本發(fā)明屬于溫度控制領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種太陽能發(fā)電與半導(dǎo)體制冷相結(jié)合的冷熱輻射系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在我國北方，冬季室外溫度非常冷，為了有個舒適的居住環(huán)境，人們通常在室內(nèi)設(shè)置爐子、暖氣、空調(diào)等取暖設(shè)備。而在我國南方，夏季室外溫度非常熱，為了有個舒適的居住環(huán)境，人們通常在室內(nèi)設(shè)置風(fēng)扇、空調(diào)等降溫設(shè)備。

現(xiàn)有技術(shù)中，不管是取暖設(shè)備還是降溫設(shè)備，所消耗的能源主要為電能，而電能是利用煤、石油、天然氣等固體、液體燃料燃燒生產(chǎn)出來的，在生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的含硫氣體、粉塵等，對環(huán)境造成污染和損害。同時，空調(diào)設(shè)備在制冷或制熱時用到的制冷劑也會對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染，還會產(chǎn)生噪音。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了至少解決現(xiàn)有技術(shù)中在制熱或制冷時存在的污染環(huán)境的問題，本發(fā)明提供了一種太陽能發(fā)電與半導(dǎo)體制冷相結(jié)合的冷熱輻射系統(tǒng)，其包括：一種太陽能發(fā)電與半導(dǎo)體制冷相結(jié)合的冷熱輻射系統(tǒng)，用于制冷或制熱以對房間內(nèi)的空氣溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，其包括：太陽能光電轉(zhuǎn)換器、半導(dǎo)體制冷裝置、蓄電池和控制器；所述太陽能光電轉(zhuǎn)換器用于將太陽能轉(zhuǎn)化成電能；所述半導(dǎo)體制冷裝置用于在由所述太陽能光電轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電能的驅(qū)動下制冷或制熱；所述蓄電池用于儲存所述太陽能光電轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電能；所述控制器與所述太陽能光電轉(zhuǎn)換器、所述蓄電池和所述半導(dǎo)體制冷裝置連接，用于控制所述太陽能光電轉(zhuǎn)換器向所述半導(dǎo)體制冷裝置和所述蓄電池輸送電能，以及控制所述蓄電池向所述半導(dǎo)體制冷裝置輸送電能。

在如上所述的冷熱輻射系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體制冷裝置包括：多組并聯(lián)連接的半導(dǎo)體制冷單元，所述半導(dǎo)體制冷單元具有：多對依次串接的熱電偶和位于所述熱電偶上、下兩端的陶瓷片，所述熱電偶由一塊n型半導(dǎo)體材料和一塊p型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)形成，由位于首端的熱電偶的一塊半導(dǎo)體材料引出的接線端作為第一接線端，由位于尾端的熱電偶的一塊半導(dǎo)體材料引出的接線端作為第二接線端。

在如上所述的冷熱輻射系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體制冷裝置還包括：轉(zhuǎn)換開關(guān)，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)的供電側(cè)端與所述控制器、所述太陽能光電轉(zhuǎn)換器和所述蓄電池連接，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)的半導(dǎo)體側(cè)端與所述第一引線端和所述第二引線端連接，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)用于切換所述半導(dǎo)體制冷單元內(nèi)的電流方向使所述半導(dǎo)體制冷單元內(nèi)的電流流向在由所述第一引線端至所述第二引線端和由所述第二引線端至所述第一引線端之間進(jìn)行切換。

在如上所述的冷熱輻射系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體制冷裝置還包括多個通斷開關(guān)，所述通斷開關(guān)連接于所述半導(dǎo)體制冷單元形成的支路上。

在如上所述的冷熱輻射系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體制冷裝置還包括：具有多組百葉窗單元的導(dǎo)風(fēng)機(jī)構(gòu)，為每組所述半導(dǎo)體制冷單元配置一組所述百葉窗單元，所述百葉窗單元包括：內(nèi)層百葉窗、外層百葉窗、內(nèi)層開度調(diào)整單元和外層開度調(diào)整單元，所述外層百葉窗的葉片軸線方向為水平方向，所述內(nèi)層百葉窗的葉片軸線方向與所述外層百葉窗的葉片軸線方向垂直，所述內(nèi)層開度調(diào)整單元與所述內(nèi)層百葉窗的葉片連接，用于調(diào)整所述內(nèi)層百葉窗的葉片的開度，所述外出開度調(diào)整單元與所述外層百葉窗的葉片連接，用于調(diào)整所述外層百葉窗的葉片的開度。

