本發(fā)明屬于暖通空調(diào)，具體涉及一種交通工具半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)目前的車載交通工具依舊采用傳統(tǒng)的制冷和熱泵空調(diào)系統(tǒng)來實現(xiàn)對車內(nèi)的制冷、供熱、除濕等操作。但這種傳統(tǒng)對流空調(diào)系統(tǒng)的組件占用空間大，造價較高，且對車內(nèi)環(huán)境熱舒適的調(diào)節(jié)性差。

2、利用半導體的珀爾帖效應，將p型半導體與n型半導體串聯(lián)然后通電，即可實現(xiàn)在半導體的上下表面形成冷熱表面。當電流流通方向分別為p級至n級或從n級至p級時，可以實現(xiàn)半導體上下冷熱表面的交替，以實現(xiàn)同一表面可以供冷或供熱。以該半導體組件作為核心元件設計交通工具的半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)，可以通過與交通工具結(jié)構(gòu)內(nèi)表面結(jié)合，形成車內(nèi)的冷、熱輻射面，提升空間利用率。同時可替代交通工具的傳統(tǒng)對流空調(diào)系統(tǒng)組件，提高新能源電車的能源利用率，為智能車載裝置提供更多的可用空間。而輻射空調(diào)系統(tǒng)可以在冬季或夏季快速有效的升高或降低交通工具的內(nèi)表面溫度，對車內(nèi)輻射處理更迅速，能提供更舒適的交通工具內(nèi)環(huán)境，并且無吹風感和噪音。

3、經(jīng)過對相關(guān)技術(shù)的檢索，專利號為cn105109304b和cn114103590a的專利都設計了一種汽車用半導體空調(diào)系統(tǒng)，但是依舊以空氣對流的形式來進行供冷供熱不能有效提升車內(nèi)舒適性，且設計結(jié)構(gòu)沒有考慮到對半導體冷熱端進行控溫處理，能源的利用效率沒有達到最佳。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種應用于交通工具的半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)，提高對新能源電車能源的利用效率，車內(nèi)空間的利用率，以及乘員的舒適度。

2、本發(fā)明實現(xiàn)上述目的主要技術(shù)方案：

3、一種交通工具半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)，包括送風通道a1、車內(nèi)表面輻射材料層a2、車外表面輻射材料層a3、半導體組件a4、連接導線a5、送風口a6、溫濕度傳感器a7、表面溫度測量計a10、車內(nèi)新風通道b1、空氣過濾裝置b2、車內(nèi)空氣循環(huán)通道b3、送風機b4、接水盤b5、凝水管b6、翅片導熱結(jié)構(gòu)b7、排風機b8和排風通道b9。

4、送風通道a1與車內(nèi)表面輻射材料層a2的中線位置處緊密固定。送風通道a1的外側(cè)放置有溫濕度傳感器a7，且在送風通道a1與車內(nèi)表面輻射材料層a2緊密相接處的側(cè)面有多個間隔的送風口a6，送風口a6直接在送風通道a1的管身側(cè)面進行開鑿。車內(nèi)表面輻射材料層a2對應車內(nèi)側(cè)，車外表面輻射材料層a3對應車外側(cè)，二者在內(nèi)外側(cè)分別與車身緊密連接，并在二者內(nèi)部空間與多塊半導體組件a4緊緊貼附。多塊半導體組件a4之間通過連接導線a5實現(xiàn)串聯(lián)，連接導線a5串聯(lián)半導體組件a4的始末端為導線接頭a端a8、導線接頭b端a9。在車內(nèi)表面輻射材料層a2的內(nèi)表面(即與半導體組件a4相連接的表面)貼附表面溫度測量計a10。

5、車內(nèi)新風通道b1與送風通道a1相連，車內(nèi)新風通道b1內(nèi)安裝有空氣過濾裝置b2和送風機b4，并通過半導體組件a4的上下表面與排風通道b9相連接，排風通道b9內(nèi)安裝有排風機b8。車內(nèi)新風通道b1側(cè)的半導體組件a4表面的下方有接水盤b5，接水盤b5的出口與凝水管b6連接。車內(nèi)新風通道b1側(cè)和排風通道b9側(cè)的半導體組件a4表面都裝配了翅片導熱結(jié)構(gòu)b7。在空氣過濾裝置b2和送風機b4之間的車內(nèi)新風通道b1上連接車內(nèi)空氣循環(huán)通道b3。

