CN214581544U - 一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属窗式太阳能供暖制冷储能一体装置技术领域,具体而言,涉及一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,包括箱体和散热通道,箱体上设置有多个进气室和两个出风口,箱体内有暖风道和冷风道,通过弧形弯道连接相应出风口,暖风道利用太阳能供暖、内有制热装置,冷风道内有制冷装置;风道仓正面有盖板,盖板外有透明隔热层,隔热层外是窗户玻璃;窗框上部安装有柔性光伏组件,通过卷帘轴控制,光伏发电储存在箱体下部的储能室,电气室为电器元件供电并自由切换电源,低碳节能;箱体正面进气供暖、制冷为外循环,背面进气为内循环,内外循环可自由切换。本实用新型的技术方案采用模块化设计,安装方便,环保节能,市场前景广阔。

Description

一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置
技术领域
本实用新型属窗式太阳能供暖制冷储能一体装置技术领域,具体而言,涉及一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置。
背景技术
窗户的主要功能是采光和通风换气。不过因为夏天天气太热、冬天太冷,一般会很少开窗通风。室内长时间不通风换气,空气中的含氧量会不断下降,影响人们的健康生活。有许多关于智能窗户的研究和发明,包括自清洁、可实时监测并改善空气质量、可以除雾霾、以及光致变色和根据天气变化而感应关窗开窗的智能窗户系统等。
太阳能被认为是最好的清洁供暖方式之一,使用成本为零,节能环保取之不尽。结合太阳能发电单元的智能窗户,有代表性的包括一种光伏建筑一体化智能窗户组件,在窗体框架内位于两块玻璃板之间安装有光伏叶片的百叶窗组件,可通过窗页角度调节装置来调节光伏叶片的朝向,提升光伏发电效率;还有一种结合太阳能发电的智能窗户,包括PM2.5感应传感器、风雨感应传感器、柔性太阳能薄膜、锂电池、控制模块,柔性太阳能薄膜附着在窗帘表面,接收阳光并转化为电能,储存在锂电池中作为备用电源,日常使用家用电网系统控制,各传感器根据需要连接在户外,并连接处理器,传感器根据外部环境变化,向处理器传输信号,处理器为控制系统,向控制器发出信号,负责窗户及窗帘开启和关闭,整个系统协同运作;另外一种太阳能智能窗户,包含窗框、窗扇,窗扇滑动安装在窗框内,窗框外侧面的两边分别设置有太阳能电池板,窗框外侧面的顶部设置有感应探头,底部设置有蓄电池和微处理器,窗框一侧内部设置有相对应侧边固定连接的推拉机构,蓄电池通过光电转换装置与太阳能电池板连接,推拉机构、感应探头和微处理器分别与蓄电池连接,微处理器通过所述感应探头发送的信息控制推拉机构工作。这些都是通过太阳能光伏发电以及配合储能电池为智能窗户提供清洁能源动力。
冬季供暖的清洁改造是实现节能减排以及碳中和目标的一个重要领域。国家曾推出“煤改电”政策,但推行效果并不显著。冬季用电取暖,耗电量和电费是一般家庭用不起的。因此,太阳能供暖虽然被国家列为重点推进项目,但由于太阳能仅限于晴朗的白天,夜晚或者阴雨天就需要其他能源的补充,如储热或其他储能,或多能互补,一般都需要十分复杂的系统结构和组件,不便于普通家庭使用,所以效果不是很好。
