CN112421742A - 户外供电设备箱 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种户外供电设备箱，属于太阳能技术领域。本申请提出一种户外供电设备箱，包括：箱体，箱体的内部设有设备仓；集热装置，布置于箱体的外部，用于接收太阳能；相变换热系统，相变换热系统包括液态部和汽化部，液态部与集热装置的背面贴合；发电装置，发电装置的输入端插入汽化部，以使汽化部的气流为发电装置的输入端提供动力；储能电池，与所述发电装置的输出端相连，用于储存所述发电装置产生的电能，并用于向所述设备仓内的用电设备供电。使用该户外供电设备箱对用电设备进行供电，能利用太阳能为户外的用电设备进行供电，能够存储多余的电能，不仅为用电设备提供可靠电源，还提高了能源利用率。

Description

户外供电设备箱

技术领域

本申请涉及太阳能技术领域，具体而言，涉及一种户外供电设备箱。

背景技术

本发明主要针对户外设备高温情况下的电源不可靠和能源节省方案。

目前，常见户外设备的供电方案多采用有线和无线两种方式，有线方案采用远程跨接电缆进行供电，无线多采用移动电源诸如储能电池、太阳能板、风能发电机等形式。但是，上述的供电方案安装成本较高，安全性低，且有线方式需要进行架线，变电等形式，还无法解决户外高温风险。

发明内容

为此，本申请提出一种户外供电设备箱，收集太阳能并转化为热能以为户外的用电设备供电，且储存多余的电能，不仅为用电设备提供可靠电源，且提高了能源利用率。

本申请的一些实施例提出一种户外供电设备箱，包括：箱体，所述箱体的内部设有设备仓；集热装置，布置于所述箱体的外部，用于接收太阳能；相变换热系统，所述相变换热系统包括液态部和汽化部，所述液态部与所述集热装置的背面贴合；发电装置，所述发电装置的输入端插入所述汽化部，以使所述汽化部的气流为所述发电装置的输入端提供动力；储能电池，与所述发电装置的输出端相连，用于储存所述发电装置产生的电能，并用于向所述设备仓内的用电设备供电。

使用本申请实施例中的户外供电设备箱对用电设备进行供电，能利用太阳能为户外的用电设备进行供电，能够存储多余的电能，不仅为用电设备提供可靠电源，还提高了能源利用率。

另外，根据本申请实施例的户外供电设备箱还具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一些实施例，所述相变换热系统还包括：弯曲散热通道，所述弯曲散热通道位于所述相变换热系统的汽化部的上方，所述弯曲散热通道用于促进所述汽化部的气体的冷凝。通过布置弯曲散热通道，气流在汽化部为发电装置提供动力后，即向上进入弯曲散热通道。气流在弯曲散热通道中流速降低，且能够得到充分散热，冷凝后回到液态部。

根据本申请的一些实施例，所述箱体包括外壳、内胆和隔热层，所述外壳的至少部分被构造为所述集热装置，所述隔热层设置于所述液态部与所述内胆之间。通过设置隔热层，能够提高箱体的隔热性能，从而避免在阳光照射下箱体的温度升高，进而导致设备仓内温度升高，影响用电设备正常工作。

根据本申请的一些实施例，所述隔热层的材质为聚苯乙烯、木料或石料。

根据本申请的一些实施例，所述外壳包括多个集热部，所述相变换热系统的液态部包括多个子液态部，集热部与子液态部一一对应，每个集热部的背面贴合有对应的子液态部。通过该种形式，既能保证外壳的材料一致性，又能够灵活利用外壳的面积。

根据本申请的一些实施例，所述户外供电设备箱还包括：降温风扇，所述降温风扇与所述储能电池电连接，所述降温风扇布置于所述设备仓，用于降低所述设备仓的环境温度。通过布置温度传感器，结合外部的控制装置以及降温风扇，能够控制设备仓的环境温度，进而保证用电设备正常工作。

根据本申请的一些实施例，所述户外供电设备箱还包括温度传感器，所述温度传感器布置于所述设备仓内，用于检测所述设备仓内的环境温度；当所述温度传感器检测到所述设备仓的环境温度高于预设温度时，所述降温风扇作出响应并启动。

