CN112303763A - 一种自适应防结露的半导体辐射空调 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自适应防结露的半导体辐射空调，特别涉及一种具有自适应防结露功能的太阳能驱动的半导体辐射空调，属于空调设备领域。本发明的空调通过设置温度传感器和湿度传感器实现数据采集；可根据冷面辐射板温度、室温及室内空气湿度的变化，自动控制气泵的开关及气路中的电磁阀，实现对气流温度的控制；通过设置在冷面辐射板内部的气流通道将所需气流排出，以提高冷面辐射板表面的空气流动速度，预防结露现象的产生。本发明利用控制单元根据室内温度湿度及冷面辐射板温度反馈的信息，可实时控制气泵的工作状态及排出气体的温度，在保证足够制冷量的前提下，能够迅速准确的解决半导体辐射空调冷凝结露的问题。

Description

一种自适应防结露的半导体辐射空调
技术领域
本发明涉及一种自适应防结露的半导体辐射空调，特别涉及一种具有自适应防结露功能的太阳能驱动的半导体辐射空调，属于空调设备领域。
背景技术
传统空调以空气为换热介质，通过向室内输送经过湿热处理后的空气实现对室内温度的控制，但空气比热小，实际使用中有吹风感，冷热不均匀，室内温度梯度大及风机噪音等问题，使得传统空调能耗高、舒适性差。以辐射为主要换热方式的辐射空调可以解决以上问题，但仍存在一些问题，其中空调末端的结露问题是限制辐射空调应用的最主要因素。
国内外为解决辐射空调的结露问题，提出了多种方案，如提高冷却介质温度、设置冷凝水槽、加装送风除湿装置等，综合前人的研究发现，单纯的从辐射空调系统和新风系统角度解决辐射供冷结露问题效果不明显，节能效益不高，并没有从本质上解决辐射供冷末端的结露问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种自适应防结露的半导体辐射空调，该空调通过设置温度传感器和湿度传感器实现数据采集；可根据冷面辐射板温度、室温及室内空气湿度的变化，自动控制气泵的开关及气路中的电磁阀，实现对气流温度的控制；通过设置在冷面辐射板内部的气流通道将所需气流排出，以提高冷面辐射板表面的空气流动速度，预防结露现象的产生。本发明具有调节准确且不影响制冷效果的特点。太阳能电池板用于为蓄电池充电以提供气泵及制冷片工作时所需能量。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种自适应防结露的半导体辐射空调，包括空调组件，自适应防结露组件和太阳能组件；
该空调组件包括冷面辐射板，热电模块，隔热填充材料，散热片，所述热电模块嵌在冷面辐射板和散热片之间，隔热填充材料填充于各个热电模块之间。此外，所述空调组件与蓄电池相连。
该自适应防结露组件包括温度传感器，湿度传感器，控制单元，气泵，电磁阀，单向阀，换热器，气流通道。其中温度传感器有两个，分别用于测量冷面辐射面的温度及室内温度；湿度传感器用于测量室内湿度；传感器测试的信息汇总到控制单元，由控制单元控制气泵的开关及进入气流通道的气体温度。其中，气流通道位于冷面辐射板的内部。进入气流通道的气体温度分为冷热两种，压缩冷空气由气泵排出后，直接通过单向阀进入气流通道；压缩热空气则需要由气泵排出后，经过位于墙体与散热片之间的换热器加热后，通过单向阀进入气流通道。此外，所述自适应防结露组件与蓄电池相连。
该太阳能组件包括太阳能电池板，控制器，蓄电池。其中太阳能电池板将太阳能转化为电能，储存在蓄电池中，该蓄电池为热电模块和气泵提供电能。
有益效果
1、本发明的一种自适应防结露的半导体辐射空调，利用控制单元根据室内温度湿度及冷面辐射板温度反馈的信息，可实时控制气泵的工作状态及排出气体的温度，在保证足够制冷量的前提下，能够迅速准确的解决半导体辐射空调冷凝结露的问题以保证半导体辐射空调处于稳定的工作状态，可提高房间的冷热舒适性。
2、本发明的一种自适应防结露的半导体辐射空调，利用换热器加热进入气流通道的气体，提高了冷辐射表面空气对流效果的同时，提高了散热片的散热性能。
3、本发明的一种自适应防结露的半导体辐射空调，具有易于安装，体积小，反应灵敏的优点。
附图说明
图1是本发明的一种自适应防结露的半导体辐射空调的装置示意图；
图2是辐射板结构示意图；
图3是辐射板内部气流通道示意图；
图4是室内用半导体辐射空调系统示意图。
