CN109847502A - 基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置，包括储水箱，储水箱一侧设有注水口，储水箱上设有高频电路板，高频电路板与控制单元相连接，储水箱上部设有固定杆，储水箱通过固定杆与太阳能电池板相连接，太阳能电池板与蓄电池相连接；所述储水箱与雾化板相连通，雾化板上设有压电雾化组件，每个压电雾化组件由微孔片和压电陶瓷薄膜组成，压电雾化组件通过硅胶垫与雾化板相连接。使用时，太阳能电池板产生的电能储存在蓄电池中，为高频电路板供电，压电陶瓷薄膜在与高频电路板的驱动下，使储水箱中的液体雾化喷射至环境中，达到除尘降温的目的。本发明安装便捷，节能环保，噪音低，适用灵活，具有很好的降温除尘效果。

Description

基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置

技术领域

本发明涉及降温除尘的技术领域，尤其涉及一种基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置。

背景技术

随着我国城市建设推进力度的不断加强，城市中的建筑、道路等施工场地越来越多。建筑扬尘是城市空气污染中最重要的颗粒物排放源之一，对城市的空气质量造成了严重的污染。目前建筑工地除尘主要采用喷雾除尘技术，通过向工地喷射水雾，将悬浮的粉尘与水雾混合沉降，从而达到除尘效果。但是，目前喷雾除尘主要采用高压喷嘴，存在以下问题：首先，需要高压泵对水加压产生喷雾，耗电量大；其次，高压雾化产生的喷雾流量大，过量的水喷向地面，导致工地泥泞湿滑；最后，高压水在管道中容易滴漏，且喷雾流量过大，造成了水的大量浪费。压电雾化技术具有喷雾均匀、雾化量低、不需压力泵、耗电量低的优点，有望应用于喷雾除尘中，降低除尘装置的耗电量和耗水量，有利于除尘装置的节能和紧凑化。

同时，随着城市化进程的加快，城市热岛效应越发明显。城市建筑主要由混凝土和沥青等材料构成，这些建筑材料吸热快、热容小且反射率低，导致城市建筑及地面温度高于郊区。随着生活水平的提高，人们对生活品质的要求越来越高。因此，改善空气质量、降低环境温度是城市化进程中急需解决的问题。目前，城市室内降温主要采用空调，不仅耗电大，而且排放的热量加剧了城市的热岛效应。

综上所述，喷雾降温除尘技术对改善城市空气质量、提高人民生活水平具有重要意义。因此亟需一种耗电量低、能源利用率低的喷雾降温除尘装置。

发明内容

针对喷雾除尘过程中，能源耗费严重，喷雾设备繁杂的技术问题，本发明提出一种基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置，包括储水箱，储水箱一侧设有注水口，储水箱上设有高频电路板，高频电路板与控制单元相连接，所述储水箱上部设有固定杆，储水箱通过固定杆与太阳能电池板相连接，太阳能电池板与蓄电池相连接；所述储水箱与雾化板相连通，雾化板上设有压电雾化组件，压电雾化组件通过硅胶垫与雾化板相连接且压电雾化组件分别与雾化板和硅胶垫相连通；所述控制单元与蓄电池相连接，高频电路板和压电陶瓷薄膜相连接。

优选地，所述压电雾化组件的设置数量为至少两组。

优选地，所述压电雾化组件包括环状压电陶瓷薄膜和不锈钢微孔片，压电陶瓷薄膜环设在不锈钢微孔片外侧，压电陶瓷薄膜与硅胶垫相连接，硅胶垫与雾化板相连接，不锈钢微孔片一侧与雾化板相连通，不锈钢微孔片另一侧与硅胶垫上设置的喷雾出口相连通。

优选地，所述控制单元包括MCU，MCU分别与蓄电池、高频电路板、声光报警器和存储器相连接。

优选地，所述储水箱内设有液位传感器，注水口与供水泵相连接；所述液位传感器和供水泵均与控制单元中的MCU相连接。

优选地，所述太阳能电池板的一端设有光照传感器，光照传感器与控制单元中的MCU相连接；所述太阳能电池板下部设有液压升降杆，储水箱通过液压升降杆与太阳能电池板相连接，太阳能电池板与固定杆活动连接，，液压升降杆与控制单元中的MCU相连接。

