CN203298412U - 一种太阳能节能空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种太阳能节能空调系统：该空调系统主要由光伏系统、风机、冷风管、电磁三通阀、高效储能空气集热器、湿垫降温箱、热风管、百叶窗式送风箱等八部分组成。该空调系统由光伏电池板为电磁阀和风机供电，通过高效储能空气集热器供热和湿垫降温箱蒸发制冷，其间由两个三通阀控制通风路径和通风量，最后经百叶窗式送风箱输出暖风或冷风，从而获得集制冷、供暖、加湿于一体的太阳能节能空调系统。系统中只有风机、电磁阀、控制器需要供电，可在满足一定舒适度的条件下，实现明显的节能环保效果。本实用新型不消耗或是仅消耗少量的常规能源就能，可高效的实现太阳能综合利用，而且结构紧凑、控制简单、环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能空调系统，特别涉及一种太阳能节能空调系统，属于太阳能热利用技术领域。
背景技术
能源是人类生存和赖以发展的基础，在人类社会发展过程中，过去的几百年里，消耗了大量的化石能源，因此世界各国都在大力发展可再生能源，可再生能源包括太阳能、生物质能、地热能、风能、水能、海洋能等。经测算表明到2015年，通过可再生能源的开发与利用，将会减少数千万吨污染物的排放。其中太阳能又具有普遍、无害、巨大、长久等优点，太阳每年送给地球的辐射能相当于人类消耗能源总和的一万倍。因此太阳能的开发与利用是实现能源可持续发展最为直接的方式之一。
随着人们生活水平的不断提高，对舒适性生活空间环境要求越来越高，导致了采用空调制冷/供暖的需求与日俱增。但空调使用时能源消耗大，且长时间工作会导致室内空气不流通，不利于人们的身心健康，同时也给电力能源的供应带来严峻的考验。还有一些不适合安装空调的地方，比如哨所、岗亭、工地等，生活条件艰苦，没有一个很好解决冬寒夏热的方法。针对这些存在的问题，本发明通过高效储能空气集热器结合湿垫蒸发降温设计了一种太阳能节能空调系统，能满足制冷、供暖、加湿复合利用的需要，可实现太阳能的高效、综合利用。
发明内容
本发明克服了现有空调的不足，提供一种太阳能节能空调系统：该空调系统由光伏电池板为电磁阀和风机供电，通过高效储能空气集热器供热和湿垫降温箱蒸发制冷，其间由三通阀控制通风路径和通风量，最后由百叶窗式送风箱输出暖风或冷风，从而获得集制冷、供暖、加湿于一体的太阳能节能空调系统。系统中只有风机、电磁阀、控制器需要供电，可在满足一定舒适度的条件下，实现明显的节能环保效果。本发明不消耗或是仅消耗少量的常规能源就可高效的实现太阳能综合利用，而且结构紧凑、控制简单、环境友好。
本发明通过以下技术方案完成：一种太阳能节能空调系统主要由光伏系统、风机、冷风管、电磁三通阀、高效储能空气集热器、湿垫降温箱、热风管、百叶窗式送风箱等八部分组成。其中太阳能光伏系统由光伏电池板、控制器、蓄电池、逆变器四部分组成。
高效储能空气集热器：在平板式空气集热器的吸热板与保温底板之间，填充低温固固复合相变储热材料，例如石蜡/石墨复合相变储能材料；在集热器的中间加两块导流板，把集热器分为三个部分，气体流向呈S型，使从下部进入的空气得到循环加热，即使在较弱的阳光下也能获得较高的空气温度。阳光穿过透明盖板照射到吸热板上，吸热板将太阳辐射转化成热能，热能的一部分用于加热空气，另一部分被复合相变储热材料吸收。当温度较低时，吸热板与外界环境温差不大，此时主要给空气加热供暖。当温度继续升高，居所不在需要暖气时，达到复合相变储热材料的相变点时，相变储热材料发生相变吸收大量热量储存起来。直到相变储热材料完全转变后，集热器温度才继续升高。这时空气不经过集热器直接由百叶窗式排风箱送出。到了夜晚随着温度的逐渐降低，融化的相变储热材料开始凝固，放出白天所存储的热量为房屋继续供热，从而延长供热时间，也使集热器达到高效的利用，添加的固固复合相变储热材料，由于支撑物的存在溶化后也不会流动，仍呈固态，可避免使用中出现变形、泄露等问题。
可根据需要调控电磁三通阀来调节空气的流向和流量，调节是否需要加热和降温加湿及加热降温空气量的多少，进而调控百叶窗式送风箱出口空气的温度和湿度，在一定范围内实现气温的连续调节。通过湿垫降温箱蒸发制冷后温度一般可降低6~9度，可满足生活需要；同时湿垫还能滤除空气中灰尘，带来清新凉爽的体验。
百叶窗式送风箱，内部采用喇叭状的流线型设计，减少了通风阻力，同时也使暖气平缓吹出，避免局部过冷或过热。
附图说明：
图1为太阳能节能空调系统图；
图2为高效储能空气集热器结构示意图（a-主视图，b-侧视图）；
图3为湿垫降温箱结构示意图（a-主视图，b-侧视图）；
图4为百叶窗式排风箱结构图（a-主视图，b-侧视图）；
图1中1-风机，2-电磁三通阀门，3-高效储能空气集热器，4-湿垫降温箱，5-百叶窗式排风箱，6-热风管，7-冷风管,8-控制器，9-光伏电池板，10-蓄电池，11-逆变器；
