CN202092259U - 太阳能半导体工位送风空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节能节电系统装置，具体的是涉及一种太阳能半导体工位送风空调系统，包括有太阳能光电转换器、数控匹配器、储能设备、半导体热电制冷装置和工位送风装置，太阳能光电转换器与数控匹配器相连，数控匹配器分别与储能设备和半导体热电制冷装置相连，半导体热电制冷装置与工位送风装置相连接。本实用新型的优点还在于：太阳能半导体工位送风系统在保证局部微环境舒适度的同时，能够有效利用太阳能资源。

Description

太阳能半导体工位送风空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种节能节电系统装置，具体的是涉及一种太阳能半导体工位送风空调系统。

背景技术

光伏发电是目前利用太阳能的主要方式之一。目前常用的光伏转换材料主要有单晶硅、多晶硅和非晶硅，单晶硅和多晶硅太阳能电池的转换效率可达15％，而非晶硅太阳能电池的转换效率则不到10％，太阳能电池的转换效率目前普遍较低，而且成本较高，难以实现大规模推广。多晶硅与单晶硅的本质区别在于多晶硅内存在着晶界。在研究超高效太阳能电池方面，日本在硅和锗片上形成结晶，使1cm²单晶太阳能电池的转换效率达到了17.9％和30.9％，居世界领先水平。美国再生能源实验室和光谱实验室开发的一种三结型(GalnP/GaAs/Ge)太阳能电池，转换效率达到了32.3％。太阳能电池的未来材料是有机材料和塑料。目前有机太阳能电池光电转换率已达4.5％。黑格等人因发明导电塑料而获2000年诺贝尔化学奖。导电塑料可导电、发光，吸收光后也可产生电。塑料制造成本非常低，可制成低成本太阳能电池。预计五年之后第一代有机太阳能电池就可以进入应用阶段，目前有机材料的易老化问题是制约其应用的最大障碍。

自80年代以来，以瑞士洛桑高等工业学院(EPFL)M.Gratzel为首的研究小组发展了一种纳米晶体化学太阳能电池(Nanocrystalline Photoelectroehemieal SolarCell，简称NPC电池)，以其廉价的原材料和简单的制作工艺引起人们的极大重视。到1991年，这种电池的光电转换效率已达到7.1％，目前效率已稳定在11％左右，而且成本低廉，制作工艺简单，成本是硅电池的1/5～1/10，性能稳定，衰减小，因而具有远大的应用前景。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种太阳能半导体工位送风空调系统，该系统利用太阳能发电、半导体制冷，解决局部空调空间问题，为人提供舒适的工作环境。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：太阳能半导体工位送风空调系统，其特征在于包括有太阳能光电转换器、数控匹配器、储能设备、半导体热电制冷装置和工位送风装置，太阳能光电转换器与数控匹配器相连，数控匹配器分别与储能设备和半导体热电制冷装置相连，半导体热电制冷装置与工位送风装置相连接。

按上述方案，所述的半导体热电制冷装置包括有热电制冷片、散热片和环路热管换热器，热电制冷片通过散热片与环路热管换热器相连接，工位送风装置包括有工位送风侧盘管和风机，风机置于工位送风侧盘管的前方。

按上述方案，所述的太阳能光电转换器为晶体硅太阳能电池或纳米晶体太阳能电池。

按上述方案，所述的半导体热电制冷装置上还连接有冷热转换装置。

本实用新型以太阳能为热源利用光伏技术产生电力，以该电力驱动半导体进行制冷和制热，再把产生的冷(热)量以风的形式送到工作区域，达到调节工作区域内的温度、湿度和污染物浓度的目的。

本实用新型的优点还在于：

太阳能半导体工位送风系统在保证局部微环境舒适度的同时，能够有效利用太阳能资源。由于太阳能工位空调其动力源由太阳能光电池供给，无需市电，并且太阳能是一种无污染、清洁的能源，因此，其节能效益，环境效益是显而易见的，结合本设计，计算1年内该系统所能节省的电能：太阳能光电池的总功率P为300W，夏季制冷季为120天，冬季采暖季为100天，平均每天运行12小时(对阴雨天气，由蓄电池供电)，则一年内可省电量：

0.3×(120+100)×12＝864度

即一台太阳能工位空调一年内可节省电量为864度电。另外本实用新型还能够将空气有效地送到使用者呼吸区；使新风到达使用者呼吸区前与室内受污染空气的掺混减到最少；能够提供一定温度、湿度和气流速度的空气，以满足使用者对热环境的需要；能方便使用，最大程度地减小对使用者正常工作的影响。