夏季炎热,制冷是刚需。虽然空调制冷效果很好,但空调制冷耗电量也很大,费用较高,一般老百姓不舍得用,且长时间制冷后室内氧含量持续下降。调研近年来太阳能制冷技术的发展发现,过去的研究多是利用太阳能发电,然后带动空气压缩机进行制冷或者利用太阳能聚光的能量带动蒸发器或者冷凝液再加上循环系统进行制冷,绝大多数都离不开压缩机或冷热水箱。如一项专利描述一种便携式太阳能制冷装置,包括太阳能板、冷藏盒和盒盖,制冷区内设置有一蒸发器,蒸发器下端分别通过蒸汽管和毛细管连接位于工作室内的压缩机和冷凝器,所述毛细孔内设置有节流阀,这是典型的通过太阳能板产生电能,然后给压缩机供电。另有碟式太阳能制冷系统,包括太阳能集热器、水箱和吸收式制冷机。类似的还有通过具有聚焦集热发生装置的太阳能制冷空调,该聚焦集热发生装置采用高倍环面聚焦式的菲涅尔透镜结合太阳能灶,通过调节将光照聚焦,把高聚光集结在装有吸收剂和制冷剂的混合溶液的金属管上,产生高热的热源使吸收剂和制冷剂的混合溶液在发生器中分离,在单片机的点光源跟踪程序下,可实时追踪点光源,带动太阳能灶的智能转动聚焦,实现了用于太阳能制冷空调中的集热发生装置的智能聚焦及制冷的高效运行。综合而言,以上太阳能制冷技术的原理都是利用太阳能发电,通过制冷剂或者压缩机,以水或制冷剂为介质进行热量交换,达到降温的目的。缺点是,体系太复杂,而水循环有很大的跑冒滴漏的隐患;此外制冷剂多有剧毒不宜使用;并且在客户端最关心的能耗上,以上各种技术路线明显存在劣势。
太阳能供暖方面,许多研究团队在蓝膜等多种吸热涂层的性能研究上已经取得了较大的进步,比如通过改变膜厚,不同材料的混合比例等参数来提高吸收比、吸热效率。还有以水介质交换,冷水不断地通过太阳能集热器被加热后,通过管道输送热水起到供暖效果。例如有通过地板下的地暖管路结合太阳能加热热水进行供暖,可以起到一定的供暖效果,但这样存在的问题也很多,如水质变化带来的锈蚀、漏水、冰冻裂纹等后期问题,给生活带来了巨大的隐患。而且,供热效能方面,热水输送过程中能量损失很大。
在冷暖相结合领域,已有多种思路。如一种直接蒸发式太阳能热电冷联产系统,包括直接蒸发式太阳能集热器、压缩膨胀双功能机头、永磁电动发电一体化电机、冷凝器、膨胀阀、工质泵、双效溴化锂吸收式制冷机组、热泵单向阀、发电单向阀和截止阀,通过控制阀体的通断状态可以实现太阳能采暖、太阳能低温发电和太阳能制冷。也有利用制冷机、太阳能光伏板、充电器、蓄电设备、集水罐、冷水管、进水管、太阳能集热器以及排热水管进行冷热联供,主要是利用集热器将冷水加热变成热水,利用水介质的循环来提供热能和制冷。另外还有一项专利公开了一种太阳能制冷、暖双节能系统,利用太阳能发电板通过光伏发电控制器将产生的电能储存到储电设备组,再通过全自动逆变电源将电输送给空气能制冷机,从而带动冷库的排管蒸发器和风机蒸发器,达到制冷。其他一些类似的技术和装置,主要都是利用太阳能发电,然后带动制冷或者制热的压缩机,通过制冷剂的蒸发或者热水的温度交换来进行冷热输送。与前述单纯的太阳能制冷技术相比,以上太阳能冷暖相结合的思路和技术体系更加复杂,而且液态的化学物品和水媒介在高低温的交替作用下很容易出现安全隐患,所以没有明显可应用的价值和潜力。
在太阳能制冷供暖和储能结合领域,有一款分布式太阳能制冷供暖储能一体机,包括箱体,箱体上设置有多个进风口和一个出风口,箱体内设置有正面和背面两个舱室,正面舱室利用太阳能进行供暖,背面舱室提供制冷和储能。正面和背面舱室都设置有风道仓和电气室,正面风道仓的开口处覆盖有透明玻璃,位于风道仓长边的两侧有两个电动卷轴,卷轴在玻璃与风道仓间可任意切换柔性太阳能组件或透明塑料薄膜。正面电气室开口处覆盖有光伏组件。背面开口处覆盖有散热板;背面直部风道是渐变窄结构,由风道变窄节省的空间利于散热和安置冷凝水管路。该技术由于采用正背面两个风道舱室,设备整体厚度较大,仅适合户外安装,无法与窗户结合形成统一结构,且最大的难点和缺点是如果安装在高层小区的楼面外墙上,需要借助大型辅助吊机高空作业,且需要在墙壁上开孔。不仅安装时会存在安全隐患,使用过程中由于外墙连接管的保温性能下降会影响制冷和供暖效果。
