CN110160282A - 一种基于太阳能的制冷系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于太阳能的制冷系统，涉及太阳能制冷相关技术领域，包括太阳能组件、蓄电池、压缩机、冷凝器、蓄冷箱、冷却循环泵、出风系统、蓄热箱和融霜循环泵，蓄电池和蓄热箱的输入端均与太阳能组件的输出端连接。本发明还公开了一种基于太阳能的制冷方法，包括以下步骤：A：产能、B：调节太阳能板、C：制冷、D：产热、E：更换风机。本发明既利用了太阳能电池板工作时产生的热能进行融霜，又将太阳能电池板转换的电能提供给整个装置，充分利用太阳能，提高了太阳能的利用率，通过支撑杆、滑槽、滑块、螺杆、伺服电机和连杆之间的配合设置，不仅结构简单，造价低廉，而且便于调节太阳能电池板的旋转角度。

Description

一种基于太阳能的制冷系统及方法
技术领域
本发明涉及太阳能制冷相关技术领域，特别涉及一种基于太阳能的制冷系统及方法。
背景技术
目前，能源与环境问题已经成为制约人类社会发展的主要问题，节能与环保是推动经济发展、人与自然和谐相处的有力保障。随着人们生活水平的提高和对美好生活的追求，对生鲜食品的需求越来越大，促进了冷链系统的快速发展。冷库作为冷链系统的基础设施，其数量和能耗呈现逐年快速增长的趋势，有效降低和解决冷库系统的能量消耗，具有重要的意义。另一方面，太阳能作为一种可再生的清洁能源，分布广、储量大，如何有效的利用太阳能为人类提供充足的能量，成为目前学术界研究的热点问题。
冷库采用人工制冷的方式，对易腐食品进行冷加工和低温贮藏的建筑物。但由于冷库内温度较低、湿度较大，导致冷库内蒸发器严重结霜，影响贮藏品质，同时增大冷库能耗。一般冷库在除霜时需要额外消耗能量将霜除去，然后通过制冷装置再将除霜增加的热量消除，造成了双倍的能量浪费。
太阳能利用方面，现有技术主要包括太阳能集热技术和太阳能光伏发电技术，太阳能集热技术通过物理手段单纯的产生热量，能量品味低。现有的太阳能的制冷系统功能单一，太阳能利用率低，而且太阳能的制冷系统中的风机不便拆装，在维修或更换时费时费力，不利于推广使用。
因此，提出一种基于太阳能的制冷系统及方法来解决上述问题很有必要。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于太阳能的制冷系统及方法，解决了现有的太阳能的制冷系统功能单一，太阳能利用率低，而且太阳能的制冷系统中的风机不便拆装，在维修或更换时费时费力的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于太阳能的制冷系统，包括太阳能组件、蓄电池、压缩机、冷凝器、蓄冷箱、冷却循环泵、出风系统、蓄热箱和融霜循环泵，所述蓄电池和蓄热箱的输入端均与太阳能组件的输出端连接，所述蓄电池的输出端连接压缩机的输入端，所述压缩机的输出端连接冷凝器的输入端，所述冷凝器的输出端连接蓄冷箱的输入端，所述蓄冷箱的输出端连接冷却循环泵的输入端，所述蓄热箱的输出端连接融霜循环泵的输入端，所述融霜循环泵和冷却循环泵的输出端连接均与出风系统的输入端连接；
所述太阳能组件由太阳能电池板和底座组成，所述太阳能电池板的底端中部固定连接有第一固定件，所述太阳能电池板的底端一侧固定连接有第二固定件，所述底座的顶端中部固定连接有支撑杆，所述支撑杆的顶端与第一固定件铰接，所述底座顶端一侧开设有滑槽，所述滑槽内活动来连接有滑块，所述滑块的中部连接有螺杆，所述螺杆的两端均与底座活动连接，所述螺杆的一端连接有伺服电机，所述滑块的顶端固定连接有第三固定件，所述第三固定件的顶端铰接有连杆，所述连杆的顶端与第二固定件铰接；
所述出风系统由安装架和风机构成，所述安装架的两端内部均开设有安装孔，所述安装孔的中部开设有安装槽，所述安装孔内活动连接有插杆，所述插杆的一端贯穿安装架并固定连接有固定环，所述安装架的两端外侧均固定连接有安装块，所述安装块的中部活动连接有固定杆，所述固定杆的一端与固定环固定连接，所述固定杆的另一端固定连接有限位块，所述固定杆的另一端外侧套接有回力弹簧，所述回力弹簧的一端与限位块贴合连接，所述回力弹簧的另一端与安装块贴合连接，所述风机的两端均固定连接有固定块。
可选的，所述压缩机、冷凝器、蓄冷箱、冷却循环泵、出风系统、蓄热箱和融霜循环泵均与蓄电池电连接。
可选的，所述滑块的底端活动连接有滑轮，所述滑轮的底部与滑槽贴合连接。
可选的，所述滑块的中部开设有螺纹孔，所述滑块通过螺纹孔与螺杆连接，所述螺杆通过轴承与底座活动连接。