根据本申请的一些实施例，所述相变换热系统的换热介质为氢氧化钠或碳酸钠溶液。

根据本申请的一些实施例，所述集热装置的材质为铜或铝。

根据本申请的一些实施例，所述户外供电设备箱还包括液体浓度传感器，布置于所述相变换热系统的液态部，用于检测所述相变换热系统的换热介质的溶液浓度。通过检测换热介质的溶液浓度，能够及时发现溶液浓度低于预设值，从而进行补液，保证相变换热系统的正常运行。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的户外供电设备箱的内部结构示意图；

图2为本申请实施例提供的户外供电设备箱的外部结构示意图；

图3为本申请实施例提供的户外供电设备箱中集热部的布置示意图；

图4为本申请实施例提供的户外供电设备箱的工作原理图。

图标：100-户外供电设备箱；110-箱体；111-外壳；1111-周向侧壁；1112-顶壁；112-内胆；113-隔热层；114-设备仓；115-箱门；116-风扇仓；117-电池仓；120-集热装置；121-集热面；122-背面；123-集热部；130-相变换热系统；131-液态部；132-汽化部；133-弯曲散热通道；1331-弯曲通道；1332-金属散热器；140-发电装置；141-桨叶；142-电能输出端；150-储能电池；160-降温风扇；170-温度传感器；180-液体浓度传感器；200-用电设备。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参照图1，本申请实施例的户外供电设备箱100，包括箱体110、集热装置120、相变换热系统130、发电装置140和储能电池150。箱体110的内部设有设备仓114，集热装置120布置于箱体110的外部，用于接收太阳能，相变换热系统130包括液态部131和汽化部132，液态部131与集热装置120的背面贴合。发电装置140的输入端插入汽化部132，以使汽化部132的气流为发电装置140的输入端提供动力。储能电池150与发电装置140的输出端相连，用于储存发电装置140产生的电能，并用于向设备仓114内的用电设备200供电。

使用本申请实施例中的户外供电设备箱100对用电设备200进行供电，能利用太阳能为户外的用电设备200进行供电，能够存储多余的电能，不仅为用电设备200提供可靠电源，还提高了能源利用率。

下述本申请实施例的户外供电设备箱100的各部件的结构与相互连接关系。

集热装置120为常见的金属集热板，用于接收太阳能，并转化为热能。

集热装置120的材质为导热系数高的金属。例如，集热装置120的材质为铜或铝。

请参照图1，集热装置120包括集热面121和背面122，集热面121用于收集太阳能，背面122用于与相变换热系统130的液态部131贴合，以将热能输入相变换热系统130。

请参照图1，相变换热系统130包括液态部131和汽化部132，相变换热系统130为封闭的换热系统，在液态部131具有导热系数较高的金属外壳，相变换热系统130内含换热介质，换热介质在液态部131呈液态并吸收热量，汽化后于汽化部132产生气流，以作为发电装置140的动力源。

在本申请的一些实施例中，液态部131与集热装置120的背面122贴合，以接收集热装置120的热能，发电装置140的输入端插入汽化部132，汽化部132的气流为发电装置140的输入端提供动力。

在其他实施例中，相变换热系统130在液态部131的导热系数较高的金属外壳与背面122通过导热胶相连，既能提高导热系数，又能将液态部131与集热装置120固定。

其中，液态部131位于汽化部132的下侧，以便于换热介质受热后蒸发并向上到达汽化部132。

在本申请的一些实施例中，相变换热系统130的换热介质具有沸点低，受热容易分解的特点。

例如，相变换热系统130的换热介质为氢氧化钠或碳酸钠溶液。

当液态部131受热时，换热介质能够在短时间内汽化，在汽化部132产生气流。

可选地，户外供电设备箱100还包括液体浓度传感器180，布置于液态部131，用于检测相变换热系统130的换热介质的溶液浓度。

具体而言，液体浓度传感器180使用储能电池150供电，液体浓度传感器180的探头位于相变换热系统130的内部，线束防水处理后贯穿相变换热系统130的壳体，用于连接外部的控制装置。