通过以上调研分析发现,迄今为止还没有一种技术和产品能够让太阳能发电、太阳能辐射供暖、无介质制冷及储能等多种功能与窗户集成为一体,既不影响窗户的使用功能、又能够通过简单的控制实现夏季输送新鲜冷空气、冬季输送新鲜暖空气,且太冷太热时可以在外循环与内循环之间自由切换,节能高效,更重要的是使用成本低,并且不含有害的制冷剂,安装方便,无需铺设管道,也不用在墙壁上开孔,整个系统简单轻巧,美观大方,市场空间广阔。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,以简单合理的结构来同时实现太阳能发电、储能、太阳能供暖、制冷以及内外循环自由切换等多种功能,且该一体装置是集成在窗户内,并通过与窗框之间的对称连接,该一体装置可以像窗户玻璃一样翻转或打开,不影响窗户的正常通风和采光功能,实用安全、低成本、节能高效,美观大方。
为了解决上述问题,本实用新型提供一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,包括箱体和左右散热通道,箱体上设置有多个进风口和两个出风口,所述箱体内设置有暖风道和冷风道两个独立风道,暖风道由暖风道直部和弧部交替衔接组成,并通过弧形弯道与箱体背面暖风出口相连,暖风道利用太阳能进行供暖,在暖风道靠近暖风出口处设置有一个或多个制热装置;冷风道直部风道内设置有一个或多个制冷装置,直部风道连接渐变窄弧形风道,并通过圆弧形弯头与箱体背面的冷风出口相连;暖风道和冷风道之间用隔热保温材料隔离,暖风道和冷风道的风道仓背面与底板之间铺设有保温隔热层,风道仓正面覆盖有整体盖板,盖板外设置有透明隔热层,透明隔热层通过箱体两侧卡槽推入,透明隔热层之外是窗户玻璃;位于箱体正面上部窗框安装有柔性光伏组件卷帘轴,柔性光伏组件通过卷帘轴的控制伸展平铺于箱体正面外侧吸收阳光进行光伏发电,同时遮挡箱体,也可随时回缩在卷帘轴上;箱体正面右下角设置有暖风道进气室和冷风道进气室,分别与设置在箱体正面的暖风道直部入口和冷风道直部入口相对应,暖风道进气室和冷风道进气室相互隔离并分别设置有一个或多个风扇,进气室外设置有过滤网;冷风道进气室可以内转180°,变为冷风内循环;箱体背面下部设置有电气室和储能室,电气室位于风道仓下面,箱体的底部,储能室与电气室水平相连,并设置有散热口、储能电池电量显示器与充电USB接口;暖风道最左下方的弧部与箱体左侧面散热通道之间的夹角处设置有暖风内循环进气室和风道连接部,进气室外设置有过滤网,暖风道最左下方的弧部中间内壁上设置有风道隔离槽,在箱体背面相应位置有隔离槽插口,箱体背面上方设置有暖风出口和冷风出口,暖风出口和冷风出口相邻,侧面散热通道的背面设置有三相电源插头,通过电源线连接室内电网。
进一步地,所述正面暖风进气室、冷风进气室和背面内循环进气室均安装有风扇,包括右散热通道设置的风扇,所有风扇为离心风扇,一个或多个;离心风扇,由双开关连接两个电源,一个电源是箱体下部设置的储能电池组,另一个为电网。
进一步地,所述冷风进气室、暖风进气室和箱体背面内循环进气室入口处均安装有过滤网。
进一步地,所述电气室内安装有风扇控制电路、通信电路、辅助电路和集成电路模块;储能室内设置有充电电路、电池管理系统、逆变电路和电气保护装置。
进一步地,所述暖风道由直部和弧部交替衔接组成,直部采用并排的方管制成,弧部位于直部的两端,呈半圆形,用于将相邻的直部连通,直部和弧部的数量可以是多个;在暖风道内设置有一个或多个制热装置,制热装置主要由加热片和散热器组成,通过固定装置固定在暖风道通风管道的内壁上;冷风道直部也由方管制成,直部连接渐变窄弧形风道,并通过圆弧形弯头与箱体背面的冷风出口相连;冷风道内设置有一个或多个制冷装置,制冷装置由制冷片和散热器组成,通过固定装置固定在冷风道直部的内壁上。
