多功能太陽能烘干加濕裝置“衡創(chuàng)”作品申報書.說明書

1、PAGE PAGE 8多功能太陽能烘干加濕裝置說明書設(shè)計者：位帥帥 徐勇強 康云龍 高博 鐘瑞云指導(dǎo)教師：李嵐（南華大學(xué)機械工程學(xué)院 湖南 衡陽 421001）作品內(nèi)容簡介摘要該作品圍繞節(jié)能減排這一主題而設(shè)計，核心部件為自動空氣加濕器和自動烘干衣柜，其主要組成部分有：單晶硅太陽能電池板、自動濕度感受裝置、多孔插座、自動烘干裝置。以解決節(jié)能、儲能、優(yōu)化生活環(huán)境等問題為目的。通過實驗設(shè)計了一套多功能太陽能烘干加濕裝置，目前太陽能轉(zhuǎn)化技術(shù)發(fā)展成熟，然而太陽能電池板主要應(yīng)用于路燈及大型發(fā)電裝置，卻并沒有讓太陽能真正走入到人們的日常生活中為人們所用，太陽能作為一種新興清潔可再生能源，應(yīng)該大范圍的走入居民

2、的普通生活中，供一些小功率的家用電器使用，以此在一定程度上緩解用電緊缺，及電能的損耗。本多功能太陽能烘干加濕裝置，通過太陽能電池板收集太陽能，并將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，便可以利用此部分電能，一部分供衣柜內(nèi)置的衣物烘干裝置，通過智能溫度濕度感受器的感受及調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，將衣柜內(nèi)的潮氣去除，使衣柜內(nèi)衣物保持在一個干燥的環(huán)境中，避免了衣物發(fā)霉，及異味的產(chǎn)生；另一部分供空氣加濕器，通過智能濕度感受器及調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，使室內(nèi)空氣的濕度維持在一個恒定值，使人處于一個舒適的空氣環(huán)境中；此外還有一部分電能，通過與太陽能電池板相連的多孔插座，可供手機，MP3，MP4，平板電腦，手電筒及一些小功率的電器充電使用。

3、不僅為人們提供一個健康舒適的居住環(huán)境，而且在一定程度上節(jié)約了電能，有效的緩解了城鎮(zhèn)的用電緊張。 關(guān)鍵字太陽能，發(fā)電，節(jié)能，健康舒適，1研制背景及意義1.1研制背景：太陽能既是HYPERLINK /view/41372.htm一次能源，又是HYPERLINK /view/9292.htm可再生能源。它HYPERLINK /view/8439.htm資源豐富，既可HYPERLINK /view/2763.htm免費使用，又無需運輸，對環(huán)境無任何污染。且在科技迅猛發(fā)展的當(dāng)代社會，太陽能可以通過太陽能電池板將其轉(zhuǎn)換為電能為為人類使用，太陽能為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會及人類進入一個節(jié)約能源減少

4、污染的時代。而且現(xiàn)中國多數(shù)城市會出用電緊張的現(xiàn)象， 太陽能作為一種新興清潔可再生能源，應(yīng)該大范圍的走入居民的普通生活中，供一些小功率的家用電器使用，以此在一定程度上緩解用電緊缺，及電能的損耗。 由此，我們的太陽能多功能烘干加濕裝置本著以節(jié)能環(huán)保和讓綠色清潔能源真正走入居民的日常生活，并被我們更好的利用的目的設(shè)計而成。本裝置通過太陽能電池板收集太陽能，并將其轉(zhuǎn)換為電能，供一些家用小功率電器使用，以達(dá)到在一定程度上節(jié)約電能的效果，而且通過衣物烘干及空氣加濕裝置可以使室內(nèi)環(huán)境變得更為舒適。綜上，我們的作品有其它作品所不具備的優(yōu)勢，具有更好的經(jīng)濟效應(yīng)，以及良好的發(fā)展前景。1.2意義： 節(jié)約能源、保護環(huán)

5、境，此裝置可很好的作為普通家庭用戶電源，供城鎮(zhèn)居民部分生活用電，且很恰當(dāng)將太陽能電池板與衣柜內(nèi)置烘干器，室內(nèi)空氣加濕器結(jié)合，不僅在一定程度上節(jié)約了電能，還可以利用太陽能為用戶提供一個舒適的生活環(huán)境，本裝置可以讓有著綠色清潔能源的太陽能真正的走進人們的日常生活，除供應(yīng)電能外還巧妙的將太陽能的運用與優(yōu)化居住環(huán)境相結(jié)合，此設(shè)計理念是其他作品所沒有的，本產(chǎn)品的誕生促進了太陽能生活化的進程，具有很大的實用價值和現(xiàn)實意義，這就是我創(chuàng)業(yè)項目產(chǎn)品的優(yōu)勢。在能源緊張的當(dāng)今社會提倡節(jié)約、環(huán)保、綠色。所以此新產(chǎn)業(yè)一定能得到許多的支持，產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。2 設(shè)計方案圖2多功能太陽能烘干加濕裝置總體結(jié)構(gòu)圖2

