一种利用半导体制冷的室内温度调控方法技术

本发明专利技术公开了一种利用半导体制冷的室内温度调控方法，本方法通过在屋顶设置半导体组件，依靠半导体组件冷端制冷，为室内提供冷量实现降温，其特征在于，将半导体组件冷端设置为内侧并直接相接于室内，将半导体组件外侧的热端露出在一个位于屋顶内部的通风道上部，依靠半导体组件热端加热通风道上部温度产生上升热气流，带动通风道内空气向上流动形成向上的风流为半导体组件热端降温。本发明专利技术能够利用半导体制冷技术和光伏发电技术为室内降温并制备生活热水，同时具有制冷效率更高，节能效果更好的优点。果更好的优点。果更好的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种利用半导体制冷的室内温度调控方法


[0001]本专利技术涉及室内制冷温控
，具体涉及一种利用半导体制冷的室内温度调控方法。

技术介绍

[0002]随着城镇化进程的推进，能源问题和环境问题愈来愈值得引起人们的重视。我国建筑面积总量持续增长，建筑领域能源消费从2000年的4.6 亿吨增长到2019年22.3亿吨，高于农业、工业、交通的能源碳排放增长速度。相比其他领域，建筑领域碳排放刚性增长趋势最明，而在建筑能耗中，空调能耗又占有主要比例，约为2/3左右。同时屋顶和南立面又是建筑接受太阳辐射最强烈最直接的部分，针对一些太阳能资源充足的地区，充分利用太阳能资源，实现各种节能技术的适当应用，可以在一定程度上减少建筑能耗。
[0003]建筑物的空调制冷技术随着人们节能环保意识的增强得到不断探索，一些国家纷纷实施、推广太阳能计划,光伏发电与建筑物一体化不断得到探索和应用。传统的建筑与光伏系统相结合往往只能满足建筑的供电需求，或者单一的供冷供热需求。
[0004]半导体制冷又称电子制冷，或者温差电制冷，是从50年代发展起来的一门介于制冷技术和半导体技术边缘的学科，它利用特种半导体材料构成的P
‑
N结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，即通过直流电制冷的一种新型制冷方法，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。
[0005]采用半导体制冷技术实现室内温度控制，其能源耗费较低，已在一些现有技术中应用。例如CN106642472，曾公开了一种屋顶光伏/半导体温度调节系统，包括设置在屋顶的支架、架设在支架上方与屋顶平行布置的光伏板单元和半导体组件以及用于充放电的蓄电池，所述半导体组件下方的屋顶上开设进风口，进风口处设置进风风机，所述蓄电池通过光伏控制逆变器与光伏板单元连接，且蓄电池与半导体组件及进风风机连接。与现有技术相比，该专利技术利用半导体片的制冷/制热效果，配合风机及控制器，可稳定室内温度在16
‑
28℃之间；该系统可以实现清洁无污染地工作，所有设备的工作不会对环境产生不利影响，系统工作无需消耗外界能量。
[0006]但上述专利仍然存在以下缺陷，即半导体组件冷端制得的冷量，需要依靠风流带动流入到室内，风流靠风机驱动产生，极大地提高了能量损耗；同时半导体组件暴露在外受太阳直晒，也会极大地降低制冷效率。故该专利方案，存在制冷效率低下，能量利用效率不高的缺陷，不利于节能。