图2中，3-1-进风口，3-2-V型吸热板芯，3-3-储热条，3-4-出风口，3-5-导流板，3-6-外壳，3-7-保温层，3-8-透明隔热板，3-9-盖板，3-10-空气间层；
图3中，4-1-外壳，4-2-进水管，4-3-布水槽，4-4-进风口，4-5-出风口，4-6-湿垫，4-7-集水槽，4-8-排水管，4-9-安装板；
图4中，5-1-外壳，5-2-进风口，5-3-百叶窗。
具体实施方式：
本发明使用光伏系统供电，如图1所示，光伏系统由光伏电池板经导线与控制器-8输入端连接，控制器输出端分别与逆变器-11输入端和蓄电池-10连接，逆变器-11输出端再与蓄电池-10连接组成；电磁三通阀-1①经冷风管-7一端与风机1连接，一端与电磁阀-2②连接，另一端与高效储能空气集热器进风口3-1连接，高效储能空气集热器出风口3-4经热风管-6与接有电磁三通阀-2①的电磁三通阀-2②的同一端连接；电磁三通阀-2②一端经热风管-6与百叶窗式送风箱进风口-5-2连接，另一端经冷风管-7与湿垫降温箱进风口-4-4连接，湿垫降温箱出风口-4-5经冷风管再与百叶窗式送风箱进风口-5-2连接。
高效储能空气集热器（图2）：主要由涂有减反射膜的透明玻璃钢盖板3-9、涂有减反射膜聚碳酸酯（玻璃）隔热板3-8、选择性涂层吸热板芯3-2、金属封装的储热材料3-3、导流板3-5、保温箱体六部分以及空气进口和出口组成。吸热板芯为V型结构，相邻壁面间形成气流道。吸热板下方为复合相变储热材料，例如石蜡/石墨复合相变储能材料，上方为涂有减反射膜聚碳酸酯（玻璃）隔热板3-8，与玻璃盖板间为密封空气层，厚度为5~8mm。中间设有横向金属导流板，它把集热器分为相同的三个部分，在导流板的单侧留有气流道，使空气呈S型流动，有利于加热空气。将它们一起置于保温箱体内，保温箱体3-6由金属板外壳和保温材料组成。保温材料3-7为聚氨酯或聚苯乙烯发泡材料。
湿垫蒸发降温箱（图3）核心为湿垫4-6，规格为40cm×40cm，厚为100~150mm。选用波纹纸质湿垫，具有通风阻力小，热质交换表面积大，降温效率高，工作稳定可靠，安装使用方便的特点。湿垫固定在硬质塑料安装板4-9上，板上留有35cm×35cm的方孔，湿垫上面有布水槽4-3，使水均匀分布在湿垫的上侧面，布水槽上连有接自来水的进水管4-2，下方有集水槽4-7，用于收集多余的水，经排水管4-8排出。整体封装于降温箱4-1内，箱的两侧留有进风口4-4和出风口4-5。
百叶窗式送风箱（图4）主要有进风口5-2，箱体5-1，和百叶窗5-3，温度传感器等四部分组成，箱内呈喇叭状的流线型造型，暖风由进风口进入，在箱内断面逐渐变宽，气流减缓，再加上百叶窗的调节作用，暖风平缓稳定吹出，室内的气温分布较均匀。
实施例1
根据实际居所大小和当地的天气状况选用合适的风机及确定安装集热器的数量，一般一块2平方米的集热器可满足6~10m2的居所需求，通风管选用直径为φ=180mm即可。按要求制作高效储能空气集热器、湿垫降温箱、百叶窗式送风箱和零部件。按图1依次连接风机、冷风管、电磁三通阀、集热器、湿垫降温箱、热风管、百叶窗式送风箱。集热器南偏西10度安装，与地面的倾斜角为当地的地理纬度值。热风部分如暖风管外包覆保温层进行保温。百叶窗式送风箱安放在室内墙上或是摆放于室内桌、柜上。湿垫降温箱进水管接上自来水，同时接上排水管。检查各部件是否连接好，之后对各接口进行加固密封。打开自来水开关，调节流量使排水管有少许水持续流出即可，注意排水的收集利用。检查电路接头是否包扎好，排布是否合理，电路要避开回水，避免阳光直射和淋雨。调节电磁三通阀①可控制空气是否加热和加热空气量的多少，进而控制百叶窗式送风箱暖风的温度；在温度过高，不加热也不能满足需要时，调节电磁三通阀②，控制空气是否需要降温和降温空气量的多少，使温度满足需要，从而实现温度、湿度、通风量的连续调控。整个过程通过控制器自动调控亦可根据实际需要进行手动调节和控制。
实施例2
当温度低于16℃时人就会感到冷，这时通过控制器调节电磁三通阀①，使空气全部或部分经冷风管Ⅰ进入空气集热器加热，再调节电磁三通阀②使空气经热风管Ⅳ不经湿垫蒸发降温而直接为室内供热；当温度超过27℃时人就会感到热，这时调节电磁三通阀①使空气经冷风管Ⅱ（不经集热器加热），进一步调节电磁三通阀②使空气全部或部分经热风管Ⅲ给室内进行降温。在整个系统的制作安装过程中应考虑系统的密封保温性和长期使用性能。
Claims (2)
1.一种太阳能节能空调系统，其特征是：由光伏电池板为风机和电磁三通阀供电，高效储能空气集热器经风管与湿垫降温箱和百叶窗式送风箱连接，其间由两个电磁三通阀控制通风路径和通风量。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能节能空调系统，其特征是：高效储能空气集热器底部保温层中添加复合相变储能材料，中部加有两条横向导流板，使用V型吸热板芯，表面是双层玻璃盖板。
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