CN108224639A - 一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置，包括新风风管、排风风管、若干半导体制冷片、两个散热机构、正负极转换开关、蓄电池和太阳能光伏板，所述新风风管与排风风管结合在一起，所述新风风管与排风风管的结合处的共有风管壁上穿设固定有半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端和热端均设有散热机构，与现有技术相比，本申请利用太阳能光伏发电为半导体制冷片提供所需的直流电，半导体制冷的热泵效应使其换热效率超过了100％，同时也不存在积尘(积尘导致的换热效率大幅下降)及新鲜空气受到室内排风污染的问题，在光伏发电系统当中可以省去逆变器，光伏发电及半导体制冷片的成本的持续下降，使得整个装置投资较小，便于推广应用。

Description

一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置
【技术领域】
本发明涉及一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置。属于暖通空调应用领域。
【背景技术】
空调的新风系统是为了解决室内空气品质问题而从室外引入新风的装置，在引入室外新风的同时，还必须向室外排风。夏季空调房间室内空气温度较低，而引入的室外新风温度较高，冬季空调房间室内空气温度较高，而室外新风温度较低，这样新风的引入会大大增加空调系统的负荷与能耗。一般空调系统的新风负荷占据了空调系统负荷的近三分之一。为了降低新风负荷，一般会采用新风换热装置，即将排风与新风通过换热器换热，也就是将夏季的新风温度降低，在冬季则将新风温度提高，以此来减小系统的新风负荷，从而减小整个系统的能耗。目前常用的新风换热器有两种，一种是板翅式全热交换器，是一种空气与空气换热的全热回收装置，不需要外界提供动力，热回收效率也比较高，另一种是轮转式全热交换器，需要外界提供动力。板翅式全热交换器换热效率高，又无需外界动力，因此应用广泛，但是使用一段时间后，由于积尘，会导致换热效率大大下降。轮转式全热交换器存在着室外新鲜空气易受到室内排风污染及需要额外动力的缺陷。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置，利用太阳能光伏发电为半导体制冷片提供所需的直流电，半导体制冷的热泵效应使其换热效率超过了100％，同时也不存在积尘及新鲜空气受到室内排风污染的问题，充分利用太阳能，无需耗费常规能源。由于半导体制冷需要的是直流电，所以在光伏发电系统当中可以省去逆变器，使得系统更加简单，光伏发电及半导体制冷片的成本的持续下降，使得整个装置投资较小，便于推广应用。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置，包括新风风管、排风风管、若干半导体制冷片、两个散热机构、正负极转换开关、蓄电池和太阳能光伏板，所述新风风管与排风风管结合在一起，所述新风风管与排风风管的结合处的共有风管壁上穿设固定有半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端和热端均设有散热机构，所述太阳能光伏板与蓄电池连接，所述太阳能光伏板向蓄电池充电，所述蓄电池通过正负极转换开关与半导体制冷片连接。
作为优选，所述散热机构为水平平行设置的若干铝合金翅片，所述铝合金翅片与半导体制冷片之间均涂有减小接触热阻的导热硅酯。
作为优选，所述新风风管的室外新风出口上设有新风风机，所述排风风管的室内排风出口上设有排风风机。
作为优选，所述共有风管壁为镀锌钢板材料制成。
本发明的有益效果：本发明利用太阳能光伏发电为半导体制冷片提供所需的直流电，半导体制冷的热泵效应使其换热效率超过了100％，同时也不存在积尘及新鲜空气受到室内排风污染的问题，充分利用太阳能，无需耗费常规能源。由于半导体制冷需要的是直流电，所以在光伏发电系统当中可以省去逆变器，使得系统更加简单，光伏发电及半导体制冷片的成本的持续下降，使得整个装置投资较小，便于推广应用。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置的结构示意图。
图2是图1中A-A的剖视图。
图中：1-室外新风入口、2-室外新风出口、3-室内排风入口、4-室内排风出口、5-新风风管、6-排风风管、7-共有风管壁、8-半导体制冷片、9-散热机构、10-正负极转换开关、11-蓄电池、12-太阳能光伏板、13-新风风机、14-排风风机。
【具体实施方式】