技术实现思路

[0007]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够利用半导体制冷技术为室内降温，同时制冷效率更高，节能效果更好的利用半导体制冷的室内温度调控方法。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
一种利用半导体制冷的室内温度调控方法，本方法通过在屋顶设置半导体组件，依靠半导体组件冷端制冷，为室内提供冷量实现降温，其特征在于，将半导体组件冷端设置为内侧并直接相接于室内，将半导体组件外侧的热端露出在一个位于屋顶内部的通风道上部，依靠半导体组件热端加热通风道上部温度产生上升热气流，带动通风道内空气向上流动形成向上的风流为半导体组件热端降温。
[0009]这样，本专利技术方案和
技术介绍
所述专利相比。半导体组件位于屋顶内部，冷端为内侧直接和室内相接，直接对室内散发冷量，这样半导体组件可以避免被太阳直晒而导致制冷效率低下。同时更重要的是，本方案依靠半导体组件热端的热量对通风道上部空气加热，通过上升热气流效应，带动空气流动并在通风道内形成向上的风流，实现对半导体组件热端的降温。这样就充分利用了半导体组件热端产生的热能来形成风流冷却，提高了能量的利用效率，同时无需额外设置风机。故极大地提高了节能省排效果。
[0010]进一步地，屋顶外侧设置太阳能板，转换太阳能为电能并为半导体组件制冷供电。
[0011]这样，因为半导体组件制冷自身需要为直流电带动。而太阳能板发电也是直流电，故直接用太阳能板发电带动半导体组件制冷，不仅仅充分利用了太阳能，而且无需中间通过交流电转换，极大地提高了太阳能利用效率。
[0012]进一步地，本方法通过一种光伏制冷房屋温控系统实现，所述光伏制冷房屋温控系统，包括沿从下到上方向设置且至少部分位于屋顶上的通风道和整体呈板状的半导体组件；半导体组件设置于通风道内侧且冷端相接设置于室内，通风道上部的半导体组件热端直接露出设置于通风道内，通风道下部的半导体组件热端外铺设有一个吸热水板，吸热水板具有一个吸热储水腔；通风道上端设置有外接出风口，下端设置有外接进风口。
[0013]这样，夏季制冷工况时，半导体组件工作制冷，冷量直接从冷端向室内传递以降低室内温度。上部的半导体组件热端为通风道内上部的空气加热，使其受热后向上蒸腾；而下部的半导体组件热端为吸热水板加热获得生活热水，同时避免通风道内下部空气温度过高。这样通风道内形成较大的上下温度差，能够带动通风道内空气整体向上流动形成风流，为半导体组件热端降温，提高半导体组件的制冷效率。这样，半导体组件冷端的冷量和热端的热量都得到了充分利用，能够获得生活热水。而且制冷效率更高，节能效果更好。
[0014]进一步地，通风道上部的半导体组件热端还设置有若干突出于通风道内的肋片。
[0015]这样有利于通风道上部的半导体组件热端的散热，更好地提高通风内上部温度，提高上下温度差。
[0016]进一步地，通风道包括位于屋顶的上部通风道和位于竖墙上的下部通风道，吸热水板位于竖墙上的下部通风道内。
[0017]这样，上部通风道受太阳辐射加热效果更好，有利于通风道内温度差的形成。
[0018]进一步地，屋顶和/或竖墙外还设置有光伏板，光伏板和蓄电池相连，蓄电池和半导体组件相连供电。
[0019]这样，实现了利用太阳能发电进行光伏制冷，且无需经过交流转换，太阳能利用效率高。
[0020]进一步地，光伏板有多个且间隔地安装在热质变色玻璃板上，热质变色玻璃板形成通风道外侧侧壁。
[0021]这样利用了热质变色玻璃板的高温白色功能。热致变色玻璃为一种已有的玻璃，
其中间具有一个温致变色胶层，温致变色胶层是一种在低温时为透明的水凝胶，主要成分为VO2含有被均匀地溶解于其中的温敏性物质，当环境温度高于温敏性物质的最低临界溶解温度时，温敏性物质发生析出，产生白浊状态，从而阻挡和反射大部分太阳光线，起到夏季调光遮阳的功能，防止太阳辐射导致半导体制冷片热端温度过高，效率下降。反之，当环境温度低于温敏性物质的最低临界溶解温度时，温敏性物质发生溶解，回复到透明状态，从而透过大部分太阳光线，在冬季提高气流通道内空气温度，起到保温作用；也可以在温度不高时起到亮瓦照明的功能（配合设置在通风道内侧的亮瓦）。具体实施时，热质变色玻璃板的变色温度可以设置在人体舒适温度区域26
‑
29℃，以更好地起到上述效果。
[0022]进一步地，吸热水板包括位于上部的上联箱和位于下部的下联箱，上联箱和下联箱之间固定连接有波浪板，波浪板内具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用半导体制冷的室内温度调控方法，本方法通过在屋顶设置半导体组件，依靠半导体组件冷端制冷，为室内提供冷量实现降温，其特征在于，将半导体组件冷端设置为内侧并直接相接于室内，将半导体组件外侧的热端露出在一个位于屋顶内部的通风道上部，依靠半导体组件热端加热通风道上部温度产生上升热气流，带动通风道内空气向上流动形成向上的风流为半导体组件热端降温。2.根据权利要求1所述的利用半导体制冷的室内温度调控方法，其特征在于，屋顶外侧设置太阳能板，转换太阳能为电能并为半导体组件制冷供电。3.根据权利要求1所述的利用半导体制冷的室内温度调控方法，其特征在于，本方法通过一种光伏制冷房屋温控系统实现，所述光伏制冷房屋温控系统，包括沿从下到上方向设置且至少部分位于屋顶上的通风道和整体呈板状的半导体组件；半导体组件设置于通风道内侧且冷端相接设置于室内，通风道上部的半导体组件热端直接露出设置于通风道内，通风道下部的半导体组件热端外铺设有一个吸热水板，吸热水板具有一个吸热储水腔；通风道上端设置有外接出风口，下端设置有外接进风口。4.根据权利要求3所述的利用半导体制冷的室内温度调控方法，其特征在于，通风道上部的半导体组件热端还设置有若干突出于通风道内的肋片；通风道包括位于屋顶的上部通风道和位于竖墙上的下部通风道，吸热水板位于竖墙上的下部通风道内。5.根据权利要求3所述的利用半导体制冷的室内温度调控方法，其特征在于，屋顶和/或竖墙外还设置有光伏板，光伏板和蓄电池相连，蓄电池和半导体组件相连供电。6.根据权利要求5所述的利用半导体制冷的室内温度调控...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亚锋，王可欣，李永财，胡刚，柏咸劲，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：