一种太阳能汽车制冷装置及制冷方法与流程

本发明涉及一种制冷装置及制冷方法，尤其涉及一种汽车用制冷装置及制冷方法。

背景技术：

太阳时时刻刻都在向地球发送着能量，并且这种能量是取之不尽，用之不竭的。如果仅仅将太阳发射到地球的总辐射功率换算成电功率，可以高达1．77x10¹²千瓦，比目前全世界平均消费电力还要大数亿倍。太阳能的利用有很多种，可以利用光的热效应，将太阳辐射转化成热能；也可以利用光的伏特效应，将太阳辐射直接转换成电能等。在太阳能的有效利用中，太阳能的光电利用成为近些年发展最快、最具活力的研究领域。

在节能减排备受关注的今天，寻找新途径降低汽车制冷能耗，并保证汽车制冷的舒适性、可靠性及安全性，同样是近年十分具有活力的领域。

特别是在在炎炎夏日中，停放在太阳下的汽车往往会受到太阳猛烈地的照射，在很短时间中汽车驾驶舱的温度就会变得很高，这一方面容易减短汽车的寿命，另一方面启动车辆后需要汽车制冷提供更多的冷气降温，无形中浪费了许多能量。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明的目的在于提供一种太阳能汽车制冷装置及制冷方法，将导致汽车急速升温的太阳能转换为冷能，避免汽车温度过高，同时还有效节约了能源。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种太阳能汽车制冷装置，其设置于汽车上，包括设置于汽车车顶上的柔性薄膜太阳能电池、设置于汽车前盖内部的蓄电池、以及设置与汽车前盖内部的制冷装置，所述柔性薄膜太阳能电池与蓄电池相电连接，所述蓄电池与制冷装置相电连接；所述柔性薄膜太阳能电池由下自上包括透明pi（聚酰亚胺）衬底，若干透明前导电薄膜、若干非晶硅太阳能电池片，若干透明背导电薄膜，以及透明封装层。

作为本发明的进一步改进，所述制冷装置包括设置与汽车前盖内部前端的冷凝器、设置于冷凝器上的冷凝器风扇、设置于冷凝器旁且与冷凝器相连接的压缩机、设置与汽车前盖内部后端且与压缩机相连接的蒸发器、设置与蒸发器旁且与蒸发器相连接的鼓风机、以及设置于冷凝器旁且同时连接蒸发器与冷凝器的储液罐，所述储液罐与蒸发器之间还设置有一膨胀阀。

作为本发明的进一步改进，还包括一自动控制器，所述汽车包括有设置于汽车前盖内部的汽车发动机，该汽车发动机也与制冷装置相连接，所述自动控制器分别控制柔性薄膜太阳能电池与蓄电池之间的连接、蓄电池与制冷装置之间的连接、以及汽车发动机与制冷装置之间的连接。

作为本发明的进一步改进，所述汽车包括汽车驾驶舱，该汽车驾驶舱、汽车外部、汽车发动机、蒸发器、以及蓄电池分别设置有温度传感器、所述汽车驾驶舱与蒸发器还分别设置有湿度传感器。

