CN110094813A - 一种可变式太阳能空气净化器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变式太阳能空气净化器，包括底座、设置在底座一侧的送风箱体、设置在底座另一侧的出风箱体及设置在送风箱体与出风箱体之间的气流管路；所述送风箱体设置在底座上低点位置处，所述出风箱体设置在底座上高点位置处，从而使得气流管路倾斜设置；所述送风箱体上设有送风入口，所述出风箱体上设有送风出口；所述气流管路一端与送风入口相连通，另一端与送风出口相连通；所述气流管路下方位置设有集热曲面槽，所述气流管路的前端与送风入口相接触处的设有过滤网。本发明的有益效果是：1）该空气净化器通过设置集热曲面槽，有效地利用太阳能辐射，可以分别用来加热气流管路形成自然对流和通过pv发电薄膜板存储电能。

Description

一种可变式太阳能空气净化器
技术领域
本发明涉及太阳能光伏光热技术应用领域，具体涉及一种可变式太阳能空气净化器。
背景技术
随着世界各国经济的飞速发展，人类赖以利用的化石能源逐渐面临紧张局面，同时在其利用的过程中还会产生严重的环境污染，开发清洁能源替代化石能源已经成为迫在眉睫的任务，在可再生能源的利用之中，太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁无污染能源成为最佳首选。
目前，我国环境空气质量指数优的仅占25%，整体环境污染比例达到23%，重度污染占2%，严重污染占1%。整体情况还是不容乐观，局部严重地区应积极采取相应措施。污染物类别种类较多，且浓度值都存在超标现象，对人体存在不利影响。
太阳能利用方式包括光伏发电，光热发电，太阳能的热利用等，在上世纪七十年代，我国就已经开始太阳能光伏发电板的商品化生产，能够有效地解决城市用电问题。此外，有槽式、塔式和盘式的太阳能热发电技术已经于上世纪八十年代左右成功示范。而后太阳能热水器的发明也是进一步的将光热转化应用实际，解决民用的生活用水问题。这些可再生清洁能源利用技术的逐渐成熟，为后续的发明设计提供指导和借鉴。
为了应对大气污染问题，空气净化器的发明解决了人们室内居住环境的问题，缓解了外界环境对人们健康的影响，使得人们能够拥有一个健康舒适的人居环境。而产品的能耗，空气净化器的净化效果以及产品的成本等问题是人们一直所关心的。另外，提高产品的能量利用效率，扩大能源利用的途径，开发可再生能源新技术也是不断努力的方向。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了结构合理、设计巧妙的一种可变式太阳能空气净化器。
本发明的技术方案如下：
一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，包括底座、设置在底座一侧的送风箱体、设置在底座另一侧的出风箱体及设置在送风箱体与出风箱体之间的气流管路；所述送风箱体设置在底座上低点位置处，所述出风箱体设置在底座上高点位置处，从而使得气流管路倾斜设置；所述送风箱体上设有送风入口，所述出风箱体上设有送风出口；所述气流管路一端与送风入口相连通，另一端与送风出口相连通；所述气流管路下方位置设有集热曲面槽，所述气流管路的前端与送风入口相连通处的设有过滤网。
所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述集热曲面槽包括设置在中间的pv发电薄膜板及设置在两侧的反光曲面镜。
所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述集热曲面槽还包括反光曲面镜收纳装置，所述反光曲面镜收纳装置内设有收纳槽，所述反光曲面镜配合设置在收纳槽内，所述pv发电薄膜板与反光曲面镜的面积比为1:1或2:1。
所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述送风箱体上设有两个等直径的送风入口，且送风入口内部设置与其相匹配的轴流式风机。
所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述送风出口处设有过滤网。
所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述底座上设有储能控制箱，所述储能控制箱与pv发电薄膜板通过导线相连接。
所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述集热曲面槽与气流管路之间设有用于反光曲面镜反射的间隙。
所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述集热曲面槽的背面设有保温隔热涂料层。
