。
(2)水循环过程具体为：
蓄水槽3内的循环水在循环水泵4的作用下经蓄水管21输送到布水器1，由布水器1将循环水喷淋在填料2上，使填料2润湿，此时流经填料2的空气能在填料2处发生等焓加湿降温；待等焓加湿降温完成后，填料2上多余的水受到自身重力影响，落回蓄水槽3内，并以此循环下去。
在上述水循环的过程中：一部分水在填料2中与空气发生热湿交换后蒸发，当蓄水槽3内循环水为低于设定值时，浮球阀d动作，此时补水管c完成补水。
(3)薄膜太阳能电池发电系统B的工作过程具体如下：
薄膜太阳能电池发电系统B用于给本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞中的耗电部件提供电力；
当室外环境温度等于或者高于设计值时，温度感应器12接收信号传递给温度感应开关a，闭合此处电路：
当人员休息区18内有人时，人员感应器11能接收信号并传给人员感应开关b，闭合此处电路，此时整个电路通路，蒸发式冷气机A内的循环水泵4和轴流风机5开始运行，处理进入蒸发式冷气机A的高温空气；高温空气经蒸发式冷气机A处理后形成符合送风条件的冷空气，冷空气在轴流风机5的作用下流入环形送风道14，由环形送风道14上的下送风口25送到人员休息区18；
当人员休息区18内没有人时，人员感应开关b断开，整个电路开路，蒸发式冷气机A内的循环水泵4和轴流风机5停止工作；此时，薄膜太阳能电池发电系统B仅完成对蓄电池组9的充电过程，以作为夜间或太阳光照不充足的情况下使用。
由于温度感应开关a和人员感应开关b之间通过导线串联，温度感应开关a与温度感应器12串联，人员感应开关b与人员感应器11串联，只有当温度感应器12和人员感应器11同时感应到各自信号，使温度感应开关a和人员感应开关b同时闭合，才能驱动本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞开始工作，故能很好的节约能耗。
本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞是针对夏天炎热高温天气持续时间较长及室外空气雾霾严重的问题而设计的，能有效解决户外人员的降温、减霾问题。本发明薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，将蒸发式冷气机A应用于气幕伞结构中，将经蒸发冷却处理后的低温、干净的空气通过环形空气幕送风的方式送到人员休息区，既提供了高品质的低温空气，又有效的阻隔了外界污染空气的侵入，同时利用薄膜太阳能电池发电技术充分吸收室外太阳能来驱动功率较小的蒸发式冷气机A，既保证了蒸发式冷气机A的正常运行又大幅度降低了电能的消耗。

Claims (8)

1.薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，其特征在于，包括有气幕伞伞面(16)，所述气幕伞伞面(16)的外侧贴附有薄膜太阳能电池(7)，所述气幕伞伞面(16)的内侧架设有环形送风道(14)；
所述气幕伞伞面(16)通过支撑单元(15)支撑，所述支撑单元(15)的上端伸出气幕伞伞面(16)且在该端设置有蒸发式冷气机(A)，所述蒸发式冷气机(A)与环形送风道(14)连接，所述环形送风道(14)上设置有送风单元；所述支撑单元(15)的下端固定于地面(19)上；所述支撑单元(15)上分别设置有控制器(8)、感应系统；
所述控制器(8)与薄膜太阳能电池(7)连接，且控制器(8)还外接电源存储控制单元(24)，构成薄膜太阳能电池发电系统(B)；
所述感应系统分别与电源存储控制单元(24)、蒸发式冷气机(A)连接；
所述送风单元由多个上送风口、多个空气幕送风口及多个下送风口(25)构成；
所述多个上送风口均能面向气幕伞伞面(16)送冷风，能降低气幕伞伞面(16)的温度，从而为贴附于气幕伞伞面(16)上的薄膜太阳能电池(7)降温；
所述多个空气幕送风口沿环形送风道(14)均匀设置，多个空气幕送风口相互配合能向气幕伞伞面(16)的下方送冷风形成冷空气幕；
所述多个下送风口(25)均能面向气幕伞伞面(16)下的人员休息区(18)送冷风；
所述蒸发式冷气机(A)，包括有冷气机壳体(20)，所述冷气机壳体(20)的底部设置有冷风送出口(22)，所述冷风送出口(22)与环形送风道(14)连接，所述冷风送出口(22)内设置有轴流风机(5)；
所述冷气机壳体(20)的每个侧壁上均设置进风口；
所述冷气机壳体(20)内靠近每个进风口处设置有一个直接蒸发冷却单元，所述冷气机壳体(20)内所有的直接蒸发冷却单元之间围成竖直的冷风流道(23)，所述冷风流道(23)内架设有电机(6)，所述电机(6)通过驱动轴与轴流风机(5)连接，所述电机(6)通过导线与所有的直接蒸发冷却单元连接，所述电机(6)还通过导线与开关控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，其特征在于，每个所述下送风口(25)内设置有可调式百叶(13)。
3.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，其特征在于，所述感应系统由连接在一起的开关控制单元及温度-人体联合感应单元组成；所述开关控制单元分别通过导线与电源存储控制单元(24)、蒸发式冷气机(A)连接；
所述开关控制单元由通过导线连接在一起的温度感应开关(a)和人员感应开关(b)组成；
所述温度-人体联合感应单元由温度感应器(12)和人员感应器(11)组成；
所述温度感应开关(a)通过导线与温度感应器(12)连接；
所述人员感应开关(b)通过导线与人员感应器(11)连接。
4.根据权利要求1或3所述的薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，其特征在于，所述电源存储控制单元(24)由通过导线连接在一起的蓄电单元和逆变器(10)组成；
所述蓄电单元由蓄电池保温箱(17)和设置于蓄电池保温箱(17)内的蓄电池组(9)构成；
所述蓄电池组(9)、逆变器(10)均通过导线与控制器(8)连接；
所述逆变器(10)通过导线与开关控制单元连接。
5.根据权利要求4所述的薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，其特征在于，所述电源存储控制单元(24)埋设于地面(19)下。
6.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，其特征在于，每个所述进风口内均设置有初效过滤网。
7.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，其特征在于，所述直接蒸发冷却单元，包括有填料(2)，所述填料(2)的上方设置有布水器(1)，所述填料(2)的下方设置有蓄水槽(3)，所述布水器(1)通过蓄水管(21)与蓄水槽(3)连接；
所述蓄水管(21)上设置有循环水泵(4)，所述循环水泵(4)通过导线与电机(6)连接。
8.根据权利要求7所述的薄膜太阳能电池驱动型户外蒸发冷却气幕伞，其特征在于，所述蓄水槽(3)内设置有浮球阀(d)，所述蓄水槽(3)还连接有补水管(c)。
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