阅读说明：本技术 一种零能耗太阳能环形热电遮阳伞 (A kind of zero energy consumption solar energy annular thermoelectricity parasols ) 是由 赵福云 李林芷 卢文睿 王瑶 常靖昀 陈峻杰 蔡阳 于 2019-08-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种零能耗太阳能环形热电遮阳伞,包括伞面(6)、伞骨(7)、伞杆(4)和伞柄,伞杆(4)上端设置覆有伞面(6)的伞骨(7),伞杆(4)下端设置有伞柄。所述伞面(6)上设置有薄膜太阳能电池板(1)；所述伞杆(4)为中空结构,上端开有孔洞,孔洞外环套有马喉管(5)；伞杆(4)中部安装有半导体制冷片I(21)；伞面下表面安装有半导体制冷片II(22)；半导体制冷片I、II电连接到薄膜太阳能电池板(1)；伞柄中设置有离心式抽风机(3),抽风机(3)出风口连通到伞杆(4)下端口；抽风机(3)电连接到薄膜太阳能电池板(1)。本发明能够营造一个相对封闭的移动式局部制冷环境,提高人体体感舒适度。(The invention discloses a kind of zero energy consumption solar energy annular thermoelectricity parasols, including umbrella cover (6), umbrella frame (7), umbrella stem (4) and umbrella handle, the umbrella frame (7) for being covered with umbrella cover (6) is arranged in umbrella stem (4) upper end, and umbrella stem (4) lower end is provided with umbrella handle.Thin-film solar cell panel (1) is provided on the umbrella cover (6)；The umbrella stem (4) is hollow structure, and upper end is provided with hole, and hole outer ring is cased with horse trunnion (5)；Semiconductor chilling plate I (21) are installed in the middle part of umbrella stem (4)；Umbrella cover lower surface is equipped with semiconductor chilling plate II (22)；Semiconductor chilling plate I, II are electrically connected to thin-film solar cell panel (1)；It is provided in umbrella handle centrifugal exhauster (3), exhaust fan (3) air outlet is communicated to umbrella stem (4) lower port；Exhaust fan (3) is electrically connected to thin-film solar cell panel (1).The present invention can build the mobile partial cooling environment an of relative closure, improve human body body-sensing comfort level.)

一种零能耗太阳能环形热电遮阳伞

技术领域

本发明属于移动书局部环境营造领域，具体涉及一种零能耗太阳能环形热电遮阳伞。

背景技术

近年来，各地夏季温度屡高不降，空气温度、地面反射热量、遮阳伞面吸收热量，使伞下温度明显高于人体适宜体感温度27℃。普通遮阳伞只能够做到伞下温度降低3到5℃，不能够有效地起到降温作用。

我们以太阳能为主要驱动能源形式，以基于半导体制冷片、光伏板、蓄电池及离心式抽风机组件的电路实现便捷式降温遮阳，论证局部通风与半导体制冷片降温两者的协同增益性能，达到了消暑与防晒的双重目的。

本发明的目的是在现有的遮阳方式的基础上，使用清洁能源伞下物理降温的方式，无污染物排放，以获得明显的优势和显著的节能减排效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于光伏发电、半导体制冷和局部通风的便携式制冷降温遮阳伞。

本发明提供的遮阳伞采用离心式抽风能够对制冷片以及太阳能板进行充分有效的散热，在保证伞内部温度降低的同时能够加快散热片和太阳能板的散热。具体原理如下：装在伞杆底部伞柄中的离心式抽风机无噪不间断地从外界抽风，使得伞管内的空气加速向上流动，带走制冷片热端的热量，再从伞杆顶部所开的三排小孔流出，进而进入马喉管，接着沿伞面流向外界，在此过程中又能带走太阳能板的热量，实现为太阳能板的通风降温。除此之外，由于从伞杆顶部小孔排出的风具有一定的速度，沿着伞面流通，形成一个风层，能够较为有效地隔挡伞外的热量。伞杆顶部出风口处采用马喉管，马喉管上开孔的孔径至上而下逐渐减小，利用焦耳-汤姆逊效应吸收所吹出的风所携带的热量，加快散热。空气持续性沿内伞面流动，形成的风层同时也能较为有效地阻挡伞顶热量向伞内传递。

本发明提供的技术方案如下：

一种零能耗太阳能环形热电遮阳伞，包括伞面(6)、伞骨(7)、伞杆(4)和伞柄，伞杆(4)上端设置覆有伞面(6)的伞骨(7)，伞杆(4)下端设置有伞柄；

所述伞面(6)上设置有薄膜太阳能电池板(1)；

所述伞杆(4)为中空结构，上端开有孔洞，孔洞外环套有马喉管(5)；伞杆(4)中部安装有半导体制冷片I(21)；伞面下表面安装有半导体制冷片II(22)；半导体制冷片I、II电连接到薄膜太阳能电池板(1)；

