CN115127162B - 一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，包括：主体、天空辐射制冷侧膜、电槽、毛细血管状枝状管网、烟管、相变蓄冷材料和直流风机。主体的上下端分别设置上静压箱和下静压箱，主体内部填充相变蓄冷材料进行蓄冷释冷。毛细血管状枝状管网位于主体内部，主体的上、下表面均开孔，开孔用于连接毛细血管状枝状管网的上下两端。空气经过上静压箱进入毛细血管状枝状管网，由下静压箱内的直流风机吸入后，沿烟管流动至条缝形出风口送至装置外；下静压箱下端为电槽，电槽内设置蓄电池，蓄电池用于为直流风机供电。本发明的优点是：全自然能源运行，白天蓄电、晚上蓄冷，显著提高了绿色清洁能源的利用率，实现能源自由。

Description

一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置
技术领域
本发明涉及便携式制冷设备领域，特别涉及一种舒适性好、实用性强、可以全自然能源运行的蓄冷送风装置。
背景技术
随着人类社会的进步以及科学技术的发展，人们生活品质也不断提高，空调行业的发展也逐渐成熟。在新的市场环境下，制冷空调发展方向逐渐向节能环保转变。因此，如何利用自然和谐的技术在炎炎夏日营造一种局部低温冷环境，成为了我们需要思考和解决的问题。
目前传统的便携式风扇，很难满足人们对低于环境温度冷风的需求，不能做到全自然能源运行，不能吹出舒适轻柔的风。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，包括：天空辐射制冷顶膜1、上静压箱2、主体3、空气夹层4、天空辐射制冷侧膜5、下静压箱6、电槽8、毛细血管状枝状管网12、烟管14、相变蓄冷材料15和直流风机17。
主体3为中空的圆柱形，主体3的上下端分别设置上静压箱2和下静压箱6，主体3内部填充相变蓄冷材料15进行蓄冷释冷。
毛细血管状枝状管网12位于主体3内部，主体3的上表面设有开孔A，开孔A连接毛细血管状枝状管网12的上端，主体3上端的上静压箱2设有进风口，进风口将空气送入静压箱2内，并通过开孔A送入毛细血管状枝状管网12内，主体3下端设有若干开孔B，毛细血管状枝状管网12的下端与每个开孔B接通。毛细血管状枝状管网12内的空气通过开孔B进入下静压箱6，由下静压箱6内的直流风机17吸入后，沿烟管14流动至装置外。
上静压箱2的顶部和主体3四周分别铺设天空辐射制冷顶膜1和天空辐射制冷侧膜5。
主体3与天空制冷侧膜5之间设置了空气夹层4。
下静压箱6下端为电槽8，电槽8内设置蓄电池，蓄电池用于为直流风机17供电。
在白天，室外热空气在直流风机17的作用下被吸入上静压箱2，在流经毛细血管状枝状管网12时与相变蓄冷材料15换热，将热量传递给相变蓄冷材料15后变为冷空气吹出，材料吸热熔化。在晚上，利用天空辐射制冷顶膜1和天空辐射制冷侧膜5在上静压箱2营造出低温环境，室外空气降温为密度大的冷空气，通过低阻力的毛细血管状枝状管网12自然流入蓄冷单元，将冷量传递给相变蓄冷材料15后变为热空气，利用烟囱效应从装置右侧烟管14排出，材料放热凝固。
作为优选，在下静压箱6与电槽8之间铺设绝热膜7，可以有效阻隔白天下静压箱6内的冷空气与电槽8产生的热传导。
作为优选，进风口采用滤网进风口11。
作为优选，相变蓄冷材料15为八水偏硼酸锂。
作为优选，在主体3的内壁向内肋化，增设翅片13，提高蓄冷材料15夜间蓄冷的效率。
作为优选，烟管14下部设有排水口16，及时排出可能产生的凝结水，烟管14的顶部为条缝形出风口10，适当扩大吹风面积营造舒适的吹风感，避免孔口送风给人带来不愉快的冲击感。
作为优选，电槽8内装有供直流风机17运行的两块光伏蓄电装置18。光伏蓄电装置18包括：光伏板19、控制器20、光伏蓄电池21，光伏蓄电装置18可以在白天将太阳能通过光伏板19、控制器20储存为光伏蓄电池21中的电能，以直流电的形式供直流风机17运转；