进一步地,所述加热片和制冷片均由双开关控制,分别接入系统自带的储能电池和电网。
进一步地,所述柔性光伏组件,其电路引线经由箱体侧面的散热通道导入储能室,与储能电池模组连通,并由控制单元和电池管理系统控制充放电过程。
进一步地,所述出风口是“冷暖分离”结构,即暖风道连接暖风出口,冷风道连接冷风出口,暖风出口和冷风出口之间设置隔热层,冷风和暖风分别独立运行。
进一步地,所述储能电池模组为锂电池,锂空气电池,钒电池,液流电池等的一种,可以通过太阳能光伏组件发电进行充电,或由电网进行充电;储能电池模组与离心风扇、加热片、制冷片等用电器的连接均通过逆变整流装置,充电放电过程受电源管理系统控制优化。
进一步地,所述风道仓正面覆盖的盖板表面上涂覆有吸热涂层材料。
进一步地,所述透明隔热层,为单层轻质高透光钢化玻璃或高透光硬质树脂薄膜基板,在玻璃或薄膜基板临近盖板一侧的表面涂覆有隔热涂层。
本实用新型的有益效果是:本实用新型的技术方案通过采用薄板式冷暖储紧密结合一体化的设计理念,有效的提高太阳能供暖和制冷效率,与窗户一体且不影响窗户的正常使用。在夏季时,卷帘轴张开柔性光伏组件,利用最充足的阳光充分发电并将电能储存在储能电池模组中,然后驱动制冷单元将冷空气送入室内,同时提高室内空气的氧含量;冬季时,盖板外表面的吸热涂层最大化的将太阳能的热量吸收传递给暖风道内的空气并送入室内,供暖的同时提高室内的氧含量。当冬季室外气温过低或下雨时,可以启动暖风内循环,将室内空气通过背面进气室吸入含有制热装置的暖风道中,并通过进风口返回室内,能够在较短的时间内实现室内温度的升高,与外循环结合使用,能够将室内空气氧含量和温度调节在合理水平。当夏季室外温度过高时,或启动冷风内循环,节能高效。本产品因具有储能电池模组,可以充分利用太阳能发电或者在低谷电价时以电网充电,节能环保,不仅能够解决晴天、夜晚和阴雨天的连续供暖和制冷效果,而且大大消减了用电负荷以及耗电成本。且本产品是集成在窗户内,与一块玻璃的大小相当,并通过与窗框之间的对称连接,可以像窗户玻璃一样翻转或侧面打开,闲置时不影响窗户的正常通风和采光功能。该产品采用模块化设计,能够实现快速拼装,安装方便不需要在墙体上开孔,更不需要连接额外的通风管,美观大方。且模块化设计能够使零部件规格统一,方便维护。
另外,将风道仓和电气室进行隔离,能够有效防止风道仓内的高低温对电子元件的影响,提高产品的稳定性;制冷过程中空气中的冷凝水通过自身重力经进气室的冷凝水出口排出。本产品不仅充分的利用了太阳能,而且节能环保,不使用任何化学制剂,市场前景广阔。
附图说明
在附图中:
图1为本实用新型的一体装置正面示意图;
图2为本实用新型的一体装置左侧截面视图;
图3为本实用新型的一体装置正面内部透视图;
图4为本实用新型的制冷装置俯视截面视图;
图5为本实用新型的加热装置俯视截面视图;
图6为本实用新型的一体装置背面视图;
图7为安装本实用新型一体装置的窗户效果图;
图中,1为卷帘轴,2为柔性光伏组件,3为风扇,4为散热器,5为右散热通道,6为过滤网(正面),7为冷凝水出口,8为风道仓,9为外部固定件,10为保温隔热层,11为电气室,12为窗户玻璃,13为透明隔热层,14为盖板,15为保温隔热材料;16为冷风道,17为制冷装置,18为暖风道直部,19为冷风道直部入口,20为冷风道进气室,21为风扇(制冷),22为暖风道进气室,23为暖风道直部入口,24为风扇(供暖),25为电气室,26为弧部,27为储能室,28为风道隔离槽,29为暖风内循环进气室,30为风道连接部,31为左散热通道,32为制热装置,33为暖风出口,34为冷风出口,35为三相电源插头(公头),36为过滤网(冷风内循环),37为储能电池电量显示器与充电USB接口,38为储能室散热口,39为过滤网(暖风内循环),40为风道隔离槽插口;501为右散热通道开口,1701为制冷片,1702为导热层,1703为制冷端空气散热器,1704为热端散热器;3101为左散热通道开口,3201为加热片,3202为加热片散热器,3203为固定装置。