优选地，所述储水箱上设有PM2.5传感器，PM2.5传感器与控制单元中的MCU相连接。

与现有技术相比本发明的有益效果：

1. 采用压电雾化喷嘴，利用压电效应产生的高频振动使水雾化，不需要压力泵，大大降低了输水管路的性能要求，减小液体泄漏和工质浪费的问题。

2. 压电雾化喷嘴能够利用5W的输入功率，产生1.5L/h的雾化量，耗电量为压力雾化喷嘴的1/20至1/15；同时，压电雾化液滴粒径为10微米左右，喷雾液滴细小且分布均匀，有助于水滴与灰尘的充分接触和水滴的蒸发吸热，不仅降温除尘效率高，还能显著降低耗水量；另外，压电雾化驱动电路的高频振动频率为0.1MHz至1MHz，与泵相比噪音低。

3. 本发明产生的细密水雾不仅能够与空气充分接触并蒸发吸热，具有加湿降温作用，还能够与微细尘埃充分接触并聚合沉降，起到良好的除尘作用。压电雾化的雾化量低，既能保证空气的湿润，环境温度的适宜，也能保证地面不过于湿滑。

4. 本发明的顶部安装有太阳能电池板和蓄电池，利用太阳能光伏供电，并将电能储存在蓄电池中，为雾化板供电，避免了远距离接电或更换电池的问题，节能环保，提高了装置的能源利用效率。

5. 本发明能够根据需求安装在不同位置，保证了降温除尘的灵活性。整体装置的特点是：节能降耗、环保舒适、噪声低、集成度高、结构紧凑、安装便捷、使用安全、更换方便，既适用于建筑工地降温除尘，也适用于步行街、旅游景点等室外公共场所的降温除尘。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中雾化板的结构示意图。

图中，1为太阳能电池板，2为蓄电池，3为控制单元，4为固定杆，5为高频电路板，6为喷雾出口，7为雾化板，8为注水口，9为储水箱，10为压电陶瓷薄膜，11为微孔片，12为导线，13为硅胶垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：如图1所示，一种基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置，包括储水箱9，储水箱9上设有注水口8，注水口8为储水箱9充水，储水箱9上设有PM2.5传感器，PM2.5传感器为GP2Y1014AU0F灰尘传感器，利用PM2.5传感器实时探测外部环境灰尘浓度情况，PM2.5传感器通过A/D信号转换器与控制单元3中的MCU相连接，储水箱9上设有高频电路板5，高频电路板为集成HJD-002高频电路板，高频电路板5与控制单元3相连接，所述储水箱9上部设有固定杆4，储水箱9通过固定杆4与太阳能电池板1固定连接，太阳能电池板1的上端与固定杆固定连接，太阳能电池板1与蓄电池2相连接，太阳能电池板1将太阳能转化为电能储存在蓄电池2中。

如图2所示，所述储水箱9与雾化板7相连通，雾化板7上设有至少两组的压电雾化组件，每个压电雾化组件由中间的不锈钢微孔片11和2片压电陶瓷薄膜10组合而成，不锈钢微孔片11外侧环设有2片压电陶瓷薄膜10形成夹心夹心结构，压电陶瓷薄膜10与硅胶垫13相连接，硅胶垫13与雾化板固定连接，利用硅胶垫13防止压电雾化组件高频振动对装置产生影响，不锈钢微孔片11分别与雾化板7和硅胶垫13相连通且微孔片11与喷雾出口6相配合即微孔片的一侧与储水箱中的液体相连通，另一侧经喷雾出口与环境相连通，压电雾化组件由2片硅胶垫夹持，将硅胶垫安装于雾化板上，即两片硅胶垫与压电雾化组件形成夹心结构，避免压电陶瓷薄膜高频振动影响整体设备的运行稳定性，微孔片11与硅胶垫的连通处设有喷雾出口6，微孔片11与喷雾出口6相配合，便于后续的喷雾；所述控制单元3与蓄电池2相连接，高频电路板5通过导线12和压电陶瓷薄膜10相连接，控制单元3包括MCU，MCU为STM32F103C8T6单片机，MCU分别与蓄电池、高频电路板、声光报警器和存储器相连接，PM2.5传感器探测到周围环境灰尘浓度超过设定安全值时，MCU控制声光报警器发出声光报警，同时MCU通过控制高频电路板5输出高频交流电流，驱动压电陶瓷薄膜10产生高频振动，并带动微孔片11产生高频振动，微孔片上经激光打孔设有2000个左右的微米级锥形孔，微孔片高频振动使微孔片11上的微孔两侧产生泵效应，将微孔附近的水雾化，从而将微孔附近的水雾化，从喷雾出口6喷射至空气中，起到降温除尘的作用，并且MCU将报警信息和设备动作信息实时存储在存储器内，便于工作人员后续研究分析天气变化情况。

