CN114992698B - 建筑集成太阳能-半导体制冷采暖多功能系统 - Google Patents

建筑集成太阳能-半导体制冷采暖多功能系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种建筑集成太阳能‑半导体制冷采暖多功能系统，主要包括由光伏组件、吸热体、热水系统与保温层组成的光伏光热一体化(PV/T)系统，以及由半导体制冷组件、散热片、挡板和导流风扇构成的半导体制冷/采暖(TEC)系统。所述PV/T系统整体壁挂于建筑南墙上，用于提供直流电与热水；所述TEC系统可集成于室内任意墙体，与空气换热，实现温度调节。与传统集成于建筑的半导体制冷组件相比，本发明的主要优势在于通过水系统削弱制冷片冷、热两端间的传热，从而提高TEC系统的制冷/采暖效率。因此，本发明解决了传统单纯半导体制冷组件换热效率低下的难题，有助于“建筑集成TEC”这一绿色环保技术的进一步推广。

Description

建筑集成太阳能-半导体制冷采暖多功能系统
技术领域
本发明涉及一种建筑集成太阳能-半导体制冷采暖多功能系统，属于太阳能利用和半导体制冷采暖领域。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对建筑室内舒适度的追求日益增长，尤其看重与体感直接相关的温度调节。在我国越来越重视环境保护、逐步禁止对大气存在污染的氟利昂等制冷剂的背景下，将不使用制冷剂、清洁无污染的半导体制冷片阵列(Thermoelectriccooler，TEC)集成于房间内以实现温度调节的技术具有良好的发展前景。
半导体制冷技术主要基于珀尔帖效应。由于载流子在不同的材料中处于不同的能级，所以当直流电经过N型和P型半导体组成的热电偶对时，载流子会向环境放热或吸热，以越过能级差造成的势垒，同时形成冷热端；载流子的运动方向会因直流电方向的改变而改变，可实现冷热端的位置调换。因此，可以利用TEC实现制冷或采暖的多重温度调节。
然而，由于半导体制冷片的厚度很小，传热系数难以忽视，其内部存在的导热会严重影响换热效果。在夏季，TEC的冷端为工作端，而其热端的热量难以散发，会通过制冷片本身渗到冷端，使冷端温度升高，影响制冷效果；在冬季，TEC的热端为工作端，而其冷端的冷量难以散发，会通过制冷片本身渗到热端，使热端温度降低，影响采暖效果。
因此，与理想情况相比，现阶段集成于房间内的TEC的实际换热效率很低，无法满足人们对温度调节的需求，这给“建筑集成TEC”这一绿色环保技术的进一步推广带来很大的限制。
发明内容
为了解决现阶段集成于室内的TEC因自身内部导热过强而实际换热效率较低的限制性问题，本发明提出将TEC的非工作端压于经过太阳能光伏光热一体化(Photovoltaic/Thermal，PV/T)系统加热后的水箱出水管上，提供了一种建筑集成太阳能-半导体制冷采暖多功能系统(PVT-TEC)，该系统利用水管在冬、夏季分别给TEC的非工作端加热、冷却，通过削弱制冷片内部的导热大大提高了工作端与室内环境的换热效率；该系统还兼具自行供电、提供生活热水的功能。
本发明采用以下技术方案：
一种建筑集成太阳能-半导体制冷采暖多功能系统，包括光伏光热一体化系统和半导体制冷采暖系统；所述光伏光热一体化系统位于建筑室外，所述半导体制冷采暖系统位于建筑室内；