可选的，所述安装槽的两侧均粘结有垫片，所述固定块位于安装槽内并与垫片贴合连接。
可选的，所述固定块的中部开设有固定孔，所述固定孔与安装孔相对应，所述插杆与固定孔相适配。
一种基于太阳能的制冷方法，包括以下步骤：
A：产能：利用太阳能组件吸收太阳能，太阳能组件将一部分能量储存在蓄热箱内，太阳能组件将另一部分能量转换为电能并储存在蓄电池内；
B：调节太阳能板：通过控制伺服电机，伺服电机带动螺杆旋转，螺杆带动滑块在滑槽内移动，滑块通过连杆带动太阳能电池板沿着支撑杆旋转，进而改变太阳能板的角度，当角度合适后，停止伺服电机；
C：制冷：蓄电池负责给整个装置供电，启动压缩机和冷凝器，压缩机和冷凝器开始制冷，由蓄冷箱进行储存，启动冷却循环泵，冷却循环泵将蓄冷箱内部的能量传输至出风系统内，再由风机将冷风吹出；
D：产热：启动融霜循环泵，融霜循环泵将蓄热箱内部的热量传输至出风系统内，再由风机将热量吹出，进而对融霜进行熔化；
E：更换风机：首先拉动固定环，固定环带动插杆向外移动，当插杆离开固定块后，便可以取出风机，然后松开固定环，在安装风机时，拉动固定环，将风机上的固定块插入安装槽内，然后松开固定环，此时，限位块受到回力弹簧的挤压力带动固定杆移动，固定杆通过固定环带动插杆向内移动，插杆插入固定孔内，完成更换。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于太阳能的制冷系统及方法，具备以下有益效果：
(1)、本发明既利用了太阳能电池板工作时产生的热能进行融霜，又将太阳能电池板转换的电能提供给整个装置，充分利用太阳能，提高了太阳能的利用率。
(2)、本发明通过支撑杆、滑槽、滑块、螺杆、伺服电机和连杆之间的配合设置，不仅结构简单，造价低廉，而且便于调节太阳能电池板的旋转角度，提高了太阳能电池板的储能效率。
(3)、本发明通过安装槽、固定块、插杆、固定环、安装块、固定杆、限位块和回力弹簧之间的配合设置，方便了风机的拆装，在更换或维修风机时更加省时省力，减小了操作难度，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明制冷系统的示意图；
图2为本发明太阳能组件结构的剖面示意图；
图3为本发明出风系统结构的示意图；
图4为本发明出风系统结构的剖面示意图。
图中：1、太阳能组件；2、蓄电池；3、压缩机；4、冷凝器；5、蓄冷箱；6、冷却循环泵；7、出风系统；8、蓄热箱；9、融霜循环泵；10、太阳能电池板；11、底座；12、第一固定件；13、第二固定件；14、支撑杆；15、滑槽；16、滑块；17、螺杆；18、伺服电机；19、第三固定件；20、连杆；21、轴承；22、滑轮；23、安装架；24、安装槽；25、风机；26、固定块；27、安装孔；28、插杆；29、固定环；30、安装块；31、固定杆；32、限位块；33、回力弹簧；34、垫片。
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做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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
根据如图1-4所示，本发明提供了一种技术方案：
一种基于太阳能的制冷系统，包括太阳能组件1、蓄电池2、压缩机3、冷凝器4、蓄冷箱5、冷却循环泵6、出风系统7、蓄热箱8和融霜循环泵9，蓄电池2和蓄热箱8的输入端均与太阳能组件1的输出端连接，蓄电池2的输出端连接压缩机3的输入端，压缩机3的输出端连接冷凝器4的输入端，冷凝器4的输出端连接蓄冷箱5的输入端，蓄冷箱5的输出端连接冷却循环泵6的输入端，蓄热箱8的输出端连接融霜循环泵9的输入端，融霜循环泵9和冷却循环泵6的输出端连接均与出风系统7的输入端连接；
太阳能组件1由太阳能电池板10和底座11组成，太阳能电池板10的底端中部固定连接有第一固定件12，太阳能电池板10的底端一侧固定连接有第二固定件13，底座11的顶端中部固定连接有支撑杆14，支撑杆14的顶端与第一固定件12铰接，底座11顶端一侧开设有滑槽15，滑槽15内活动来连接有滑块16，滑块16的中部连接有螺杆17，螺杆17的两端均与底座11活动连接，螺杆17的一端连接有伺服电机18，滑块16的顶端固定连接有第三固定件19，第三固定件19的顶端铰接有连杆20，连杆20的顶端与第二固定件13铰接，通过支撑杆14、滑槽15、滑块16、螺杆17、伺服电机18和连杆20之间的配合设置，不仅结构简单，造价低廉，而且便于调节太阳能电池板10的旋转角度，提高了太阳能电池板10的储能效率；
