CN207599935U - 太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置，包括太阳能电池板、安装座、顶罩、导流罩、扇叶、无刷直流电机、风道、安装底座和防护网，所述太阳能电池板通过所述安装座固定在所述顶罩上端，顶罩的内顶连接所述导流罩，所述风道通过第一连接杆与顶罩内顶连接，顶罩的排风口连接所述防护网，防护网上均布有换气孔，所述风道延伸出所述防护网，风道的末端连接所述安装底座，所述无刷直流电机连接所述扇叶，无刷直流电机通过第二连接杆固定在所述风道内，所述太阳能电池板与无刷直流电机连接，无刷直流电机连接有自控系统，所述安装底座固定在所述排气窗上，能源利用率是90％以上，无需要储能设备，即使是阴雨天，也能启动风扇运转，节省投入。

Description

太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置

技术领域

本实用新型涉及房屋通风设备领域，特别涉及一种太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置。

背景技术

随着生活水平的提高，越来越多的自建房屋及独立别墅屋顶都装了换气扇，目前，换气扇中大多采用交流电驱动电动机运行进行抽风换气，虽然也有小部分太阳能换气扇，但是由于其需要采用太阳能发电后把太阳能转化为电能存储到储能设备中，再通过MPPT，供直流电机或交流电机(电能利用率只有15％-30％左右)启动扇叶进行抽风，对能量的利用率低，且储能设备需要投入成本高、维护费用大且使用不方便。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术存在的问题，提供了一种太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述的目的，本实用新型采用以下技术措施：

太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置，设置在屋顶的排气窗上，包括太阳能电池板、安装座、顶罩、导流罩、扇叶、无刷直流电机、风道、安装底座和防护网，所述太阳能电池板通过所述安装座固定在所述顶罩上端，顶罩的内顶连接所述导流罩，所述风道通过第一连接杆与顶罩内顶连接，顶罩的排风口连接所述防护网，防护网上均布有换气孔，所述风道延伸出所述防护网，风道的末端连接所述安装底座，所述无刷直流电机连接所述扇叶，无刷直流电机通过第二连接杆固定在所述风道内，所述太阳能电池板与无刷直流电机连接，无刷直流电机连接有自控系统，所述安装底座固定在所述排气窗上。

作为优选，所述自控系统包括MP2.5粉尘传感器、CO传感器、温度传感器、变送器以及主控器，所述主控器设置在所述无刷直流电机的驱动板上，所述PM2.5粉尘传感器、CO传感器、温度传感器15通过引线组件和变送器连接所述主控器，所述主控器通过继电器连接所述无刷直流电机的开关端。

作为优选，所述无刷直流电机的启动电压为3V，工作电压为3-36V宽幅电压。

作为优选，所述太阳能电池板上排列有多块多晶硅太阳能电池，相邻两块多晶硅太阳能电池之间设有光致储能型荧光条，荧光条的光强为 10-30candela/㎡。

作为优选，所述风道的侧壁连接有若干第一连接杆，第一连接杆通过螺栓连接所述顶罩内顶，所述顶罩上与所述螺栓配合的螺栓孔通过胶黏剂密封，顶罩的底端与所述防护网相适配。

作为优选，所述顶罩采用中空的四棱台结构，所述顶罩的顶端面积小于所述顶罩的底端面积，所述顶罩的底端面积大于所述排气窗的窗口面积，顶罩的侧壁与所述防护网之间的夹角为35°-65°。

作为优选，所述太阳能电池板在光线条件下产生3-18V电压。

本实用新型的有益效果在于：

1、本装置的结构简单，无需布线，安装方便，通风效果好，使用太阳能作为能源，环保节能。

2、相较于传统把太阳能转化为电能存储到储能设备的形式，本申请使用无刷直流电机，寿命长、免维护、能源利用率是90％以上，将无刷直流电机的工作电压设计为3-36V的宽幅电压，无需要储能设备，具有弱光性能好的特点，经过多次的实际测试，即使是阴雨天，太阳能电池板在光线的作用下也能产生3～18V的电压，足以启动风扇运转，节省投入，又能达到调节空气质量的目的。

