一種基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，該裝置為層狀結(jié)構(gòu)，包含太陽能電池板、換熱翅片、導(dǎo)熱硅膠、半導(dǎo)體制冷元件、風(fēng)扇以及蓄電池；太陽能電池板設(shè)置在該裝置的外側(cè)表面上；再向內(nèi)依次設(shè)有第一換熱翅片層、第一導(dǎo)熱硅膠層、半導(dǎo)體元件層、第二導(dǎo)熱硅膠層以及第二換熱翅片層；半導(dǎo)體元件層內(nèi)部設(shè)有若干半導(dǎo)體制冷元件；太陽能電池板的正負(fù)極分別通過導(dǎo)線與半導(dǎo)體的兩極相連形成回路，太陽能電池板還與蓄電池連接，太陽能電池板與第一換熱翅片層之間留有空間，為熱空氣流通層；第二換熱翅片層與該裝置的內(nèi)側(cè)表面之間也留有空間，為冷空氣流通層。本實(shí)用新型提供的裝置，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)性強(qiáng)，易于和建筑物結(jié)合與改造。
【專利說明】—種基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于建筑節(jié)能領(lǐng)域的空調(diào)裝置，具體地，涉及一種基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，建筑節(jié)能領(lǐng)域廣泛利用了太陽能這一清潔能源，主要利用方式包括:太陽能發(fā)電、太陽能制熱水以及太陽能吸收式制冷等。以上技術(shù)普遍存在設(shè)備體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，與已有建筑結(jié)合改造困難等諸多局限。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于建筑節(jié)能領(lǐng)域的基于珀?duì)栙N效應(yīng)的太陽能制冷制熱裝置，克服已有的太陽能建筑節(jié)能技術(shù)設(shè)備龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，與建筑結(jié)合改造困難等各種局限，利用太陽能光電轉(zhuǎn)換以及珀?duì)栙N效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷與制熱，同時(shí)該裝置為模塊化設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，易于和建筑物結(jié)合與改造。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其中，該裝置為層狀結(jié)構(gòu)，包含太陽能電池板、換熱翅片、導(dǎo)熱硅膠、半導(dǎo)體制冷元件、風(fēng)扇以及蓄電池；所述的太陽能電池板設(shè)置在所述裝置的外側(cè)表面上；所述裝置由太陽能電池板再向內(nèi)依次設(shè)有第一換熱翅片層、第一導(dǎo)熱硅膠層、半導(dǎo)體元件層、第二導(dǎo)熱硅膠層以及第二換熱翅片層；所述的半導(dǎo)體元件層內(nèi)部設(shè)有若干半導(dǎo)體制冷元件；所述半導(dǎo)體制冷元件朝向第一導(dǎo)熱桂膠層的一端為半導(dǎo)體熱端，朝向第二導(dǎo)熱桂膠層的一端為半導(dǎo)體冷端；所述的太陽能電池板的正負(fù)極分別通過導(dǎo)線與半導(dǎo)體的兩極相連形成回路，所述的太陽能電池板還與蓄電池連接，用于儲(chǔ)存多余電量，便于夜間實(shí)現(xiàn)熱電制冷制熱；所述的太陽能電池板與第一換熱翅片層之間留有空間，為熱空氣流通層；所述的第二換熱翅片層與所述裝置的內(nèi)側(cè)表面之間也留有空間，為冷空氣流通層；所述的熱空氣流通層和冷空氣流通層，其兩端均分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口 ；所述的熱空氣流通層和冷空氣流通層在其進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口處分別設(shè)有所述的風(fēng)扇。風(fēng)扇用于加強(qiáng)換熱面周圍的空氣流動(dòng)，而換熱翅片用于增加換熱面積，這兩項(xiàng)均能夠強(qiáng)化制冷制熱效果。
[0005]上述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其中，所述的半導(dǎo)體制冷元件為P型和N型半導(dǎo)體。
[0006]上述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其中，所述的半導(dǎo)體制冷元件在半導(dǎo)體元件層內(nèi)部以陣列方式排列，優(yōu)選矩形陣列；所述的半導(dǎo)體制冷元件之間串聯(lián)。