6、.1太陽電池板結(jié)構(gòu)及原理 太陽光照在HYPERLINK /view/19928.htm半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通HYPERLINK /view/134362.htm電路后就形成電流。這就是HYPERLINK /view/14336.htm光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理（如圖2.1.1所示）。 太陽能電池板的組成（圖2.1.1）：1）鋼化玻璃 其作用為保護發(fā)電主體，2） EVA 用來粘結(jié)固定鋼化玻璃和發(fā)電主體（如電池片），3）HYPERLINK /view/868896.htm電池片主要作用就是發(fā)電，4）HYPERL

7、INK /view/5268.htmEVA作用如上，主要粘結(jié)封裝發(fā)電主體和背板，5） 背板 作用，密封、絕緣、防水，6）HYPERLINK /view/64589.htm鋁合金保護層壓件，起一定的密封、支撐作用，7） 接線盒 保護整個發(fā)電系統(tǒng)，起到HYPERLINK /view/10897.htm電流中轉(zhuǎn)站的作用，如果組件短路接線盒自動斷開短路電池串，防止燒壞整個系統(tǒng)接線盒中最關(guān)鍵的是二極管，8） 硅膠 密封作用，用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處 。 本裝置的太陽能電池板采用的是單晶硅太陽能電池板，其光電轉(zhuǎn)換效率最高的達(dá)到24%,這是目前所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的 。

8、 圖2.1.1太陽能電池板發(fā)電原理及太陽能電池板總體結(jié)構(gòu)圖2.2加濕器結(jié)構(gòu)及原理 由于HYPERLINK /view/32371.htm超聲波技術(shù)是世界上一種比較成熟的技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用在各種領(lǐng)域 ，超聲波加濕器具有以下優(yōu)點：加濕強度大，加濕均勻，加濕效率高；節(jié)能、省電，耗電僅為HYPERLINK /view/2928488.htm電熱加濕器的1/10至1/15；使用壽命長，濕度自動平衡，無水自動保護；兼具醫(yī)療霧化、冷敷浴面、清洗首飾等功能。所以本裝置采用配合的加濕器是超聲波加濕器，其原理為：HYPERLINK /view/32371.htm超聲波加濕器采用超聲波高頻震蕩1.7MHZ頻率，將水

9、霧化為1-5微米的超微粒子，通過風(fēng)動裝置將水霧擴散到空氣中，使空氣濕潤并伴生豐富的負(fù)氧離子，能清新空氣，增進健康，營造舒適的環(huán)境。其工作原理如圖2.2.1所示： 圖2.2.1加濕器電路圖及其整體結(jié)構(gòu)圖2.3衣物烘干裝置結(jié)構(gòu)及原理 本衣物烘干裝置位于衣柜的底部，其內(nèi)部由若干串聯(lián)的電熱絲，其下還有可緩慢轉(zhuǎn)動的氣扇，空氣首先進入電熱絲的上部，由電熱絲將其加熱，此時緩慢轉(zhuǎn)動的氣扇將由電阻絲加熱的熱空氣，均勻的排入衣柜當(dāng)中，已達(dá)到更好的使受潮的衣物烘干的效果。 2.4電子電容式濕度傳感器結(jié)構(gòu)及原理 電子電容式濕度傳感器是主要由濕敏電容構(gòu)成，濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯

10、、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。其原理為：當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對濕度成正比，便可以通過感受電容值的變化，測量出實時的濕度。圖2.4濕度變送器電路圖3.理論設(shè)計計算 圖3.1太陽能電池工作流程圖3.1 單晶硅太陽能電池板成品規(guī)格最佳工作電流：2.8A輸出功率：100W 最佳工作電壓：40V 短路電流：3A開路電壓：43V蓄電池規(guī)格：12V 38AH 轉(zhuǎn)換效率：17% 重量： 5.5kg外形尺寸818*550*30mm 3.2空氣加濕器參數(shù)工作電壓：220V工作頻率：50HZ運行功率：35W水箱容量：2.4L3.3衣物烘干裝置參數(shù)工作

11、電壓：220V工作頻率：50HZ運行功率：50W3.4對于以上配合合理性的驗算據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：以衡陽為例，當(dāng)?shù)胤逯等照諘r間為五小時，陰雨天數(shù)為8（若折算成小時并以天計算的話此值為2），則：系統(tǒng)實際消耗功率=（35*4+50*2）*1.8/5=86.4W小于100W（太陽能電池的額定功率）系統(tǒng)實際耗電量=（35*4+50*2）*2*1.8/40=21.5AH小于38AH由此驗算結(jié)果說明此系統(tǒng)用電器與單晶硅太陽能電池配合合理。3.4 本裝置的節(jié)能減排效益分析 太陽能是最清潔、安全的可再生能源，不產(chǎn)生任何廢氣、廢水和固型物排放污染。太陽能光伏發(fā)電作為太陽能資源利用的方式，其相關(guān)的技術(shù)己基本成熟。與火

