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基于太阳能的小型降温系统研发设计

颜鲁薪

颜鲁薪.基于太阳能的小型降温系统研发设计[J].农业工程,2022,12(8):103-107. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.08.018
引用本文: 颜鲁薪.基于太阳能的小型降温系统研发设计[J].农业工程,2022,12(8):103-107. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.08.018
YAN Luxin.Research and design of small cooling system based on solar energy[J].Agricultural Engineering,2022,12(8):103-107. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.08.018
Citation: YAN Luxin.Research and design of small cooling system based on solar energy[J].Agricultural Engineering,2022,12(8):103-107. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.08.018

基于太阳能的小型降温系统研发设计

doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.08.018
基金项目: 甘肃省高等学校创新基金项目(2020A-295)
详细信息
    作者简介:

    颜鲁薪,硕士,副教授,主要从事光伏技术研究 E-mail:115927925@qq.com

  • 中图分类号: S22

Research and Design of Small Cooling System Based on Solar Energy

  • 摘要:

    在“双碳”背景下,结合我国西北地区太阳能资源丰富且炎热干旱的气候条件,研发了基于太阳能的1 kW小型降温系统。系统以水为介质,采用超声波将水雾化为1~5 μm云雾喷洒在房屋周围,通过蒸发吸热的原理对房屋周围环境进行降温加湿,通过设计光伏系统、电源与控制系统及水箱管道系统并在50 m2的房屋周围进行试验测试,结果表明此小型降温系统平均可降低环境温度6 °C,可使湿度达42.9%,验证了该系统对我国西北农村庭院家庭夏季降温增湿的有效性。

     

  • 图 1  小型降温系统整体结构

    1. 水箱 2. 云雾出口 3. 主控制器 4. 温湿光一体传感器5. MPPT电源 6. 太阳能光伏阵列 7. 蓄电池

    Figure 1.  Overall structure of small cooling system

    图 2  小型降温系统整体组成架构

    Figure 2.  Overall composition of small cooling system

    图 3  MPPT电源控制器PCB设计

    Figure 3.  PCB design of MPPT power controller

    图 4  主控制器PCB设计

    Figure 4.  PCB design of main controller

    图 5  降温系统水箱3D设计

    Figure 5.  3D design of cooling system water tank

    图 6  降温系统安装示意

    1. 外接自来水 2. 电磁阀 3. PVC管 4. 出雾口 5. 光伏电源6. 控制器 7. 雾化箱

    Figure 6.  Installation of cooling system

    图 7  降温系统安装效果

    Figure 7.  Cooling system installation effect

    图 8  试验测试场地

    Figure 8.  Experimental test site

    图 9  降温系统试验结果

    Figure 9.  Test data of cooling system

    表  1  体感温度与加湿量关系参考值

    Table  1.   Reference of relationship between body temperature and humidification

    时刻温度/°C湿度/%风速/(m·s−1体感温度/°C
    11:0022.10391.3220.08
    12:0019.80361.3217.42
    13:0021.50381.3219.44
    14:0020.80341.3218.56
    15:0021.30381.3219.74
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    表  2  负载组成及相关参数

    Table  2.   Load composition and related parameters

    名称电源类型额定电压/V额定功率/W
    温湿度传感器DC12 0.40
    水位传感器DC 5 0.24
    电磁阀门DC12 24.00
    控制器DC12 12.00
    超声波雾化器DC48560.00
    风机DC48 12.00
    总功率608.64
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    表  3  甘肃光伏容量设计速查数据

    Table  3.   Quick reference table of Gansu PV capacity design

    地区水平辐射
    PHH/
    (kW·h·m-2·d-1
    最佳倾
    角/(°)
    阵列辐射
    PHT/
    (kW·h·m-2·d-1
    光伏负荷/
    直流负荷

    兰州4.14504.320.331
    天水3.93464.120.347
    民勤4.42524.980.287
    敦煌4.91555.390.265
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  • [1] 姚旭阳,张明军,张宇,等.中国西北地区气候转型的新认识[J].干旱区地理,2022,45(3):671-683.