所述光伏光热一体化系统包括光伏电池(1)、吸热体(2)、水箱(3)、第一水管(4-1)与保温层(6)；多个光伏电池(1)并排布置，形成光伏电池(1)的阵列组件；光伏电池(1)的阵列组件具有彼此相反的正面和背面，所述正面为接收太阳光侧；光伏电池(1)的阵列组件的背面上设置有吸热体(2)，吸热体(2)上设置有第一水管(4-1)；水箱(3)的出水口连接第一水管(4-1)的进水口；光伏电池(1)的阵列组件与保温层(6)密封相连，形成内部空腔，第一水管(4-1)的至少一部分和吸热体(2)均位于所述内部空腔内；
所述半导体制冷采暖系统包括半导体制冷组件(7)、第二水管(4-2)和散热片(8)；半导体制冷组件(7)是制冷片阵列而成；半导体制冷组件(7)包括工作端和非工作端；第二水管(4-2)包括进水立管、出水立管和多个支管；每个支管的一端连接于进水立管上，每个支管的另一端连接于出水立管上；进水立管与光伏光热一体化系统中的第一水管(4-1)的出水口相连；支管以平行于每一排制冷片的形式贴附在半导体制冷组件(7)的非工作端上；出水立管连接至水箱(3)的进水口；散热片(8)为基于底座的多片式结构，散热片(8)的底座底面贴附在半导体制冷组件(7)的工作端上。
进一步地，光伏电池(1)的阵列组件与保温层(6)密封相连，分别构成系统外围结构的正面与底面。所述保温层(6)具有平面形式的底面和弯曲的弧状侧面，所述弯曲的弧状侧面用以连接光伏电池(1)的阵列组件从而构成系统外围。所述内部空腔是由系统外围围成的空腔。
进一步地，所述吸热体(2)表面覆盖吸热涂层。
进一步地，所述保温层(6)由聚氨酯、玻纤棉或酚醛树脂制成。
进一步地，所述半导体制冷采暖系统还包括挡板(9)，挡板(9)包括倾斜挡板、水平挡板与垂直挡板；在散热片(8)前端搭设垂直挡板构成垂直风道；在垂直挡板上下端处搭设水平挡板，与搭设于半导体制冷组件(7)上下端侧墙壁上的倾斜挡板所衔接的水平挡板构成上风道和下风道。
进一步地，所述半导体制冷采暖系统还包括导流风扇(10)，所述导流风扇(10)安装在上风道与垂直风道的衔接处和下风道与垂直风道的衔接处。
进一步地，支管以平行于每一排制冷片的形式贴附在半导体制冷组件(7)的非工作端上是指半导体制冷组件(7)每一排的非工作端涂抹导热硅胶粘结第二水管(4)的各支管；优选地，散热片(8)的底座底面贴附在半导体制冷组件(7)的工作端上是指散热片(8)的底座底面以平行于每一列制冷片的形式粘结半导体制冷组件(7)的工作端。
进一步地，所述多功能系统使用时，所述光伏光热一体化系统和半导体制冷采暖系统分体安装：所述光伏光热一体化系统整体通过保温层(6)底面壁挂于建筑南墙上，光伏电池层面朝南方；所述半导体制冷采暖系统整体通过半导体制冷组件(7)非工作端的底面壁挂于室内墙上，制冷片的工作端通过散热片(8)向室内空气换热。
进一步地，所述水箱(3)置于屋顶或壁挂于建筑南墙上。
进一步地，所述半导体制冷组件(7)是制冷片阵列而成是指：所述半导体制冷组件由半导体制冷片通过串联、并联或串并联混合连接组成；优选地，所述半导体制冷组件(7)是扁平式结构。
进一步地，所述散热片(8)采用翅片结构。
本发明提供的PV/T-TEC系统包括光伏组件、吸热体、热水系统、保温层、半导体制冷组件、散热片、挡板、导流风扇。
所述光伏组件以阵列的形式分布；组件背板压于吸热体正面上，为降低热阻，两者间应以导热硅胶相连；可根据美观需求等因素选取不同规格、形状的光伏电池。
所述吸热体应采用高吸收率、良好导热性的材料；其背面敷设有来自水箱的冷水管，并以导热硅胶相连。
