本發(fā)明涉及一種太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，屬于太陽能發(fā)電應用領域。

背景技術：

隨著車載電子技術的發(fā)展，現(xiàn)售汽車車內的降溫主要通過車載空調來實現(xiàn)。在車輛運行狀態(tài)下，車載空調會增加車輛耗油，影響車輛動力。在車輛熄火情況下，車載空調需要消耗車內蓄電池，可能造成蓄電池缺電而無法提供車輛啟動的點火用電，而無法實現(xiàn)高溫天氣下的車內長時間連續(xù)制冷。而在烈日炎炎的夏季里，車內溫度會急劇上升，車艙在高溫下會產生一些有毒氣體，對人體造成傷害。而同時在夏季，小孩被大人遺忘在車內而面臨生命危險的報道也頻繁出現(xiàn)。太陽能作為清潔可再生能源成為近年來爭相開發(fā)的對象。由于地球表面太陽能的存儲量高達173,000TW，占地球上所有可再生能源利用總量的99％以上，故而著重推廣和開發(fā)太陽能的使用，能夠有效地解決能源枯竭和環(huán)境污染的問題。在高溫天氣下，如果能利用光伏發(fā)電用于連續(xù)長時間驅動車內制冷，具有重要的市場應用前景。而隨著研究者的技術，光伏發(fā)電板的性能越來越優(yōu)越，而其中薄膜銅銦鎵硒光伏板可以柔性可彎曲，而且制造和安裝簡單、使用安全，使得在車體上發(fā)展光伏產品具有更高的可行性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：提供一種太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，可直接將太陽能轉換成的電能用于維持壓縮機的運行對電能的消耗，可以實現(xiàn)車內乘車環(huán)境滿足人體舒適度的需求。節(jié)能環(huán)保、安裝使用方便。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采取的技術方案是，一種太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，其特征在于：包括將太陽能轉換成電能的太陽能電池單元(1)、控制空調系統(tǒng)運轉的控制單元(2)、用于存儲電能并提供能源的儲能單元(3)、壓縮機(4)、用于將高溫高壓狀態(tài)的制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪籂顟B(tài)的膨脹閥(5)、通過制冷劑的狀態(tài)改變以吸收車內熱量的冷凝器(6)、將空調系統(tǒng)的熱量通過熱交換散發(fā)到環(huán)境空氣中的蒸發(fā)器(7)、用于測量空間溫度的測溫單元(8)；所述太陽能電池(1)與控制單元(2)連接，控制單元(2)還分別與壓縮機(4)、儲能單元(3)、測溫單元(8)連接，同時壓縮機(4)依次與冷凝器(6)、膨脹閥(5)、蒸發(fā)器(7)連接并形成冷凝劑循環(huán)回路；測溫單元(8)設置于汽車車艙內。

膨脹閥(5)的一端連接蒸發(fā)器(7)，另一端連接冷凝器(6)；蒸發(fā)器(7)還與壓縮機(4)、測溫單元(8)和汽車車艙連接。

本申請的設計中，太陽能電池將太陽能轉換成電能，提供整個系統(tǒng)的能量來源，并將多余的能量存儲在儲能單元中?？刂茊卧ㄟ^測溫單元的溫度反饋選擇性控制儲能單元的充放電狀態(tài)和壓縮機的啟動和停止，實現(xiàn)壓縮機空調系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。儲能單元既能提供壓縮機啟動的啟動電流，還可以將太陽能電池產生的電能儲存在該單元中。壓縮機通過控制單元的控制實現(xiàn)工作狀態(tài)的啟停。膨脹閥可將高溫高壓狀態(tài)的制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪籂顟B(tài)。冷凝器通過制冷劑的狀態(tài)改變吸收車內的熱量，使汽車內溫度降低。蒸發(fā)器將空調系統(tǒng)的熱量通過熱交換散發(fā)到環(huán)境空氣中。所述測溫單元實時監(jiān)測汽車內的溫度變化，通過溫度反饋信號給控制單元，實現(xiàn)汽車內溫度滿足人體舒適度要求。本申請的設計使得改太陽能電池供電的空調系統(tǒng)可以以太陽能為唯一能量來源，直接利用太陽能實現(xiàn)汽車艙內降溫，具有節(jié)能環(huán)保，無污染且功耗低、易控制、安裝方便等優(yōu)點。

優(yōu)化的，上述太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，所述太陽能電池單元為柔性的光伏組件，太陽能電池單元設置于汽車車體外表面的頂部或側部；所述太陽能電池單元的電壓等級和壓縮機的電壓等級相匹配。。

優(yōu)化的，上述太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，所述太陽能電池單元的形狀與汽車車體外表面相同并且太陽能電池單元貼合汽車車體外表面。

優(yōu)化的，上述太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，所述太陽能電池單元為薄膜硅組件、銅銦鎵硒組件、砷化鎵組件和有機光伏組件等柔性太陽能電池中的一種。

優(yōu)化的，上述太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，所述儲能單元為鉛酸蓄電池、鋰離子蓄電池、鐵鎳蓄電池、金屬氧化物蓄電池、鋅銀蓄電池和氫鎳蓄電池等蓄電池的其中一種。

優(yōu)化的，上述太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，所述儲能單元和壓縮機設置于汽車前部的發(fā)動機室內；所述壓縮機為直流壓縮機并且壓縮機的輸入電流與轉速均連續(xù)可調。