3、本申请设置有自控系统，可有效检测室内的粉尘、CO浓度及空气的温度，当空气混浊程度达到阈值或温度超过25℃人体舒适温度，自动控制无刷直流电机启动，自动换气。

附图说明

图1为本实用新型的使用状态图；

图2为本实用新型的爆炸图；

图3为本实用新型的立体结构图；

图4为本实用新型的自控系统的连接示意图；

图5为本实用新型的测定方法的电路连接示意图；

其中，1―太阳能电池板、2―安装座、3―顶罩、4―导流罩、5―扇叶、6―无刷直流电机、7―第二连接杆、8―风道、9-安装底座、10-防护网；11-主控器、12-变送器、13-PM2.5粉尘传感器、14-CO传感器、15-温度传感器、16- 继电器、17-荧光条、18-排气窗、20-第一连接杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置，设置在屋顶的排气窗18上，包括太阳能电池板1、安装座2、顶罩3、导流罩4、扇叶5、无刷直流电机6、风道8、安装底座9和防护网10，所述太阳能电池板1通过所述安装座2固定在所述顶罩3上端，顶罩3的内顶连接所述导流罩4，所述风道 8通过第一连接杆20与顶罩3内顶连接，顶罩3的排风口连接所述防护网10，防护网10上均布有换气孔，所述风道8延伸出所述防护网10，风道8的末端连接所述安装底座9，所述无刷直流电机6连接所述扇叶5，无刷直流电机6 通过第二连接杆7固定在所述风道8内，所述太阳能电池板1与无刷直流电机 6连接，无刷直流电机6连接有自控系统，所述安装底座2固定在所述排气窗 18上。所述无刷直流电机6带动所述扇叶5旋转，驱动屋内的浑浊的空气形成气流上升，上升的气流到达顶罩3内后沿导流罩4外壁逐步分散向四周，降低气流流过密封空间时产生的噪音，隔绝气流对太阳能电池板1和安装座2 的冲击，最后从防护网10上的换气孔排除屋外。

参考图4，所述自控系统包括PM2.5粉尘传感器13、CO传感器14、温度传感器15、变送器16以及主控器11，所述主控器11设置在所述无刷直流电机6的驱动板上，所述PM2.5粉尘传感器13、CO传感器14、温度传感器15 通过引线组件和变送器12连接所述主控器11，所述主控器11通过继电器16 连接所述无刷直流电机6的开关端。所述PM2.5粉尘传感器13、CO传感器 14、温度传感器15分别检测室内的粉尘、CO气体浓度以及空气温度，变送器12把PM2.5粉尘传感器13、CO传感器14、温度传感器15的输出信号转变为可被主控器11识别的信号传送到主控器11，所述主控器11连接通过继电器16所述无刷直流电机6的开关端，当主控器11接收到的信号达到信号阀值时，主控器11控制继电器16接通无刷直流电机6的启动电路，所述无刷直流电机6启动，扇叶5旋转自动换气。

所述无刷直流电机6的启动电压为3V，工作电压为3-36V宽幅电压，即所述无刷直流电机6在3-36V的电压范围内均可正常工作，所述太阳能电池板 1为多晶硅太阳能电池，在无阳光的光线条件下可产生5-8V电压供所述无刷直流电机6使用。

根据太阳能电池板1在不同光照条件下产生的电压不同，检测无刷直流电机6的电能利用率，其测定方法如下：

(1)检测晴天、阴天、雨天不同时段内同一时间点室外的光照强度；

(2)在太阳能电池板1、无刷直流电机6上分别并联第一电压表、第二电压表(参考图5)；

(3)启动无刷直流电机6，观察其是否启动；

(4)计算电能利用率η＝(V1×I)/(V2×I)＝V1/V2×100％。

根据上述的测定方法，测定结果见表1：

表1

上述数值仅为多次的实际测试的平均数值，太阳能电池板1的面积为 0.36m²，具体数值受当天天气变化、纬度、季节影响会有所不同，不做详述。但是，经过多次检测得到，无刷直流电机6在3-36V的电压时可正常启动，即使是阴雨天，太阳能电池板1在光线的作用下也能产生5～8V的电压，使得无刷直流电机6启动运转，且无刷直流电机6对太阳能电池板1所产生的能源利用率在90％以上。

此外，根据表1中的数据可以得到，夜晚时光线强度低，使得太阳能电池板1不能产生满足无刷直流电机6所需的电压，因此，为了使得换气装置在夜晚仍能正常使用，所述太阳能电池板1上排列有多块多晶硅太阳能电池，相邻两块多晶硅太阳能电池之间设有光致储能型荧光条17，荧光条17的光强为10-30candela/㎡。所述光致储能型荧光条17在光照时把光能储存起来，在停止光照射后，在缓慢地以荧光的方式释放出来，所述多块多晶硅太阳能电池规则排列，多晶硅太阳能电池的四侧均设有荧光条17，则每块多晶硅太阳能电池可得到30-120candela/㎡光强照射。