作为优选，电槽8内还装有一块220V家用蓄电池22，若连续阴天导致两块光伏蓄电装置18均未充满时，利用220V家用蓄电池22为直流风机17继续供电，确保装置的正常运行。
作为优选，电槽8内还设置有温度传感器23，可实时测量室外环境温度，监视装置实际运行工况，保证在烟囱效应动力小于管道阻力时可以通过控制程序自动开启风机，实现夜间风机智能运转。
作为优选，电槽8底部设置防滑垫座9。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明可以吹出低于环境温度的风以提高使用者的舒适性。
2.利用天空辐射制冷理念并结合相变储能技术，实现功能：在白天，天空辐射制冷膜可以阻挡太阳辐射，尽可能保证蓄冷材料只与管内热空气换热，延长使用时间；在晚上，制冷膜可以营造低温环境，使蓄冷材料凝固。
3.光伏发电做到了充分利用太阳能，使用绿色环保的可再生能源，同时也考虑到了光照不足的情况，提出备用方案即使用家用蓄电池，保证装置的正常运行。
4.做到了全自然能源运行，白天蓄电、晚上蓄冷，显著提高了绿色清洁能源的利用率，实现能源自由。
5.本发明采用毛细血管状枝状管网。其灵感来源于人类的人体器官，仅仅一拳头大的心脏便可以将血液泵至全身上下，奥妙便在于人体血管阻力极小，因此采用毛细血管状枝状管网以保证空气流动受到的阻力最小。
附图说明
图1是本发明实施例蓄冷送风装置结构示意图；
图2是本发明实施例制冷循环白天空气流动方向示意图；
图3是本发明实施例制冷循环夜间空气流动方向示意图；
图4是本发明实施例电槽结构示意图；
图5是本发明实施例电槽结构拆分示意图。
其中附图标记为：1、天空辐射制冷顶膜；2、上静压箱；3、主体；4、空气夹层；5、天空辐射制冷侧膜；6、下静压箱；7、绝热膜；8、电槽；9、防滑底座；10、条缝形出风口；11、滤网进风口；12、毛细血管状枝状管网；13、翅片；14、烟管；15、相变蓄冷材料；16、排水口；17、直流风机；18光伏蓄电装置；19、光伏板；20、控制器；21、光伏蓄电池；22、220V家用蓄电池；23、温度传感器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图并列举实施例，对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，包括：天空辐射制冷顶膜1、上静压箱2、主体3、空气夹层4、天空辐射制冷侧膜5、下静压箱6、绝热膜7、电槽8、防滑底座9、条缝形出风口10、滤网进风口11、毛细血管状枝状管网12、翅片13、烟管14、相变蓄冷材料15、排水口16、直流风机17、光伏蓄电装置18、光伏板19、控制器20、光伏蓄电池21、220V家用蓄电池22、温度传感器23、支撑装置24。
主体3为中空的圆柱形，为了获得均匀的进出气流，以连续性方程为依据，流量一定的情况下选择增大进出口面积，故特地在主体3的上下端分别设置上静压箱2和下静压箱6，主体3内部填充相变蓄冷材料15进行蓄冷释冷，实现空气-材料之间的换热。相变蓄冷材料15的选择主要从相变状态、相变温度、相变潜热、材料密度、材料稳定性、是否有毒、市场价格等角度考虑，最终选定相变蓄冷材料15为八水偏硼酸锂(LiBO2·8H2O)。
毛细血管状枝状管网12位于主体3内部，主体3的上表面设有开孔A，开孔A连接毛细血管状枝状管网12的上端，主体3上端的上静压箱2设有进风口，进风口将空气送入静压箱2内，并通过开孔A送入毛细血管状枝状管网12内，主体3下端设有若干开孔B，毛细血管状枝状管网12的下端与每个开孔B接通。毛细血管状枝状管网12内的空气通过开孔B进入下静压箱6，由下静压箱6内的直流风机17吸入后，沿烟管14流动至条缝形出风口10送至装置外。
