CN217519986U - 一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及建筑结构技术领域，公开了一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构，包括窗框、光伏板和半导体制冷板，所述光伏板镶嵌于窗框内，所述半导体制冷板安装在窗框的侧壁上，所述窗框面向室内的一侧和面向室外的一侧均设有温度传感器，所述窗框上安装有蓄电池和控制器，所述半导体制冷板和光伏板均与蓄电池电连接，所述半导体制冷板与控制器电连接，所述控制器能够切换半导体制冷板的冷端和热端。本实用新型通过集成光伏发电和半导体制冷来实现围护结构的智能调温，且能够实现按照室内负荷的实际需要进行调温。

Description

一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构

技术领域

本实用新型涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构。

背景技术

一般来说，建筑空调系统的能耗在建筑总能耗中占比较大。居民建筑中空调能耗占建筑总能耗的50％-70％，公共建筑中空调能耗占建筑总能耗的40％-60％。而对于大部分民用建筑，建筑空调系统的能耗主要由围护结构传热造成，尤其是透明围护结构，由于其导热系数相对较大，且夏季无法避免辐射热，造成围护结构传热较大，从而造成建筑空调系统能耗较大。

为了解决上述技术问题，现有技术中，专利公开号为CN209184557U的《一种具有调温功能的太阳能光伏镀膜玻璃》公开了一种具有调温功能的太阳能光伏镀膜玻璃，该专利利用制冷腔内的冷空气对光伏玻璃片进行调温，避免温度过高而会影响发电效率，但是该实用新型制冷腔需外界干涉。专利公开号为CN108915518B的《一种具有光伏发电及调温功能的太阳能玻璃窗》公开了一种具有光伏发电及调温功能的太阳能玻璃窗，该专利通过外层玻璃的通气孔来进行调温。上述两个专利在调温的过程中均不能根据室内和室外的温度情况进行适应性的调温，其调节功能有限。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构，以能够实现按照实际需要进行调温。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构，包括窗框、光伏板和半导体制冷板，所述光伏板镶嵌于窗框内，所述半导体制冷板安装在窗框的侧壁上，所述窗框面向室内的一侧和面向室外的一侧均设有温度传感器，所述窗框上安装有蓄电池和控制器，所述半导体制冷板和光伏板均与蓄电池电连接，所述半导体制冷板与控制器电连接，所述控制器能够切换半导体制冷板的冷端和热端。

本方案的原理及优点是：本方案中光伏板和半导体制冷板都集成在窗框上，能够实现围护结构的围护功能，同时通过光伏板吸收太阳能并转化为电能存储在蓄电池内，再通过蓄电池对半导体制冷板提供电力。本方案中的蓄电池可全天使用，且无需外接能源，有效的利用了太阳能，节约能源。

并且本方案中根据室内和室外的温度传感器对室内和室外的温度进行测量对比，控制器控制半导体制冷板的正负电极的切换，实现半导体制冷板的冷端和热端的切换，从而实现围护结构冷热面的智能切换，进而来实现半导体制冷板的直接加热或冷却的效果，这样就能够根据室内负荷需求，切换围护结构冷热面，实现围护结构本身的按需调节温度的效果，有效的减小了建筑空调系统的能耗。

本方案通过光伏发电与半导体制冷相结合，实现了围护结构调温功能，通过光伏发电，半导体制冷自空调原则，避免了光伏发电本身的逆变以及后期的利用问题，且光伏发电和半导体制冷均为直流电，光伏发电功率可覆盖半导体制冷需用功率，本方案的可实现性强，且能够有效的利用太阳能，实现制冷时，可减小围护结构传热，对夏季空调冷负荷产生消峰的效果，减小建筑空调系统的能耗。

优选的，作为一种改进，所述半导体制冷板设有多个，且多个半导体制冷板分布在窗框的两侧上。

本方案中半导体制冷板设置多个，其按需调节温度的效果更佳，速度更快，且能够充分利用太阳能。

优选的，作为一种改进，所述光伏板采用透明光伏组件。

本方案能够适用于具有透光要求的建筑结构，如玻璃窗围护结构。

优选的，作为一种改进，所述透明光伏组件包括透明玻璃和透明的太阳能发电薄膜，所述太阳能发电薄膜覆盖在透明玻璃上。

本方案中透明玻璃和透明的太阳能发电薄膜能够实现光伏发电的作用下，还能够使室外的光透进室内，适用于对室内有光线要求的建筑使用。

优选的，作为一种改进，所述光伏板采用不透明光伏组件。

本方案中的光伏板适用于墙面屋顶等不需要透光的建筑围护结构中。

优选的，作为一种改进，所述窗框上开设有凹槽，所述半导体制冷板镶嵌于窗框的凹槽内。

本方案中半导体制冷板是嵌入窗框内，其安装结构和安装方式均比较简单，且后期拆卸维修更换更加的方便。

优选的，作为一种改进，所述控制器为半导体恒温控制器。

本方案中的控制器具有恒温作用，通过预先设定基础温度区间，当检测的温度在设定的温度区间内时，控制器不工作，当检测导温度低于或者高于设定温度区间时控制器控制半导体制冷板启动加热模式或制冷模式。