所述热水系统由水箱、第一水管和水泵组成；水箱可置于屋顶，在高层建筑的应用中则应在不占用太阳能接收面积的前提下壁挂于外侧阳台上；第一水管内的水在水泵的作用下循环运行；经过PV/T加热后的第一水管进入室内成为进水立管并布置于制冷组件一侧，立管上布置的各水平并联支管敷设于每一排制冷片的非工作端上，再重又汇合于位于制冷组件另一侧的出水立管上，统一送回水箱，经水泵作用实现循环。
所述半导体制冷组件由半导体制冷片通过串联、并联或串并联混合连接组成，是具有一定厚度的扁平式结构；制冷组件左右两侧分别布有进水立管与出水立管；制冷组件面向墙壁侧为非工作端，面向室内侧为工作端，并且每一列制冷片上都以导热硅胶敷设有用于强化换热的散热片。
所述散热片使用导热硅胶将其底座的底面敷设于制冷片的工作端上；采用翅片结构，通过增大换热面积强化制冷片工作端与室内空气的换热效果。
所述挡板由垂直挡板、水平挡板以及倾斜挡板组成；垂直挡板安置在散热片前方一定距离处，构成垂直气流通道；垂直挡板上下端均连接一块水平挡板；倾斜挡板安置于半导体制冷组件上下侧的墙壁上，分别衔接上下端的另一块水平挡板；因此，系统整体的上下端各由两块水平挡板构成了水平气流通道，用以引流或送风。
所述导流风扇安置于垂直风道与水平风道的上下衔接处；导流风扇与挡板构成的风道可共同控制气流：夏季，风扇正转，室内气流由下风道进入，经垂直风道冷却后，由上风道送出，冷空气在室内缓慢下降，满足人体降温需求；冬季，风扇反转，室内气流经上风道进入，由垂直风道加热后，经下风道送出，热空气在室内缓慢上升，满足人体采暖需求。
使用时，所述PV/T-TEC系统分体安装：PV/T整体通过保温层底面壁挂于建筑南墙上，光伏电池层面朝南方以更好地吸收太阳辐射；TEC整体通过非工作端的底面壁挂于室内墙体上，制冷片的工作端通过散热片向垂直风道内流动的室内空气换热；从节省管材、降低水管热损从而提高制冷采暖效率的角度出发，TEC与PV/T应尽量安装于同一堵墙的内外壁上，实际安装也可视情况而定，灵活变通。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
(1)提高制冷采暖效率。针对传统TEC组件因自身内部导热而换热效率低下的问题，本发明在半导体制冷片的非工作端上设计了经过PV/T加热的水管：夏季时，TEC的非工作端为热端，水管通过带走热端热量，使其温度下降，有效削弱了热端向工作端冷端传递的热量，提高了TEC的制冷效率；冬季时，TEC的非工作端为冷端，PV/T产生的热量传入水管后被TEC的冷端吸收，使其温度上升，有效削弱了冷端向工作端热端传递的冷量，提高了TEC的制热效率。
(2)具备自行供电和提供生活热水的多种功能。PV/T的光伏电池组件可发出电能供半导体制冷组件使用。此外，本发明还可实现多季节生活热水的供应：夏季时，PV/T产生的热量和TEC热端的热量被带走供加热生活用热水；冬季时，PV/T产生的热量在被TEC的冷端部分吸收后，多余的热量仍可加热生活用热水。
附图说明
图1为本发明的PV/T系统集成于南墙的示意图；
图2为本发明的PV/T系统剖视图；
图3为本发明的TEC系统集成于室内的示意图；
图4为本发明的TEC系统侧视图；
图5为本发明的PV/T-TEC系统与建筑集成的剖视图(水箱在南墙)；
图6为本发明的PV/T-TEC系统与建筑集成的剖视图(水箱在屋顶)；
上图中序号：光伏电池1，吸热体2，水箱3、第一水管4-1、第二水管4-2、水泵5，保温层6，半导体制冷组件7，散热片8，挡板9，导流风扇10。
具体实施方式
为使本发明实施例的技术方案、提高建筑室内半导体制冷组件换热效率的优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚完整的描述。