进风口采用滤网进风口11，可以在实际运行中起到一定程度的过滤作用。装置出风采用条缝形出风口10，适当扩大吹风面积营造舒适的吹风感，避免孔口送风给人带来不愉快的冲击感。
上静压箱2的顶部和主体3四周分别铺设天空辐射制冷顶膜1和天空辐射制冷侧膜5，该制冷膜不仅可以辐射出能“溜出”大气窗口的中红外光，同时还能反射掉97％的太阳光辐射。在晚上，天空辐射制冷顶膜1和天空辐射制冷侧膜5可以营造低温环境，使蓄冷材料凝固；在白天，可以阻挡太阳辐射，尽可能保证蓄冷材料15只与管内热空气换热，延长使用时间。
天空辐射制冷膜的相关知识可以查阅“天空辐射冷却技术”。
依据散热器肋化原理，在主体3的内壁向内肋化，增设翅片13，提高蓄冷材料15夜间蓄冷的效率。除此之外，主体3与天空制冷侧膜5之间设置了空气夹层4。夜间，天空制冷侧膜5下的空气进行天空辐射制冷后温度降低，可以将冷量传递给蓄冷材料15，使之凝固，相较于单一的顶膜1空气制冷提高了制冷效率。在白天，空气夹层4的存在增加了蓄冷材料15向外传递冷量的热阻，相当于在冰箱上盖了一层棉被，减少了冷量的损失和浪费，尽可能保证蓄冷材料15在夜间制取的冷量传递给毛细血管状枝状管网12中的空气。
下静压箱6下端为电槽8，在下静压箱6与电槽8之间铺设绝热膜7，可以有效阻隔白天下静压箱6内的冷空气与电槽8产生的热传导，避免制冷量浪费的同时也避免了凝结水的产生。
在白天，室外热空气在直流风机17的作用下被吸入上静压箱2，在流经毛细血管状枝状管网12时与相变蓄冷材料15换热，将热量传递给相变蓄冷材料15后变为冷空气吹出，材料吸热熔化，如图2所示。在晚上，利用天空辐射制冷技术在上静压箱2营造出低温环境，室外空气降温为密度大的冷空气，通过低阻力的毛细血管状枝状管网12自然流入蓄冷单元，将冷量传递给相变蓄冷材料15后变为热空气，利用烟囱效应从装置右侧烟管14排出，材料放热凝固，如图3所示。
烟管14下部设有排水口16，及时排出可能产生的凝结水，烟管14的顶部为条缝形出风口，适当扩大吹风面积营造舒适的吹风感，避免孔口送风给人带来不愉快的冲击感。
如图4和5所示。电槽8内装有供直流风机17运行的两块光伏蓄电装置18和一块220V家用蓄电池22。光伏蓄电装置18包括：光伏板19、控制器20、光伏蓄电池21，光伏蓄电装置18可以在白天将太阳能通过光伏板19、控制器20储存为光伏蓄电池21中的电能，以直流电的形式供直流风机17运转；若连续阴天导致两块光伏蓄电装置18均未充满时，可以利用220V家用蓄电池22为直流风机17继续供电，确保装置的正常运行。电槽8内同时置有温度传感器23，可实时测量室外环境温度，监视装置实际运行工况，保证在烟囱效应动力小于管道阻力时可以通过控制程序自动开启风机，实现夜间风机智能运转。在电槽8底部设置防滑垫座9，方便使用。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，其特征在于，包括：天空辐射制冷顶膜(1)、上静压箱(2)、主体(3)、空气夹层(4)、天空辐射制冷侧膜(5)、下静压箱(6)、电槽(8)、毛细血管状枝状管网(12)、烟管(14)、相变蓄冷材料(15)和直流风机(17)；
主体(3)为中空的圆柱形，主体(3)的上下端分别设置上静压箱(2)和下静压箱(6)，主体(3)内部填充相变蓄冷材料(15)进行蓄冷释冷；
毛细血管状枝状管网(12)位于主体(3)内部，主体(3)的上表面设有开孔A，开孔A连接毛细血管状枝状管网(12)的上端，主体(3)上端的上静压箱(2)设有进风口，进风口将空气送入静压箱(2)内，并通过开孔A送入毛细血管状枝状管网(12)内，主体(3)下端设有若干开孔B，毛细血管状枝状管网(12)的下端与每个开孔B接通；毛细血管状枝状管网(12)内的空气通过开孔B进入下静压箱(6)，由下静压箱(6)内的直流风机(17)吸入后，沿烟管(14)流动至至装置外；
