專利名稱：室外型太陽能直流蓄冷式制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種制冷技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體地說，是一種室外型太陽能直流蓄冷式制冷裝置。
背景技術(shù)：
隨著世界能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，作為潔凈可再生能源之一的太陽能的利用研究日益受到世界各國(guó)的重視，以太陽能作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)的研究也越來越為各國(guó)的專家、學(xué)者所關(guān)注。當(dāng)前太陽能制冷裝置方面的研究，以吸附式制冷、熱電式制冷和壓縮蒸汽制冷循環(huán)原理較為常見。目前文獻(xiàn)中報(bào)道的吸附式太陽能制冷裝置和熱電式太陽能制冷裝置，由于受各種技術(shù)因素的限制，存在制冷系數(shù)低等不足，吸附式太陽能制冷裝置還存在設(shè)備較為笨重，系統(tǒng)可靠性差的缺點(diǎn)。目前文獻(xiàn)報(bào)道的壓縮蒸汽制冷循環(huán)原理的太陽能制冷裝置，一種方案是用逆變器將太陽能電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)變成交流電以驅(qū)動(dòng)普通的制冷裝置，由于此類太陽能制冷裝置需要電流逆變器，所以結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，同時(shí)電流逆變也造成了一定的電能損耗；也有一種方案是用太陽能電池驅(qū)動(dòng)裝有直流壓縮機(jī)的制冷裝置，并配以蓄電池等附件以保證夜間、陰雨天氣的運(yùn)行。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利公開號(hào)CN2669100，
公開日為2005.01.05，專利名稱為一種光伏驅(qū)動(dòng)制冷裝置，該專利自述為“本實(shí)用新型公開了一種光伏驅(qū)動(dòng)制冷裝置，包括裝有直流壓縮機(jī)的電冰箱、向冰箱提供直流電源的太陽能電池，其特征在于還包括蓄電池，并接所述電冰箱、太陽能電池和蓄電池的控制器，所述控制器內(nèi)設(shè)有蓄電池充電電路與壓縮機(jī)供電電路及可選擇接通兩電路之一的第一切換器，所述控制器的微處理器根據(jù)輸入信號(hào)控制第一切換器動(dòng)作?！北M管此技術(shù)相比于吸附式太陽能電冰箱和熱電式太陽能電冰箱有制冷系數(shù)較高、相比于帶有逆變裝置的太陽能直流電冰箱有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及沒有逆變電能損耗等優(yōu)點(diǎn)，但由于此系統(tǒng)中配備有用于夜晚、陰雨天氣給電冰箱提供電能的蓄電池，而此蓄電池的重量往往占整個(gè)太陽能冰箱重量的50％左右，有的甚至高達(dá)65％，因此冰箱顯得異常笨重，這也是采用此技術(shù)的太陽能冰箱難以推廣的重要原因之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種室外型太陽能直流蓄冷式制冷裝置，使其不需要逆變器、蓄電池，具有整機(jī)重量輕、制冷系統(tǒng)運(yùn)行可靠、制冷系數(shù)高、無日照連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括太陽能供電系統(tǒng)、箱體總成、光電跟蹤系統(tǒng)、直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、壓力開關(guān)、框架，所述的光電跟蹤系統(tǒng)包括光電跟蹤感應(yīng)器、控制器、光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)，光電跟蹤感應(yīng)器、光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別和控制器相連，光電跟蹤感應(yīng)器設(shè)在太陽能電池的正面，光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)在太陽能電池的背面，光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別與太陽能電池、框架相連，控制器設(shè)在箱體的后下部；所述的直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)包括太陽能電池電能功率傳感器、控制器和變速壓縮機(jī)，太陽能電池電能功率傳感器分別與太陽能電池、控制器相連，控制器和變速壓縮機(jī)相連；太陽能供電系統(tǒng)通過框架和電線與箱體總成相連，太陽能供電系統(tǒng)直接與光電跟蹤系統(tǒng)相連，太陽能供電系統(tǒng)直接與直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)相連，太陽能供電系統(tǒng)直接與風(fēng)機(jī)相連，太陽能供電系統(tǒng)通過鉸鏈與框架相連接，箱體總成通過螺栓與框架相連接，壓力開關(guān)通過螺釘與箱體總成相連接。
