CN214458362U - 一种用于太阳能制氢的冷却设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于太阳能制氢的冷却设备，包括冷却主箱、支座、夹座、放置主板和多个水冷管，所述冷却主箱的顶端面一侧安装有控制器，冷却主箱的内腔通过隔板分设为位于上端的机腔和冷水腔以及位于一侧的降温腔，所述机腔内安装有水泵和抽风机，所述水泵的进水口连接有伸入冷水腔底壁的进水管，水泵的出水口连接有出水管，并通过出水板与多个水冷管的一端相连通，所述抽风机的进风口通过抽风管连接有进气管，抽风机的出风口连接有伸入冷水腔底壁的出风管，且所述抽风机与水泵均与控制器电性连接。该用于太阳能制氢的冷却设备，由双重降温的方式，提高对制氢设备表面热量的吸收冷却效率，避免热量堆积对设备造成的损伤。

Description

一种用于太阳能制氢的冷却设备

技术领域

本实用新型属于冷却设备技术领域，具体涉及一种用于太阳能制氢的冷却设备。

背景技术

利用太阳能生产氢气的系统,有光分解制氢，太阳能发电和电解水组合制氢系统。太阳能制氢是近30-40年才发展起来的。到目前为止，对太阳能制氢的研究主要集中在如下几种技术：热化学法制氢、光电化学分解法制氢、光催化法制氢、人工光合作用制氢和生物制氢。

目前，在太阳能制氢过程中需要用到冷却设备对制氢设备散发的热量进行吸收，但是现有的冷却设备，在进行热气的冷却时，冷却的方式单一，造成冷却的效率低，长久下去容易造成热量的堆积，导致制氢设备的损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于太阳能制氢的冷却设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于太阳能制氢的冷却设备，包括冷却主箱、支座、夹座、放置主板和多个水冷管，所述冷却主箱的顶端面一侧安装有控制器，冷却主箱的内腔通过隔板分设为位于上端的机腔和冷水腔以及位于一侧的降温腔，所述机腔内安装有水泵和抽风机，所述水泵的进水口连接有伸入冷水腔底壁的进水管，水泵的出水口连接有出水管，并通过出水板与多个水冷管的一端相连通，所述抽风机的进风口通过抽风管连接有进气管，抽风机的出风口连接有伸入冷水腔底壁的出风管，且所述抽风机与水泵均与控制器电性连接；

所述冷水腔内注入有冷却液，冷水腔的底壁安装与控制器电性连接的温度传感器，冷水腔的一侧壁安装有与控制器电性连接的半导体制冷片；

所述夹座呈L型结构，并焊接固定在支座上，且夹座和支座呈矩形阵列设置有四组，所述水冷管至少设置有三组，并安装在夹座内，且多个水冷管的另一端均插入冷却主箱内与冷水腔的顶端连通；

所述放置主板设置有两个，并对称放置四个夹座和支座围成的框型结构内，放置主板的顶端开有柱形的底槽，并在底槽的底端设置有吸气组件，底槽的上端设置有支撑组件，两个吸气组件通过连接管与进气管连通。

优选的，所述半导体制冷片内嵌在冷却主箱内部的隔板中，且半导体制冷片的制冷端位于冷水腔内，制热端位于降温腔内，且冷水腔的侧壁顶端安装有与降温腔连通的单向阀。

优选的，所述降温腔的侧壁底端也安装有伸出冷却主箱的单向阀，并在位于冷却主箱外侧的单向阀端部连接有出热管。

优选的，所述支座为柱形结构，支座的顶端面关于夹座对称安装有两个定位螺孔，所述夹座的L型结构的内侧面呈均匀间隔开有至少三组用于放置水冷管的夹槽。

优选的，所述吸气组件包括固定在底槽内壁上呈环形设置的吸气主管以及安装有吸气主管内环面呈环形阵列设置的四个吸气支管，四个所述吸气支管与吸气主管连通，且每个吸气支管的顶端面均开有多个连通管腔的吸气孔。

