CN107512381B - 一种太阳能游船智能温控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能游船智能温控系统及方法。解决了现有游船无太阳能供电功能，且无智能温控功能，存在能耗高，空调高负荷工作容易损坏的问题。系统包括温度检测装置、制冷装置、温控单元，太阳能电源。温度检测装置包括内部温度检测单元和环境温度检测单元，制冷装置包括内循环制冷单元和外循环制冷单元，内循环制冷单元包括切换使用的主制冷单元和次制冷单元。本发明根据环境温度智能选择内外循环制冷，充分利用了环境温度制冷，达到了制冷目的同时也减少了能耗使用，能分析制冷单元工作负荷量，根据工作负荷量对主制冷单元和次制冷单元进行切换工作，避免了单个制冷单元长时间超负荷工作，保护了制冷单元，延长了使用寿命。

Description

一种太阳能游船智能温控系统及方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能技术领域，尤其涉及一种太阳能游船智能温控系统及方法。

背景技术

当今社会主要依赖于传统的化石能源，全球总能耗的74%来自煤炭、石油、天然气等矿物能源。化石能源的应用推动了社会的发展，但资源却在日益耗尽。同时化石能源的无节制使用，造成了严重的环境污染和气候变化问题。世界各国纷纷把发展可再生能源与新能源作为未来能源战略的重要组成部分，而太阳能就是其中一项重要的发展目标。

游船作为一种水上游玩工具，工作在河面或湖面上，为采集太阳能提供了有利条件。目前游船上都安装有空调，在夏天的时候游船室内通过空调来控制温度，但是游船上由于游客数量多，且人来人往，游船室内空调一般都要长时间进行工作，使得空调高负荷工作，容易造成了损坏，而目前游船内一般都是没有备用空调，或是根据情况智能分配空调进行工作的功能。

发明内容

本发明主要解决了现有技术中游船无太阳能供电功能，且无智能温控功能，存在能耗高，空调高负荷工作容易损坏的问题，提供了一种太阳能游船智能温控系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能游船智能温控系统，其特征在于：至少包括

温度检测装置，温度检测装置包括检测游船室内温度的内部温度检测单元和检测外部环境温度的环境温度检测单元；

制冷装置，制冷装置包括内循环制冷单元和外循环制冷单元，且内循环制冷单元包括切换使用的主制冷单元和次制冷单元；

温控单元，根据温度检测单元的数据来控制制冷装置工作，根据温度变化来进行内外循环制冷控制，且根据制冷单元工作负荷来控制切换主制冷单元和次制冷单元工作；

太阳能电源，包括设置在游船顶面上的太阳能电池板、电池，太阳能电池板与电池相连，电池与温控单元相连；太阳能电源通过采集太阳能进行供电，该太阳能电源作为游船供电的一种补充，大大降低了游船的能耗，节能又环保。

内部温度检测单元、环境温度检测单元、主制冷单元、次制冷单元、外循环制冷单元分别与温控单元相连。本发明能够根据环境温度智能选择内外循环制冷，充分利用了环境温度制冷，达到了制冷目的同时也减少了能耗使用，更加节能环保，也减少了制冷单元工作时间，保护了制冷单元。另外还能分析制冷单元工作负荷量，根据工作负荷量对主制冷单元和次制冷单元进行切换工作，避免了单个制冷单元长时间超负荷工作，保护了制冷单元，延长了使用寿命。

本方案的一种优选方案，所述外循环制冷单元包括设置在游船船舱上部向外部散热排气的第一风机和设置在游船下部船体两侧进行从外部进行抽气的第二风机，第二风机通过通风管连接至船舱下部，所述第一风机、第二风机分别与温控单元相连接。本方案是一种外循环制冷结构，当外部环境温度低且低于船舱内温度时，通过外循制冷结构来实现船舱内的制冷，由第一风机将船舱内空气由上部排出，由于热空气上升，从上部更便于排出。而第二风机将外部空气抽入船舱，从而达到外循环通风制冷。