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例(一)
如图1、2、3、5、6所示,一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,包括箱体、卷帘轴1和柔性光伏组件2,箱体上设置有多个进风口和两个出风口,所述箱体内设置有风道仓8,风道仓内有暖风道和冷风道16两个独立风道,暖风道由暖风道直部18和弧部26交替衔接组成,并通过弧形弯道与箱体背面暖风出口33相连,暖风道利用太阳能进行供暖,在暖风道靠近暖风出口处设置有一个或多个制热装置32;制热装置32由加热片3201和加热片散热器3202紧密衔接,并通过固定装置3203固定在暖风道直部与左散热通道31的连接壁上;暖风道和冷风道之间用隔热保温材料隔离,暖风道和冷风道的风道仓背面与底板之间铺设有保温隔热层10,风道仓正面覆盖有盖板14,盖板外设置有透明隔热层13,透明隔热层通过箱体两侧卡槽推入,透明隔热层之外是窗户玻璃12;箱体正面右下角设置有暖风道进气室22和冷风道进气室20,分别与设置在箱体正面的暖风道直部入口23和冷风道直部入口19相对应,暖风道进气室22和冷风道进气室20相互隔离并分别设置有一个或多个风扇(供暖)24和风扇(制冷)21,风扇24和21均为离心风扇,采用离心风扇的好处能够降低整个箱体的厚度;进气室外设置有过滤网(正面)6,箱体背面下部设置有电气室25和储能室27,电气室25位于风道仓下面,箱体的底部,储能室27与电气室25相连,并设置有储能室散热口38、储能电池电量显示器与充电USB接口37;暖风道最左下方的弧部26与箱体左散热通道31之间的夹角处设置有内循环进气室29和风道连接部30,进气室29外设置有过滤网(暖风内循环)39,暖风道最左下方的弧部26中间内壁上设置有风道隔离槽28,在箱体背面相应位置有隔离槽插口40,箱体背面上方设置有暖风出口33和冷风出口34,暖风出口和冷风出口相邻,侧面散热通道的背面设置有三相电源插头(公头)35,通过电源线连接室内电网。
白天天气晴朗条件下,将柔性光伏组件2收卷于卷帘轴1上,并打开窗户玻璃12,此时箱体在阳光直接照射下,盖板表面的吸热涂层材料能够充分吸收阳光的热量。空气由暖风道进气室22内安装的一个或多个风扇(供暖)24经过滤网(正面)6进入暖风道直部入口23,再经过暖风道直部18和弧部26多级交替换热,空气温度持续上升,再与制热装置32中的梳状加热片散热器3202充分接触,将加热片3201的热量快速带出并迅速通过暖风出口33进入室内,完成暖风外循环过程。如阳光充足、不需要开启制热装置32,则只有风扇(供暖)24消耗很少的电能,可由储能室27的储能电池供电,而储能电池可由柔性光伏组件2在不需要供暖的情况下吸收阳光发电进行充电,这样暖风外循环过程使用成本几乎为零。当室外温度较低、需要加大暖风热量时,此时关闭窗户玻璃12,通过三相电源插头(公头)35连接电网,给风扇(供暖)24和一个或多个通过外部固定件9固定在左散热通道31内壁上的制热装置32供电,此时暖风外循环的热量将提高室内温度。