[发明专利]一种利用土壤进行换热的太阳能半导体水冷空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种空调系统，它是将太阳能转换成电能后利用半导体热电堆进行制冷/制热，产生的热量/冷量由土壤热交换器提供的接近恒温的循环水带走，实现室内温度保持人体舒适的一种利用土壤进行换热的太阳能半导体水冷空调系统，属于太阳能制冷与制热技术领域，也属于新能源或者可再生能源技术领域。

背景技术

随着一次能源消耗量的不断增大和化石能源的日益匮乏，新能源、可再生能源的发展日益得到人们的重视。20世纪90年代末开始全球性禁止使用CFCs物质，以节能紧迫性和环保迫切性为背景，新材料和其他相关技术的渗透和促进，为热电空调提供新的发展机遇和动力。热电空调能有效控制被调节房间的温度，满足房间制冷制热的要求，而且没有压缩机和制冷剂，具有控制方便、运行可靠、可根据负载情况灵活配置，属于完全绿色环保型空调。中国实用新型专利CN200961920公开了一种热电空调单元及具有该热电空调单元的热电空调器，热电空调单元设有热电组件和热交换器，用传热水箱散热，提高热电空调单元及使用该热电空调单元的热电空调器的能效比。中国实用新型专利CN2478007公开了一种太阳能空气调节机，采用半导体制冷器制冷，利用太阳能光电板直流电向半导体制冷块供电，也通过循环水散热，在实际使用中，由于热电单元的热流密度大，循环水升温较快，使工作时间长以后效率降低。中国发明专利CN1587868A公开了一种太阳能半导体空调系统，结构比水冷简单，但效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用土壤进行换热的太阳能半导体水冷空调系统，该空调可以为小型室内空间(如岗亭等容纳1至3人的非开放式工作场所)制冷制热，夏季室内空调温度在16～26℃之间，冬季室内空调温度在15～24℃之间可调。

本发明的技术方案如下：

一种利用土壤进行换热的太阳能半导体水冷空调系统，包括太阳能光电转换器1，控制器4，蓄电池5、半导体水冷空调器3，所述的半导体水冷空调器含有风扇、水冷槽12、半导体水冷空调器进水管6、半导体水冷空调器出水管7、翅片散热器10和半导体热电堆15，半导体水冷空调器进水管和半导体水冷空调器出水管分别与水冷槽的进口13和水冷槽的出口14相连，其特征在于：该太阳能半导体水冷空调系统还含有设置在地下的土壤热交换器8和循环水泵9，所述土壤热交换器的进水口与半导体水冷空调器出水管相连，土壤热交换器的出水口与半导体水冷空调器进水管相连，所述的循环水泵设置在半导体水冷空调器进水管或半导体水冷空调器出水管上；从半导体热电堆制冷时的热端/制热时的冷端流出的水经过土壤热交换器换热，通过水泵提升进入水冷槽，在水冷槽中被半导体加热/冷却后进入土壤热交换器循环。

本发明的技术特征还在于：所述的水冷槽12、翅片散热器和半导体热电堆均分两排排列，且对称布置，由外到内依次为水冷槽12、半导体热电堆15和翅片散热器10；半导体热电堆制冷时的热端或制热时的冷端与水冷槽接触，制冷时的冷端或制热时的热端与翅片散热器接触，接触面涂抹有导热硅脂，在翅片散热器与水冷槽之间的空隙内填充有保温隔热棉11。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本发明所提供的一种利用土壤进行换热的半导体水冷空调系统节能环保，易于维修。由太阳能提供电源，不需要外接电源，特别适合在无电网的户外使用。制冷工况下，在室外温度为35℃左右的条件下，室内温度可以稳定在20℃左右，制冷系数为3.6；制热工况下，在室外温度为3℃左右时，室内温度可以稳定在32℃，供热系数为4.5。半导体热电堆的连接方式方便改动，以适应太阳能所能提供的电功率大小和不同的制冷制热量需求。制冷制热效果好，土壤热交换器提供的接近恒温的循环水作为吸热或放热介质，比空气有更大的导热系数和比热。

附图说明

图1为利用土壤进行换热的半导体水冷空调系统示意图。

图2为本发明系统中半导体水冷空调器结构示意图。

图3为本发明空调设备中的水冷槽半剖图。

图中：1-太阳能光电转换器；2-制冷/制热空间；3-半导体水冷空调器；4-控制器；5-蓄电池；6-半导体水冷空调器进水管；7-半导体水冷空调器出水管；8-土壤热交换器；9-循环水泵；10-翅片散热器；11-保温隔热棉；12-水冷槽；13-水冷槽的进口；14-水冷槽的出口；15-半导体热电堆；16-导线；17-水冷槽流道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理、工作过程和具体实施方式作进一步的说明。