CN204345850U - 太阳能热电堆半导体制冷空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能热电堆半导体制冷空调器，包括太阳能光电装置和半导体制冷装置，太阳能光电装置和半导体制冷装置通过电路连接，半导体制冷装置包括框体，框体部分嵌入空心墙体内，部分伸出室内墙面；框体内插有与墙面平行的硬质隔板，隔板上嵌有半导体制冷器；隔板的两侧还分别固定安装有与半导体制冷器连接的翅片散热器；翅片散热器的上方和下方均设置有风扇；所述框体顶部均设置有百叶窗，面向室内的侧面框体上也设置有百叶窗；面向室外的侧面框体上部设置有出风口，下部设置有进风口。本实用新型采用硬质隔板分隔了冷端和热端，有效地防止了冷热两端的冷热混流；采用由下至上的气流形式，有利于空调器整体的送风和散热效果。

Description

太阳能热电堆半导体制冷空调器

技术领域

本实用新型涉及太阳能半导体空调技术领域，具体涉及一种太阳能热电堆半导体制冷空调器。

背景技术

随着经济的高速发展，传统能源的消耗快速增长，能源短缺的问题日益严重。因此，大力开发新型能源成为现代经济发展的必然趋势。太阳能资源丰富，通过光伏发电充分利用太阳能是很有前途的一种利用方式，各国政府逐步提高了对光伏发电重要性的认识，大力开发光伏发电技术是各国都需重视的能源政策。随着光伏发电技术的不断提升以及半导体技术地不断研发，太阳能光电转化效率及半导体的制冷效率都得到了很大提高，由于这两种技术安全、环保、节能等特点，因此将太阳能光电技术与半导体制冷技术结合起来研制新型空调器已经成为空调领域发展的新趋势。

现有技术中已经涉及了利用太阳能光伏发电技术和半导体制冷制热技术的空调器，但是散热效果不好，空调器的制冷制热效果不佳；而且结构比较复杂，系统运行成本高，不易于推广利用。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种有效制冷制热、节能环保的太阳能热电堆半导体制冷空调器。

本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案是：一种太阳能热电堆半导体制冷空调器，包括太阳能光电装置和半导体制冷装置，所述太阳能光电装置和半导体制冷装置通过电路连接，所述半导体制冷装置包括框体，框体部分嵌入空心墙体内，部分伸出室内墙面；框体内插有与墙面平行的硬质隔板，隔板将框体分为室内侧部分和室外侧部分；隔板上嵌有半导体制冷器；隔板的两侧还分别固定安装有与半导体制冷器连接的翅片散热器；翅片散热器的上方和下方均设置有风扇；所述框体顶部均设置有百叶窗，面向室内的侧面框体上设置有百叶窗；面向室外的侧面框体上部设置有出风口，下部设置有进风口。

所述翅片散热器涂有硅胶，翅片散热器通过硅胶与半导体制冷器连接。

所述半导体制冷器包括带陶瓷板的热电堆,所述热电堆由多个半导体片串并联组成的。

所述半导体制冷器周围填充有隔热材料。

太阳能光电装置包括依次通过电路连接的太阳能光伏电池、控制器和蓄电池，所述控制器与半导体制冷装置通过电路连接。

所述隔板由聚四氟乙烯材料制成。

所述框体由金属材料制成。

本实用新型将太阳能发电技术与半导体制冷制热技术相结合，通过改变电流在半导体热电堆的流动方向实现向房间夏季制冷和冬季供暖，节能环保。太阳能热电堆半导体制冷空调器与现有的太阳能半导体空调器相比还具有以下优点：1、采用硬质隔板分隔了冷端和热端，并用翅片散热器将热量及时导走，有效地防止了冷热两端的冷热混流；2、翅片上部风扇为抽风，下部风扇为鼓风，无论是在冷端还是热端，均采用由下至上的气流形式，有利于空调器整体的送风和散热效果；3、半导体制冷器周围用隔热材料进行填充处理，减少了单元模块与周围环境之间的热交换，从而减少半导体制冷器的热量流失。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为半导体制冷装置的结构示意图。

图3为图2的左视图。

图4为图2的右视图。

图5为图2的俯视图。

图6为图4的A-A剖视图。

图7为图4的B-B剖视图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示的一种太阳能热电堆半导体制冷空调器，包括太阳能光电装置和半导体制冷装置11，所述太阳能光电装置和半导体制冷装置11通过电路连接，所述半导体制冷装置11（如图2所示）包括由金属材料制成的框体6，框体6部分嵌入空心墙体上，部分伸出室内墙面；框体6内插有与墙面平行的硬质隔板1（隔板1由聚四氟乙烯材料制成），隔板1将框体6分为室内侧部分和室外侧部分；隔板1上开有若干小孔，半导体制冷器嵌在隔板1上的小孔内；隔板1的两侧还分别固定安装有与半导体制冷器连接的翅片散热器4；翅片散热器4的上方和下方均设置有风扇5，翅片散热器4上方风扇5抽风，下方风扇5鼓风，以将冷热量带走；所述框体6顶部伸出墙面的部分设置有百叶窗7，面向室内的侧面框体上也设置有百叶窗7，便于室内气流的循环；框体6上还设置有转换开关。

