本實用新型屬于制冷裝置領(lǐng)域，具體涉及基于相變蓄冷和半導(dǎo)體制冷的太陽能小屋。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體制冷片相當(dāng)于一個熱傳遞的工具，當(dāng)一塊P型半導(dǎo)體材料和一塊N型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成的熱電偶對中有電流通過時，兩端之間就會產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)移，熱量就會從一端轉(zhuǎn)移到另一端，從而產(chǎn)生溫差形成冷熱端。但是由于半導(dǎo)體自身存在電阻，當(dāng)電流經(jīng)過半導(dǎo)體時就會產(chǎn)生熱量，從而會影響熱傳遞。兩個極板之間的熱量也會在半導(dǎo)體內(nèi)部進行逆向熱傳遞或散失在空氣中。當(dāng)冷熱端達到一定溫差，這兩種熱傳遞的量相等時，就會達到一個平衡點使得正逆向熱傳遞相互抵消，此時冷熱端的溫度就不會繼續(xù)發(fā)生變化。在實際應(yīng)用中，可以在制冷片冷熱兩端加裝散熱片和風(fēng)扇提高制冷制熱的效率。

在半導(dǎo)體制冷逐步應(yīng)用于冰箱，元器件(如CPU)制冷等方面之后，人們開始更多地考慮將其應(yīng)用于椅子和床等可以給人們帶去舒適感的產(chǎn)品之中，不同樣式的制冷椅，制冷床也被研究人員們設(shè)計出來。由于密度的原因，冷空氣自然向下，熱空氣自然向上，目前已經(jīng)設(shè)計出的制冷椅或者制冷床需要加裝一些特殊的裝置或者結(jié)構(gòu)將冷量送至椅面或者床面，這會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的復(fù)雜以及更多的能量消耗。半導(dǎo)體的制冷效率目前還比較低，研究水平還局限于半導(dǎo)體制冷的材料,最大制冷量和最大制冷效率。

相變儲熱利用材料的相變潛熱來實現(xiàn)能量的儲存和利用，是緩解能量供求雙方在時間、強度及地點上不匹配的有效方式。根據(jù)相變形式的不同，相變材料可分為固-固相變、固-液相變、固-氣相變和液-氣相變這四類，可以依據(jù)不同的研究背景靈活選擇。

太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率低于20％，發(fā)電量十分有限，如何合理利用這一部分電能也有待解決。倘若無法有效地利用，便會增大所需求的太陽能板面積，進一步造成鋪設(shè)太陽能板的困難或者需要鋪設(shè)性能更為良好的太陽能電池板，使得產(chǎn)品的經(jīng)濟性降低。除此之外光電轉(zhuǎn)換效率隨著板面溫度的升高效率還會進一步地降低。研究表明當(dāng)溫度每升高一度，太陽能電池板的輸出功率下降大約0.7％。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種基于相變蓄冷和半導(dǎo)體制冷的太陽能小屋，夜間儲存冷量，白天釋放冷量，從而達到節(jié)能減排的目的。

為了達到上述目的，本實用新型包括小屋構(gòu)架，小屋的屋頂面上設(shè)置有相變蓄冷裝置，相變蓄冷裝置上設(shè)置有連接蓄電池的太陽能板；

所述相變蓄冷裝置包括呈回型的冷端風(fēng)道，冷端風(fēng)道上部設(shè)置有熱端風(fēng)道，冷端風(fēng)道的首端為通入外界的第一進出風(fēng)口，末端為通入小屋內(nèi)的第二進出風(fēng)口，第一進出風(fēng)口和第二進出風(fēng)口上均設(shè)置有用于改變冷端風(fēng)道內(nèi)風(fēng)流通情況的葉片，冷端風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有若干組裝有相變蓄冷劑的翅片管，相鄰的翅片管通過膠皮管連通，每組翅片管首端設(shè)置有具有散熱風(fēng)扇的半導(dǎo)體制冷片組，散熱風(fēng)扇置于熱端風(fēng)道內(nèi)。

所述太陽能板下方設(shè)置有蛇管，蛇管通過管道與冷端風(fēng)道連接。

所述半導(dǎo)體制冷片組包括固定在冷端風(fēng)道上的第一扇熱翅片，以及置于冷端風(fēng)道內(nèi)的第二散熱翅片，第二散熱翅片與第一扇熱翅片間設(shè)置有半導(dǎo)體制冷片，第一扇熱翅片上設(shè)置有散熱風(fēng)扇，第一扇熱翅片和散熱風(fēng)扇置于熱端風(fēng)道內(nèi)。

所述熱端風(fēng)道通過連接管連接小屋的下部。

所述熱端風(fēng)道上設(shè)置有蓋板。

所述冷端風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有若干風(fēng)道內(nèi)風(fēng)扇。

所述散熱風(fēng)扇為抽風(fēng)型風(fēng)扇。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過葉片調(diào)節(jié)冷端風(fēng)道與外界是否連通，并通過半導(dǎo)體制冷片組與熱端風(fēng)道配合，對小屋內(nèi)的溫度進行調(diào)節(jié)，該小屋主要利用來自夜間的冷量和白天太陽能電池產(chǎn)生并儲存在蓄電池的電能使相變蓄冷介質(zhì)凝固，此時太陽能電池板頂蓋打開加快半導(dǎo)體制冷片熱端的散熱。在白天通過通風(fēng)使得蓄冷劑融化，對風(fēng)進行降溫以達到吹冷風(fēng)制冷的效果；該小屋結(jié)構(gòu)也可用于冬季制熱，此時冷端風(fēng)道、熱端風(fēng)道中的風(fēng)向與小屋內(nèi)制冷相反，將熱端風(fēng)道中的熱量對風(fēng)進行升溫以達到吹風(fēng)制熱的目的，與此同時，將多余熱量輸送至冷端風(fēng)道進行升溫，保證較高的制熱效率。