优选的，所述连接管的两端分别穿过两个放置主板并与两个吸气主管的侧面连通，连接管的中间与进气管连通。

优选的，所述支撑组件为十字支撑板，该十字支撑板的中间呈圆盘结构，四根支杆均与底槽的内壁焊接固定，且制氢设备的两个电极仓分别固定在十字支撑板上。

本实用新型的技术效果和优点：该用于太阳能制氢的冷却设备，通过将多个水冷管呈矩形阵列卡在位于制氢设备外侧的夹座内，并且水冷管的一端与水泵的出水管连接，另一端连接冷却主箱的冷水腔，从而能够在水泵工作时，将冷水腔内的冷水在水冷管中循环流动，实现对制氢设备外侧散热的热量进行吸收换热，同时两个制氢设备放置在放置主板上，并由放置主板的底槽内设置的吸气组件通过连接管、进气管与抽风机连通，实现抽风机工作时将制氢设备散发出的热气由抽风机进行抽取，并排入冷却液中，完成再次的降温处理，从而由双重降温的方式，提高对制氢设备表面热量的吸收冷却效率，避免热量堆积对设备造成的损伤；此外水冷管吸热后的液体进入到冷水腔中与抽风机吸入的热气进入冷水腔的冷水中，从而由冷水对热气以及混合后的液体进行降温，并且由温度传感器对冷却液进行温度的实时监测以及半导体制冷片对冷却液的快速降温，从而保证进入到水冷管中冷却液的温度处于最适，也使得降温后的气体经过单向阀进入到降温腔中，在降温腔中，对半导体制冷片的热端进行散热，并在散热完成后一起由另一单向阀和出热管排出，保证了半导体制冷片工作的状态，避免温度堆积过高，造成的制冷不及时问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的放置主板俯视图；

图3为本实用新型的支座结构示意图；

图4为本实用新型的图1中A处结构的放大示意图；

图5为本实用新型的冷却主箱剖视图；

图6为本实用新型的电路连接原理图。

图中：1、冷却主箱；2、控制器；3、出热管；4、支座；5、水冷管；6、夹座；7、放置主板；8、底槽；9、十字支撑板；10、吸气支管；11、吸气主管；12、吸气孔；13、定位螺栓；14、夹槽；15、连接管；16、进气管；17、冷水腔；18、降温腔；19、机腔；20、温度传感器；21、半导体制冷片；22、单向阀；23、水泵；24、抽风机；25、抽风管；26、出风管、27、出水管；28、出水板；29、进水管。

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。

本实用新型提供了如图1-6所示的一种用于太阳能制氢的冷却设备，包括冷却主箱1、支座4、夹座6、放置主板7和多个水冷管5，所述冷却主箱1的顶端面一侧安装有控制器2，冷却主箱1的内腔通过隔板分设为位于上端的机腔19和冷水腔17以及位于一侧的降温腔18，所述机腔19内安装有水泵23和抽风机24，所述水泵23的进水口连接有伸入冷水腔17底壁的进水管29，水泵23的出水口连接有出水管，并通过出水板28与多个水冷管5的一端相连通，所述抽风机24的进风口通过抽风管25连接有进气管16，抽风机24的出风口连接有伸入冷水腔17底壁的出风管26，且所述抽风机24与水泵23均与控制器2电性连接(优选STM32系列的单片机)；

所述冷水腔17内注入有冷却液，冷水腔17的底壁安装与控制器2电性连接的温度传感器20，冷水腔17的一侧壁安装有与控制器2电性连接的半导体制冷片21，且冷却液应没过半导体制冷片21，同时不与机腔19的底壁接触；

所述夹座6呈L型结构，并焊接固定在支座4上，且夹座6和支座4呈矩形阵列设置有四组，所述水冷管5至少设置有三组，并安装在夹座6内，且多个水冷管5的另一端均插入冷却主箱1内与冷水腔17的顶端连通，形成水冷管5冷却液的循环流动；

所述放置主板7设置有两个，并对称放置四个夹座6和支座4围成的框型结构内，放置主板7的顶端开有柱形的底槽8，并在底槽8的底端设置有吸气组件，底槽8的上端设置有支撑组件，两个吸气组件通过连接管15与进气管16连通。

具体的，所述半导体制冷片21内嵌在冷却主箱1内部的隔板中，且半导体制冷片21的制冷端位于冷水腔17内，制热端位于降温腔18内，且冷水腔17的侧壁顶端安装有与降温腔18连通的单向阀22，避免外界热气进入到冷却主箱1内，影响冷却液。

具体的，所述降温腔18的侧壁底端也安装有伸出冷却主箱1的单向阀22，并在位于冷却主箱1外侧的单向阀22端部连接有出热管3。

具体的，所述支座4为柱形结构，支座4的顶端面关于夹座6对称安装有两个定位螺孔，便于将支座4固定，所述夹座6的L型结构的内侧面呈均匀间隔开有至少三组用于放置水冷管5的夹槽14。

具体的，所述吸气组件包括固定在底槽8内壁上呈环形设置的吸气主管11以及安装有吸气主管11内环面呈环形阵列设置的四个吸气支管10，四个所述吸气支管10与吸气主管11连通，且每个吸气支管10的顶端面均开有多个连通管腔的吸气孔12。