[0007]上述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其中，所述的半導(dǎo)體制冷元件的兩端分別設(shè)有金屬導(dǎo)體。
[0008]上述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其中，所述的金屬導(dǎo)體外沿所述半導(dǎo)體元件層的兩側(cè)還分別設(shè)有一層絕緣陶瓷層，形成絕緣的陶瓷封套。
[0009]上述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其中，所述的半導(dǎo)體元件層兩側(cè)的絕緣陶瓷層，分別與第一導(dǎo)熱硅膠層和第二導(dǎo)熱硅膠層緊密接觸。
[0010]上述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其中，所述的第一導(dǎo)熱硅膠層和第二導(dǎo)熱硅膠層的另一側(cè)分別與第一換熱翅片層和第二換熱翅片層緊密接觸。
[0011]上述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其中，所述的裝置安裝在建筑向陽面屋頂，并使太陽能電池板位于室外一側(cè)。
[0012]上述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其中，所述的裝置，其熱空氣流通層的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口與室外空間連接，冷空氣流通層的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口與室內(nèi)空間連接。即，冷空氣流通層和熱空氣流通層分別位于建筑物室內(nèi)外空間，冷熱空間空氣獨(dú)立循環(huán)，其間為絕熱層。
[0013]上述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其中，所述的裝置能夠通過在太陽能電池板與半導(dǎo)體之間的回路進(jìn)行正負(fù)極的轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)制冷與制熱的轉(zhuǎn)換。即，通過改變太陽能電池導(dǎo)線接入的電極，便可將制冷端轉(zhuǎn)變?yōu)橹茻岫?，從而?shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)部空間供熱。
[0014]本實(shí)用新型提供的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]該裝置利用太陽能光電轉(zhuǎn)換以及珀?duì)栙N效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷與制熱，并且具有模塊化的簡單結(jié)構(gòu)，便于設(shè)計(jì)與維護(hù)，能與建筑物有效結(jié)合，可直接加裝與屋頂或壁面。同時(shí)具有節(jié)能低碳的技術(shù)特性，屬于環(huán)境友好型裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置的半導(dǎo)體元件層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置的半導(dǎo)體制冷元件排列示意圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置的半導(dǎo)體制冷元件間的連接示意圖。
[0020]圖5為本實(shí)用新型的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置的安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步地說明。
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，為層狀結(jié)構(gòu)，該裝置包含太陽能電池板1、換熱翅片、導(dǎo)熱硅膠、半導(dǎo)體制冷元件41、風(fēng)扇7以及蓄電池(圖中未示出)。
[0023]太陽能電池板I設(shè)置在該裝置的外側(cè)表面上。
[0024]該裝置由太陽能電池板I再向內(nèi)依次設(shè)有第一換熱翅片層2、第一導(dǎo)熱硅膠層3、半導(dǎo)體元件層4、第二導(dǎo)熱硅膠層5以及第二換熱翅片層6。
[0025]如圖2-圖4所示，半導(dǎo)體元件層4內(nèi)部設(shè)有若干半導(dǎo)體制冷元件41 ;半導(dǎo)體制冷元件41朝向第一導(dǎo)熱桂膠層3的一端為半導(dǎo)體熱端，朝向第二導(dǎo)熱桂膠層5的一端為半導(dǎo)體冷端。
