[實(shí)用新型]太陽能半導(dǎo)體熱電堆冷熱墻

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420823229.0
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN204343483U
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉秋新;羅繼春
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: E04B2/00
• 分類號: E04B2/00;E04B1/74;E04D13/18;H02S20/22;F24F5/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽能半導(dǎo)體制冷制熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能半導(dǎo)體熱電堆冷熱墻。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)的加快，能源消耗也愈發(fā)嚴(yán)重，能源問題嚴(yán)重制約著我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。據(jù)統(tǒng)計，建筑能耗占到我國能源消耗總量的20％～30％，因此，研究設(shè)計近零能耗建筑有著非常重要的意義。近零能耗建筑是通過采用各種節(jié)能技術(shù)如自然通風(fēng)、自然采光、太陽能輻射和室內(nèi)非供暖熱源得熱等手段滿足室內(nèi)供暖和制冷的需求。目前，建筑行業(yè)中大部分還是依賴于機(jī)械方式采暖和制冷。

近年來，隨著太陽能發(fā)電技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，太陽能光電轉(zhuǎn)化效率及半導(dǎo)體制冷制熱效率都得到了很大提高，而將太陽能發(fā)電技術(shù)與半導(dǎo)體制冷技術(shù)結(jié)合起來并應(yīng)用到建筑行業(yè)中的相關(guān)技術(shù)還不夠成熟，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且制造成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，將太陽能發(fā)電技術(shù)和半導(dǎo)體制冷制熱技術(shù)結(jié)合起來，提供一種成本低、結(jié)構(gòu)簡單、綠色環(huán)保的太陽能半導(dǎo)體熱電堆冷熱墻。

本實(shí)用新型為解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種太陽能半導(dǎo)體熱電堆冷熱墻，主要包括空心墻體和太陽能光伏板，所述空心墻體內(nèi)嵌有核心腔體，核心腔體面向室內(nèi)和面向室外的墻面上分別設(shè)置有鋁板，核心腔體內(nèi)安裝有半導(dǎo)體制冷制熱裝置，所述半導(dǎo)體制冷制熱裝置分別與室內(nèi)側(cè)鋁板和室外側(cè)鋁板連接；所述太陽能光伏板與半導(dǎo)體制冷制熱裝置通過電路連接。

所述半導(dǎo)體制冷制熱裝置包括相互連接的半導(dǎo)體熱電堆和鋁棒，所述半導(dǎo)體熱電堆與室內(nèi)側(cè)鋁板連接，鋁棒與室外側(cè)鋁板連接。

所述核心腔體內(nèi)填充有保溫材料。

所述半導(dǎo)體熱電堆由多個半導(dǎo)體片串并聯(lián)，組成P-N結(jié)，形成熱電偶對，產(chǎn)生帕爾貼效應(yīng)。

所述空心墻體室內(nèi)側(cè)的墻面上還安裝有轉(zhuǎn)換開關(guān)。

所述太陽能半導(dǎo)體熱電堆冷熱墻還包括支架，所述太陽能光伏板固定安裝在支架上。

本實(shí)用新型利用太陽能的光伏效應(yīng)，通過“光一電一冷/熱”途徑，使太陽能電池產(chǎn)生的電能驅(qū)動半導(dǎo)體熱電堆直接進(jìn)行制冷或制熱，產(chǎn)生空調(diào)效果；本實(shí)用新型與現(xiàn)有的太陽能半導(dǎo)體冷熱墻相比，結(jié)構(gòu)更加簡單緊湊，操作方便，制造成本低。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有設(shè)備相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)太陽能半導(dǎo)體熱電堆冷熱墻的制冷制熱裝置為半導(dǎo)體熱電堆串并聯(lián)組成的半導(dǎo)體墻面，當(dāng)太陽能光伏板供電給半導(dǎo)體墻時，半導(dǎo)體墻面會主動制冷或制熱。采用半導(dǎo)體墻面進(jìn)行制冷制熱，不僅會產(chǎn)生對流換熱，而且同時產(chǎn)生冷熱輻射，制冷制熱效果更為突出；

(2)半導(dǎo)體制冷過程中，利用傳熱系數(shù)高的鋁棒將熱端的熱量傳到室外鋁板，與室外空氣進(jìn)行散熱；采用鋁板散熱的半導(dǎo)體制冷制熱裝置具有傳熱系數(shù)高，降溫速度快，制冷系數(shù)大，安全耐用等優(yōu)點(diǎn)；

(3)太陽能半導(dǎo)體熱電堆冷熱墻沒有壓縮機(jī)和介質(zhì)管道等機(jī)械制冷環(huán)節(jié)，無機(jī)械傳動部件，結(jié)構(gòu)簡單，沒有機(jī)械磨損，因此它無磨損、無噪聲、體積小，并且具有穩(wěn)定性高、操作簡單、可靠性高、壽命長、控制簡單等優(yōu)點(diǎn)；

(4)太陽能半導(dǎo)體熱電堆冷熱墻無任何化學(xué)制冷劑，不會釋放任何其他有害物質(zhì)，因此無環(huán)境污染，清潔衛(wèi)生，有助于解決臭氧破壞問題；

(5)太陽能半導(dǎo)體熱電堆冷熱墻采用半導(dǎo)體固體化電子器件，熱電堆可以任意排布、大小形狀皆可根據(jù)需要改變；

(6)半導(dǎo)體器件熱慣性小，制冷制熱時間短，在很短的通電內(nèi)，能獲得最大溫差；

(7)太陽能半導(dǎo)體熱電堆冷熱墻通過改變工作電流的大小來調(diào)節(jié)制冷制熱速度及溫度，通過變換電流方向即可實(shí)現(xiàn)制冷制熱工況轉(zhuǎn)換；調(diào)節(jié)電壓或電流時，易于實(shí)現(xiàn)高精度的溫控，即使頻繁通斷電，也不影響工作質(zhì)量和使用壽命；

(8)太陽能半導(dǎo)體熱電堆冷熱墻采用太陽能作為能量來源，綠色環(huán)保，可節(jié)約常規(guī)能源。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的空心墻體示意圖。

圖3為本實(shí)用新型的室內(nèi)側(cè)墻面示意圖。

其中：1、太陽能光伏板；2、空心墻體；3、半導(dǎo)體熱電堆；4、核心墻體；5、室內(nèi)側(cè)鋁板；51、室外側(cè)鋁板；6鋁棒；7、保溫材料；8、轉(zhuǎn)換開關(guān)；9、支架。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。