    YAO Xuyang,ZHANG Mingjun,ZHANG Yu,et al.New insights into climate transition in northwest China[J].Arid Land Geography,2022,45(3):671-683.
    [2] 冯克鹏,田军仓,沈晖.基于K-means聚类分区的西北地区近半个世纪气温变化特征分析[J].干旱区地理,2019,42(6): 1239- 1252.

    FENG Kepeng,TIAN Juncang,SHEN Hui.Temperature variation characteristics of northwest China based on K-means clustering partition in the past half century[J].Arid Land Geography,2019,42(6): 1239-1252.
    [3] 张艺璇,崔宁博,冯禹,等.西北地区地表太阳总辐射计算模型适用性评价[J].排灌机械工程学报,2019,37(6):545-552.

    ZHANG Yixuan,CUI Ningbo,FENG Yu,et al.Evaluation on applicability of global solar radiation calculation model in Northwest China[J].Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering,2019,37(6):545-552.
    [4] 林清俊.细水雾降温系统在商业建筑中的应用[J].四川水泥,2019(7):104. doi: 10.3969/j.issn.1007-6344.2019.07.102
    [5] 马永杰,王星怡,韩聪颖,等.日光温室后墙自走式雾化降温机夏季降温效果评价[J].新疆农业科学,2022,59(4): 1016- 1024. doi: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.04.028

    MA Yongjie,WANG Xingyi,HAN Congying,et al.Evaluation of the effect of self-propelled atomizing cooling machine for the back wall in sunlight greenhouse[J].Xinjiang Agricultural Sciences,2022,59(4): 1016- 1024. doi: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.04.028
    [6] 丁德志,刘春萍,袁九香,等.南昌地区花卉温室大棚雾化降温系统试验研究[J].江西科学,2019,37(1):112-115.

    DING Dezhi,LIU Chunping,YUAN Jiuxiang,et al.Atomization and cooling system of flower greenhouse in nanchang area[J].Jiangxi Science,2019,37(1):112-115.
    [7] 张芳,方慧,杨其长,等.喷雾降温联合自然通风在大跨度温室中的试验[J].农业工程,2019,9(4):41-47. doi: 10.3969/j.issn.2095-1795.2019.04.012

    ZHANG Fang,FANG Hui,YANG Qichang,et al.Experimental investigation of high-pressure fogging system applied with natural ventilation in large span greenhouse[J].Agricultural Engineering,2019,9(4):41-47. doi: 10.3969/j.issn.2095-1795.2019.04.012
    [8] 鲁伟,陈景波,王煊,等.基于PLC变频控制的温室雾化降温系统与试验研究[J].安徽农业科学,2015,43(24):311-314. doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2015.24.113

    LU Wei,CHEN Jingbo,WANG Xuan,et al.Research on the atomization cooling system based on PLC variable frequency control of greenhouse[J].Journal of Anhui Agricultural Sciences,2015,43(24):311-314. doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2015.24.113
    [9] 李进.一种适应农村地区的新型低压直流配电系统[J].电工技术,2021(14):166-168.

    LI Jin.A new low-voltage DC power distribution system for rural areas[J].Electric Engineering,2021(14):166-168.
    [10] 彭信成.离网光伏发电系统分析[J].低碳世界,2018(9):77-78. doi: 10.3969/j.issn.2095-2066.2018.09.048
    [11] 王朱锁,张军朝,张俊虎,等.基于DSP的改进蚁群二阶段MPPT控制器设计[J].电子器件,2019,42(6): 1399- 1404,1409. doi: 10.3969/j.issn.1005-9490.2019.06.010

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-14
  • 修回日期:  2022-07-08
  • 出版日期:  2022-08-20

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