请参考附图，本发明实施例提供了一种新型建筑集成太阳能-半导体制冷采暖多功能系统(PV/T-TEC)，包括光伏光热一体化系统和半导体制冷采暖系统；所述光伏光热一体化系统位于建筑室外，所述半导体制冷采暖系统位于建筑室内。所述光伏光热一体化系统包括光伏电池1，吸热体2，热水系统(水箱3、第一水管4-1、水泵5)和保温层6。所述半导体制冷采暖系统包括第二水管4-2、半导体制冷组件7、散热片8、挡板9和导流风扇10。
本发明所采用的半导体制冷组件基于帕尔帖效应，利用电荷载体从高能级向低能级运动时释放能量和从低能级向高能级运动时从外界吸收能量，以及电荷载体在不同材料中处于不同能级的特性，将直流电接入N型半导体和P型半导体组成的热电偶对中，界面处会产生放热或吸热现象，从而形成冷、热两端。
本发明所采用的太阳能光伏光热一体化系统(PV/T)主要实现光电转换与光热转换。其中，光伏发电技术基于光生伏特效应：得到合适太阳辐射的价带电子会跃迁至导带成为自由电子，从而产生电动势；而光热转换则利用具备高吸收率和良好导热性的吸热体充分吸收太阳辐射，并转换成热能传递给工质。
参见图1～2，本发明所述的光伏光热一体化系统整体呈方形，由光伏电池1、吸热体2、水箱3、第一水管4-1、水泵5与保温层6组成；系统接收太阳光侧为正面，面向墙壁侧为底面。
光伏电池1可选用切角方形单元等规格。其接收太阳光侧为正面，与接收太阳光侧相反的另一侧为背面。光伏电池1以阵列分布的形式布置于光伏光热一体化系统的正面上。多个光伏电池1并排布置，形成光伏电池1的阵列组件。光伏电池1的阵列组件具有彼此相反的正面和背面，所述正面为接收太阳光侧。
吸热体2选取对太阳辐射具有较高吸收率、良好导热性的材料，也可依据实际情况在其表面覆盖选择性涂层以增强吸热能力。其规格依光伏电池组件的大小而定。
第一水管4-1为置于建筑南墙上侧的水箱3的部分出水管。水箱3的进水口连接水源，水箱3的出水口经水泵5连接第一水管4-1的进水口。
保温层6可由聚氨酯，玻纤棉或酚醛树脂等其他材料制成。
光伏电池1的阵列组件的背面涂抹导热硅胶用来粘结吸热体2的正面。吸热体2的背面涂抹导热硅胶用来粘结蛇形布置的第一水管4-1。第一水管4-1最终出水送往室内。
考虑减少热损，光伏电池1的阵列组件与保温层6密封相连，分别构成系统外围结构的正面与底面。所述保温层6具有平面形式的底面。所述保温层6还有弯曲的弧状侧面，所述弯曲的弧状侧面用以连接光伏电池1的阵列组件从而构成系统外围。光伏电池1的阵列组件与保温层6密封相连形成内部空腔。所述内部空腔是由系统外围围成的空腔。系统外围将吸热体2、第一水管4-1均封装在内部空腔内。可选地，光伏电池1的阵列组件与保温层6密封相连形成内部空腔，系统外围将第一水管4-1的至少一部分、吸热体2均封装在内部空腔内。
使用时，光伏光热一体化系统整体以保温层6的底面壁挂于建筑南墙上。
参见图3～6，本发明所述的半导体制冷采暖系统由半导体制冷组件7、第二水管4-2、散热片8、挡板9以及导流风扇10组成。
半导体制冷组件7是具有一定厚度的扁平式结构，由制冷片阵列而成。所述阵列而成是指：所述半导体制冷组件由半导体制冷片通过串联、并联或串并联混合连接组成。半导体制冷组件7包括工作端和非工作端。半导体制冷组件面向墙体侧为非工作端，面向室内侧为工作端。
散热片8为基于底座的多片式结构，通过增大换热面积强化半导体制冷组件7的工作端与空气间的换热能力。散热片8的底座规格、翅片厚度、长度与间距参数依实际情况灵活选取市售产品。