当冬季夜晚室外温度过低(如低于-10℃)时,可适当交替开启暖风内循环和外循环:当完成暖风外循环使室内空气氧含量达到一定舒适度时,关闭风扇(供暖24),开启内循环进气室29内安装的离心风扇,同时将隔离插板插入风道隔离槽插口40,将暖风道隔断,室内空气经过滤网(暖风内循环)39过滤后,通过风道连接部30进入暖风道尾段,同时进入风道内的空气经由一个或多个制热装置32,通过加热片散热器3202加热后得到的暖风迅速经过暖风出口33进入室内,完成空气内循环。内循环过程可以迅速提升室内温度,具体可通过智能遥控器来调节加热片的运行数量以及运行时间来控制室内温度。夜晚储能电池可通过电网进行充电,经储能室散热口38将热量散出,并通过储能电池电量显示器与充电USB接口37来控制充电时间以及给手机等充电的时间。
在所有进气口处安装有滤网,该设计能够避免杂物进入到通风管道内和风扇内,保证通风管道的畅通和风扇的正常运行。
在本实施例中,电气室、储能室以及各个进气室的腔体采用注塑件构成,在风道入口连接时均有插接配件连接。采用注塑件的好处是,可以根据需要一次成型做出比较复杂的结构,且绝缘防水,成本较低,容易装配,生产效率高。
在本实施例中,储能电池模组优选一种高效锂电池,此电池模组可以通过智能开关和电池管理系统来控制是用柔性光伏组件发电进行充电还是由电网进行充电。储能电池模组与离心风扇、加热片等用电器的连接均搭配有整流装置和逆变装置,充电放电过程受电源管理系统控制进行优化。
实施例(二)
如图1、3、4、6所示,一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,包括箱体、卷帘轴1和柔性光伏组件2,箱体上设置有多个进风口和两个出风口,所述箱体内设置有风道仓8,风道仓内有暖风道和冷风道16两个独立风道,冷风道16起始于冷风道进气室20,冷风道进气室20内安装有一个或多个风扇(制冷)21,进气室外设置有过滤网(正面)6,冷风道直部入口19与进气室20相连,直部内设置有一个或多个制冷装置17,制冷装置是由制冷片1701与制冷端空气散热器1703和热端散热器1704通过导热层1702连接并固定在右散热通道5的内壁上,冷端散热器位于冷风道16内部,热端散热器1704的上部安装有风扇3,可对热端散热器进行直接降温,热空气经由右散热通道开口501散出;直部风道连接渐变窄弧形风道,并通过圆弧形弯头与箱体背面的冷风出口34相连;风道仓正面覆盖有盖板14,盖板外设置有透明隔热层13,透明隔热层通过箱体两侧卡槽推入,透明隔热层之外是窗户玻璃12;箱体背面下部设置有电气室25和储能室27,电气室25位于风道仓下面,箱体的底部,储能室27与电气室25相连,并设置有储能电池电量显示器与充电USB接口37、储能室散热口38;箱体背面下方与正面冷风道进气室20相对应的区域设置有过滤网(冷风内循环)36,上方设置有暖风出口33和冷风出口34,暖风出口和冷风出口相邻,右散热通道5的背面设置有三相电源插头(公头)35,通过电源线连接室内电网。
白天阳光直射条件下,将柔性光伏组件2通过卷帘轴1展开,并将窗户玻璃12关闭,此时箱体被柔性光伏组件遮挡,处于阴面;空气由冷风道进气室20内安装的一个或多个风扇(制冷)21经过滤网(正面)6进入冷风道直部入口19;风扇(制冷)21为降温风扇,通过金属叶片的中空设计将室外热空气进行初级降温,再经过冷风道直部中一个或多个制冷装置17中的梳状制冷端空气散热器1703充分接触,空气迅速降温并通过冷风道16的渐变窄弧形风道加速,通过冷风出口34进入室内,同时热端散热器1704通过导热层1702吸收制冷片1701热端的热量,与室外空气充分接触换热并通过热端散热器1704的上部安装的风扇3迅速降温,热空气经由右散热通道开口501散出,完成空气制冷外循环;如阳光充足、储能电池持续充电状态时,此时制冷片和风扇所需电力由三相电源插头