优选的，作为一种改进，适用于建筑物中的外围护结构。

本方案中的围护结构适用范围广。

附图说明

图1为本实用新型一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构实施例一的主视图。

图2为本实用新型一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构实施例一的俯视图。

图3为本实用新型一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构实施例一的侧视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：光伏板1、窗框2、半导体制冷板3、蓄电池4、控制器5、室内测温点6、室外测温点7。

实施例一

实施例基本如附图1和图2所示：一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构，包括窗框2、光伏板1和半导体制冷板3，光伏板1镶嵌于窗框2内，并通过紧固件进行连接固定。半导体制冷板3安装在窗框2的侧壁上，本实施例中半导体制冷板3设有多个，多个半导体制冷板3分布在窗框2的两侧，本实施例中半导体制冷板3设有六个，窗框2的左右两侧分别具有三个半导体制冷板3。

本实施例中的窗框2的左右两侧分别开设有三个凹槽，多个半导体制冷板3依次镶嵌于窗框2的凹槽内。

结合图3所示，窗框2面向室内的一侧具有室内测温点6，窗框2面向室外的一侧具有室外测温点7，在室内测温点6和室外测温点7处均设有温度传感器，窗框2上安装有蓄电池4和控制器5，半导体制冷板3和光伏板1均与蓄电池4电连接，半导体制冷板3与控制器5电连接，本实施例中温度传感器、控制器5和蓄电池4均位于窗框2的下部。

控制器5能够对半导体制冷板3的正极和负极进行切换，本实施例中半导体制冷板3采用珀尔帖效应原理，半导体制冷本由N型半导体材料和P型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型半导体材料流向P型半导体材料的接头吸收热量，成为冷端，由P型半导体材料流向N型元件的接头释放热量，成为热端。因此通过切换半导体制冷板3电极的正极和负极，改变电流方向，就可以实现对半导体制冷板3的热端和冷端进行切换的目的，从而起到制冷或放热的效果。半导体制冷板3的热端和冷端的散热采用自然对流或强迫对流的方式，且采用热管技术和原理进行散热。

本实施例中的控制器5为半导体恒温控制器5，可采用现有技术中型号为XH-W1504的半导体恒温控制器5。使用时，控制器5预先设定温度范围值，利用光伏板1发电提供电力，室内侧和室外侧的温度传感器分别监测室内和室外的温度并将信号传递给控制器5进行比对判断，当检测的温度在设定的温度区间内时，控制器5不工作，当检测导温度低于或者高于设定温度区间时控制器5控制半导体制冷板3启动加热模式或制冷模式，从而实现根据室内负荷需求，切换围护结构冷热面，实现围护结构本身的按需调节功能，减小建筑空调系统的能耗。

本实施例中的围护结构适用于建筑物中所有的外围护结构。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：本实施例中的光伏板1采用透明光伏组件，透明光伏组件包括透明玻璃和透明的太阳能发电薄膜，太阳能发电薄膜覆盖在透明玻璃上并通过紧固件连接固定。太阳能发电薄膜为现有技术，其具有太阳能电池芯片，能够吸收太阳能并转化成电能传递给蓄电池4。本实施例中适用于调温外墙中对透明、透光有要求的建筑结构中，能够满足室内正常采光的同时，能够根据需求进行调温。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于：本实施例中光伏板1采用不透明光伏组件，如采用不透光的太阳能发电薄膜等，本实施例中的光伏板1适用于墙面屋顶等不需要透光的建筑围护结构中。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构，包括窗框、光伏板和半导体制冷板，所述光伏板镶嵌于窗框内，所述半导体制冷板安装在窗框的侧壁上，其特征在于：所述窗框面向室内的一侧和面向室外的一侧均设有温度传感器，所述窗框上安装有蓄电池和控制器，所述半导体制冷板和光伏板均与蓄电池电连接，所述半导体制冷板与控制器电连接，所述控制器能够切换半导体制冷板的冷端和热端。

2.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构，其特征在于：所述半导体制冷板设有多个，且多个半导体制冷板分布在窗框的两侧上。

3.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构，其特征在于：所述光伏板采用透明光伏组件。

4.根据权利要求3所述的一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构，其特征在于：所述透明光伏组件包括透明玻璃和透明的太阳能发电薄膜，所述太阳能发电薄膜覆盖在透明玻璃上。

5.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构，其特征在于：所述光伏板采用不透明光伏组件。

6.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构，其特征在于：所述窗框上开设有凹槽，所述半导体制冷板镶嵌于窗框的凹槽内。

7.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构，其特征在于：所述控制器为半导体恒温控制器。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于光伏发电与半导体制冷相结合的围护结构，其特征在于：适用于建筑物中的外围护结构。

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