第二水管4-2在半导体制冷采暖系统中主要分为进水立管、支管与出水立管。所述支管为多个，多个支管并联连接。每个支管的一端连接于进水立管上，每个支管的另一端连接于出水立管上。进水立管与光伏光热一体化系统中送往室内的第一水管4-1的出水口相连；支管以平行于每一排制冷片的形式以导热硅胶粘结在半导体制冷组件7的非工作端上；出水立管连接至水箱3的进水口。出水立管则汇合各支管并送回水箱3，确保循环。
挡板9分倾斜挡板、水平挡板与垂直挡板。在散热片8前端一定距离处搭设垂直挡板构成垂直风道；在垂直挡板上下端处搭设水平挡板，与搭设于半导体制冷组件7上下端侧墙壁上的倾斜挡板所衔接的水平挡板构成上、下风道；在上、下风道与垂直风道的衔接处安置导流风扇10。
导流风扇10可据实际情况灵活选择市售产品。
散热片8的底座底面涂抹导热硅胶，以平行于每一列制冷片的形式粘结半导体制冷组件7的工作端。半导体制冷组件7每一排的非工作端涂抹导热硅胶粘结第二水管4-2的各支管。挡板9构成的风道与导流风扇10共同控制室内气流组织的运动，实现引流与送风；挡板9还可隐藏半导体制冷组件7，使室内整洁美观。
使用时，带有挡板与导流风扇的半导体制冷采暖系统通过底面壁挂于室内任意墙体上。所述多功能系统使用时，所述光伏光热一体化系统和半导体制冷采暖系统分体安装：所述光伏光热一体化系统整体通过保温层6底面壁挂于建筑南墙上，光伏电池层面朝南方。所述半导体制冷采暖系统整体通过半导体制冷组件7非工作端的底面壁挂于室内墙上，制冷片的工作端通过散热片8向室内空气换热。
参见图5～6，水箱3可壁挂于建筑南墙，也可安置于屋顶或壁挂于建筑南墙上，应视用户具体户型灵活选择。
光伏电池1、制冷片和散热片8的数量与规格可根据实际情况需要而定，非本例为限。
本发明的夏季整个工作过程如下：
如图1、图5～6所示，太阳光入射，位于建筑南墙的光伏光热一体化(PV/T)系统中的光伏电池阵列组件吸收部分太阳光并将其转化为直流电提供给半导体制冷组件7；同时吸热体2吸收经光伏电池透射的剩余太阳光，并将其转化为热能用来加热吸热体2背后粘结的蛇形第一水管4-1；而后第一水管4-1将水送往室内半导体制冷采暖系统的进水立管。
壁挂于室内墙体的半导体制冷采暖系统中的半导体制冷组件7得到直流电后，其面向墙体的非工作端成为热端，面向室内空气的工作端成为冷端。同时，半导体制冷组件7的非工作端粘结的第二水管4-2的支管内流通来自光伏光热一体化系统的水流，该水流经换热将非工作端热端的部分热量带走，使热端温度下降，从而降低了原本非工作端热端往工作端冷端的传热量，削弱了非工作端对工作端的冷量影响。水流最后经出水立管回至水箱3，并在水泵5的作用下，继续送往光伏光热一体化系统，实现水循环。
在半导体制冷组件7的冷端冷量由散热片8传递至垂直风道的同时，导流风扇10正转，室内气流由下风道进入，在垂直风道里与散热片8换热，得到制冷；冷空气于上风道送出，因密度大而自然下沉，被人体加热后重新由下风道吸入，实现循环制冷。此外，带走光伏光热一体化系统热量与半导体制冷组件7热端热量的热水可供加热生活用热水。
本发明的冬季整个工作过程如下：
如图1、图5～6所示，太阳光入射，位于建筑南墙的光伏光热一体化(PV/T)系统中的光伏电池阵列组件吸收部分太阳光并将其转化为直流电，反向提供给半导体制冷组件7；同时吸热体2吸收经光伏电池透射的剩余太阳光，并将其转化为热能用来加热吸热体2背后粘结的蛇形第一水管4-1，而后第一水管4-1将水送往室内半导体制冷采暖系统的进水立管。