伞柄中设置有离心式抽风机(3)，抽风机(3)出风口连通到伞杆(4)下端口；抽风机(3)电连接到薄膜太阳能电池板(1)。

具体的，

所述伞面(6)环形均布有4个光电传感器并与A/D转换模块组成检测系统；

伞面中心顶端设置有微型电控伸缩杆，微型电控伸缩杆一端固定于伞面，另一端连接到薄膜太阳能电池板(1)；

检测系统和微型电控伸缩杆连接到单片机；三者均电连到薄膜太阳能电池板(1)。

具体的，所述孔洞为三排，每排6个，直径0.4mm。

具体的，所述半导体制冷片I(21)为环形，长度10cm。

具体的，所述半导体制冷片II(22)为片状。

具体的，所述马喉管(5)为圆筒结构，至上而下开有三排孔，孔径至上而下逐渐减小。

具体的，所述马喉管(5)为塑料材质。

本发明的有益效果：

(1)采用抽风机、半导体制冷片、伞柄开孔及马喉管的联合使用，使得空气沿伞面流动，形成一个风层，将伞下制冷区域与周围空间相对隔离，营造出一个相对封闭的移动式局部制冷环境，提高人体体感舒适度；

(2)报道提制冷片能够实现冷量的360度全方位的扩散传递，保证制冷效果的优良性；

(3)马喉管能够有效地加速散热；

(4)太阳能电池板能够根据太阳的位置调整，提高太阳能的利用率。

附图说明

图1为实施例1的结构图；

图2为各部分的结构图；

图3为马喉管的结构图；

图4为静态时制冷片温度场图；

图5为伞下气流速度模拟图；

附图标记：1-薄膜太阳能电池板，21-半导体制冷片I，22-半导体制冷片II，3-离心式抽风机，4-伞杆，5-马喉管，6-伞面，7-伞骨。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明，本发明的内容完全不限于此。

实施例1

如图1、图2所示，一种零能耗太阳能环形热电遮阳伞，包括伞面6、伞骨7、伞杆4和伞柄，伞杆4上端设置覆有伞面6的伞骨7，伞杆4下端设置有伞柄。本实施例中，采用8根伞骨7的遮阳伞，伞面6上安装有8块薄膜太阳能电池板1，电池板1靠近伞面6边缘的一端铰接与伞面6边缘，靠近伞面6中心的一端连接到电控伸缩杆的轴端，电控伸缩杆的另一固定于伞面中心；伞面下表面安装有片状半导体制冷片II(22)。伞杆4为中空结构，上端开有孔洞，孔洞为三排，每排6个，直径0.4mm；孔洞外环套有马喉管5，马喉管5为塑料圆筒结构，至上而下开有三排孔，孔径至上而下逐渐减小，固定于开有孔洞的伞柄上。伞杆4中部安装有环形半导体制冷片I 21，长度10cm。半导体制冷片I、II电连接到薄膜太阳能电池板1。伞柄中设置有离心式抽风机3，抽风机3出风口连通到伞杆4下端口；抽风机3电连接到薄膜太阳能电池板1。

所述伞面6环形均布有4个光电传感器并与A/D转换模块组成检测系统；检测系统和微型电控伸缩杆连接到单片机；三者均电连到薄膜太阳能电池板1。光电传感器通过检测太阳能的强度，反馈给给单片机，进而程序控制电控伸缩杆伸缩以调节太阳能电池板的位置以保证电池板处于较佳的太阳能接收位置。

工作原理：

太阳能电池板接受太阳直接辐射后产生电流，作为绿色电源驱动环形半导体制冷片制冷和无噪离心式抽风机抽风。在伞面设置的4个光电传感器与A/D转换模块组成检测系统，转换的数字信号输入到单片机处理从而控制微型电控伸缩杆调整太阳能薄膜电池组的姿态，从而保证发电系统处于太阳能最佳接收状态。当电流通过环形半导体制冷片时产生帕尔帖效应，环形半导体冷端开始制冷，降低伞下温度。无噪离心式抽风机抽风使中空伞杆内的空气开始向上流动，带走上中部环形制冷片热端的热量，再从伞杆顶部开有的三排小孔以一定速度流出，再经过马喉管留出，有效降低了其携带的热量，空气以一定速度沿一定弧度的伞面流向外界，形成良好的局部通风散热环境，有效地带走制冷片热端和太阳能电池板背面热量。同时在伞内顶面形成气幕，较为有效地隔绝外界热量从顶部向伞内传递。同时空气沿边沿向下弯曲的弧线伞面流向外界时形成一个风幕，将伞下制冷区域与周围地开放空间相对隔开，营造出一个相对封闭的移动式局部制冷环境，并且沿向下弯曲的弧线型伞面流向外界的空气经过伞顶面半导体制冷片的制冷，当其温度低于伞边界向伞杆以内的范围时，可利用风幕向内卷吸部分对伞下区域起制冷作用，同时又使伞下产生空气流通，增强制冷效果。静态制冷片温度场图如图4所示。伞下的气流速度模拟如图5所示。

从图4可以看出，在伞下人体站立的区域内，平均温度可以达到27摄氏度，是人体体感舒适温度，具有良好的制冷降温效果。从图5可以看出，伞下人体站立区域能形成理论上的气流卷吸风幕，能有效地利用气流隔热，形成较为封闭的局部环境，同时伞下冷空气流动，增强了降温效果。所以通过仿真模拟可知本作品具有较好的局部控温效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明保护的范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。