12、電相比，100W太陽能發(fā)電，25年可為一個用戶累計發(fā)電2344度，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤0.9噸，減排CO2為2噸，還減少了其他碳粉塵及二氧化硫、氮化合物、煙塵的排放，極大的保護和優(yōu)化了我們的生活環(huán)境，減少了局部地區(qū)霧霾天氣的次數(shù)和持續(xù)時間，具有綠色，低碳，節(jié)能，環(huán)保的示范意義。4 工作原理圖4.1各工作部分分布示意圖一圖4.2各工作部分分布示意圖二 多功能太陽能烘干加濕裝置（如圖2多功能太陽能烘干加濕裝置總體結(jié)構(gòu)圖所示），是通過太陽能電池板收集太陽能，并將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，此過程的原理為：太陽光照在HYPERLINK /view/19928.htm半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場

13、的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通HYPERLINK /view/134362.htm電路后就形成電流。這就是HYPERLINK /view/14336.htm光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。由蓄電池將電能儲存便可以利用此部分電能，一部分供衣柜內(nèi)置的衣物烘干裝置，通過智能溫度濕度感受器的感受及調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，將衣柜內(nèi)的潮氣去除，使衣柜內(nèi)衣物保持在一個干燥的環(huán)境中，避免了衣物發(fā)霉，及異味的產(chǎn)生；另一部分供空氣加濕器，通過智能濕度感受器及調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，使室內(nèi)空氣的濕度維持在一個恒定值，使人處于一個舒適的空氣環(huán)境中。如圖4.1各工作部分分布示意圖一。此外還有一部分電能，通過與

14、太陽能電池板相連的插座，可供手機，MP3，MP4，平板電腦，手電筒及一些小功率的電器充電使用，此外用戶還可以根據(jù)需要外接點燈供照明使用，如圖4.1各工作部分分布示意圖二。 通過此裝置，使太陽能普遍走入城鎮(zhèn)居民的普通生活中，并利用太陽能轉(zhuǎn)換成的電能，為一些家用小型電器使用，在一定程度上節(jié)約了電能，有效的緩解了城鎮(zhèn)用電緊張。本裝置通過此種方式，在很大程度上節(jié)約了電能，具有節(jié)能減排的實質(zhì)性。5 創(chuàng)新點及應(yīng)用5.1創(chuàng)新點 目前太陽能轉(zhuǎn)化技術(shù)發(fā)展成熟，然而太陽能電池板主要應(yīng)用于路燈及大型發(fā)電裝置，卻并沒有讓太陽能真正走入到人們的日常生活中為人們所用，而且目前國內(nèi)并無通過太陽能電池板與衣物烘干器與室內(nèi)空氣

15、加濕器及多孔插座的組合實現(xiàn)城鎮(zhèn)居民的一部分生活用電的供給。 此裝置的發(fā)明，很好的填補了這一空缺。5.2 應(yīng)用 此多功能太陽能烘干加濕裝置的設(shè)計理念是：節(jié)約電能，讓清潔能源走進生活，并且使我們的生活環(huán)境更為健康舒適。 此裝置可很好的作為普通家庭用戶電源，供城鎮(zhèn)居民部分生活用電，且很恰當(dāng)將太陽能電池板與衣柜內(nèi)置烘干器，室內(nèi)空氣加濕器結(jié)合，不僅在一定程度上節(jié)約了電能，還可以利用太陽能為用戶提供一個舒適的生活環(huán)境，本裝置通過單晶硅太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，而此電能，一部分供衣柜內(nèi)置的衣物烘干裝置，通過智能溫度濕度感受器的感受及調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，將衣柜內(nèi)的潮氣去除，使衣柜內(nèi)衣物保持在一個干燥的環(huán)境

16、中，避免了衣物發(fā)霉，及異味的產(chǎn)生；另一部分供空氣加濕器，通過智能濕度感受器及調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，使室內(nèi)空氣的濕度維持在一個恒定值，并且可以根據(jù)需要可以在空氣加濕其中加入一些其他物質(zhì)，例如，1水箱中加入食HYPERLINK /view/16074.htm醋，可預(yù)防感冒。2HYPERLINK /view/537711.htm水箱中加消毒藥水，為室內(nèi)清潔消毒。3 加濕器里加幾滴花露水，可緩解兒童鼻塞。4 加濕器里滴入熏衣草精油，可提高睡眠質(zhì)量。5 在水箱中加入3、4滴檸檬精油，能對女性皮膚起到調(diào)節(jié)作用，并能美白。6水箱里加入淡鹽水，可舒緩喉痛及慢性咽炎。7切HYPERLINK /view/36617.htm洋蔥時開加濕器可避免流眼淚。8HYPERLINK /view/2358.htm電腦旁邊放加濕器，可以清除靜電。給人帶來更健康的生活，使人處于一個舒適的空氣環(huán)境中；且目前單晶硅太陽能電池板技術(shù)發(fā)展技術(shù)成熟，造價低廉，便使整體裝置造價較為便宜，可為