为了检测太阳能电池板1在荧光照射条件下所产生的电压变化，其测定方法如下：

(1)检测夜晚不同时段内同一时间点太阳能电池板1所受到的光照强度；

(2)在太阳能电池板1、无刷直流电机6上分别并联第一电压表、第二电压表(参考图5)；

(3)启动无刷直流电机6，观察其是否启动；

(4)计算电能利用率η＝(V1×I)/(V2×I)＝V1/V2×100％。

根据上述的测定方法，测定结果见表2：

表2

表2所得到的数值为多次的实际测试的平均数值，具体数值受当天气候变化、月照以及干湿度等因素影响会有所不同，不做详述。但是，经过多次检测得到，在荧光的照射下，太阳能电池板1也能产生3～5V的电压，使得无刷直流电机6启动运转，且无刷直流电机6对太阳能电池板1所产生的能源利用率在90％以上，使得换气装置即使在夜晚无光的条件下仍能正常使用。

更进一步的，所述风道8的侧壁连接有若干第一连接杆20，第一连接杆 20通过螺栓连接所述顶罩3内顶，为了防止下雨天雨水从排气窗18进入室内，所述顶罩3上与所述螺栓配合的螺栓孔通过胶黏剂密封，顶罩3的底端与所述防护网10相适配。所述顶罩3采用中空的四棱台结构，顶罩3的顶端通过胶黏剂密封连接所述安装座2，所述顶罩3的底端与所述防护网10相适配。所述顶罩3采用中空的四棱台结构，所述顶罩3的顶端面积小于所述顶罩3的底端面积，所述顶罩3的底端面积大于所述排气窗18的窗口面积，顶罩3 的侧壁与所述防护网10之间的夹角为35°-65°，当顶罩3的侧壁与所述防护网10之间的夹角小于35°时，顶罩3的侧壁的坡度过于平缓，雨滴下落时对顶罩3的侧壁的冲击力较大，会产生较大的撞击噪音，且排水速率低，当顶罩3的侧壁与所述防护网10之间的夹角大于65°时，顶罩3的侧壁的坡度过于陡，雨水容易积蓄在排气窗18边缘，导致雨水进入室内，在本实施例中，所述顶罩3为中空的正四棱台结构，顶罩3的侧壁与所述防护网10之间的夹角为45°，可以起到很好的导流效果，有利于排放雨水，减少雨滴对其的冲击力，从而降低撞击噪音。

综上所述，本实用新型的结构简单，无需布线，安装方便，通风效果好，使用太阳能作为能源，环保节能，相较于传统把太阳能转化为电能存储到储能设备的形式，本申请使用的能源利用率是90％以上，把无刷直流电机的工作电压为3-36V的宽幅电压，无需要储能设备，经过多次的实际测试，即使是阴雨天，太阳能电池板在光线的作用下也能产生3～18V的电压，足以启动风扇运转，节省投入。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置，设置在屋顶的排气窗上，其特征在于，包括太阳能电池板、安装座、顶罩、导流罩、扇叶、无刷直流电机、风道、安装底座和防护网，所述太阳能电池板通过所述安装座固定在所述顶罩上端，顶罩的内顶连接所述导流罩，所述风道通过第一连接杆与顶罩内顶连接，顶罩的排风口连接所述防护网，防护网上均布有换气孔，所述风道延伸出所述防护网，风道的末端连接所述安装底座，所述无刷直流电机连接所述扇叶，无刷直流电机通过第二连接杆固定在所述风道内，所述太阳能电池板与无刷直流电机连接，无刷直流电机连接有自控系统，所述安装底座固定在所述排气窗上。

2.根据权利要求1所述的太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置，其特征在于，所述自控系统包括PM2.5粉尘传感器、CO传感器、温度传感器、变送器以及主控器，所述主控器设置在所述无刷直流电机的驱动板上，所述PM2.5粉尘传感器、CO传感器、温度传感器通过引线组件和变送器连接所述主控器，所述主控器通过继电器连接所述无刷直流电机的开关端。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置，其特征在于，所述无刷直流电机的启动电压为3V，工作电压为3-36V宽幅电压。

4.根据权利要求3所述的太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置，其特征在于，所述太阳能电池板上排列有多块多晶硅太阳能电池，相邻两块多晶硅太阳能电池之间设有光致储能型荧光条，荧光条的光强为10-30candela/㎡。

5.根据权利要求4所述的太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置，其特征在于，所述风道的侧壁连接有若干第一连接杆，第一连接杆通过螺栓连接所述顶罩内顶，所述顶罩上与所述螺栓配合的螺栓孔通过胶黏剂密封，顶罩的底端与所述防护网相适配。

6.根据权利要求1所述的太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置，其特征在于，所述顶罩采用中空的四棱台结构，所述顶罩的顶端面积小于所述顶罩的底端面积，所述顶罩的底端面积大于所述排气窗的窗口面积，顶罩的侧壁与所述防护网之间的夹角为35°-65°。

7.根据权利要求1所述的太阳能板驱动智能自控屋顶换气装置，其特征在于，所述太阳能电池板在光线条件下产生3-18V电压。