(公头)35连接电网来提供;当储能电池电量充满时,可通过电气室25的控制器,自动切换电源状态,关闭电网电源,将储能电池电量输送给所需用电单元,此时光伏发电给电池充电暂停,防止充放电同时进行储能电池过热,同时可以将柔性光伏组件2卷起到卷帘轴1上,透明隔热层13的正面附着或换成反光层遮挡阳光,在反光层上可设置不同图案装饰,如图7所示;当室外温度较高时,可将冷风道进气室20转180°变为内循环,室内空气经过过滤网(冷风内循环)36进入冷风道,通过智能遥控器来调节制冷片的运行数量、风扇(制冷)21的运行数量和运行时间来控制室内温度。夜晚时,制冷风扇可通过储能电池供电持续为室内输送凉爽空气,不开启制冷片的情况下使用成本为零;同时储能电池可在闲置时通过电网进行充电,经储能室散热口38将热量散出,并通过储能电池电量显示器与充电USB接口37来控制充电时间。
在所有进气口处安装有滤网,该设计能够避免杂物进入到通风管道内和风扇内,保证通风管道的畅通和风扇的正常运行。
在本实施例中,电气室、储能室和进气室的腔体采用注塑件构成,在风道入口连接时均有插接配件连接。采用注塑件的好处是,可以根据需要一次成型做出比较复杂的结构,且绝缘防水,成本较低,容易装配,生产效率高。
在本实施例中,储能电池模组优选一种高效锂电池,此电池模组可以通过智能开关和电池管理系统来控制是用柔性光伏组件发电进行充电还是由电网进行充电。储能电池模组与离心风扇、制冷片等用电器的连接均搭配有整流装置和逆变装置,充电放电过程受电源管理系统控制进行优化。
以上实施例对本申请进行了详细介绍,本文中应用具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想,同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,包括箱体和左右散热通道,箱体上设置有多个进风口和两个出风口,其特征在于:所述箱体内设置有暖风道和冷风道两个独立风道,暖风道由暖风道直部和弧部交替衔接组成,并通过弧形弯道与箱体背面暖风出口相连,暖风道利用太阳能进行供暖,在暖风道靠近暖风出口处设置有一个或多个制热装置;冷风道直部风道内设置有一个或多个制冷装置,直部风道连接渐变窄弧形风道,并通过圆弧形弯头与箱体背面的冷风出口相连;暖风道和冷风道之间用隔热保温材料隔离,暖风道和冷风道的风道仓背面与底板之间铺设有保温隔热层,风道仓正面覆盖有整体盖板,盖板外设置有透明隔热层,透明隔热层通过箱体两侧卡槽推入,透明隔热层之外是窗户玻璃;位于箱体正面上部窗框安装有柔性光伏组件卷帘轴,柔性光伏组件通过卷帘轴的控制伸展平铺于箱体正面外侧吸收阳光进行光伏发电,同时遮挡箱体,也可随时回缩在卷帘轴上;箱体正面右下角设置有暖风道进气室和冷风道进气室,分别与设置在箱体正面的暖风道直部入口和冷风道直部入口相对应,暖风道进气室和冷风道进气室相互隔离并分别设置有一个或多个风扇,进气室外设置有过滤网;冷风道进气室可以内转180°,变为冷风内循环;箱体背面下部设置有电气室和储能室,电气室位于风道仓下面,箱体的底部,储能室与电气室水平相连,并设置有散热口、储能电池电量显示器与充电USB接口;暖风道最左下方的弧部与箱体左侧面散热通道之间的夹角处设置有暖风内循环进气室和风道连接部,进气室外设置有过滤网,暖风道最左下方的弧部中间内壁上设置有风道隔离槽,在箱体背面相应位置有隔离槽插口,箱体背面上方设置有暖风出口和冷风出口,暖风出口和冷风出口相邻,侧面散热通道的背面设置有三相电源插头,通过电源线连接室内电网。