本方案的一种优选方案，在通风管上设置有水冷结构，所述水冷结构包括设置在船体内水线下的水冷室，水冷室内设有滤孔与外部水相连通，所述通风管穿过水冷室，且通风管位于水冷室内部分呈多个S形弯曲结构。本方案使得外循环抽气的空气经过水冷，进一步提高了制冷效果，同时也是充分利用了环境资源。水冷室与外部水相连通，水冷室内充满水且能不断流动，通风管穿过水冷室，且该部分呈多个S形弯曲结构，增加了散热面积，提高了制冷效果。

本方案的一种优选方案，所述主制冷单元和次制冷单元采用空调。

一种太阳能游船智能温控方法，包括以下步骤：

S1.开始工作，根据环境和室内的温度选择制冷方式；

S2.进入内循环制冷后，根据温度变化控制主制冷设备间隔工作，并计算主制冷单元在每个循环周期内的超负荷工作次数；

S3.在循环达到设定次数后，根据主制冷单元的超负荷工作次数判断是否超过设定上限值，若超过上限值则切换次制冷单元进行工作，重复上述操作。

本方案的一种优选方案，步骤S1的具体过程包括：

S11.开始工作，内部温度检测单元检测游船内部温度Ti，环境温度检测单元检测环境温度To，初始化参数，参数包括主制冷单元工作时间t、单次循环时间t_s、循环次数L、单次循环时间内主制冷单元工作时间比P、单次循环时间内工作时间比超过循环时间70%的次数C，将这些t、L、P、C清零；C即超负荷工作次数

S12.判断内部温度Ti是否大于等于20摄氏度且小于等于25摄氏度，同时内部温度Ti减去环境温度To是否大于等于3摄氏度，若否开启内循环制冷，若是开启外循环制冷，进入下步骤；

S13.实时监控内部温度Ti是否小于等于20摄氏度，若是关闭外循环制冷，返回步骤S11，若否返回步骤S11。

本方案的一种优选方案，步骤S2的具体过程包括：

S21.进入内循环制冷，判断室内温度Ti是否大于25摄氏度，若否返回步骤S1，若是关闭外循环制冷，开启主制冷单元，开始累计工作时间t；

S22.判断主制冷单元的工作时间t是否大于单次循环时间t_s，若否进入步骤S24，若是计算单次循环时间内主制冷单元工作时间比P=t/t_s，且循环次数L加1，主制冷单元工作时间t清零，进入步骤23；

S23.判断P是否大于循环时间的70%，若是将超负荷工作次数C加1；

S24. 检测室内温度Ti是否小于等于20摄氏度，若是关闭主制冷单元、次制冷单元，停止累计工作时间t，然后返回步骤S21，若否返回步骤S22。

本方案的一种优选方案，在步骤S24前还包括对是否加大制冷的判断步骤：判断P是否大于等于循环时间的90%且小于等于循环时间的100%，或者室内温度Ti大于等于30摄氏度，若是同时启动次制冷单元一起制冷，返回步骤S22，若否进入步骤24。

本方案的一种优选方案，步骤S3就具体过程包括：

S31.判断循环次数L是否等于10且超负荷工作次数是否大于7；

S32.若是，关闭主制冷单元，将主制冷单元设定为次制冷单元，然后开启原来的次制冷单元，且将员次制冷单元设定为主制冷单元，C清零；若否进入步骤S24。

本发明的优点是：能够根据环境温度智能选择内外循环制冷，充分利用了环境温度制冷，达到了制冷目的同时也减少了能耗使用，更加节能环保，也减少了制冷单元工作时间，保护了制冷单元。另外还能分析制冷单元工作负荷量，根据工作负荷量对主制冷单元和次制冷单元进行切换工作，避免了单个制冷单元长时间超负荷工作，保护了制冷单元，延长了使用寿命。

附图说明

图1是本发明的一种控制结构框示图；

图2是本发明的一种流程结构示意图；

图3是本发明中游船的一种结构示意图；

图4是本发明中水冷结构的一种结构示意图。

1-温度检测单元 2-温控单元 3-外循环单元 4-内循环单元 5-内部温度检测单元 6-环境温度检测单元 7-第一风机 8-第二风机 9-主制冷单元 10-次制冷单元 11-太阳能电池板 12-电池 13-通风管 14-水冷室。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例：