其中，1—太阳能电池板、2—控制器、3—蓄电池、4—第一温度传感器、5—湿度传感器、6—第二温度传感器、7—控制单元、8—气泵、9—第一电池阀、10—单向阀、11—第二电池阀、12—辐射板、13—气流通道、14—热电模块、15—散热片、16—隔热填充材料、17—换热器、18—墙体、19—散热通道。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种自适应防结露的半导体辐射空调，如图1所示，包括空调组件，自适应防结露组件和太阳能组件；所述空调组件与蓄电池3相连。
所述空调组件包括：冷面辐射板12，热电模块14，散热片15和隔热填充材料16；多个所述热电模块14匀嵌在冷面辐射板12和散热片15之间，隔热填充材料16填充于各个热电模块14之间。
所述自适应防结露组件包括：第一温度传感器4、湿度传感器5、第二温度传感器6、控制单元7、气泵8、第一电磁阀9、单向阀10、第二电磁阀11、换热器17和气流通道13。所述第一温度传感器4用于测量室内温度，第二温度传感器6用于测量冷面辐射面12的温度；湿度传感器5用于测量室内湿度；第一温度传感器4、湿度传感器5和第二温度传感器6测量的信息汇总到控制单元7，由控制单元7控制气泵8的开关，即第一电磁阀9和第二电磁阀11的开关，以及进入气流通道13的气体温度。所述气流通道13位于冷面辐射板12的内部。进入气流通道13的气体温度分为冷热两种，压缩冷空气由气泵8排出后，直接通过单向阀10进入气流通道；压缩热空气则需要由气泵8排出后，经过位于墙体与散热片15之间的换热器17加热后，通过单向阀10进入气流通道13。此外，所述自适应防结露组件与蓄电池3相连，所述蓄电池为热电模块14和气泵8提供电能。
所述太阳能组件包括太阳能电池板1，控制器2和蓄电池3。所述太阳能电池板1将太阳能转化为电能，储存在蓄电池3中.。
如图2、3所示，所述冷面辐射板12是多个相同结构单元的重复堆叠；所述单元为直角梯形，远离热电模块14的一侧为斜边，靠近热电模块14的一侧为直边；
所述气流通道13开设在所述冷面辐射板12内部；
在每个单元下端开设气腔，所述气腔与所述气流通道13联通，所述气腔接收来自于单向阀(10)的气流，起到稳压和分流的作用；
工作方式如下：首先太阳能电池板1将太阳能转化成电能存储在蓄电池组3中，控制器2使太阳能电池板1始终处于发电的最大功率点附近；蓄电池3为热电模块14和气泵8提供电能，通过控制进入热电模块14的电流方向，实现辐射板12对室内空气的制冷和制热；热电模块两端面与辐射板12和散热片15通过导热硅脂充分接触，每个热电器件之间的间隙用隔热填充材料16填充，降低热传递；辐射板12内部有气流通道13，增加辐射板12表面的对流换热；散热片15和墙体18之间形成散热通道19；第一温度传感器4和湿度传感器5监测室内空气的温度和湿度，第二温度传感器6监测辐射板12的表面温度，以上数据实时传递给控制单元7，控制单元7对数据进行分析后，发出控制信号来控制气泵8、电磁阀9和电磁阀11；室内空气通过气泵8，一路通过电磁阀9和换热器17进入单向阀10，另一路通过电磁阀11直接进入单向阀10；气流经过单向阀10进入辐射板内的气流通道13，从出口排出。
如图4所示，本发明的空调系统防自适应结露的工作模式分为三种，首先控制单元7根据第一温度传感器4和湿度传感器5得到室内空气露点温度，第二温度传感器6采集辐射板表面温度并传递给控制单元7，当辐射板表面温度高于室内空气露点温度时，气泵8不工作，辐射板12主要靠表面辐射向室内传递冷量。当辐射板表面温度处于室内空气露点温度附近时，气泵8启动，电磁阀11开启，电磁阀9闭合，气泵气流通过电磁阀11和单向阀10进入气流通道13，以此增加辐射板12表面的对流换热量，同时使得辐射板12表面温度略有升高，达到防止结露的效果。当辐射板表面温度明显低于室内空气露点温度时，此时电磁阀11和电磁阀9同时开启，气泵8泵出的气流一路通过电磁阀9进入换热通道19内的换热器17，气流温度升高，然后返回单向阀10，另一路通过电磁阀11直接进入单向阀10，电控单元通过采集数据实时控制电磁阀11和电磁阀9的流量，同时也控制气泵8的功率，实现对进入气流通道13的气流温度和流量的动态控制，达到防止结露的目的。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自适应防结露的半导体辐射空调，其特征在于：包括空调组件，自适应防结露组件和太阳能组件；所述空调组件与蓄电池(3)相连；