6、所述半導體組件a4包括導熱絕緣材料a11、導電金屬材料a12、pn節(jié)a13。pn節(jié)a13通過導電金屬材料a12相互連接，導熱絕緣材料a11與pn節(jié)a13上下相接的導電金屬材料a12的外表面緊密相接，形成一個半導體組件a4。其中導熱絕緣材料a11與車內(nèi)表面輻射材料層a2和車外表面輻射材料層a3的內(nèi)表面緊密貼附，使得形成一個整體，或者，與翅片導熱結(jié)構(gòu)b7的內(nèi)表面緊密貼附。

7、所述半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)可與車身頂板形成一個整體，并且只依靠電力驅(qū)動，沒有繁重復雜的結(jié)構(gòu)。且該所訴輻射空調(diào)系統(tǒng)有車內(nèi)供冷工況運行、車內(nèi)供熱工況運行、輻射供冷供暖運行、輻射對流供冷供暖運行等多種運行模式。

8、所述半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)的供冷供暖依靠半導體組件a4實現(xiàn)。半導體組件a4分冷端和熱端，其冷端和熱端的分布受電流移動方向影響。當導線接頭a端a8接入正極，導線接頭b端a9接入負極，電流流通方向為p級到n級，此時半導體組件a4的上部為熱端、下部為冷端，即車內(nèi)表面輻射材料層a2可作為冷表面、車外表面輻射材料層a3作為熱表面。在這種運行情況下，半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)可向交通工具內(nèi)部供冷，并向外釋放熱量，對應車內(nèi)供冷工況。當導線接頭a端a8接入負極，導線接頭b端a9接入正極，電流流通方向為n級到p級，此時半導體組件a4的上部為冷端、下部為熱端，即車內(nèi)表面輻射材料層a2可作為熱表面、車外表面輻射材料層a3作為冷表面。在這種運行情況下，半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)可向交通工具內(nèi)部供熱，并向外釋放冷量，對應車內(nèi)供熱工況。車內(nèi)供冷和供熱工況運行時可通過表面溫度測量計a10監(jiān)測車內(nèi)表面輻射材料層a2的溫度變化。

9、所述半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)的除濕和新風依靠車內(nèi)新風通道b1、車內(nèi)空氣循環(huán)通道b3、送風機b4、車內(nèi)新風通道b1內(nèi)的半導體組件a4和翅片導熱結(jié)構(gòu)b7實現(xiàn)。當送風機b4打開時，新風和車內(nèi)循環(huán)風將匯合后通過半導體組件a4，對半導體組件a4進行通電，使得其新風通道側(cè)表面作為冷端，排風通道側(cè)作為熱端，可以實現(xiàn)對新風通道內(nèi)空氣的制冷除濕。

10、所述半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)的輻射和對流的實現(xiàn)依靠送風通道a1、半導體組件a4、送風口a6和車內(nèi)表面輻射材料層a2實現(xiàn)。車內(nèi)表面輻射材料層a2在供熱時會通過較高溫度表面的熱量通過輻射的形式發(fā)散到車內(nèi)空間，在供冷時通過較低溫度表面吸收車內(nèi)表面和乘員的輻射熱量。當送風通道a1通風時，可通過側(cè)面送風口a6與車內(nèi)表面輻射材料層a2的表面進行換熱后，通過對流將冷熱量送入交通工具內(nèi)部。

11、本發(fā)明的有益效果：

12、①可替代交通工具使用的傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，減輕車身負載，更加合理的利用交通工具的內(nèi)部空間，為智能化發(fā)展下的新能源交通工具提供更多智能計算模塊和其他便利工具的布置空間；

13、②相比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)對發(fā)動機運行的依賴，半導體制冷制熱效果迅速，只需通電便可快速響應，符合新能源交通工具的發(fā)展方向，減輕車身負載，提高能源的利用效果；

14、③空調(diào)以輻射為主，提高交通工具的內(nèi)部環(huán)境舒適性，并輔以對流運行模式，可應對多種外環(huán)境狀況下的車內(nèi)負荷變化以及乘員的個性化需求。