[0026]半導(dǎo)體制冷元件41采用P型和N型半導(dǎo)體。半導(dǎo)體制冷元件41在半導(dǎo)體元件層4內(nèi)部以陣列方式排列，優(yōu)選矩形陣列，每行22個(gè)，每列10個(gè)，每個(gè)基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置安裝220個(gè)半導(dǎo)體制冷元件41，半導(dǎo)體制冷元件41之間串聯(lián)。半導(dǎo)體制冷元件41的兩端分別設(shè)有金屬導(dǎo)體42。金屬導(dǎo)體42外沿半導(dǎo)體元件層4的兩側(cè)還分別設(shè)有一層絕緣陶瓷層43，形成絕緣的陶瓷封套。
[0027]半導(dǎo)體元件層4兩側(cè)的絕緣陶瓷層43，分別與第一導(dǎo)熱硅膠層3和第二導(dǎo)熱硅膠層5緊密接觸。第一導(dǎo)熱硅膠層3和第二導(dǎo)熱硅膠層5的另一側(cè)分別與第一換熱翅片層2、和第二換熱翅片層6緊密接觸。
[0028]太陽能電池板I的正負(fù)極分別通過導(dǎo)線12與半導(dǎo)體的兩極相連形成回路。太陽能電池板I還與蓄電池連接，用于儲(chǔ)存多余電量，便于夜間實(shí)現(xiàn)熱電制冷制熱。
[0029]太陽能電池板I與第一換熱翅片層2之間留有空間，為熱空氣流通層8 ;第二換熱翅片層6與該裝置的內(nèi)側(cè)表面之間也留有空間，為冷空氣流通層9 ;熱空氣流通層8和冷空氣流通層9，其兩端均分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 10和出風(fēng)口 11 ;熱空氣流通層8和冷空氣流通層9在其進(jìn)風(fēng)口 10和出風(fēng)口 11處分別設(shè)有風(fēng)扇7。
[0030]風(fēng)扇7用于加強(qiáng)換熱面周圍的空氣流動(dòng)，而換熱翅片用于增加換熱面積，這兩項(xiàng)均能夠強(qiáng)化制冷制熱效果。
[0031]如圖5所示，本實(shí)用新型提供的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，安裝在建筑向陽面屋頂，并使太陽能電池板I位于室外一側(cè)。熱空氣流通層8的進(jìn)風(fēng)口 10和出風(fēng)口11與室外空間連接，冷空氣流通層9的進(jìn)風(fēng)口 10和出風(fēng)口 11與室內(nèi)空間連接。即，冷空氣流通層9和熱空氣流通 層8分別位于建筑物室內(nèi)外空間，冷熱空間空氣獨(dú)立循環(huán)，其間為絕熱層。
[0032]該裝置能夠通過在太陽能電池板I與半導(dǎo)體之間的回路進(jìn)行正負(fù)極的轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)制冷與制熱的轉(zhuǎn)換。即，通過改變太陽能電池板I導(dǎo)線12接入的電極，便可將制冷端轉(zhuǎn)變?yōu)橹茻岫?，從而?shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)部空間供熱。
[0033]本實(shí)用新型提供的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，當(dāng)太陽能電池板I收到太陽輻射時(shí)，由于光生伏打效應(yīng)，產(chǎn)生電流。部分電流經(jīng)導(dǎo)線接入半導(dǎo)體制冷元件41，由于半導(dǎo)體制冷元件41具有珀?duì)柼?yīng)(珀?duì)柼?yīng):當(dāng)有電流通過不同的導(dǎo)體組成的回路時(shí)，除產(chǎn)生不可逆的焦耳熱外，在不同導(dǎo)體的接頭處隨著電流方向的不同會(huì)分別出現(xiàn)吸熱、放熱的現(xiàn)象)，故熱量從半導(dǎo)體制冷元件41冷端向熱端轉(zhuǎn)移，即室內(nèi)熱量通過裝置排向室外，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)房間的制冷。太陽能電池板I產(chǎn)生的另一部分電流用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇7運(yùn)行，強(qiáng)化換熱效果。該裝置需要制熱時(shí)，將太陽能電池板I與半導(dǎo)體的電極反接即可。
[0034]本實(shí)用新型中優(yōu)選的半導(dǎo)體制冷元件41，具體規(guī)格如下表1。
[0035]表1半導(dǎo)體制冷元件特性表。
【權(quán)利要求】