附图说明

图1为本实用新型的组成结构示意图；

图2为半导体热电制冷装置与工位送风装置的连接结构示意图；

图3为工位送风侧盘管的结构示意图；

图4为半导体热电制冷装置与冷热转换装置连接结构原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的说明：

太阳能半导体工位送风空调系统，包括有太阳能光电转换器1、数控匹配器2、储能设备3、半导体热电制冷装置4和工位送风装置5，太阳能光电转换器1与数控匹配器2相连，所述的太阳能光电转换器为晶体硅太阳能电池或纳米晶体太阳能电池，数控匹配器2分别与储能设备3和半导体热电制冷装置4相连，储能设备使用铅酸蓄电池，半导体热电制冷装置连接设置有工位送风装置，所述的半导体热电制冷装置包括有热电制冷片7、散热片8和环路热管换热器6，热电制冷片通过散热片与环路热管换热器相连接，工位送风装置包括有工位送风侧盘管9和风机10，风机置于工位送风侧盘管的前方，为了使该太阳能半导体工位空调实现冬夏两用，所述的半导体热电制冷装置上还连接有冷热转换装置，其原理如图所示。在图中，开关K1、K2常开，K3、K4常闭，且K1和K2联动，K3和K4联动，K1、K2和K3、K4互锁，即K1、K2同时关闭时K3、K4同时打开，注意此动作过程中务必换开关S打开，避免造成瞬间电路短路。

太阳能光电转换器可以选择晶体硅太阳能电池或纳米晶体太阳能电池，按照制冷装置容量选择太阳能电池的型号，选择太阳能单晶硅太阳能电池板，功率为150W/块，共2块，晴天时，太阳能光电转换器把照射在它表面上的太阳辐射能转换成电能，供系统使用。数控匹配器使整个系统的能量传输始终处于最佳匹配状态，同时对储能设备的过充/过放进行控制。储能设备使用铅酸蓄电池，采用容量为200AH/块，共2块，放电深度为50％，它把光电转换器输出的一部分或全部能量储存起来，以备太阳能光电转换器没有输出的时候使用，从而使太阳能半导体制冷系统达到全天候的运行。

太阳能光电转换器输出直流电，一部分直接供给末端装置，另一部分进入储能设储存，以供阴天或晚上使用，以便系统可以全天候正常运行。工位送风装置是由风机、工位送风侧盘管组成，其中工位送风侧盘管是把环路热管换热器的蒸发侧加装薄铝片组装而成。为了使该太阳能半导体工位空调实现冬夏两用，即夏季制冷，冬季采暖，我们利用热电制冷片的性质，当电流方向是N-P，温度降低，并且吸热，形成冷端；若将电流方向由P---N，则温度升高，并且放热，形成热端。

热电制冷片的主要作用是制冷和制热，散热片主要解决制冷时把产生的热放散掉，制热时把产生的冷放散掉，环路热管换热器是传递热电制冷片产生的冷与热，并有效地通过风机送到需要空调的工位上，工位送风侧盘管与风机为一个整体，主要完成系统冷量和热量的输送，并完成工位的空气调节，达到设定的温湿度要求。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均仍属于本实用新型的范围内。

Claims (4)

1.太阳能半导体工位送风空调系统，其特征在于包括有太阳能光电转换器(1)、数控匹配器(2)、储能设备(3)、半导体热电制冷装置(4)和工位送风装置(5)，太阳能光电转换器(1)与数控匹配器(2)相连，数控匹配器(2)分别与储能设备(3)和半导体热电制冷装置(4)相连，半导体热电制冷装置与工位送风装置(5)相连接。

2.按权利要求1所述的太阳能半导体工位送风空调系统，其特征在于所述的半导体热电制冷装置包括有热电制冷片(7)、散热片(8)和环路热管换热器(6)，热电制冷片通过散热片与环路热管换热器相连接，工位送风装置包括有工位送风侧盘管(9)和风机(10)，风机置于工位送风侧盘管的前方。

3.按权利要求1或2所述的太阳能半导体工位送风空调系统，其特征在于所述的太阳能光电转换器为晶体硅太阳能电池或纳米晶体太阳能电池。

4.按权利要求1或2所述的太阳能半导体工位送风空调系统，其特征在于所述的半导体热电制冷装置上还连接有冷热转换装置。

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