所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述集热曲面槽上设有玻璃密封盖板。
所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述送风出口处设有温度传感器，所述送风出口处还设有速度传感器，所述送风箱体外侧集成用户交互控制装置，所述用户交互控制装置与储能控制箱相连，用于控制轴流式风机的启停。
本发明的有益效果是：
1）该空气净化器通过设置集热曲面槽，有效地利用太阳能辐射，可以分别用来加热气流管路形成自然对流和通过pv发电薄膜板存储电能。
2）该空气净化器通过在送风入口设置轴流风机，在送风出口设置温度传感器、速度传感器及在底座上设置储能控制箱，能够针对夏季和冬季环境温度不同对气流温度有效控制。不仅有效地净化了室内的空气，也充分地利用了清洁能源的辐射能，在很大程度上节约了电能，减少了碳排放，缓解了室内空气污染问题。
附图说明
图1为本发明的整体三维结构示意图；
图2为本发明的过滤网示意图；
图3为本发明的使用原理图；
图4为本发明的反光曲面镜收纳装置示意图；
图5为本发明的数值模拟结果图；
图中：1-送风入口，2-送风箱体，3-集热曲面槽，4-气流管路，5-储能控制箱，6-密封玻璃盖板，7-出风箱，8-送风出口，9-底座，10-过滤网，11-反光曲面镜收纳装置，12-收纳槽。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步描述。
如图1-5所示，一种可变式太阳能空气净化器，包括送风入口1、送风箱体2、集热曲面槽3、气流管路4、储能控制箱5、密封玻璃盖板6、出风箱7、送风出口8、底座9及过滤网10。
可变式太阳能空气净化器包括底座9、设置在底座9一侧的送风箱体2、设置在底座9另一侧的出风箱体7及设置在送风箱体2与出风箱体7之间的气流管路4；所述送风箱体2设置在底座9上低点位置处，所述出风箱体7设置在底座9上高点位置处，从而使得气流管路4倾斜设置；所述送风箱体2上设有送风入口1，所述出风箱体7上设有送风出口8；所述气流管路4一端与送风入口1相连通，另一端与送风出口8相连通；所述气流管路4下方位置设有集热曲面槽3，集热曲面槽3与气流管路4之间设有用于反光曲面镜反射的间隙，以满足聚光效果。气流管路4的前端与送风入口1相接触处的设有过滤网10，所述送风出口8处设有过滤网10，以提高空气净化效果。
集热曲面槽3包括设置在中间的pv发电薄膜板及设置在两侧的反光曲面镜，集热曲面槽3还包括反光曲面镜收纳装置11（有反光曲面镜收纳装置时，通过反光曲面镜收纳装置将集热曲面槽3固定在送风箱体与出风箱体之间，无反光曲面镜收纳装置时，集热曲面槽3直接固定在送风箱体与出风箱体之间）。
反光曲面镜收纳装置11内设有收纳槽12，反光曲面镜302配合设置在收纳槽内12（紧密贴合），pv发电薄膜板301与反光曲面镜302的面积比为1:1或2:1，这个根据不同条件进行设置，当然还可以进行其他比例调节，这里为其中两种优选方式。
集热曲面槽3的背面设有保温隔热涂料层303，有反光曲面镜收纳装置11的也可设置在反光曲面镜收纳装置11背面，用于对pv发电薄膜板301进行隔热，保证光伏发电的效率。
集热曲面槽3上设有玻璃密封盖板6，玻璃密封盖板6直接盖在集热曲面槽3上即可，防止灰尘进入集热曲面槽3中。
送风箱体1上设有两个等直径的送风入口1，且送风入口1内部设置与其相匹配的轴流式风机。底座9上设有储能控制箱5，储能控制箱5与pv发电薄膜板通过导线相连接。送风出口8处设有温度传感器，所述送风出口8处还设有速度传感器，所述送风箱体7外侧集成用户交互控制装置7，所述用户交互控制装置与储能控制箱5相连，用于控制轴流式风机的启停。
工作过程：
可变式空气净化器从底部送风入口2进入空气，经过气流管路4后，从送风出口8送入新风。集热曲面槽3由中间2/3面积的pv发电薄膜板，两边1/3面积为反光曲面镜。
pv发电薄膜板301通过吸收太阳能辐射能转化的电能存储在储能控制箱5中；气流管路4中的空气在一面接受辐射能的同时，另一面可以根据实际情况吸收通过反光曲面镜302反射的辐射能。气流管路4的送风入口处安装有等直径的HEPA空气过滤网，同样的，在送风出口8处，安装等出口直径的HEPA空气过滤网，进一步的达到充分净化空气的效果。
储能控制箱5存储pv发电薄膜板301的电能，根据送风出口8处的温度传感器提供的温度数值作比较，通过控制轴流式风机的开启和关闭。开启时，提供相应的风速，在送风出口8处有速度传感器，记录不同时刻速度的值。运行过程中，传感器所记录的所有数值都会显示在用户交互控制装置的显示面板上。
工作原理：
