CN200968685Y - 太阳能光伏水蒸发制冷空调器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种太阳能光伏水蒸发制冷空调器，包括有太阳能电池组件，其特征是太阳能电池组件与充放电控制器连接，充放电控制器与储能装置连接，充放电控制器的输出连接水蒸发制冷换热器中的电器件。本实用新型利用太阳能光伏发电，直接将绿色的电能供给节能的水蒸发制冷换热器和电加热装置，实现空调的制冷、制热功能，且无需外接电源，非常方便实用，无电地区和缺电地区也可利用太阳能发电直接驱动空调器工作。由于不使用压缩机，能耗低，因此与之相配的太阳能组件无需太大功率和面积，价格相对较低，易于市场接受，再加上高效的热交换技术，始终使室内的空气保持为新鲜空气，还有益于人体健康。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空调器，具体地说是一种利用太阳能光伏供电、水蒸发制冷换热的节能环保空调器。
背景技术
随着社会的不断发展，全世界面临能源紧缺的危机，科学工作者不断探索开发和应用各种新的能源，由于太阳能是一个取之不尽的能源，于是对它的开发利用也在不断地发展着。作为对太阳能的一种利用途径，太阳能空调也随之被开发研制。但从目前市场上现有的空调器来看，国内外生产的太阳能空调器大都是通过利用太阳能的能量使空调器的传导介质发生物理、化学变化而实现制冷制热效果，这类空调器虽然节约一定的能源，但内部结构复杂、造价太高，且由于传导介质的变化和泄漏会造成室内外空气污染，影响环境。中山大学曾申请公开了一种太阳能光伏热泵空调系统(申请号为200510032980.4)，其为利用太阳能光伏发电供热泵空调器使用的节能空调系统。这种空调虽比市面上的太阳能空调器要先进得多，但由于热泵的传热介质泄漏还会对环境造成污染，再加上热泵需使用电功率相对较大且与之配套的太阳能光伏电池，及安装面积较大、造价较高，不易推广应用。
发明内容
本实用新型的目的就是针对现有空调器的不足，提供一种利用太阳能发电驱动的太阳能光伏水蒸发制冷空调器。
本实用新型的目的可以通过以下措施来实现：
一种太阳能光伏水蒸发制冷空调器，包括有太阳能电池组件，其特征是太阳能电池组件与充放电控制器连接，充放电控制器与储能装置连接，充放电控制器的输出连接水蒸发制冷换热器中的电器件。
所述的水蒸发制冷换热器为至少有隔离的内外双空腔的空腔体，其内空腔与进气气流通道连通连接，外空腔与出气气流通道连通连接，进气气流通道的进气口与出气气流通道的出气口分别设有进风机和抽风机，在进风机与内空腔之间的进气气流通道内设有电加热器。
所述的内空腔和外空腔内均设有波纹状导热板，内空腔与外空腔共用的腔壁为传热板。
所述的太阳能电池组件采用单晶硅、多晶硅或非晶硅太阳能电池。
所述设置在外空腔内的波纹状导热板上贴有毛细管吸水薄膜。
所述的水蒸发制冷换热器内还设有设有水箱、水泵及喷水嘴，水泵的进水口连接水箱，其出水口通过管道与喷水嘴连通相接。
本实用新型利用太阳能光伏发电，直接将绿色的电能供给节能的水蒸发制冷换热器和电加热装置，实现空调的制冷、制热功能，且无需外接电源，非常方便实用，无电地区和缺电地区也可利用太阳能发电直接驱动空调器工作。由于不使用压缩机，能耗低，因此与之相配的太阳能组件无需太大功率和面积，价格相对较低，易于市场接受，再加上高效的热交换技术，始终使室内的空气保持为新鲜空气，还有益于人体健康。本实用新型既节能又环保，实现了绿色能源与节能环保的美好给合，开拓绿色节能空调器的新领域。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
图2为本实用新型冷热交换器结构示意图。
图3为图2的A-A面剖视图。
图4为本实用新型直流电源实施方案的原理图。
图5为本实用新型交流电源实施方案的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
如图1所示，本实用新型由太阳能电池组件、充放电控制器、储能装置及水蒸发制冷换热器几部份组成。太阳能电池组件可以采用现有的单晶硅、多晶硅或非晶硅太阳能电池片，并由钢化玻璃封装，封装好后用支架支撑安装在室外太阳光照射较好的地方。放电控制器的输出连接水蒸发制冷换热器中的电器件，这里的电器件指水蒸发制冷换热器中用来制冷制热用的各种用电装置，而充放电控制器则采用现有的市售产品，储能装置则采用蓄电池。水蒸发制冷换热器的结构如图2所示，它为至少有隔离的内外双空腔的空腔体4，其内空腔10与进气气流通道3连通连接，外空腔11与出气气流通道7连通连接，进气气流通道3的进气口与出气气流通道7的出气口分别设有进风机1和抽风机8，在进风机1与内空腔10之间的进气气流通道3内还设有电加热器2。在上述的内空腔10与外空腔11内都设有波纹状导热板，外空腔11内的外层波纹状导热板12上贴有毛细管状吸水薄膜，用于吸附水蒸发制冷用的水，内空腔10内的内层波纹状换热板14则不贴毛细管状吸水薄膜。内空腔10与与外空腔11共用的腔壁设置为传热性能好的传热板13，内空腔10与外空腔11还包有外壳9。