在如上所述的冷熱輻射系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體制冷裝置安裝在房間的地面下或屋頂上或側(cè)墻上。

本發(fā)明的技術(shù)方案帶來的技術(shù)效果如下：

通過利用太陽能光電轉(zhuǎn)換器吸收的太陽能產(chǎn)生的電能作為半導(dǎo)體制冷裝置的驅(qū)動能，減少了因燃燒化石燃料對環(huán)境造成的污染。采用半導(dǎo)體制冷裝置進(jìn)行制冷或制熱，使得可以不需要泵、壓縮機(jī)等運動部件，因此不存在磨損和噪聲；還可以不需要制冷劑，因此不會產(chǎn)生環(huán)境污染，也省去了復(fù)雜的傳輸管路。本系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，攜帶方便，可以根據(jù)用戶需要做成小型化，且使用維護(hù)簡單，安全性能好，可分散供電，儲能比較方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的提供的一種太陽能發(fā)電與半導(dǎo)體制冷相結(jié)合的冷熱輻射系統(tǒng)(半導(dǎo)體制冷裝置安裝在屋頂上)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的提供的另一種太陽能發(fā)電與半導(dǎo)體制冷相結(jié)合的冷熱輻射系統(tǒng)(半導(dǎo)體制冷裝置安裝在地面上)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，標(biāo)記說明如下：

1太陽能光電轉(zhuǎn)換器、2控制器、3蓄電池、41陶瓷片、42金屬導(dǎo)體、43冷端、44熱端、45第一引線端、46第二引線端、47轉(zhuǎn)換開關(guān)、5房間、6地面。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖1～2，本發(fā)明實施例提供了一種太陽能發(fā)電與半導(dǎo)體制冷相結(jié)合的冷熱輻射系統(tǒng)，用于對房間內(nèi)空氣溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)以實現(xiàn)制冷或制熱，包括：太陽能光電轉(zhuǎn)換器1、控制器2、蓄電池3和半導(dǎo)體制冷裝置。

太陽能光電轉(zhuǎn)換器1用于將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，其輸出直流電。具體地，太陽能光電轉(zhuǎn)換器1通過其太陽能電池組件將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，太陽能電池組件中的太陽能電池可以是晶體硅太陽能電池，也可以是納米晶體太陽能電池，在其他的實施例中，還可以是其他種類電池，本實施例對此不進(jìn)行限定。太陽能電池的型號可以按照半導(dǎo)體制冷裝置的容量進(jìn)行選擇。太陽能光電轉(zhuǎn)換器1轉(zhuǎn)化的電能一部分直接供給半導(dǎo)體制冷裝置，另一部分進(jìn)入蓄電池3儲存，以供陰天或晚上使用，以便本系統(tǒng)可以全天候正常運行。實際使用中，太陽能光電轉(zhuǎn)換器1可以安裝在房間5外，位于屋頂上。

半導(dǎo)體制冷裝置用于制冷或制熱，其驅(qū)動電能來自于太陽能光電轉(zhuǎn)換器1產(chǎn)生的電能，工作原理是帕爾貼效應(yīng)。具體地，半導(dǎo)體制冷裝置包括：半導(dǎo)體制冷單元，其具有多對依次串接的熱電偶以及位于熱電偶上、下兩端的陶瓷片41，熱電偶由一塊n型半導(dǎo)體材料和一塊p型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成，每對熱電偶之間通過金屬導(dǎo)體42串聯(lián)連接。在圖1中，有4對熱電偶，半導(dǎo)體制冷單元的第一引線端45(位于半導(dǎo)體制冷單元的左側(cè))為正極，第二引線端46(位于半導(dǎo)體制冷單元的右側(cè))為負(fù)極時，上面接頭的電流方向是n→p，溫度降低，并且吸熱，形成冷端43；下面接頭的電流方向是p→n，溫度上升，并且放熱，形成熱端44。實際中，借助各種傳熱器件，使半導(dǎo)體制冷單元的熱端44不斷散熱，并保持一定的溫度，把半導(dǎo)體制冷單元的冷端43放到工作環(huán)境中去吸熱，產(chǎn)生低溫，這就是半導(dǎo)體制冷的工作原理。實際使用中，半導(dǎo)體制冷裝置制成板狀，可以安裝在房間5的地面6下或吊頂上或側(cè)墻上。