出风系统7由安装架23和风机25构成，安装架23的两端内部均开设有安装孔27，安装孔27的中部开设有安装槽24，安装孔27内活动连接有插杆28，插杆28的一端贯穿安装架23并固定连接有固定环29，安装架23的两端外侧均固定连接有安装块30，安装块30的中部活动连接有固定杆31，固定杆31的一端与固定环29固定连接，固定杆31的另一端固定连接有限位块32，固定杆31的另一端外侧套接有回力弹簧33，回力弹簧33的一端与限位块32贴合连接，回力弹簧33的另一端与安装块30贴合连接，风机25的两端均固定连接有固定块26，通过安装槽24、固定块26、插杆28、固定环29、安装块30、固定杆31、限位块32和回力弹簧33之间的配合设置，方便了风机25的拆装，在更换或维修风机25时更加省时省力，减小了操作难度，提高了工作效率。
作为本发明的一种可选技术方案：
压缩机3、冷凝器4、蓄冷箱5、冷却循环泵6、出风系统7、蓄热箱8和融霜循环泵9均与蓄电池2电连接。
作为本发明的一种可选技术方案：
滑块16的底端活动连接有滑轮22，滑轮22的底部与滑槽15贴合连接，通过设置滑轮22，减小了滑槽15与滑块16之间的摩擦力。
作为本发明的一种可选技术方案：
滑块16的中部开设有螺纹孔，滑块16通过螺纹孔与螺杆17连接，螺杆17通过轴承21与底座11活动连接。
作为本发明的一种可选技术方案：
安装槽24的两侧均粘结有垫片34，固定块26位于安装槽24内并与垫片34贴合连接，通过设置垫片34，起到了减震的作用。
作为本发明的一种可选技术方案：
固定块26的中部开设有固定孔，固定孔与安装孔27相对应，插杆28与固定孔相适配。
一种基于太阳能的制冷方法，包括以下步骤：
A：产能：利用太阳能组件1吸收太阳能，太阳能组件1将一部分能量储存在蓄热箱8内，太阳能组件1将另一部分能量转换为电能并储存在蓄电池2内；
B：调节太阳能板：通过控制伺服电机18，伺服电机18带动螺杆17旋转，螺杆17带动滑块16在滑槽15内移动，滑块16通过连杆20带动太阳能电池板10沿着支撑杆14旋转，进而改变太阳能板的角度，当角度合适后，停止伺服电机18；
C：制冷：蓄电池2负责给整个装置供电，启动压缩机3和冷凝器4，压缩机3和冷凝器4开始制冷，由蓄冷箱5进行储存，启动冷却循环泵6，冷却循环泵6将蓄冷箱5内部的能量传输至出风系统7内，再由风机25将冷风吹出；
D：产热：启动融霜循环泵9，融霜循环泵9将蓄热箱8内部的热量传输至出风系统7内，再由风机25将热量吹出，进而对融霜进行熔化；
E：更换风机：首先拉动固定环29，固定环29带动插杆28向外移动，当插杆28离开固定块26后，便可以取出风机25，然后松开固定环29，在安装风机25时，拉动固定环29，将风机25上的固定块26插入安装槽24内，然后松开固定环29，此时，限位块32受到回力弹簧33的挤压力带动固定杆31移动，固定杆31通过固定环29带动插杆28向内移动，插杆28插入固定孔内，完成更换。
综上所述：该基于太阳能的制冷系统，既利用了太阳能电池板10工作时产生的热能进行融霜，又将太阳能电池板10转换的电能提供给整个装置，充分利用太阳能，提高了太阳能的利用率。
需要说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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)

1.一种基于太阳能的制冷系统，包括太阳能组件(1)、蓄电池(2)、压缩机(3)、冷凝器(4)、蓄冷箱(5)、冷却循环泵(6)、出风系统(7)、蓄热箱(8)和融霜循环泵(9)，其特征在于：所述蓄电池(2)和蓄热箱(8)的输入端均与太阳能组件(1)的输出端连接，所述蓄电池(2)的输出端连接压缩机(3)的输入端，所述压缩机(3)的输出端连接冷凝器(4)的输入端，所述冷凝器(4)的输出端连接蓄冷箱(5)的输入端，所述蓄冷箱(5)的输出端连接冷却循环泵(6)的输入端，所述蓄热箱(8)的输出端连接融霜循环泵(9)的输入端，所述融霜循环泵(9)和冷却循环泵(6)的输出端连接均与出风系统(7)的输入端连接；