在水蒸发制冷换热器内还设有设有水箱、水泵及喷水嘴，水泵的进水口连接水箱，其出水口通过管道与喷水嘴连通相接，喷水嘴设置在内层波纹状换热板14上的毛细管状吸水薄膜附近，以使喷水嘴喷出的水可以尽量多地覆盖到毛细管状吸水薄膜的面积。
本实用新型中的太阳能电池板与充放电控制器，充放电控制器与储能蓄电池及与水蒸发制冷空调器的各部位电机均采用导线连接，这些电机都采用交、流电源通用的电机。水蒸发制冷换热器一般安装在室外，由进风管道和抽风管道连接到室内。
本实用新型制冷工作过程如下：
白天，太阳能电池板在太阳光的照射下由于光伏效应产生电流，经充放电控制器整流后直接供给水蒸发制冷换热器用，多余的电能储存在蓄电池中。根据制冷控制指令，太阳能电池组件和充放电控制器供出直流电启动水蒸发制冷换热器中的水泵，将水均匀地喷淋到贴在水蒸发制冷换热器外空腔1内外层波纹状导热板12上的毛细管状吸水薄膜上，然后启动抽风机8，将室内空气从水蒸发制冷换热器及出气气流通道7排到室外，则此时的室内空气压力小于室外，室外的新鲜空气则会通过进气气流通道3从室内气体进口6进入室内。在室内空气经过水蒸发制冷换热器的外空腔11时，由于气体流动引起外空腔11内贴在波纹状导热板上的毛细管吸水薄膜上的水蒸发，水在蒸发过程中吸收大量的热，则水蒸发制冷换热器外空腔11内的空气和外层波纹状导热板12被冷却，则此时通过传热板13吸收内空腔10内的空气热量，从而使其温度降低，进而降低了内空腔10内内层波纹状换热板14的温度，使得通过进气气流通道3从内空腔10进入室内的空气温度降低。不断进行着上述的室内外空气交换，则实现了本实用新型的水蒸发制冷功能。夜晚，太阳能电池不再发电，则通过充放电控制器使储存在蓄电池内的电能放出供水蒸发制冷换制器使用，实现上述工作过程及功能。
本实用新型的制热工作过程如下：
白天，太阳能光伏电池组件在光照下产生电能经过处理供水蒸发制冷换热器中电机使用。启动进风机1和电加热器2，使得从室外进入进气气流通道3中后的空气温升高，室外空气进入到室内后，室内的空气压力大于室外，于是室内空气就会从室内气体出口5及出气气流通道7排到室外，由于此时没有启动水泵喷水，外空腔11内的外层波纹状导热板12不会发生水蒸发而带走热量，这样由于室内不断地进入被电加热器2加热过的热空气，使室内的温度升高，从而实现本实用新型的制热功能。同样，夜晚在太阳能电池组件不发电的情况下由蓄电池提供各部位电机使用的电能。
本实用新型的还可在充放电控制器内设置逆变器，使本来经过其整流后的直流电通过逆变达到交流用电电源要求，提供给本实用新型中各部份的电机使用。
本实用新型的具体直流、交流供电的设计方案如图3、图4所示，本实用新型相当于传统1.5匹空调制冷量，其基本配量如下：
1、太阳能电池组件 450转换效率15％ 占用面积约3m2
2、太阳能充放电控制器 500wp 1台 具备防过充过放功能
3、蓄电池 50AH/24V 1组 免维护铅酸电池
4、逆变器 24V/220V-1000W 1台 正弦波输出
5、抽风机 40W 1只 交、直流
6、送风机 40W 1只 交、直流
7、水泵电机 20W 1只 交、直流
8、电加热器 400W 1只 电阻性
在制冷状态时仅需耗电100W，其中水泵电机20W，抽风机40W，送风机40W，是传统压缩机制冷空调能耗的10％。制热时，抽风机40W，电换热器400W，比传统压缩机空调节能50％以上，其电能均由太阳能发电系统供给，不需要另接其它家用电源。
Claims (6)
1、一种太阳能光伏水蒸发制冷空调器，包括有太阳能电池组件，其特征是太阳能电池组件与充放电控制器连接，充放电控制器与储能装置连接，充放电控制器的输出连接水蒸发制冷换热器中的电器件。
2、根据权利要求1所述的太阳能光伏水蒸发制冷空调器，其特征是所述的水蒸发制冷换热器为至少有隔离的内外双空腔的空腔体，其内空腔与进气气流通道连通连接，外空腔与出气气流通道连通连接，进气气流通道的进气口与出气气流通道的出气口分别设有进风机和抽风机，在进风机与内空腔之间的进气气流通道内设有电加热器。
3、根据权利要求2所述的太阳能光伏水蒸发制冷空调器，其特征是所述的内空腔和外空腔内均设有波纹状导热板，内空腔与外空腔共用的腔壁为传热板。
4、根据权利要求1所述的太阳能光伏水蒸发制冷空调器，其特征是所述的太阳能电池组件采用单晶硅、多晶硅或非晶硅太阳能电池。
5、根据权利要求3所述的太阳能光伏水蒸发制冷空调器，其特征是所述设置在外空腔内的波纹状导热板上贴有毛细管吸水薄膜。
6、根据权利要求1所述的太阳能光伏水蒸发制冷空调器，其征是所述的水蒸发制冷换热器内还设有设有水箱、水泵及喷水嘴，水泵的进水口连接水箱，其出水口通过管道与喷水嘴连通相接。
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