所述的太陽能供電系統(tǒng)包括太陽能電池、總開關(guān)、控制器，太陽能電池與總開關(guān)相連接，總開關(guān)與控制器相連接。
所述的太陽能供電系統(tǒng)通過控制器與光電跟蹤系統(tǒng)相連。
所述的太陽能供電系統(tǒng)通過控制器與直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)相連。
所述的太陽能供電系統(tǒng)通過控制器與風(fēng)機(jī)相連。
所述的箱體總成包括制冷系統(tǒng)、箱體，制冷系統(tǒng)設(shè)在箱體中，箱體的背面外壁上設(shè)有總開關(guān)，箱體設(shè)在框架中。
所述的制冷系統(tǒng)包括變速壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過濾器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器，變速壓縮機(jī)與冷凝器通過銅管相連，壓力開關(guān)設(shè)在冷凝器進(jìn)口的銅管上，風(fēng)機(jī)與冷凝器相連，冷凝器與干燥過濾器通過銅管相連，干燥過濾器與節(jié)流裝置通過銅管相連，節(jié)流裝置與蒸發(fā)器通過銅管相連，蒸發(fā)器與變速壓縮機(jī)通過銅管相連，變速壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過濾器、節(jié)流裝置、風(fēng)機(jī)和壓力開關(guān)均設(shè)在箱體的后下部，風(fēng)機(jī)設(shè)在變速壓縮機(jī)和冷凝器之間，蒸發(fā)器設(shè)在箱體的內(nèi)側(cè)。
所述的節(jié)流裝置是毛細(xì)管或者膨脹閥。
所述的箱體包括箱壁、箱門、附件，箱門和箱壁相連，附件設(shè)在箱壁內(nèi)和箱門上。
所述的箱壁包括外壁、保溫層、蓄冷內(nèi)膽，外壁和保溫層相連，保溫層和蓄冷內(nèi)膽相連。
本發(fā)明的工作過程和工作原理是太陽能供電系統(tǒng)、箱體總成、光電跟蹤系統(tǒng)、直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、壓力開關(guān)在控制器的邏輯控制下協(xié)調(diào)工作，框架的下部設(shè)有輪子，以方便制冷裝置的移動(dòng)。
太陽能電池接收太陽光的輻射能，將其轉(zhuǎn)化為直流電能，變速壓縮機(jī)、控制器等部件所需的電能均由此太陽能電池提供。總開關(guān)用于在不使用本發(fā)明所述的制冷裝置時(shí)，切斷整個(gè)制冷裝置的電源。
在日照充足的情況下，接通總開關(guān)，若箱體內(nèi)的溫度高于控制器設(shè)定的溫度值，制冷系統(tǒng)將開始工作。被變速壓縮機(jī)壓縮后的高溫高壓的制冷劑氣體，在冷凝器中冷凝為液體，然后流經(jīng)干燥過濾器后在節(jié)流裝置中被節(jié)流降壓為低壓低溫的液體(通常情況下是帶有少量閃發(fā)蒸汽的氣液兩相制冷劑)，之后制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，制冷劑吸收箱體中的熱量，從而把冰箱的溫度降低到設(shè)定的溫度，從蒸發(fā)器出來的、吸收了箱體中熱量的低溫低壓制冷劑，重新回到變速壓縮機(jī)，再次被壓縮成高溫高壓的氣體，這樣往復(fù)循環(huán)。當(dāng)箱體中的溫度到了設(shè)定的溫度下限值時(shí)，控制器將切斷變速壓縮機(jī)的電源，過一段時(shí)間后，當(dāng)箱體中的溫度回升到設(shè)定的溫度上限值時(shí)，控制器接通變速壓縮機(jī)的電源，制冷系統(tǒng)再次工作。本發(fā)明所述的室外型制冷裝置中設(shè)有風(fēng)機(jī)，其作用是強(qiáng)制冷卻冷凝器中的制冷劑。壓力開關(guān)是這樣工作的在冬季運(yùn)行時(shí)，冷凝壓力可能會(huì)很低，這時(shí)壓力開關(guān)將切斷風(fēng)機(jī)的電源，當(dāng)冷凝壓力回升到一定值，壓力開關(guān)接通風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)重新運(yùn)行，從而保證冷凝壓力不至于降低到影響制冷系統(tǒng)正常工作的程度。