翅片散热器4涂有硅胶，翅片散热器4通过硅胶与半导体制冷器连接，半导体制冷器的数量根据翅片散热器4的大小合理的分布；半导体制冷器包括带陶瓷板的热电堆2，热电堆2由多个半导体片串并联组成的，组成P-N结，形成热电偶对，产生帕尔贴效应，主动制冷或制热；半导体制冷器周围填充有隔热材料3，减少单元模块与周围环境之间的热交换，从而减少半导体制冷器的热量流失。

太阳能光电装置包括依次通过电路连接的太阳能光伏电池8、控制器9和蓄电池10，所述控制器9与半导体制冷装置11通过电路连接；按照制冷容量选择太阳能电池的型号；蓄电池10为多个铅酸蓄电池并联组成，在太阳能不足时为空调器提供能源；控制器9为太阳能充电控制器，起到保护蓄电池10，延长蓄电池10寿命的作用。

进一步地，所述面向室外的侧面框体6上部和下部分别设置有百叶窗7。

下面具体描述本实用新型的四个部分：

1、半导体制冷装置

硬质的隔板是整个半导体制冷装置的骨架，半导体制冷器和翅片散热器均通过隔板固定。半导体制冷器是实验中太阳能热电堆半导体制冷空调器的冷量和热量输出末端，选用带陶瓷板的热电堆结构。当有电流流过半导体制冷器时，在半导体两端会分别产生吸热和放热的现象。

2、太阳能光伏电池

太阳能光伏板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。晴天时，太阳能光电转换装置把太阳辐射能转换成直流电能，直接用于驱动半导体制冷装置。

3、蓄电池

蓄电池的主要功能是在太阳辐射较大时，在满足半导体制冷制热所需电量的前提下，将太阳能电池产生的多余电量储存起来，反之，则用自身储存的化学能转化成电能给负载供电，满足半导体制冷装置的正常运行。

4、控制器

控制器可以有效控制充放电过程，使得蓄电池具有较为稳定的充放电电压和电流。在控制器的作用下，当光伏板产电量大于半导体制冷器所需时，多余的部分则被蓄电池储存起来，当光伏板产电量低于半导体制冷器所需时，则蓄电池在控制器的作用下就会向半导体制冷器放电从而使得整个系统的能量供应处于一个相对稳定的状态。

太阳能热电堆半导体制冷空调器的工作循环过程如下：

系统运行时，白天光照下，太阳能光伏板输出直流电，直流电通过半导体热电堆后，半导体主动制冷制热，通过散热翅片将冷热量传递到室内或室外。在夏季，需要制冷时，室内侧的翅片吸收室内热量，达到降低温度制冷的目的，热量由室外侧的散热翅片传递到室外，从而完成太阳能热电堆半导体制冷空调器制冷的整个过程。在冬季，需要制热时，通过转换开关改变改变通过半导体热电堆的电流方向，此时其热端向制热房间提供热量，从而达到太阳能热电堆半导体制冷空调器制热的目的。

Claims (7)

1.一种太阳能热电堆半导体制冷空调器，包括太阳能光电装置和半导体制冷装置，所述太阳能光电装置和半导体制冷装置通过电路连接，其特征在于，所述半导体制冷装置包括框体，框体部分嵌入空心墙体内，部分伸出室内墙面；框体内插有与墙面平行的硬质隔板，隔板将框体分为室内侧部分和室外侧部分；隔板上嵌有半导体制冷器；隔板的两侧还分别固定安装有与半导体制冷器连接的翅片散热器；翅片散热器的上方和下方均设置有风扇；所述框体顶部均设置有百叶窗，面向室内的侧面框体上也设置有百叶窗；面向室外的侧面框体上部设置有出风口，下部设置有进风口。

2.如权利要求1所述的太阳能热电堆半导体制冷空调器，其特征在于，所述翅片散热器涂有硅胶，翅片散热器通过硅胶与半导体制冷器连接。

3.如权利要求1所述的太阳能热电堆半导体制冷空调器，其特征在于，所述半导体制冷器包括为带陶瓷板的热电堆；所述热电堆由多个半导体片串并联组成的。

4.如权利要求1所述的太阳能热电堆半导体制冷空调器，其特征在于，所述半导体制冷器周围填充有隔热材料。

5.如权利要求1所述的太阳能热电堆半导体制冷空调器，其特征在于，太阳能光电装置包括依次通过电路连接的太阳能光伏电池、控制器和蓄电池，所述控制器与半导体制冷装置通过电路连接。

6.如权利要求1所述的太阳能热电堆半导体制冷空调器，其特征在于，所述隔板由聚四氟乙烯材料制成。

7.如权利要求1所述的太阳能热电堆半导体制冷空调器，其特征在于，所述框体由金属材料制成。