参阅图1、2，本发明一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置，包括新风风管5、排风风管6、若干半导体制冷片8、两个散热机构9、正负极转换开关10、蓄电池11和太阳能光伏板12，所述新风风管5与排风风管6结合在一起，所述新风风管5与排风风管6的结合处的共有风管壁7上穿设固定有半导体制冷片8，所述半导体制冷片8的冷端和热端均设有散热机构9，所述太阳能光伏板12与蓄电池11连接，所述太阳能光伏板12向蓄电池11充电，所述蓄电池11通过正负极转换开关10与半导体制冷片8连接，所述散热机构9为水平平行设置的若干铝合金翅片，所述铝合金翅片与半导体制冷片8之间均涂有减小接触热阻的导热硅酯，所述新风风管5的室外新风出口2上设有新风风机13，所述排风风管6的室内排风出口4上设有排风风机14，所述共有风管壁7为镀锌钢板材料制成。
本发明工作过程：
本发明一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置在工作过程中，夏季工况：室外高温空气由新风风管5的室外新风入口1进入新风风管5，室内低温空气由排风风管6的室内排风入口3进入排风风管6，两股气流逆向流动，在进入共有风管壁7时，风管壁为镀锌钢板，有较大的导热系数，可以进行常规的温差换热。在夏季工况下高温新风风管5内的半导体制冷片8为冷端，而低温排风风管6内的半导体制冷片8为热端，在半导体制冷的热泵效应作用下，冷端吸收热量，热端释放热量，半导体制冷片8的冷端和热端分别设有铝合金翅片，新风和排风在新风风机13和排风风机14的各自作用下，流过翅片间隙，强化换热得以实现。由于半导体制冷片8的冷端是高温、热端是低温，能极大地提高半导体制冷的运行效率，甚至在理论上可以实现最终室外高温空气温度低于排风空气温度。半导体制冷所需的直流电由太阳能光伏电板及蓄电池提供，在阴雨天或夜间可以由蓄电池提供。
冬季工况：
室外低温空气由室外新风入口1进入新风风管5，室内高温空气由室内排风入口3进入排风风管6，两股气流逆向流动，在进入共有风管壁7时，风管壁为镀锌钢板，有较大的导热系数，可以进行常规的温差换热。通过正负极转换开关10切换输入半导体制冷片的极性，此时低温新风风管5内的半导体制冷8片为热端，而高温排风风管6内的半导体制冷片8为冷端，在半导体制冷的热泵效应作用下，冷端吸收热量，热端释放热量，此时冷端是高温，热端是低温，能极大地提高半导体制冷的运行效率，甚至在理论上可以实现最终室外低温空气温度高于排风空气温度。半导体制冷所需的直流电由太阳能光伏电板及蓄电池提供，在阴雨天或夜间可以由蓄电池提供。
本发明利用太阳能光伏发电为半导体制冷片提供所需的直流电，半导体制冷的热泵效应使其换热效率超过了100％，同时也不存在积尘及新鲜空气受到室内排风污染的问题，充分利用太阳能，无需耗费常规能源。由于半导体制冷需要的是直流电，所以在光伏发电系统当中可以省去逆变器，使得系统更加简单，光伏发电及半导体制冷片的成本的持续下降，使得整个装置投资较小，便于推广应用。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置，其特征在于：包括新风风管(5)、排风风管(6)、若干半导体制冷片(8)、两个散热机构(9)、正负极转换开关(10)、蓄电池(11)和太阳能光伏板(12)，所述新风风管(5)与排风风管(6)结合在一起，所述新风风管(5)与排风风管(6)的结合处的共有风管壁(7)上穿设固定有半导体制冷片(8)，所述半导体制冷片(8)的冷端和热端均设有散热机构(9)，所述太阳能光伏板(12)与蓄电池(11)连接，所述太阳能光伏板(12)向蓄电池(11)充电，所述蓄电池(11)通过正负极转换开关(10)与半导体制冷片(8)连接。
2.如权利要求1所述的一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置，其特征在于：所述散热机构(9)为水平平行设置的若干铝合金翅片，所述铝合金翅片与半导体制冷片(8)之间均涂有减小接触热阻的导热硅酯。
3.如权利要求1所述的一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置，其特征在于：所述新风风管(5)的室外新风出口(2)上设有新风风机(13)，所述排风风管(6)的室内排风出口(4)上设有排风风机(14)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的一种基于太阳能光伏发电半导体制冷的新风换热装置，其特征在于：所述共有风管壁(7)为镀锌钢板材料制成。
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