箱壁和箱門是箱體的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，箱壁的外壁起支撐箱體和保護(hù)保溫層的作用，蓄冷內(nèi)膽一方面保護(hù)保溫層，另一方面起到蓄冷的作用，具體的說蓄冷內(nèi)膽的內(nèi)部有高相變潛熱蓄冷材料，在太陽光充足的時(shí)候，制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的相對(duì)過剩的冷量被儲(chǔ)存在蓄冷內(nèi)膽中的蓄冷材料中，然后在夜晚或陰雨天氣時(shí)，蓄冷材料將冷量釋放出來用于維持冰箱中的溫度，這樣就可以實(shí)現(xiàn)冰箱在夜晚或陰雨天氣的連續(xù)運(yùn)行。附件是為了擺放貨物方便等而設(shè)的部件。
光電跟蹤系統(tǒng)是這樣工作的在太陽能電池上裝有感應(yīng)太陽光輻射方向的光電跟蹤感應(yīng)器，并將光電跟蹤感應(yīng)器感應(yīng)到的信號(hào)傳遞給控制器，控制器根據(jù)此信號(hào)驅(qū)動(dòng)光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以調(diào)節(jié)太陽能電池的水平方向的角度和垂直方向的傾角，從而保證太陽能電池吸收太陽光的表面始終和太陽光的輻射方向相垂直，以最大限度地吸收太陽輻射能。
直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是這樣工作的控制器根據(jù)太陽能電池電能功率傳感器的信號(hào)，調(diào)節(jié)變速壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而在太陽能電池產(chǎn)生的電能功率較小時(shí)，比如早上及傍晚，制冷系統(tǒng)同樣可以工作，這樣就可以充分利用太陽能。
本發(fā)明采用蓄冷技術(shù)、光電跟蹤技術(shù)和制冷壓縮機(jī)調(diào)速技術(shù)，可充分利用潔凈可再生能源太陽能，相比較于現(xiàn)有的光伏驅(qū)動(dòng)制冷裝置預(yù)計(jì)可節(jié)約能源30％，另外，由于本發(fā)明的制冷裝置中沒有蓄電池，設(shè)備的重量大大減少，比現(xiàn)在的配有蓄電池的光伏驅(qū)動(dòng)制冷裝置重量減少50％左右，且沒有蓄電池報(bào)廢時(shí)所帶來的對(duì)環(huán)境的污染。本發(fā)明利用風(fēng)機(jī)，保證冷凝壓力不至于降低到影響制冷系統(tǒng)正常工作的程度。本發(fā)明將光電跟蹤技術(shù)、直流變速壓縮機(jī)調(diào)速技術(shù)和蓄冷技術(shù)運(yùn)用到冰箱、空調(diào)、冷庫等制冷系統(tǒng)中。此制冷裝置可廣泛應(yīng)用于無電網(wǎng)、缺電地區(qū)(如偏遠(yuǎn)的山區(qū)、游牧地區(qū)等)的食品保鮮和疫苗血漿等醫(yī)療制品的冷藏等。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)框3是本發(fā)明箱體示意4是本發(fā)明控制原理圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明包括太陽能供電系統(tǒng)1、箱體總成2、光電跟蹤系統(tǒng)3、直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)4、風(fēng)機(jī)5、壓力開關(guān)6、框架7，所述的光電跟蹤系統(tǒng)3包括光電跟蹤感應(yīng)器24、控制器10、光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)25，光電跟蹤感應(yīng)器24、光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)25分別和控制器10相連，光電跟蹤感應(yīng)器24設(shè)在太陽能電池8的正面，光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)25設(shè)在太陽能電池8的背面，光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)25分別與太陽能電池8、框架7相連，控制器10設(shè)在箱體12的后下部；所述的直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)4包括太陽能電池電能功率傳感器26、控制器10和變速壓縮機(jī)13，太陽能電池電能功率傳感器26分別與太陽能電池8、控制器10相連，控制器10和變速壓縮機(jī)13相連；太陽能供電系統(tǒng)1通過框架7和電線與箱體總成2相連，太陽能供電系統(tǒng)1直接與光電跟蹤系統(tǒng)3相連，太陽能供電系統(tǒng)1直接與直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)4相連，太陽能供電系統(tǒng)1直接與風(fēng)機(jī)5相連，太陽能供電系統(tǒng)1通過鉸鏈與框架7相連接，箱體總成2通過螺栓與框架7相連接，壓力開關(guān)6通過螺釘與箱體總成2相連接。