太阳能辐射的吸收，热辐射的反射以及气流加热的过程，外界气流通过送风入口2进入气流管路4，气流管路4的进口处装有空气过滤网，管路中的气体受热辐射后形成空气对流且温度不断升高，送风出口8处的温度传感器和速度传感器记录不同时刻的数值。当温度过高时，轴流式风机1会运转，提供风速。风速的增加会降低送凤出口8的温度，直至达到适宜的送风温度后，保持稳定运行。
集热曲面槽3的可变式结构（即pv发电薄膜板与反光曲面镜的面积比能够调节）也会改变气流管路3的受辐射热流密度情况，进一步的会影响送风出口8的出口温度。试验模拟数据表明，轴流式风机提供的速度对出口温度的影响大于可变式结构集热曲面槽3对出口温度的影响。
为进一步的增加辐射能量的利用效果，集热曲面槽3的背面涂有保温隔热涂料，减少表面热辐射量的散失，维持表面温度的稳定。
下面通过对可变式太阳能空气净化器装置的简化结构模拟来分析其辐射能量利用效率：
试验中设定边界热流密度为900W/㎡,镜面反射热流密度为300W/㎡，空气入口温度为25℃，入口送风速度初始值为0.2m/s，模拟结果在标准大气压下进行。如图4所示的数据结果表明，考虑辐射能转化的电能，装置综合能量转化效率接近57%，此时的出口截面平均温度约为350K。另外随着温度的提高，装置的效率逐渐呈下降趋势，主要原因是温度过高对装置设备的损坏以及光伏发电薄膜板的效率和寿命降低。考虑到适宜的送风温度条件，出口截面平均温度在300K左右为宜，此时的综合能量利用效率为25%左右。太阳能清洁能源得到再利用，大大提高了能源利用的效率，同时也高于单独光伏发电的效率，净化了室内的室内的空气，充分体现绿色环保的要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，包括底座（9）、设置在底座（9）一侧的送风箱体（2）、设置在底座（9）另一侧的出风箱体（7）及设置在送风箱体（2）与出风箱体（7）之间的气流管路（4）；所述送风箱体（2）设置在底座（9）上低点位置处，所述出风箱体（7）设置在底座（9）上高点位置处，从而使得气流管路（4）倾斜设置；所述送风箱体（2）上设有送风入口（1），所述出风箱体（7）上设有送风出口（8）；所述气流管路（4）一端与送风入口（1）相连通，另一端与送风出口（8）相连通；所述气流管路（4）下方位置设有集热曲面槽（3），所述气流管路（4）的前端与送风入口（1）相连通处的设有过滤网（10）。
2.根据权利要求1所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述集热曲面槽（3）包括设置在中间的pv发电薄膜板（301）及设置在两侧的反光曲面镜（302）。
3.根据权利要求2所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述集热曲面槽（3）还包括反光曲面镜收纳装置（11），所述反光曲面镜收纳装置（11）内设有收纳槽（12），所述反光曲面镜（302）配合设置在收纳槽内（12），所述pv发电薄膜板（301）与反光曲面镜（302）的面积比为1:1或2:1。
4.根据权利要求2所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述送风箱体（2）上设有两个等直径的送风入口（1），且送风入口（1）内部设置与其相匹配的轴流式风机。
5.根据权利要求1所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述送风出口（8）处设有过滤网（10）。
6.根据权利要求4所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述底座（9）上设有储能控制箱（5），所述储能控制箱（5）与pv发电薄膜板（301）通过导线相连接。
7.根据权利要求2所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述集热曲面槽（3）与气流管路（4）之间设有用于反光曲面镜（301）反射的间隙。
8.根据权利要求1所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述集热曲面槽（3）的背面设有保温隔热涂料层（303）。
9.根据权利要求1所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述集热曲面槽（3）上设有玻璃密封盖板（6）。
10.根据权利要求6所述的一种可变式太阳能空气净化器，其特征在于，所述送风出口（8）处设有温度传感器，所述送风出口（8）处还设有速度传感器，所述送风箱体（7）外侧集成用户交互控制装置（7），所述用户交互控制装置与储能控制箱（5）相连，用于控制轴流式风机的启停。
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