作为本发明的进一步改进，所述鼓风机处设置有风速控制器与温控芯片。

一种太阳能汽车制冷方法，包括以下步骤：

（1）柔性薄膜太阳能电池吸收太阳光，并转化为电能；

（2）蓄电池储存来自柔性薄膜太阳能电池的电能；

（3）制冷装置启动，压缩机将制冷剂的低压蒸汽压缩为高温高压蒸汽；

（4）高温高压蒸汽经过冷凝器，经过冷凝器内部的循环水冷却与冷凝器风扇辅助冷却，高温高压蒸汽被冷却为低温高压液体；

（5）低温高压液体临时储存于储藏罐中避免过量，低温高压液体通过膨胀阀，压力在蒸发器中释放；

（6）鼓风器将车内的空气吹至蒸发器，低温高压液体变为气体时需要吸收热量，车内的空气热量被吸收后降温，由制冷出风口排出；

作为本发明的进一步改进，所述制冷装置中的压缩机、冷凝器、冷凝器风扇、鼓风机皆采用来自蓄电池的电能。

作为本发明的进一步改进，所述制冷装置中的压缩机、冷凝器、冷凝器风扇、鼓风机还与汽车发动机相连接，还可采用来自汽车发动机的电能。

作为本发明的进一步改进，还包括以下步骤：

（2.1）当电池过充时，切断蓄电池与柔性薄膜太阳能电池的连接，停止充电，当电池过放时，自动切断其与制冷装置的连接，换用汽车发动机为制冷装置供电。

作为本发明的进一步改进，还包括以下步骤：

（7）所述温控芯片对分别设置于汽车驾驶舱、汽车外部、汽车发动机、所述蒸发器、所述蓄电池的温度传感器，以及分别设置于汽车驾驶舱与蒸发器的湿度传感器进行监控，并实时通过风速控制器调整鼓风机风速，以保证汽车驾驶舱内的温度在合适的范围中。

本发明的有益效果为：

（1）通过在汽车车顶上设置柔性薄膜电池，并与制冷装置相连接，实现了通过太阳能驱动制冷装置，原本在车顶积聚的热量被转化为冷能，有效避免驾驶舱过热的同时还节约了能源；

（2）柔性薄膜太阳能电池除了非晶硅太阳能电池片外皆为透明材料，具有较好的透光性，如汽车车顶设置有透光口，也可透过无非晶硅太阳能电池片的部位让光线进入，为驾驶舱提供顶部光源，柔性薄膜太阳能电池的转换效率也较好，可以达到20%左右；

（3）通过设置自动控制器，一方面控制蓄电池与柔性薄膜太阳能电池之间连接，避免蓄电池的过充，另一方面控制蓄电池与制冷装置之间的连接，避免蓄电池过放，且当蓄电池过放时，启动汽车发动机为制冷装置供电，避免制冷装置因蓄电池无电而无法制冷；

（4）通过设置温度传感器与湿度传感器，可以实时监测不同部件或部位的温度或湿度，并通过温控芯片与风速控制器自动调整鼓风机的风速，保证车内综合温度与湿度的体感温度在人体舒适的范围中。

上述是发明技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明柔性太阳能薄膜电池的结构示意图；

图3为本发明自动控制器连接汽车发动机、蓄电池、柔性太阳能薄膜电池、以及制冷装置各部件的连接示意图。

图中，柔性薄膜太阳能电池1、蓄电池2、制冷装置3、pi衬底11、透明前导电薄膜12、非晶硅太阳能电池片13、透明背导电薄膜14、透明封装层15、冷凝器31、冷凝器风扇32、压缩机33、蒸发器34、鼓风机35、储液罐36、膨胀阀37、汽车发动机4。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式详细说明。

请参照图1与图2，一种太阳能汽车制冷装置，其设置于汽车上，包括设置于汽车车顶上的柔性薄膜太阳能电池1、设置于汽车前盖内部的蓄电池2、以及设置与汽车前盖内部的制冷装置3，所述柔性薄膜太阳能电池1与蓄电池2相电连接，所述蓄电池2与制冷装置3相电连接；所述柔性薄膜太阳能电池1由下自上包括透明pi（聚酰亚胺）衬底11，若干透明前导电薄膜12、若干非晶硅太阳能电池片13，若干透明背导电薄膜14，以及透明封装层15。通过在汽车车顶上设置柔性薄膜电池，并与制冷装置3相连接，实现了通过太阳能驱动制冷装置3，原本在车顶积聚的热量被转化为冷能，有效避免驾驶舱过热的同时还节约了能源；同时，柔性薄膜太阳能电池1除了非晶硅太阳能电池片13外皆为透明材料，具有较好的透光性，如汽车车顶设置有透光口，也可透过无非晶硅太阳能电池片的部位让光线进入，为驾驶舱提供顶部光源。