所述的太陽能供電系統(tǒng)1包括太陽能電池8、總開關(guān)9、控制器10，太陽能電池8與總開關(guān)9相連接，總開關(guān)9與控制器10相連接。
所述的太陽能供電系統(tǒng)1通過控制器10與光電跟蹤系統(tǒng)3相連。
所述的太陽能供電系統(tǒng)1通過控制器10與直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)4相連。
所述的太陽能供電系統(tǒng)1通過控制器10與風(fēng)機(jī)5相連。
所述的箱體總成2包括制冷系統(tǒng)11、箱體12，制冷系統(tǒng)11設(shè)在箱體12中，箱體12的背面外壁上設(shè)有總開關(guān)9，箱體12設(shè)在框架7中。
所述的制冷系統(tǒng)11包括變速壓縮機(jī)13、冷凝器14、干燥過濾器15、節(jié)流裝置16、蒸發(fā)器17，變速壓縮機(jī)13與冷凝器14通過銅管相連，壓力開關(guān)6設(shè)在冷凝器14進(jìn)口的銅管上，風(fēng)機(jī)5與冷凝器14相連，冷凝器14與干燥過濾器15通過銅管相連，干燥過濾器15與節(jié)流裝置16通過銅管相連，節(jié)流裝置16與蒸發(fā)器17通過銅管相連，蒸發(fā)器17與變速壓縮機(jī)13通過銅管相連，變速壓縮機(jī)13、冷凝器14、干燥過濾器15、節(jié)流裝置16、風(fēng)機(jī)5和壓力開關(guān)6均設(shè)在箱體12的后下部，風(fēng)機(jī)5設(shè)在變速壓縮機(jī)13和冷凝器14之間，蒸發(fā)器17設(shè)在箱體12的內(nèi)側(cè)。
所述的節(jié)流裝置16是毛細(xì)管或者膨脹閥。
所述的箱體12包括箱壁18、箱門19、附件20，箱門19和箱壁18相連，附件20設(shè)在箱壁18內(nèi)和箱門19上。
所述的箱壁18包括外壁21、保溫層22、蓄冷內(nèi)膽23，外壁21和保溫層22相連，保溫層22和蓄冷內(nèi)膽23相連。
權(quán)利要求
1.一種室外型太陽能直流蓄冷式制冷裝置，包括太陽能供電系統(tǒng)(1)、箱體總成(2)、風(fēng)機(jī)(5)、壓力開關(guān)(6)、框架(7)，其特征在于，還包括光電跟蹤系統(tǒng)(3)、直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(4)，所述的光電跟蹤系統(tǒng)(3)包括光電跟蹤感應(yīng)器(24)、控制器(10)、光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)(25)，光電跟蹤感應(yīng)器(24)、光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)(25)分別和控制器(10)相連，光電跟蹤感應(yīng)器(24)設(shè)在太陽能電池(8)的正面，光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)(25)設(shè)在太陽能電池(8)的背面，光電跟蹤執(zhí)行機(jī)構(gòu)(25)分別與太陽能電池(8)、框架(7)相連，控制器(10)設(shè)在箱體(12)的后下部；所述的直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(4)包括太陽能電池電能功率傳感器(26)、控制器(10)和變速壓縮機(jī)(13)，太陽能電池電能功率傳感器(26)分別與太陽能電池(8)、控制器(10)相連，控制器(10)和變速壓縮機(jī)(13)相連；太陽能供電系統(tǒng)(1)通過框架(7)和電線與箱體總成(2)相連，太陽能供電系統(tǒng)(1)直接與光電跟蹤系統(tǒng)(3)相連，太陽能供電系統(tǒng)(1)直接與直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(4)相連，太陽能供電系統(tǒng)(1)直接與風(fēng)機(jī)(5)相連，太陽能供電系統(tǒng)(1)通過鉸鏈與框架(7)相連接，箱體總成(2)通過螺栓與框架(7)相連接，壓力開關(guān)(6)通過螺釘與箱體總成(