具体的，所述连接管15的两端分别穿过两个放置主板7并与两个吸气主管11的侧面连通，连接管15的中间与进气管16连通。

具体的，所述支撑组件为十字支撑板9，该十字支撑板9的中间呈圆盘结构，四根支杆均与底槽8的内壁焊接固定，且制氢设备的两个电极仓分别固定在十字支撑板9上。

工作原理，该用于太阳能制氢的冷却设备，在使用时，首先将制氢设备的正负两个电极仓置于放置主板7的十字支撑板9上，然后在将支座4放置到制氢设备的外侧呈矩形阵列设置，并在放置完成后，将水冷管5、冷却主箱1依次安装完成，当制氢设备开始工作时，启动水泵23和抽风机24工作，水泵23工作将冷水腔17内的冷却液抽出，并由出水管27、出水板28分流至三个水冷管5中，并将制氢设备散发出的热气进行吸收，之后重新回流至冷水腔17内与冷却液混合，同时抽风机24工作，开始抽风，并由抽风管25、进气管16、连接管15至吸气组件的吸气主管11中，之后从吸气主管11的吸气支管10的吸气孔12中将制氢设备表面散发出的热气进行再次吸收，将带有热气的空气由出风管26排入到冷却液中，在冷却液中热空气被冷却后，经过单向阀22进入到降温腔18，并最终再由单向阀22从出热管3中排出，若冷水腔17中的冷却液在经过回流的冷却液混合后，在与带有热气的空气混合，由温度传感器20实时监测冷却液的温度，当温度即将超出设定的温度范围时，控制器2控制半导体制冷片21开始工作，对冷却液进行快速降温，同时被冷却液冷却的空气在降温腔18中对半导体制冷片21的热端进行降温，使半导体制冷片21制冷强度保持一致。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于太阳能制氢的冷却设备，包括冷却主箱(1)、支座(4)、夹座(6)、放置主板(7)和多个水冷管(5)，其特征在于：所述冷却主箱(1)的顶端面一侧安装有控制器(2)，冷却主箱(1)的内腔通过隔板分设为位于上端的机腔(19)和冷水腔(17)以及位于一侧的降温腔(18)，所述机腔(19)内安装有水泵(23)和抽风机(24)，所述水泵(23)的进水口连接有伸入冷水腔(17)底壁的进水管(29)，水泵(23)的出水口连接有出水管，并通过出水板(28)与多个水冷管(5)的一端相连通，所述抽风机(24)的进风口通过抽风管(25)连接有进气管(16)，抽风机(24)的出风口连接有伸入冷水腔(17)底壁的出风管(26)，且所述抽风机(24)与水泵(23)均与控制器(2)电性连接；

所述冷水腔(17)内注入有冷却液，冷水腔(17)的底壁安装与控制器(2)电性连接的温度传感器(20)，冷水腔(17)的一侧壁安装有与控制器(2)电性连接的半导体制冷片(21)；

所述夹座(6)呈L型结构，并焊接固定在支座(4)上，且夹座(6)和支座(4)呈矩形阵列设置有四组，所述水冷管(5)至少设置有三组，并安装在夹座(6)内，且多个水冷管(5)的另一端均插入冷却主箱(1)内与冷水腔(17)的顶端连通；

所述放置主板(7)设置有两个，并对称放置四个夹座(6)和支座(4)围成的框型结构内，放置主板(7)的顶端开有柱形的底槽(8)，并在底槽(8)的底端设置有吸气组件，底槽(8)的上端设置有支撑组件，两个吸气组件通过连接管(15)与进气管(16)连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能制氢的冷却设备，其特征在于：所述半导体制冷片(21)内嵌在冷却主箱(1)内部的隔板中，且半导体制冷片(21)的制冷端位于冷水腔(17)内，制热端位于降温腔(18)内，且冷水腔(17)的侧壁顶端安装有与降温腔(18)连通的单向阀(22)。

3.根据权利要求2所述的一种用于太阳能制氢的冷却设备，其特征在于：所述降温腔(18)的侧壁底端也安装有伸出冷却主箱(1)的单向阀(22)，并在位于冷却主箱(1)外侧的单向阀(22)端部连接有出热管(3)。

4.根据权利要求1所述的一种用于太阳能制氢的冷却设备，其特征在于：所述支座(4)为柱形结构，支座(4)的顶端面关于夹座(6)对称安装有两个定位螺孔，所述夹座(6)的L型结构的内侧面呈均匀间隔开有至少三组用于放置水冷管(5)的夹槽(14)。

5.根据权利要求1所述的一种用于太阳能制氢的冷却设备，其特征在于：所述吸气组件包括固定在底槽(8)内壁上呈环形设置的吸气主管(11)以及安装有吸气主管(11)内环面呈环形阵列设置的四个吸气支管(10)，四个所述吸气支管(10)与吸气主管(11)连通，且每个吸气支管(10)的顶端面均开有多个连通管腔的吸气孔(12)。

6.根据权利要求5所述的一种用于太阳能制氢的冷却设备，其特征在于：所述连接管(15)的两端分别穿过两个放置主板(7)并与两个吸气主管(11)的侧面连通，连接管(15)的中间与进气管(16)连通。

7.根据权利要求1所述的一种用于太阳能制氢的冷却设备，其特征在于：所述支撑组件为十字支撑板(9)，该十字支撑板(9)的中间呈圆盘结构，四根支杆均与底槽(8)的内壁焊接固定，且制氢设备的两个电极仓分别固定在十字支撑板(9)上。

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