優(yōu)化的，上述太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，測溫單元為熱電阻、熱電偶和薄膜熱電阻的其中一種，測溫單元均勻分布與汽車的駕駛艙、乘客艙和后備箱，只要有一處溫度低于設置值，均可開啟空調系統(tǒng)。

優(yōu)化的，上述太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，所述冷凝器和蒸發(fā)器均為金屬管翅式散熱結構；所述冷凝器設置于汽車水箱附近。

優(yōu)化的，上述太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，所述冷凝器和蒸發(fā)器為鋁制金屬管翅式散熱結構。

優(yōu)化的，上述太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，所述膨脹閥為雙流向平衡流口膨脹閥；所述膨脹閥設置于汽車控制面板后部。

本發(fā)明的優(yōu)點在于它能克服現(xiàn)有技術的弊端，結構設計合理新穎。運用本發(fā)明所述的一種太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，可以以太陽能為唯一能量來源，直接利用太陽能實現(xiàn)汽車艙內降溫，具有節(jié)能環(huán)保，無污染且功耗低、易控制、安裝方便等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖中標記：1-太陽能電池單元，2-控制單元，3-儲能單元，4-壓縮機，5-膨脹閥，6-冷凝器，7-蒸發(fā)器，8-測溫單元，9-環(huán)境空氣。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施例進一步闡述本發(fā)明的技術特點。

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

本發(fā)明為一種太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，包括將太陽能轉換成電能的太陽能電池單元1、控制空調系統(tǒng)運轉的控制單元2、用于存儲電能并提供能源的儲能單元3、壓縮機4、用于將高溫高壓狀態(tài)的制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪籂顟B(tài)的膨脹閥5、通過制冷劑的狀態(tài)改變以吸收車內熱量的冷凝器6、將空調系統(tǒng)的熱量通過熱交換散發(fā)到環(huán)境空氣中的蒸發(fā)器7、用于測量空間溫度的測溫單元8；所述太陽能電池單元1、控制單元2、壓縮機4、冷凝器6依次連接；所述控制單元2還與儲能單元3和測溫單元8連接，測溫單元8設置于汽車車艙內；所述膨脹閥5的一端連接蒸發(fā)器7，另一端連接冷凝器6；所述蒸發(fā)器7還與壓縮機4、測溫單元8和汽車車艙連接。太陽能電池1為柔性的光伏組件并且其形狀與汽車車體外表面相同并且太陽能電池1貼合汽車車體外表面。太陽能電池單元1的電壓等級和壓縮機4的電壓等級相匹配。太陽能電池單元1為薄膜硅柔性光伏電池。儲能單元3為鉛酸蓄電池。所述儲能單元3和壓縮機4設置于汽車前部的發(fā)動機室內；所述壓縮機4為直流壓縮機并且壓縮機4的輸入電流與轉速均連續(xù)可調。測溫單元8為熱電阻、熱電偶和薄膜熱電阻的其中一種，測溫單元8均勻分布于汽車的駕駛艙、乘客艙和后備箱。冷凝器6和蒸發(fā)器7均為金屬管翅式散熱結構；所述冷凝器6設置于汽車水箱附近。所述冷凝器6和蒸發(fā)器7為鋁制金屬管翅式散熱結構。膨脹閥5為雙流向平衡流口膨脹閥并且設置于汽車控制面板后部。

實施例2

此實施例與實施例1的區(qū)別在于：太陽能電池單元1為者銅銦鎵硒柔性光伏電池。儲能單元3為鋰離子蓄電池。

實施例3

此實施例與實施例1和實施例2的區(qū)別在于：太陽能電池單元1為者銅銦鎵硒柔性光伏電池。儲能單元3為金屬氧化物蓄電池。

實施例4

此實施例為本發(fā)明的各部件具體選型設計：其選型應用如下：

太陽能電池供電的直流壓縮機空調系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括太陽能電池單元1、控制單元2、儲能單元3、壓縮機4、膨脹閥5、冷凝器6、蒸發(fā)器7和測溫單元8。其中，太陽能電池單元1采用市場所售165W CIGS柔性太陽能電池板4片，其參數(shù)為開路電壓25.2V，短路電流9.1A，最大功率點電壓20.3V和最大功率點電流8.1A；控制單元2采用市場所售的嵌入式芯片太陽能控制器，將太陽能電池板的電壓轉換為直流壓縮機單元4工作所需要的電壓等級；蓄電池3采用市場所售的湯淺蓄電池四塊，其額定電壓12V，電池容量100Ah；壓縮機4采用市場所售的電動汽車空調系統(tǒng)常采用的直流壓縮機，其額定電壓48V，轉速2200-3600rpm；膨脹閥5、冷凝器6和蒸發(fā)器7采用市場所售的汽車空調總成，制冷量3000W以上；測溫單元8采用PT100，測試位置分別置于汽車的駕駛艙、汽車乘客艙和汽車后備箱中。整個系統(tǒng)不需要改變汽車本身的機構，可以實現(xiàn)安裝和移除的靈活性，安裝使用方便，操作簡單。

當然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員，在本發(fā)明的實質范圍內，作出的變化、改型、添加或替換，都應屬于本發(fā)明的保護范圍。