2)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室外型太陽能直流蓄冷式制冷裝置，其特征是，所述的太陽能供電系統(tǒng)(1)包括太陽能電池(8)、總開關(guān)(9)、控制器(10)，太陽能電池(8)與總開關(guān)(9)相連接，總開關(guān)(9)與控制器(10)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的室外型太陽能直流蓄冷式制冷裝置，其特征是，所述的太陽能供電系統(tǒng)(1)通過控制器(10)與光電跟蹤系統(tǒng)(3)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的室外型太陽能直流蓄冷式制冷裝置，其特征是，所述的太陽能供電系統(tǒng)(1)通過控制器(10)與直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(4)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的室外型太陽能直流蓄冷式制冷裝置，其特征是，所述的太陽能供電系統(tǒng)(1)通過控制器(10)與風(fēng)機(jī)(5)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室外型太陽能直流蓄冷式制冷裝置，其特征是，所述的箱體總成(2)包括制冷系統(tǒng)(11)、箱體(12)，制冷系統(tǒng)(11)設(shè)在箱體(12)中，箱體(12)的背面外壁上設(shè)有總開關(guān)(9)，箱體(12)設(shè)在框架(7)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的室外型太陽能直流蓄冷式制冷裝置，其特征是，所述的制冷系統(tǒng)(11)包括變速壓縮機(jī)(13)、冷凝器(14)、干燥過濾器(15)、節(jié)流裝置(16)、蒸發(fā)器(17)，變速壓縮機(jī)(13)與冷凝器(14)通過銅管相連，壓力開關(guān)(6)設(shè)在冷凝器(14)進(jìn)口的銅管上，風(fēng)機(jī)(5)與冷凝器(14)相連，冷凝器(14)與干燥過濾器(15)通過銅管相連，干燥過濾器(15)與節(jié)流裝置(16)通過銅管相連，節(jié)流裝置(16)與蒸發(fā)器(17)通過銅管相連，蒸發(fā)器(17)與變速壓縮機(jī)(13)通過銅管相連，變速壓縮機(jī)(13)、冷凝器(14)、干燥過濾器(15)、節(jié)流裝置(16)、風(fēng)機(jī)(5)和壓力開關(guān)(6)均設(shè)在箱體(12)的后下部，風(fēng)機(jī)(5)設(shè)在變速壓縮機(jī)(13)和冷凝器(14)之間，蒸發(fā)器(17)設(shè)在箱體(12)的內(nèi)側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的室外型太陽能直流蓄冷式制冷裝置，其特征是，所述的箱體(12)包括箱壁(18)、箱門(19)、附件(20)，箱門(19)和箱壁(18)相連，附件(20)設(shè)在箱壁(18)內(nèi)和箱門(19)上。
全文摘要
一種屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域的室外型太陽能直流蓄冷式制冷裝置，本發(fā)明包括太陽能供電系統(tǒng)、箱體總成、光電跟蹤系統(tǒng)、直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、壓力開關(guān)、框架，太陽能供電系統(tǒng)通過框架和電線與箱體總成相連，太陽能供電系統(tǒng)直接與光電跟蹤系統(tǒng)相連，太陽能供電系統(tǒng)直接與直流壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)相連，太陽能供電系統(tǒng)直接與風(fēng)機(jī)相連，太陽能供電系統(tǒng)通過鉸鏈與框架相連接，箱體總成通過螺栓與框架相連接，壓力開關(guān)通過螺釘與箱體總成相連接。本發(fā)明不需要逆變器、蓄電池，具有整機(jī)重量輕、制冷系統(tǒng)運(yùn)行可靠、制冷系數(shù)高、無日照連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25B27/00GK1773193SQ200510110209
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月10日
發(fā)明者張鵬, 劉群生, 王如竹, 付鑫 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)