蓄電池3用于把太陽能光電轉(zhuǎn)換器1輸出的能量儲存起來，以備太陽能光電轉(zhuǎn)換器1沒有輸出的時候使用，從而使本系統(tǒng)達(dá)到全天候的運行。蓄電池3儲存的能量可以是太陽能光電轉(zhuǎn)換器1輸出的部分能量，而太陽能光電轉(zhuǎn)換器1輸出的另一部分能量輸送給半導(dǎo)體制冷裝置；還可以是太陽能光電轉(zhuǎn)換器1輸出的全部能量，此時半導(dǎo)體制冷裝置停止工作，既未處于制冷狀態(tài)也未處于制熱狀態(tài)。

控制器2用于控制太陽能光電轉(zhuǎn)換器1向半導(dǎo)體制冷裝置和蓄電池3輸送電能，以及控制蓄電池3向半導(dǎo)體制冷裝置輸送電能。具體而言，控制器2的第一輸入端與太陽能光電轉(zhuǎn)換器1的正極端連接，第一輸出端與半導(dǎo)體制冷裝置的第一引線端45連接，第二輸出端與蓄電池3的正極端連接，太陽能光電轉(zhuǎn)換器1的負(fù)極端與半導(dǎo)體制冷裝置的第二引線端46和蓄電池3的負(fù)極端連接以實現(xiàn)將太陽能光電轉(zhuǎn)換器1產(chǎn)生的電能分別輸送至半導(dǎo)體制冷裝置和蓄電池3；控制器2的第二輸入端與蓄電池3的正極端連接，蓄電池3的負(fù)極端與半導(dǎo)體制冷裝置的第二引線端46連接以使蓄電池向為半導(dǎo)體制冷裝置提供驅(qū)動電能。應(yīng)用時，在控制器2的控制下，本系統(tǒng)的能量傳輸可以始終處于最佳匹配狀態(tài)?？刂破?會對蓄電池3的過充、過放進(jìn)行控制。關(guān)于控制器2控制半導(dǎo)體制冷裝置的電能是直接來自于太陽能光電轉(zhuǎn)換器1還是直接來自于蓄電池的具體方式可以參見相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)。圖1～2中，當(dāng)?shù)谝灰€端為正極，第二引線端為負(fù)極時，半導(dǎo)體制冷裝置為制冷狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝灰€端為負(fù)極，第二引線端為正極時，半導(dǎo)體制冷裝置為制熱狀態(tài)。

本發(fā)明通過利用太陽能光電轉(zhuǎn)換器1吸收的太陽能產(chǎn)生的電能作為半導(dǎo)體制冷裝置的驅(qū)動能，減少了因燃燒化石燃料對環(huán)境造成的污染。采用半導(dǎo)體制冷裝置進(jìn)行制冷或制熱，使得可以不需要泵、壓縮機(jī)等運動部件，因此不存在磨損和噪聲；還可以不需要制冷劑，因此不會產(chǎn)生環(huán)境污染，也省去了復(fù)雜的傳輸管路。本系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，攜帶方便，可以根據(jù)用戶需要做成小型化，且使用維護(hù)簡單，安全性能好，可分散供電，儲能比較方便。