实施例2：基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置，所述储水箱9内设有液位传感器，注水口8通过供水管与供水泵相连接；所述液位传感器和供水泵均与控制单元3中的MCU相连接，MCU通过继电器与供水泵相连接，液位传感器实时探测储水箱内水位情况，一旦水位低于警戒线时，MCU通过控制继电器闭合进而控制供水泵启动向储水箱内供水，超过警戒线时，MCU控制供水泵停止供水。

其余结构与实施例1相同。

实施例3：基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置，所述太阳能电池板1的下端设有光照传感器，光照传感器实时探测外部光照强度变化，便于调节太阳能电池1的位置，光照传感器与控制单元3中的MCU相连接；所述太阳能电池板1下部设有液压升降杆，液压升降杆为龙麟制造生产的0041可控液压升降杆，液压升降杆的伸缩杆与太阳能电池板下部相连接，太阳能电池板上端与固定杆铰接，储水箱9通过液压升降杆与太阳能电池板1相连接，液压升降杆的底座固定设置在储水箱上，液压升降杆通过相应的继电器与控制单元3中的MCU相连接，光照传感器探测光照强度低于设定最小值时，MCU控制液压升降杆启动升起支撑太阳能电池板上升，直至光照传感器探测光照强度超过设定最小值时，MCU控制液压升降杆停止升起，若光照传感器探测光照强度始终低于设定最小值时，MCU控制液压升降杆收缩，太阳能电池板复位。

其余结构与实施例1相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置，包括储水箱（9），储水箱（9）一侧设有注水口（8），储水箱（9）上设有高频电路板（5），高频电路板（5）与控制单元（3）相连接，其特征在于，所述储水箱（9）上部设有固定杆（4），储水箱（9）通过固定杆（4）与太阳能电池板（1）相连接，太阳能电池板（1）与蓄电池（2）相连接；所述储水箱（9）与雾化板（7）相连通，雾化板上设有压电雾化组件，压电雾化组件通过硅胶垫（13）与雾化板（7）相连接且压电雾化组件分别与雾化板（7）和硅胶垫（13）相连通；所述控制单元（3）与蓄电池（2）相连接，高频电路板（5）和压电陶瓷薄膜（10）相连接。

2.根据权利要求1所述的基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置，其特征在于，所述压电雾化组件的设置数量为至少两组。

3.根据权利要求2所述的基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置，其特征在于，所述压电雾化组件包括环状压电陶瓷薄膜（10）和不锈钢微孔片（11），压电陶瓷薄膜（10）环设在不锈钢微孔片（11）外侧，压电陶瓷薄膜（10）与硅胶垫（13）相连接，硅胶垫（13）与雾化板（7）相连接，不锈钢微孔片（11）一侧与雾化板（7）相连通，不锈钢微孔片（11）另一侧与硅胶垫（13）上设置的喷雾出口（6）相连通。

4.根据权利要求1所述的基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置，其特征在于，所述控制单元（3）包括MCU，MCU分别与蓄电池、高频电路板、声光报警器和存储器相连接。

5.根据权利要求1所述的基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置，其特征在于，所述储水箱（9）内设有液位传感器，注水口（8）与供水泵相连接；所述液位传感器和供水泵均与控制单元（3）中的MCU相连接。

6.根据权利要求1所述的基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置，其特征在于，所述太阳能电池板（1）的一端设有光照传感器，光照传感器与控制单元（3）中的MCU相连接；所述太阳能电池板（1）下部设有液压升降杆，储水箱（9）通过液压升降杆与太阳能电池板（1）相连接，太阳能电池板（1）与固定杆（4）活动连接，液压升降杆与控制单元（3）中的MCU相连接。

7.根据权利要求1所述的基于光伏供电的压电雾化降温除尘装置，其特征在于，所述储水箱（9）上设有PM2.5传感器，PM2.5传感器与控制单元（3）中的MCU相连接。