所述太阳能组件(1)由太阳能电池板(10)和底座(11)组成，所述太阳能电池板(10)的底端中部固定连接有第一固定件(12)，所述太阳能电池板(10)的底端一侧固定连接有第二固定件(13)，所述底座(11)的顶端中部固定连接有支撑杆(14)，所述支撑杆(14)的顶端与第一固定件(12)铰接，所述底座(11)顶端一侧开设有滑槽(15)，所述滑槽(15)内活动来连接有滑块(16)，所述滑块(16)的中部连接有螺杆(17)，所述螺杆(17)的两端均与底座(11)活动连接，所述螺杆(17)的一端连接有伺服电机(18)，所述滑块(16)的顶端固定连接有第三固定件(19)，所述第三固定件(19)的顶端铰接有连杆(20)，所述连杆(20)的顶端与第二固定件(13)铰接；
所述出风系统(7)由安装架(23)和风机(25)构成，所述安装架(23)的两端内部均开设有安装孔(27)，所述安装孔(27)的中部开设有安装槽(24)，所述安装孔(27)内活动连接有插杆(28)，所述插杆(28)的一端贯穿安装架(23)并固定连接有固定环(29)，所述安装架(23)的两端外侧均固定连接有安装块(30)，所述安装块(30)的中部活动连接有固定杆(31)，所述固定杆(31)的一端与固定环(29)固定连接，所述固定杆(31)的另一端固定连接有限位块(32)，所述固定杆(31)的另一端外侧套接有回力弹簧(33)，所述回力弹簧(33)的一端与限位块(32)贴合连接，所述回力弹簧(33)的另一端与安装块(30)贴合连接，所述风机(25)的两端均固定连接有固定块(26)。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的制冷系统，其特征在于：
所述压缩机(3)、冷凝器(4)、蓄冷箱(5)、冷却循环泵(6)、出风系统(7)、蓄热箱(8)和融霜循环泵(9)均与蓄电池(2)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的制冷系统，其特征在于：
所述滑块(16)的底端活动连接有滑轮(22)，所述滑轮(22)的底部与滑槽(15)贴合连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的制冷系统，其特征在于：
所述滑块(16)的中部开设有螺纹孔，所述滑块(16)通过螺纹孔与螺杆(17)连接，所述螺杆(17)通过轴承(21)与底座(11)活动连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的制冷系统，其特征在于：
所述安装槽(24)的两侧均粘结有垫片(34)，所述固定块(26)位于安装槽(24)内并与垫片(34)贴合连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的制冷系统，其特征在于：
所述固定块(26)的中部开设有固定孔，所述固定孔与安装孔(27)相对应，所述插杆(28)与固定孔相适配。
7.一种基于太阳能的制冷方法，其特征在于，包括以下步骤：
A：产能：利用太阳能组件(1)吸收太阳能，太阳能组件(1)将一部分能量储存在蓄热箱(8)内，太阳能组件(1)将另一部分能量转换为电能并储存在蓄电池(2)内；
B：调节太阳能板：通过控制伺服电机(18)，伺服电机(18)带动螺杆(17)旋转，螺杆(17)带动滑块(16)在滑槽(15)内移动，滑块(16)通过连杆(20)带动太阳能电池板(10)沿着支撑杆(14)旋转，进而改变太阳能板的角度，当角度合适后，停止伺服电机(18)；
C：制冷：蓄电池(2)负责给整个装置供电，启动压缩机(3)和冷凝器(4)，压缩机(3)和冷凝器(4)开始制冷，由蓄冷箱(5)进行储存，启动冷却循环泵(6)，冷却循环泵(6)将蓄冷箱(5)内部的能量传输至出风系统(7)内，再由风机(25)将冷风吹出；
D：产热：启动融霜循环泵(9)，融霜循环泵(9)将蓄热箱(8)内部的热量传输至出风系统(7)内，再由风机(25)将热量吹出，进而对融霜进行熔化；
E：更换风机：首先拉动固定环(29)，固定环(29)带动插杆(28)向外移动，当插杆(28)离开固定块(26)后，便可以取出风机(25)，然后松开固定环(29)，在安装风机(25)时，拉动固定环(29)，将风机(25)上的固定块(26)插入安装槽(24)内，然后松开固定环(29)，此时，限位块(32)受到回力弹簧(33)的挤压力带动固定杆(31)移动，固定杆(31)通过固定环(29)带动插杆(28)向内移动，插杆(28)插入固定孔内，完成更换。
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