1.一種基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其特征在于，該裝置為層狀結(jié)構(gòu)，包含太陽能電池板(I)、換熱翅片、導(dǎo)熱硅膠、半導(dǎo)體制冷元件(41)、風(fēng)扇(7)以及蓄電池； 所述的太陽能電池板(I)設(shè)置在所述裝置的外側(cè)表面上； 所述裝置由太陽能電池板(I)再向內(nèi)依次設(shè)有第一換熱翅片層(2)、第一導(dǎo)熱硅膠層(3)、半導(dǎo)體元件層(4)、第二導(dǎo)熱硅膠層(5)以及第二換熱翅片層(6)； 所述的半導(dǎo)體元件層(4)內(nèi)部設(shè)有若干半導(dǎo)體制冷元件(41);所述半導(dǎo)體制冷元件(41)朝向第一導(dǎo)熱桂膠層(3)的一端為半導(dǎo)體熱端，朝向第二導(dǎo)熱桂膠層(5)的一端為半導(dǎo)體冷端； 所述的太陽能電池板(I)的正負(fù)極分別通過導(dǎo)線(12)與半導(dǎo)體的兩極相連形成回路，所述的太陽能電池板(I)還與蓄電池連接； 所述的太陽能電池板(I)與第一換熱翅片層(2)之間留有空間，為熱空氣流通層(8)；所述的第二換熱翅片層(6)與所述裝置的內(nèi)側(cè)表面之間也留有空間，為冷空氣流通層(9)； 所述的熱空氣流通層(8)和冷空氣流通層(9)，其兩端均分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口(10)和出風(fēng)口( 11);所述的熱空氣流通層(8 )和冷空氣流通層(9 )在其進(jìn)風(fēng)口( 10 )和出風(fēng)口處(11)分別設(shè)有所述的風(fēng)扇(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其特征在于，所述的半導(dǎo)體制冷元件(41)采用P型和N型半導(dǎo)體。
3.如權(quán)利要求2所述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其特征在于，所述的半導(dǎo)體制冷元件(41)在半導(dǎo)體元件層(4)內(nèi)部以陣列方式排列；所述的半導(dǎo)體制冷元件(41)之間串聯(lián)。
4.如權(quán)利要求3所述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其特征在于，所述的半導(dǎo)體制冷元件(41)的兩端分別設(shè)有金屬導(dǎo)體(42)。
5.如權(quán)利要求4所述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其特征在于，所述的金屬導(dǎo)體(42 )外沿所述半導(dǎo)體元件層(4 )的兩側(cè)還分別設(shè)有一層絕緣陶瓷層(43 )。
6.如權(quán)利要求5所述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其特征在于，所述的半導(dǎo)體元件層(4 )兩側(cè)的絕緣陶瓷層(43 )，分別與第一導(dǎo)熱硅膠層(3 )和第二導(dǎo)熱硅膠層(5 )緊密接觸。
7.如權(quán)利要求6所述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其特征在于，所述的第一導(dǎo)熱硅膠層(3)和第二導(dǎo)熱硅膠層(5)的另一側(cè)分別與第一換熱翅片層(2)和第二換熱翅片層(6)緊密接觸。
8.如權(quán)利要求1所述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其特征在于，所述的裝置安裝在建筑向陽面屋頂，并使太陽能電池板(I)位于室外一側(cè)。
9.如權(quán)利要求8所述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其特征在于，所述的裝置，其熱空氣流通層(8)的進(jìn)風(fēng)口(10)和出風(fēng)口處(11)與室外空間連接，冷空氣流通層(9)的進(jìn)風(fēng)口(10)和出風(fēng)口處(11)與室內(nèi)空間連接。
10.如權(quán)利要求9所述的基于熱電制冷效應(yīng)的太陽能空調(diào)裝置，其特征在于，所述的裝置能夠通過在太陽能電池板(I)與半導(dǎo)體之間的回路進(jìn)行正負(fù)極的轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)制冷與制熱的轉(zhuǎn)換。
【文檔編號(hào)】F24F13/30GK203605387SQ201320840722
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】劉頌, 翟桂珍, 袁留杰, 林俊, 王記, 張婷婷, 殷憲花, 高倩 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)