參見圖2，為了在夏季實現(xiàn)制冷，在冬季實現(xiàn)制熱，半導(dǎo)體制冷裝置還包括轉(zhuǎn)換開關(guān)47，其用于切換半導(dǎo)體制冷裝置內(nèi)的電流方向，使得半導(dǎo)體制冷裝置在制冷狀態(tài)和制熱狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。具體地，轉(zhuǎn)換開關(guān)47的供電側(cè)輸入端與控制器2的第一輸出端連接，供電側(cè)輸出端與太陽能光電轉(zhuǎn)換器1的負(fù)極端和蓄電池3的負(fù)極端連接；轉(zhuǎn)換開關(guān)47的半導(dǎo)體側(cè)第一端與半導(dǎo)體制冷裝置的第一引線端45連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)47的半導(dǎo)體側(cè)第二端與半導(dǎo)體制冷裝置的第二引線端46連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)47的供電側(cè)輸入端與半導(dǎo)體側(cè)第一端和半導(dǎo)體側(cè)第二端中的一個連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)的供電側(cè)輸出端與半導(dǎo)體側(cè)第一端和半導(dǎo)體側(cè)第二端中的另一個連接，從而可以使半導(dǎo)體制冷裝置的第一引線端45為正極、第二引線端46為負(fù)極，或第一引線端45為負(fù)極、第二引線端46為正極。僅通過轉(zhuǎn)換開關(guān)47的切換，實現(xiàn)本系統(tǒng)制冷狀態(tài)與制熱狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，使得具有雙狀態(tài)的本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)便于操作。

為了便于調(diào)節(jié)房間內(nèi)溫度，半導(dǎo)體制冷裝置還包括多個與控制器2連接的通斷開關(guān)，半導(dǎo)體制冷單元的數(shù)量為多組，多組半導(dǎo)體制冷單元之間相互并聯(lián)連接，使得每組半導(dǎo)體制冷單元形成一個支路，每組半導(dǎo)體制冷單元形成的支路上設(shè)有一通斷開關(guān)。控制器2根據(jù)由室內(nèi)傳感器測得的室內(nèi)溫度通過接通或斷開該開關(guān)，控制半導(dǎo)體制冷單元通電的組數(shù)，從而可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)房間內(nèi)溫度。

房間內(nèi)的溫度經(jīng)調(diào)節(jié)后，由于人們所處房間的位置不同，對溫度的感覺也會不同，如：有的地方人們感覺溫度舒適，而有的地方人們感覺溫度稍冷，在另外的地方人們感覺溫度稍熱。為了提高溫度的均勻性，提高人們的舒適度，半導(dǎo)體制冷裝置還包括：具有多組百葉窗單元的導(dǎo)風(fēng)機(jī)構(gòu)，為每組半導(dǎo)體制冷單元配置一組百葉窗單元，每組百葉窗單元包括內(nèi)層百葉窗和外層百葉窗，在豎直狀態(tài)下，外層百葉窗的葉片軸線方向為水平方向，內(nèi)層百葉窗的葉片軸線方向與外層百葉窗的軸線方向垂直。為內(nèi)層百葉窗和外出百葉窗的葉片分別配置開度調(diào)整單元，通過百葉窗單元的開度調(diào)整單元可以調(diào)節(jié)葉片的開度，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)冷量或熱量的輻射方向。另外處在同一房間內(nèi)的人們有的喜好溫度涼一點，有的人喜好溫度熱一點，在導(dǎo)風(fēng)機(jī)構(gòu)的作用下還可以滿足人們對溫度細(xì)微差別的需求，通過調(diào)節(jié)不同組半導(dǎo)體制冷單元對應(yīng)的百葉窗單元的葉片的開度，改變冷量或熱量的輻射方向。工作時，開度調(diào)整單元的驅(qū)動能可以為來自于太陽能光電轉(zhuǎn)換器1或蓄電池的電能。

分析可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：

通過利用太陽能光電轉(zhuǎn)換器1吸收的太陽能產(chǎn)生的電能作為半導(dǎo)體制冷裝置的驅(qū)動能，減少了因燃燒化石燃料對環(huán)境造成的污染。采用半導(dǎo)體制冷裝置進(jìn)行制冷或制熱，使得可以不需要泵、壓縮機(jī)等運動部件，因此不存在磨損和噪聲；還可以不需要制冷劑，因此不會產(chǎn)生環(huán)境污染，也省去了復(fù)雜的傳輸管路。本系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，攜帶方便，可以根據(jù)用戶需要做成小型化，且使用維護(hù)簡單，安全性能好，可分散供電，儲能比較方便。

由技術(shù)常識可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。