2.根据权利要求1所述的一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,其特征在于:所述箱体正面的冷、暖风道进气室和背面内循环进气室均安装有风扇,包括右散热通道设置的风扇,所有风扇为离心风扇,一个或多个;离心风扇,由双开关连接两个电源,一个电源是箱体下部设置的储能电池组,另一个为电网。
3.根据权利要求2所述的一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,其特征在于:所述冷风道进气室、暖风道进气室和箱体背面内循环进气室入口处均安装有过滤网。
4.根据权利要求3所述的一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,其特征在于:所述电气室内安装有风扇控制电路、通信电路、辅助电路和集成电路模块;储能室内设置有充电电路、电池管理系统、逆变电路和电气保护装置。
5.根据权利要求4所述的一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,其特征在于:所述暖风道由直部和弧部交替衔接组成,直部采用并排的方管制成,弧部位于直部的两端,呈半圆形,用于将相邻的直部连通,直部和弧部的数量可以是多个;在暖风道内设置有一个或多个制热装置,制热装置主要由加热片和散热器组成,通过固定装置固定在暖风道通风管道的内壁上;冷风道直部也由方管制成,直部连接渐变窄弧形风道,并通过圆弧形弯头与箱体背面的冷风出口相连;冷风道内设置有一个或多个制冷装置,制冷装置由制冷片和散热器组成,通过固定装置固定在冷风道直部的内壁上。
6.根据权利要求5所述的一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,其特征在于:所述加热片和制冷片均由双开关控制,分别接入系统自带的储能电池和电网。
7.根据权利要求6所述的一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,其特征在于:所述柔性光伏组件,其电路引线经由箱体侧面的散热通道导入储能室,与储能电池模组连通,并由控制单元和电池管理系统控制充放电过程。
8.根据权利要求7所述的一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,其特征在于:所述出风口是“冷暖分离”结构,即暖风道连接暖风出口,冷风道连接冷风出口,暖风出口和冷风出口之间设置隔热层,冷风和暖风分别独立运行。
9.根据权利要求8所述的一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,其特征在于:所述储能电池模组为锂电池,锂空气电池,钒电池,液流电池等的一种,可以通过太阳能光伏组件发电进行充电,或由电网进行充电;储能电池模组与离心风扇、加热片、制冷片等用电器的连接均通过逆变整流装置,充电放电过程受电源管理系统控制优化。
10.根据权利要求9所述的一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,其特征在于:所述风道仓正面覆盖的盖板表面上涂覆有吸热涂层材料。
11.根据权利要求10所述的一种窗式太阳能供暖制冷储能一体装置,其特征在于:所述透明隔热层,为单层轻质高透光钢化玻璃或高透光树脂薄膜基板,在玻璃或薄膜基板临近盖板一侧的表面涂覆有隔热涂层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114776200A (zh) * 2022-03-22 2022-07-22 卡本纳(北京)新材料有限公司 基于太阳能的节能窗幕

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