本实施例一种太阳能游船智能温控系统，如图1所示，包括

温度检测装置1，温度检测装置包括检测游船室内温度的内部温度检测单元5和检测外部环境温度的环境温度检测单元6；

制冷装置，制冷装置包括内循环制冷单元3和外循环制冷单元4，且内循环制冷单元包括切换使用的主制冷单元9和次制冷单元10；

温控单元2，根据温度检测单元的数据来控制制冷装置工作，根据温度变化来进行内外循环制冷控制，且根据制冷单元工作负荷来控制切换主制冷单元和次制冷单元工作；

太阳能电源，包括设置在游船顶面上的太阳能电池板11、电池，12太阳能电池板与电池相连，电池与温控单元相连；

内部温度检测单元、环境温度检测单元、主制冷单元、次制冷单元、外循环制冷单元分别与温控单元相连。

如图1和图3所示，外循环制冷单元包括设置在游船船舱上部向外部散热排气的第一风机7和设置在游船下部船体两侧进行从外部进行抽气的第二风机8，第二风机通过通风管13连接至船舱下部，第一风机、第二风机分别与温控单元相连接。在通风管上设置有水冷结构，水冷结构包括设置在船体内水线下的水冷室14，水冷室内设有滤孔与外部水相连通，通风管穿过水冷室，且通风管位于水冷室内部分呈多个S形弯曲结构。

一种太阳能游船智能温控方法，包括以下步骤：

S1.开始工作，根据环境和室内的温度选择制冷方式；具体步骤包括：

S11.开始工作，内部温度检测单元检测游船内部温度Ti，环境温度检测单元检测环境温度To，初始化参数，参数包括主制冷单元工作时间t、单次循环时间t_s、循环次数L、单次循环时间内主制冷单元工作时间比P、单次循环时间内工作时间比超过循环时间70%的次数C，将这些t、L、P、C清零；

S12.判断内部温度Ti是否大于等于20摄氏度且小于等于25摄氏度，同时内部温度Ti减去环境温度To是否大于等于3摄氏度，若否开启内循环制冷，若是开启外循环制冷，进入下步骤；

S13.实时监控内部温度Ti是否小于等于20摄氏度，若是关闭外循环制冷，返回步骤S11，若否返回步骤S11。

S2.进入内循环制冷后，根据温度变化控制主制冷设备间隔工作，并计算主制冷单元在每个循环周期内的超负荷工作次数；具体过程包括：

S21.进入内循环制冷，判断室内温度Ti是否大于25摄氏度，若否返回步骤S1，若是关闭外循环制冷，开启主制冷单元，开始累计工作时间t；

S22.判断主制冷单元的工作时间t是否大于单次循环时间t_s，若否进入步骤S24，若是计算单次循环时间内主制冷单元工作时间比P=t/t_s，且循环次数L加1，主制冷单元工作时间t清零，进入步骤23；

S23.判断P是否大于循环时间的70%，若是将超负荷工作次数C加1；进入S3步骤进行是否切换制冷单元的判断，然后进入下一步骤；

S240判断P是否大于等于循环时间的90%且小于等于循环时间的100%，或者室内温度Ti大于等于30摄氏度，若是同时启动次制冷单元一起制冷，返回步骤S22，若否进入下一步骤；

S24. 检测室内温度Ti是否小于等于20摄氏度，若是关闭主制冷单元、次制冷单元，停止累计工作时间t，然后返回步骤S21，若否返回步骤S22。

步骤S3包括：在循环达到设定次数后，根据主制冷单元的超负荷工作次数判断是否超过设定上限值，若超过上限值则切换次制冷单元进行工作，重复上述操作。具体过程为：

S31.判断循环次数L是否等于10且超负荷工作次数是否大于7；

S32.若是，关闭主制冷单元，将主制冷单元设定为次制冷单元，然后开启原来的次制冷单元，且将员次制冷单元设定为主制冷单元，C清零；若否进入步骤S24。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了温度检测单元、温控单元、外循环单元、内循环单元等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种太阳能游船智能温控系统，其特征在于：至少包括