其中，液体浓度传感器180可以设置有多个，以均衡测量不同处的液体浓度。

通过检测换热介质的溶液浓度，能够及时发现溶液浓度低于预设值，从而进行补液，保证相变换热系统130的正常运行。

发电装置140用于利用汽化部132的气流作为动力进行发电。

在本申请的一些实施例中，发电装置140为微型电机，包括桨叶141和电能输出端142，桨叶141插入汽化部132，以利用汽化部132的气流。

作为一种示例形式，桨叶141的轴向横向设置，汽化部132位于液态部131的上侧，气流方向朝上，以充分驱动桨叶141转动。

进一步地，发电装置140可设置有多个，以提高发电功率。

可选地，相变换热系统130还包括弯曲散热通道133，弯曲散热通道133位于相变换热系统130的汽化部132的上方，弯曲散热通道133用于促进汽化部132的气体的冷凝。

具体而言，弯曲散热通道133封闭于相变换热系统130的弯曲通道1331和布置于弯曲通道外侧的用于散热的金属散热器1332。

通过布置弯曲散热通道133，气流在汽化部132为发电装置140提供动力后，即向上进入弯曲散热通道133。气流在弯曲散热通道133中流速降低，且能够得到充分散热，冷凝后回到液态部131。

作为一种示例形式，相变换热系统130还包括收集部，收集部将弯曲散热通道133的最低处与液态部131连通，用于将冷凝的换热介质送回至液态部131。

请参照图1，可选地，箱体110包括外壳111、内胆112和隔热层113，外壳111的至少部分被构造为集热装置120，隔热层113设置于液态部131与内胆112之间。

请参照图2，其中，外壳111包括周向侧壁1111和顶壁1112。内胆112的内部为设备仓114，通过箱门115能够封闭设备仓114。

通过设置隔热层113，能够提高箱体110的隔热性能，从而避免在阳光照射下箱体110的温度升高，进而导致设备仓114内温度升高，影响用电设备200正常工作。

在其他实施例中，集热装置120、相变换热系统130和发电装置140也可以外置，以简化箱体110构造。

在本申请的一些实施例中,隔热层113的材质为聚苯乙烯、木料或石料。

在其他实施例中，隔热层113的材质也可以为保温棉或者泡沫板。

在本申请的一些实施例中，外壳111的周向侧壁1111构造为集热装置120，以充分收集太阳能。顶壁1112之上用于布置弯曲散热通道133，将弯曲散热通道133放置于最高处，以便于促进气流的冷凝。

在其他实施例中，留余弯曲散热通道133的布置空间的基础上，顶壁1112的剩余区域也可以构造为集热装置120，以充分收集太阳能。

相应地，液态部131位于构造为集热装置120的至少外壳111的内侧，并位于外壳111与隔热层113之间。

请参照图3，进一步地，外壳111包括多个集热部123，液态部131包括多个子液态部(图中没有示出)，集热部123与子液态部一一对应，每个集热部123的背面贴合有对应的子液态部。

通过该种形式，既能保证外壳111的材料一致性，又能够灵活利用外壳111的面积。例如，在需要设置挂耳、设置标签牌的地方不设置集热部123，不进行热量的采集。

储能电池150与发电装置140的电能输出端142电连接，用于储存电能。

在本申请的一些实施例中，设备仓114除了设备主仓外，还隔离出电池仓117，用于放置储能电池150，通过布置与储能电池150的输出端相连的电插口于设备仓114的内壁，以便于用电设备200取电。

在其他实施例中，储能电池150也可以外置，通过导线与电插口连接。

可选地，户外供电设备箱100还包括降温风扇160，降温风扇160与储能电池150电连接，降温风扇160布置于设备仓114，用于降低设备仓114的环境温度。

在本申请的一些实施例中，设备仓114还隔离出风扇仓116，风扇仓116与设备主仓通过栅格隔断，将降温风扇160放置于风扇仓116，并通过储能电池150供电，以向设备仓114的设备主仓内送风。

对应地，设备仓114还设有与外界大气连通的通风口。

可选地，户外供电设备箱100还包括温度传感器170，温度传感器170布置于设备仓114内，用于检测设备仓114内的环境温度。当温度传感器170检测到设备仓114的环境温度高于预设温度时，降温风扇160作出响应并启动。