壁挂于室内墙体的半导体制冷采暖系统中的半导体制冷组件7得到直流电后，其面向墙体的非工作端成为冷端，面向室内空气的工作端成为热端。同时，半导体制冷组件7的非工作端粘结的第二水管4-2的支管内流通来自光伏光热一体化系统的水流，该水流经换热给非工作端冷端的提供额外热量，使冷端温度上升，从而降低了原本工作端热端往非工作端冷端的传热量，削弱了非工作端对工作端的热量影响。水流最后经出水立管回至水箱3，并在水泵5的作用下，继续送往光伏光热一体化系统，实现水循环。
在半导体制冷组件7的热端热量由散热片8传递至垂直风道的同时，导流风扇10反转，室内气流由上风道进入，在垂直风道里与散热片8换热，实现制热；热空气于下风道送出，因密度小而自然上浮，在室内冷却后重新被上风道吸入，实现循环采暖。此外，在加热半导体制冷组件7的冷端后，第二水管4-2里剩余的热量仍可供加热生活用热水。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替换、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种建筑集成太阳能-半导体制冷采暖多功能系统，其特征在于，由光伏光热一体化系统和半导体制冷采暖系统组成；所述光伏光热一体化系统位于建筑室外，所述半导体制冷采暖系统位于建筑室内；
所述光伏光热一体化系统由光伏电池（1）、吸热体（2）、水箱（3）、第一水管（4-1）、水泵（5）与保温层（6）组成；多个光伏电池（1）并排布置，形成光伏电池（1）的阵列组件；光伏电池（1）的阵列组件具有彼此相反的正面和背面，所述正面为接收太阳光侧；光伏电池（1）的阵列组件的背面上设置有吸热体（2），吸热体（2）上设置有第一水管（4-1）；第一水管（4-1）为置于建筑南墙上侧的水箱（3）的部分出水管；水箱（3）的进水口连接水源；水箱（3）的出水口经水泵（5）连接第一水管（4-1）的进水口；光伏电池（1）的阵列组件与保温层（6）密封相连，形成内部空腔，第一水管（4-1）的至少一部分和吸热体（2）均位于所述内部空腔内；
所述半导体制冷采暖系统由半导体制冷组件（7）、第二水管（4-2）、散热片（8）、挡板（9）以及导流风扇（10）组成；所述半导体制冷组件（7）由半导体制冷片通过串联、并联或串并联混合连接组成；所述半导体制冷组件（7）是扁平式结构；半导体制冷组件（7）包括工作端和非工作端；第二水管（4-2）包括进水立管、出水立管和多个支管；每个支管的一端连接于进水立管上，每个支管的另一端连接于出水立管上；进水立管与光伏光热一体化系统中的第一水管（4-1）的出水口相连；支管以平行于每一排制冷片的形式贴附在半导体制冷组件（7）的非工作端上；出水立管连接至水箱（3）的进水口；散热片（8）为基于底座的多片式结构，散热片（8）的底座底面贴附在半导体制冷组件（7）的工作端上；所述挡板（9）包括倾斜挡板、水平挡板与垂直挡板；在散热片（8）前端搭设垂直挡板构成垂直风道；在垂直挡板上下端处搭设水平挡板，与搭设于半导体制冷组件（7）上下端侧墙壁上的倾斜挡板所衔接的水平挡板构成上风道和下风道；所述导流风扇（10）安装在上风道与垂直风道的衔接处和下风道与垂直风道的衔接处；
所述吸热体（2）表面覆盖吸热涂层；
所述保温层（6）由聚氨酯、玻纤棉或酚醛树脂制成；
支管以平行于每一排制冷片的形式贴附在半导体制冷组件（7）的非工作端上是指半导体制冷组件（7）每一排的非工作端涂抹导热硅胶粘结第二水管（4）的各支管；散热片（8）的底座底面贴附在半导体制冷组件（7）的工作端上是指散热片（8）的底座底面以平行于每一列制冷片的形式粘结半导体制冷组件（7）的工作端；
