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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
    下载: 导出CSV
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    WANG Zhusuo,ZHANG Junchao,ZHANG Junhu,et al.Design two-stage MPPT controller of improved ant colony optimization based on DSP[J].Chinese Journal of Electron Devices,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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