所述空调组件包括：冷面辐射板(12)，热电模块(14)，散热片(15)和隔热填充材料(16)；多个所述热电模块(14)匀嵌在冷面辐射板(12)和散热片(15)之间，隔热填充材料(16)填充于各个热电模块(14)之间；
所述自适应防结露组件包括：第一温度传感器(4)、湿度传感器(5)、第二温度传感器(6)、控制单元(7)、气泵(8)、第一电磁阀(9)、单向阀(10)、第二电磁阀(11)、换热器(17)和气流通道(13)；所述第一温度传感器(4)用于测量室内温度，第二温度传感器(6)用于测量冷面辐射面(12)的温度；湿度传感器用于测量室内湿度；第一温度传感器(4)、湿度传感器(5)和第二温度传感器(6)测量的信息汇总到控制单元(7)，由控制单元(7)控制气泵(8)的开关，即第一电磁阀(9)和第二电磁阀(11)的开关，以及进入气流通道(13)的气体温度；所述气流通道(13)位于冷面辐射板(12)的内部；进入气流通道(13)的气体温度分为冷热两种，压缩冷空气由气泵(8)排出后，直接通过单向阀(10)进入气流通道；压缩热空气则需要由气泵(8)排出后，经过位于墙体与散热片(15)之间的换热器(17)加热后，通过单向阀(10)进入气流通道(13)；此外，所述自适应防结露组件与蓄电池(3)相连，所述蓄电池为热电模块(14)和气泵(8)提供电能；
所述太阳能组件包括太阳能电池板(1)，控制器(2)和蓄电池(3)；所述太阳能电池板(1)将太阳能转化为电能，储存在蓄电池(3)中。
2.如权利要求1所述的一种自适应防结露的半导体辐射空调，其特征在于：所述冷面辐射板(12)是多个相同结构单元的重复堆叠；所述单元为直角梯形，远离热电模块(14)的一侧为斜边，靠近热电模块(14)的一侧为直边。
3.如权利要求1所述的一种自适应防结露的半导体辐射空调，其特征在于：所述气流通道(13)开设在所述冷面辐射板(12)内部；在每个单元下端开设气腔，所述气腔与所述气流通道(13)联通，所述气腔接收来自于单向阀(10)的气流，起到稳压和分流的作用。
4.采用如权利要求1所述的半导体辐射空调自适应防结露的方法，其特征在于：太阳能电池板(1)将太阳能转化成电能存储在蓄电池组(3)中，控制器(2)使太阳能电池板(1)始终处于发电的最大功率点附近；蓄电池(3)为热电模块(14)和气泵(8)提供电能，通过控制进入热电模块(14)的电流方向，实现辐射板(12)对室内空气的制冷和制热；热电模块两端面与辐射板(12)和散热片(15)通过导热硅脂充分接触，每个热电器件之间的间隙用隔热填充材料(16)填充，降低热传递；辐射板(12)内部有气流通道(13)，增加辐射板(12)表面的对流换热；散热片(15)和墙体(18)之间形成散热通道(19)；第一温度传感器(4)和湿度传感器(5)监测室内空气的温度和湿度，第二温度传感器(6)监测辐射板(12)的表面温度，以上数据实时传递给控制单元(7)，控制单元(7)对数据进行分析后，发出控制信号来控制气泵(8)、第一电磁阀(9)和第二电磁阀(11)；室内空气通过气泵(8)，一路通过第一电磁阀(9)和换热器(17)进入单向阀(10)，另一路通过第二电磁阀(11)直接进入单向阀(10)；气流经过单向阀(10)进入辐射板内的气流通道(13)，从出口排出。
5.如权利要求4所述方法，其特征在于：自适应防结露的工作模式分为三种，控制单元(7)根据第一温度传感器(4)和湿度传感器(5)得到室内空气露点温度，第二温度传感器(6)采集辐射板表面温度并传递给控制单元(7)，当辐射板表面温度高于室内空气露点温度时，气泵(8)不工作，辐射板(12)主要靠表面辐射向室内传递冷量；当辐射板表面温度处于室内空气露点温度附近时，气泵(8)启动，第二电磁阀(11)开启，电磁阀(9)闭合，气泵气流通过第二电磁阀(11)和单向阀(10)进入气流通道(13)，以此增加辐射板(12)表面的对流换热量，同时使得辐射板(12)表面温度略有升高，达到防止结露的效果；当辐射板表面温度明显低于室内空气露点温度时，此时第二电磁阀(11)和第一电磁阀(9)同时开启，气泵(8)泵出的气流一路通过第一电磁阀(9)进入换热通道(19)内的换热器(17)，气流温度升高，然后返回单向阀(10)，另一路通过第二电磁阀(11)直接进入单向阀(10)，电控单元通过采集数据实时控制第二电磁阀(11)和电磁阀(9)的流量，同时也控制气泵(8)的功率，实现对进入气流通道(13)的气流温度和流量的动态控制，达到防止结露的目的。
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