所述多功能系统使用时，所述光伏光热一体化系统和半导体制冷采暖系统分体安装：所述光伏光热一体化系统整体通过保温层（6）底面壁挂于建筑南墙上，光伏电池层面朝南方；所述半导体制冷采暖系统整体通过半导体制冷组件（7）非工作端的底面壁挂于室内墙上，制冷片的工作端通过散热片（8）向室内空气换热；半导体制冷组件（7）面向墙体侧为非工作端，面向室内侧为工作端；
所述散热片（8）采用翅片结构；
所述建筑集成太阳能-半导体制冷采暖多功能系统的夏季整个工作过程如下：
太阳光入射，位于建筑南墙的光伏光热一体化系统中的光伏电池阵列组件吸收部分太阳光并将其转化为直流电提供给半导体制冷组件（7）；同时吸热体（2）吸收经光伏电池透射的剩余太阳光，并将其转化为热能用来加热吸热体（2）背后粘结的蛇形第一水管（4-1）；而后第一水管（4-1）将水送往室内半导体制冷采暖系统的进水立管；
壁挂于室内墙体的半导体制冷采暖系统中的半导体制冷组件（7）得到直流电后，其面向墙体的非工作端成为热端，面向室内空气的工作端成为冷端；同时，半导体制冷组件（7）的非工作端粘结的第二水管（4-2）的支管内流通来自光伏光热一体化系统的水流，该水流经换热将非工作端热端的部分热量带走，使热端温度下降，从而降低了原本非工作端热端往工作端冷端的传热量，削弱了非工作端对工作端的冷量影响；水流最后经出水立管回至水箱（3），并在水泵（5）的作用下，继续送往光伏光热一体化系统，实现水循环，
在半导体制冷组件（7）的冷端冷量由散热片（8）传递至垂直风道的同时，导流风扇（10）正转，室内气流由下风道进入，在垂直风道里与散热片（8）换热，得到制冷；冷空气于上风道送出，因密度大而自然下沉，被人体加热后重新由下风道吸入，实现循环制冷；此外，带走光伏光热一体化系统热量与半导体制冷组件（7）热端热量的热水能够供加热生活用热水；
所述建筑集成太阳能-半导体制冷采暖多功能系统的冬季整个工作过程如下：
太阳光入射，位于建筑南墙的光伏光热一体化系统中的光伏电池阵列组件吸收部分太阳光并将其转化为直流电，反向提供给半导体制冷组件（7）；同时吸热体（2）吸收经光伏电池透射的剩余太阳光，并将其转化为热能用来加热吸热体（2）背后粘结的蛇形第一水管（4-1），而后第一水管（4-1）将水送往室内半导体制冷采暖系统的进水立管；
壁挂于室内墙体的半导体制冷采暖系统中的半导体制冷组件（7）得到直流电后，其面向墙体的非工作端成为冷端，面向室内空气的工作端成为热端；同时，半导体制冷组件（7）的非工作端粘结的第二水管（4-2）的支管内流通来自光伏光热一体化系统的水流，该水流经换热给非工作端冷端提供额外热量，使冷端温度上升，从而降低了原本工作端热端往非工作端冷端的传热量，削弱了非工作端对工作端的热量影响；水流最后经出水立管回至水箱（3），并在水泵（5）的作用下，继续送往光伏光热一体化系统，实现水循环，
在半导体制冷组件（7）的热端热量由散热片（8）传递至垂直风道的同时，导流风扇（10）反转，室内气流由上风道进入，在垂直风道里与散热片（8）换热，实现制热；热空气于下风道送出，因密度小而自然上浮，在室内冷却后重新被上风道吸入，实现循环采暖，此外，在加热半导体制冷组件（7）的冷端后，第二水管（4-2）里剩余的热量仍能够供加热生活用热水。
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