通过布置温度传感器170，结合外部的控制装置以及降温风扇160，能够控制设备仓114的环境温度，进而保证用电设备200正常工作。

请参照图4，本申请实施例中的户外供电设备箱100的工作原理如下：

集热装置120的集热面121收集太阳能，集热装置120温度升高，将太阳能转化为热能；

背面122与液态部131贴合并加热液态部131，液态部131的液态的换热介质受热汽化，并形成向上的气流，气流于汽化部132推动桨叶141转动，将热能转化为机械能；

剩余气流进入弯曲散热通道133后，降速冷凝，并回流至液态部131，以待下一次受热蒸发汽化；

发电装置140的电能输出端142输出电能，并储存于储能电池150，将机械能转化为电能并储存；

用电设备200使用储能电池150作为电源进行正常工作，实现可靠地为用电设备200供电。

当液体浓度传感器180检测到液态部131的换热介质的溶液浓度低于预设浓度时，向外部的控制装置发送补液信号，通过指示灯等交互部件提示工人及时补液；

当温度传感器170检测到设备仓114的环境温度高于预设温度时，向外部的控制装置发送风扇启动信号，降温风扇160相应风扇启动信号并启动；

当温度传感器170检测到设备仓114的环境温度低于设备工作温度时，向外部的控制装置发送风扇停机信号，降温风扇160相应风扇停机信号并停止运行，设备工作温度低于预设温度。

使用本申请实施例中的户外供电设备箱100对用电设备200进行供电，能利用太阳能为户外的用电设备200进行供电，能够存储多余的电能，提高了能源利用率。配合温度传感器170，能够保障用电设备200所处的设备仓114的环境温度在预设温度内；配合液体浓度传感器180，通过及时补液，能够确保太阳能及时转化为电能。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种户外供电设备箱，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体的内部设有设备仓；

集热装置，布置于所述箱体的外部，用于接收太阳能；

相变换热系统，所述相变换热系统包括液态部和汽化部，所述液态部与所述集热装置的背面贴合；

发电装置，所述发电装置的输入端插入所述汽化部，以使所述汽化部的气流为所述发电装置的输入端提供动力；

储能电池，与所述发电装置的输出端相连，用于储存所述发电装置产生的电能，并用于向所述设备仓内的用电设备供电。

2.根据权利要求1所述的户外供电设备箱，其特征在于，所述相变换热系统还包括：

弯曲散热通道，所述弯曲散热通道位于所述相变换热系统的汽化部的上方，所述弯曲散热通道用于促进所述汽化部的气体的冷凝。

3.根据权利要求1所述的户外供电设备箱，其特征在于，所述箱体包括外壳、内胆和隔热层，所述外壳的至少部分被构造为所述集热装置，所述隔热层设置于所述液态部与所述内胆之间。

4.根据权利要求3所述的户外供电设备箱，其特征在于，所述隔热层的材质为聚苯乙烯、木料或石料。

5.根据权利要求3所述的户外供电设备箱，其特征在于，所述外壳包括多个集热部，所述相变换热系统的液态部包括多个子液态部，集热部与子液态部一一对应，每个集热部的背面贴合有对应的子液态部。

6.根据权利要求1所述的户外供电设备箱，其特征在于，所述户外供电设备箱还包括：

降温风扇，所述降温风扇与所述储能电池电连接，所述降温风扇布置于所述设备仓，用于降低所述设备仓的环境温度。

7.根据权利要求6所述的户外供电设备箱，其特征在于，所述户外供电设备箱还包括温度传感器，所述温度传感器布置于所述设备仓内，用于检测所述设备仓内的环境温度；

当所述温度传感器检测到所述设备仓的环境温度高于预设温度时，所述降温风扇作出响应并启动。

8.根据权利要求1所述的户外供电设备箱，其特征在于，所述相变换热系统的换热介质为氢氧化钠或碳酸钠溶液。

9.根据权利要求1所述的户外供电设备箱，其特征在于，所述集热装置的材质为铜或铝。

10.根据权利要求1所述的户外供电设备箱，其特征在于，所述户外供电设备箱还包括液体浓度传感器，布置于所述相变换热系统的液态部，用于检测所述相变换热系统的换热介质的溶液浓度。

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