温度检测装置，温度检测装置包括检测游船室内温度的内部温度检测单元和检测外部环境温度的环境温度检测单元；

制冷装置，制冷装置包括内循环制冷单元和外循环制冷单元，且内循环制冷单元包括切换使用的主制冷单元和次制冷单元；

温控单元，根据温度检测单元的数据来控制制冷装置工作，根据温度变化来进行内外循环制冷控制，且根据制冷单元工作负荷来控制切换主制冷单元和次制冷单元工作；

太阳能电源，包括设置在游船顶面上的太阳能电池板、电池，太阳能电池板与电池相连，电池与温控单元相连；

内部温度检测单元、环境温度检测单元、主制冷单元、次制冷单元、外循环制冷单元分别与温控单元相连；

所述外循环制冷单元包括设置在游船船舱上部向外部散热排气的第一风机和设置在游船下部船体两侧进行从外部进行抽气的第二风机，第二风机通过通风管连接至船舱下部，所述第一风机、第二风机分别与温控单元相连接；在通风管上设置有水冷结构，所述水冷结构包括设置在船体内水线下的水冷室，水冷室内设有滤孔与外部水相连通，所述通风管穿过水冷室，且通风管位于水冷室内部分呈多个S形弯曲结构。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能游船智能温控系统，其特征是所述主制冷单元和次制冷单元采用空调。

3.一种太阳能游船智能温控方法，采用权利要求1-2任一项所述系统，其特征在于：包括以下步骤：

S1.开始工作，根据环境和室内的温度选择制冷方式；

S2.进入内循环制冷后，根据温度变化控制主制冷设备间隔工作，并计算主制冷单元在每个循环周期内的超负荷工作次数；

S3.在循环达到设定次数后，根据主制冷单元的超负荷工作次数判断是否超过设定上限值，若超过上限值则切换次制冷单元进行工作，重复上述操作。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能游船智能温控方法，其特征是步骤S1的具体过程包括：

S11.开始工作，内部温度检测单元检测游船内部温度Ti，环境温度检测单元检测环境温度To，初始化参数，参数包括主制冷单元工作时间t、单次循环时间t_s、循环次数L、单次循环时间内主制冷单元工作时间比P、单次循环时间内工作时间比超过循环时间70%的次数C，将这些t、L、P、C清零；

S12.判断内部温度Ti是否大于等于20摄氏度且小于等于25摄氏度，同时内部温度Ti减去环境温度To是否大于等于3摄氏度，若否开启内循环制冷，若是开启外循环制冷，进入下步骤；

S13.实时监控内部温度Ti是否小于等于20摄氏度，若是关闭外循环制冷，返回步骤S11，若否返回步骤S11。

5.根据权利要求3或4所述的一种太阳能游船智能温控方法，其特征是步骤S2的具体过程包括：

S21.进入内循环制冷，判断室内温度Ti是否大于25摄氏度，若否返回步骤S1，若是关闭外循环制冷，开启主制冷单元，开始累计工作时间t；

S22.判断主制冷单元的工作时间t是否大于单次循环时间t_s，若否进入步骤S24，若是计算单次循环时间内主制冷单元工作时间比P=t/t_s，且循环次数L加1，主制冷单元工作时间t清零，进入步骤23；

S23.判断P是否大于循环时间的70%，若是将超负荷工作次数C加1；

S24. 检测室内温度Ti是否小于等于20摄氏度，若是关闭主制冷单元、次制冷单元，停止累计工作时间t，然后返回步骤S21，若否返回步骤S22。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能游船智能温控方法，其特征是在步骤S24前还包括对是否加大制冷的判断步骤：判断P是否大于等于循环时间的90%且小于等于循环时间的100%，或者室内温度Ti大于等于30摄氏度，若是同时启动次制冷单元一起制冷，返回步骤S22，若否进入步骤24。

7.根据权利要求5所述的一种太阳能游船智能温控方法，其特征是步骤S3就具体过程包括：

S31.判断循环次数L是否等于10且超负荷工作次数是否大于7；

S32.若是，关闭主制冷单元，将主制冷单元设定为次制冷单元，然后开启原来的次制冷单元，且将员次制冷单元设定为主制冷单元，C清零；若否进入步骤S24。