作为本发明的进一步改进，所述制冷装置3包括设置与汽车前盖内部前端的冷凝器31、设置于冷凝器31上的冷凝器风扇32、设置于冷凝器31旁且与冷凝器31相连接的压缩机33、设置与汽车前盖内部后端且与压缩机33相连接的蒸发器34、设置与蒸发器34旁且与蒸发器34相连接的鼓风机35、以及设置于冷凝器31旁且同时连接蒸发器34与冷凝器31的储液罐36，所述储液罐36与蒸发器34之间还设置有一膨胀阀37，压缩机33、冷凝器31、冷凝器风扇32、以及鼓风机35采用电驱动，可以利用来自蓄电池2的电能。

请参照图1与图3，作为本发明的进一步改进，还包括一自动控制器，所述汽车包括有设置于汽车前盖内部的汽车发动机4，该汽车发动机4也与制冷装置3相连接，所述自动控制器分别控制柔性薄膜太阳能电池1与蓄电池2之间的连接、蓄电池2与制冷装置3之间的连接、以及汽车发动机4与制冷装置3之间的连接。压缩机33、冷凝器31、冷凝器风扇32、以及鼓风机35还可以采用来自汽车发动机4的电能。自动控制器一方面控制蓄电池2与柔性薄膜太阳能电池1之间连接，避免蓄电池2的过充，另一方面控制蓄电池2与制冷装置3之间的连接，避免蓄电池2过放，且当蓄电池2过放时，启动汽车发动机4为制冷装置3供电，避免制冷装置3因蓄电池2无电而无法制冷。

作为本发明的进一步改进，所述汽车包括汽车驾驶舱，该汽车驾驶舱、汽车外部、汽车发动机4、蒸发器34、以及蓄电池2分别设置有温度传感器、所述汽车驾驶舱与蒸发器34还分别设置有湿度传感器。

作为本发明的进一步改进，所述鼓风机35处设置有风速控制器与温控芯片。通过设置温度传感器与湿度传感器，可以实时监测不同部件或部位的温度或湿度，并通过温控芯片与风速控制器自动调整鼓风机35的风速，保证车内综合温度与湿度的体感温度在人体舒适的范围中。

请参照图1，一种太阳能汽车制冷方法，包括以下步骤：

（1）柔性薄膜太阳能电池1吸收太阳光，并转化为电能；

（2）蓄电池2储存来自柔性薄膜太阳能电池1的电能；

（3）制冷装置3启动，压缩机33将制冷剂的低压蒸汽压缩为高温高压蒸汽；

（4）高温高压蒸汽经过冷凝器31，经过冷凝器31内部的循环水冷却与冷凝器风扇32辅助冷却，高温高压蒸汽被冷却为低温高压液体；

（5）低温高压液体临时储存于储藏罐中避免过量，低温高压液体通过膨胀阀37，压力在蒸发器34中释放；

（6）鼓风器将车内的空气吹至蒸发器34，低温高压液体变为气体时需要吸收热量，车内的空气热量被吸收后降温，由制冷出风口排出；

（7）所述温控芯片对分别设置于汽车驾驶舱、汽车外部、汽车发动机4、所述蒸发器34、所述蓄电池2的温度传感器，以及分别设置于汽车驾驶舱与蒸发器34的湿度传感器进行监控，并实时通过风速控制器调整鼓风机35风速，以保证汽车驾驶舱内的温度在合适的范围中。

作为本发明的进一步改进，所述制冷装置3中的压缩机33、冷凝器31、冷凝器风扇32、鼓风机35皆采用来自蓄电池2的电能。

作为本发明的进一步改进，所述制冷装置3中的压缩机33、冷凝器31、冷凝器风扇32、鼓风机35还与汽车发动机4相连接，还可采用来自汽车发动机4的电能。

请参照图3，作为本发明的进一步改进，还包括以下步骤：

（2.1）当电池过充时，切断蓄电池2与柔性薄膜太阳能电池1的连接，停止充电，当电池过放时，自动切断其与制冷装置3的连接，换用汽车发动机4为制冷装置3供电。

本发明的重点主要在于，通过在汽车车顶上设置柔性薄膜电池，并与制冷装置相连接，实现了通过太阳能驱动制冷装置，原本在车顶积聚的热量被转化为冷能，有效避免驾驶舱过热的同时还节约了能源。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，均在本发明的保护范围之内。