技術(shù)特征：

1.一種交通工具半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括送風通道(a1)、車內(nèi)表面輻射材料層(a2)、車外表面輻射材料層(a3)、半導體組件(a4)、連接導線(a5)、送風口(a6)、溫濕度傳感器(a7)、表面溫度測量計(a10)、車內(nèi)新風通道(b1)、空氣過濾裝置(b2)、車內(nèi)空氣循環(huán)通道(b3)、送風機(b4)、接水盤(b5)、凝水管(b6)、翅片導熱結(jié)構(gòu)(b7)、排風機(b8)和排風通道(b9)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交通工具半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)與車身頂板形成一個整體，并且只依靠電力驅(qū)動，沒有繁重復雜的結(jié)構(gòu)；所述半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)有車內(nèi)供冷工況運行、車內(nèi)供熱工況運行、輻射供冷供暖運行、輻射對流供冷供暖運行模式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交通工具半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)的供冷供暖依靠半導體組件(a4)實現(xiàn)；半導體組件(a4)分冷端和熱端，其冷端和熱端的分布受電流移動方向影響；當導線接頭a端(a8)接入正極，導線接頭b端(a9)接入負極，電流流通方向為p級到n級，此時半導體組件(a4)的上部為熱端、下部為冷端，即車內(nèi)表面輻射材料層(a2)可作為冷表面、車外表面輻射材料層(a3)作為熱表面；在這種運行情況下，半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)可向交通工具內(nèi)部供冷，并向外釋放熱量，對應車內(nèi)供冷工況；當導線接頭a端(a8)接入負極，導線接頭b端(a9)接入正極，電流流通方向為n級到p級，此時半導體組件(a4)的上部為冷端、下部為熱端，即車內(nèi)表面輻射材料層(a2)可作為熱表面、車外表面輻射材料層(a3)作為冷表面；在這種運行情況下，半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)可向交通工具內(nèi)部供熱，并向外釋放冷量，對應車內(nèi)供熱工況；車內(nèi)供冷和供熱工況運行時可通過表面溫度測量計(a10)監(jiān)測車內(nèi)表面輻射材料層(a2)的溫度變化。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交通工具半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)的除濕和新風依靠車內(nèi)新風通道(b1)、車內(nèi)空氣循環(huán)通道(b3)、送風機(b4)、車內(nèi)新風通道(b1)內(nèi)的半導體組件(a4)和翅片導熱結(jié)構(gòu)(b7)實現(xiàn)；當送風機(b4)打開時，新風和車內(nèi)循環(huán)風將匯合后通過半導體組件(a4)，對半導體組件(a4)進行通電，使得其新風通道側(cè)表面作為冷端，排風通道側(cè)作為熱端，可以實現(xiàn)對新風通道內(nèi)空氣的制冷除濕。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交通工具半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)的輻射和對流的實現(xiàn)依靠送風通道(a1)、半導體組件(a4)、送風口(a6)和車內(nèi)表面輻射材料層(a2)實現(xiàn)；車內(nèi)表面輻射材料層(a2)在供熱時會通過較高溫度表面的熱量通過輻射的形式發(fā)散到車內(nèi)空間，在供冷時通過較低溫度表面吸收車內(nèi)表面和乘員的輻射熱量；當送風通道(a1)通風時，可通過側(cè)面送風口(a6)與車內(nèi)表面輻射材料層(a2)的表面進行換熱后，通過對流將冷熱量送入交通工具內(nèi)部。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種交通工具半導體輻射空調(diào)系統(tǒng)，屬于暖通空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過對半導體冷熱端進行控溫處理，可與車身頂板形成一個整體，減輕車身負載，更加合理的利用交通工具的內(nèi)部空間，為智能化發(fā)展下的新能源交通工具提供更多智能計算模塊和其他便利工具的布置空間；相比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)對發(fā)動機運行的依賴，半導體制冷制熱效果迅速，只需通電便可快速響應，符合新能源交通工具的發(fā)展方向，減輕車身負載，提高能源的利用效果；空調(diào)以輻射為主，提高交通工具的內(nèi)部環(huán)境舒適性，并輔以對流運行模式，可應對多種外環(huán)境狀況下的車內(nèi)負荷變化以及乘員的個性化需求。

技術(shù)研發(fā)人員：唐明武,鄭新華,郭濤,吳小舟
受保護的技術(shù)使用者：大連理工大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/12