上静压箱(2)的顶部和主体(3)四周分别铺设天空辐射制冷顶膜(1)和天空辐射制冷侧膜(5)；
主体(3)与天空制冷侧膜(5)之间设置了空气夹层(4)；
下静压箱(6)下端为电槽(8)，电槽(8)内设置蓄电池，蓄电池用于为直流风机(17)供电；
在白天，室外热空气在直流风机(17)的作用下被吸入上静压箱(2)，在流经毛细血管状枝状管网(12)时与相变蓄冷材料(15)换热，将热量传递给相变蓄冷材料(15)后变为冷空气吹出，材料吸热熔化；在晚上，利用天空辐射制冷顶膜(1)和天空辐射制冷侧膜(5)在上静压箱(2)营造出低温环境，室外空气降温为密度大的冷空气，通过低阻力的毛细血管状枝状管网(12)自然流入蓄冷单元，将冷量传递给相变蓄冷材料(15)后变为热空气，利用烟囱效应从装置右侧烟管(14)排出，材料放热凝固。
2.根据权利要求1所述的一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，其特征在于：在下静压箱(6)与电槽(8)之间铺设绝热膜(7)，可以有效阻隔白天下静压箱(6)内的冷空气与电槽(8)产生的热传导。
3.根据权利要求1所述的一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，其特征在于：在主体(3)的内壁向内肋化，增设翅片(13)，提高蓄冷材料(15)夜间蓄冷的效率。
4.根据权利要求1所述的一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，其特征在于：进风口采用滤网进风口(11)。
5.根据权利要求1所述的一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，其特征在于：相变蓄冷材料(15)为八水偏硼酸锂。
6.根据权利要求1所述的一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，其特征在于：烟管(14)下部设有排水口(16)，及时排出可能产生的凝结水，烟管(14)的顶部为条缝形出风口(10)，适当扩大吹风面积营造舒适的吹风感，避免孔口送风给人带来不愉快的冲击感。
7.根据权利要求1所述的一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，其特征在于：电槽(8)内装有供直流风机(17)运行的两块光伏蓄电装置(18)；光伏蓄电装置(18)包括：光伏板(19)、控制器(20)、光伏蓄电池(21)，光伏蓄电装置(18)可以在白天将太阳能通过光伏板(19)、控制器(20)储存为光伏蓄电池(21)中的电能，以直流电的形式供直流风机(17)运转。
8.根据权利要求7所述的一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，其特征在于：电槽(8)内还装有一块220V家用蓄电池(22)，若连续阴天导致两块光伏蓄电装置(18)均未充满时，利用220V家用蓄电池(22)为直流风机(17)继续供电，确保装置的正常运行。
9.根据权利要求8所述的一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，其特征在于：电槽(8)内还设置有温度传感器(23)，可实时测量室外环境温度，监视装置实际运行工况，保证在烟囱效应动力小于管道阻力时可以通过控制程序自动开启风机，实现夜间风机智能运转。
10.根据权利要求9所述的一种全自然能源运行的便携式蓄冷送风装置，其特征在于：电槽(8)底部设置防滑垫座(9)。
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