進一步的，本實用新型冷端風(fēng)道與蛇管相連，使冷風(fēng)道中的部分冷量流入太陽能電池板底部鋪設(shè)的蛇管中對太陽能底板降溫，提高發(fā)電的效率。

進一步的，本實用新型連接管設(shè)置在小屋下部，能夠使熱空氣從連接管進入熱端風(fēng)道中，提高制冷和制熱效率。

進一步的，本實用新型的冷端風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有若干冷端風(fēng)道風(fēng)扇，能夠加快空氣在冷端風(fēng)道中的流速，提高制冷效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型相變蓄冷裝置的示意圖；

圖3為本實用新型半導(dǎo)體制冷片組的示意圖；

圖4為本實用新型制冷時或夜間空氣進入冷端風(fēng)道的冷端風(fēng)道風(fēng)向示意圖；

圖5為本實用新型夜間空氣進入冷端風(fēng)道后使相變蓄冷劑凝固時的冷端風(fēng)道風(fēng)向示意圖；

其中，1、太陽能板；2、蛇管；3、蓋板；4、熱端風(fēng)道；5、冷端風(fēng)道；6、屋頂面；7、小屋構(gòu)架；8、連接管；9、蓄電池；10、第一進出風(fēng)口；11、葉片；12、半導(dǎo)體制冷片組；13、翅片管；14、膠皮管；15、風(fēng)道內(nèi)風(fēng)扇；16、管道；17、第二進出風(fēng)口；18、散熱風(fēng)扇；19、第一散熱翅片；20、半導(dǎo)體制冷片；21、第二散熱翅片。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。

參見圖1、圖2和圖3，本實用新型包括小屋構(gòu)架7，小屋的屋頂面6上設(shè)置有相變蓄冷裝置，相變蓄冷裝置上設(shè)置有連接蓄電池9的太陽能板1，太陽能板1下方設(shè)置有蛇管2；

相變蓄冷裝置包括呈回型的冷端風(fēng)道5，冷端風(fēng)道5通過管道16與蛇管2連接，冷端風(fēng)道5上部設(shè)置有熱端風(fēng)道4，熱端風(fēng)道4通過連接管8連接小屋的下部，熱端風(fēng)道4上設(shè)置有蓋板3，冷端風(fēng)道5的首端為通入外界的第一進出風(fēng)口10，末端為通入小屋內(nèi)的第二進出風(fēng)口17，第一進出風(fēng)口10和第二進出風(fēng)口17上均設(shè)置有用于改變冷端風(fēng)道內(nèi)風(fēng)流通情況的葉片11，冷端風(fēng)道5內(nèi)設(shè)置有若干組裝有相變蓄冷劑的翅片管13和若干風(fēng)道內(nèi)風(fēng)扇15，相鄰的翅片管13通過膠皮管14連通，每組翅片管13首端設(shè)置有具有散熱風(fēng)扇18的半導(dǎo)體制冷片組12，散熱風(fēng)扇18置于熱端風(fēng)道4內(nèi)。

半導(dǎo)體制冷片組12包括固定在冷端風(fēng)道5上的第一扇熱翅片19，以及置于冷端風(fēng)道5內(nèi)的第二散熱翅片21，第二散熱翅片21與第一扇熱翅片19間設(shè)置有半導(dǎo)體制冷片20，第一扇熱翅片19上設(shè)置有散熱風(fēng)扇18，第一扇熱翅片19和散熱風(fēng)扇18置于熱端風(fēng)道4內(nèi)。

優(yōu)選的，散熱風(fēng)扇18為抽風(fēng)型風(fēng)扇。

參見圖4和圖5，夏季中小屋的制冷工作情況，具體如下：假設(shè)所在地區(qū)一天內(nèi)最低溫度為凌晨兩點。凌晨兩點時，先讓外界空氣通過第一進出風(fēng)口10充分通入冷端風(fēng)道5中，然后葉片11從縱向轉(zhuǎn)動至橫向，使冷端風(fēng)道5相對外界為封閉空間，空氣在冷端風(fēng)道5內(nèi)循環(huán)流動，流動情況如圖5所示，若溫度達不到相變蓄冷劑凝固點以下，則開啟半導(dǎo)體制冷片組12使其工作，利用白天太陽能板1儲存在蓄電池9中的電量將空氣進一步制冷，使翅片管13內(nèi)的相變蓄冷劑冷卻凝固，保溫。

太陽升起后，太陽能板1開始發(fā)電，并將電能儲存在蓄電池9中。

一天中需要進行室內(nèi)制冷時，將冷端風(fēng)道5內(nèi)葉片11從橫向變?yōu)榭v向，同時開啟風(fēng)道內(nèi)風(fēng)扇15，使冷端風(fēng)道5內(nèi)空氣流通情況如圖4所示，外界空氣被冷端風(fēng)道5內(nèi)部的半導(dǎo)體制冷片組12和裝有相變蓄冷劑的翅片管13冷卻后吹入小屋構(gòu)架7內(nèi)部，同時小屋內(nèi)底部部分空氣通過連接管8流入半導(dǎo)體制冷片的熱端風(fēng)道4將多余冷量用于熱端散熱，提高半導(dǎo)體制冷片20冷端制冷效果。半導(dǎo)體制冷片20熱端風(fēng)道上方蓋板3打開，加裝在散熱翅片19上方的散熱風(fēng)扇18加速熱端的散熱，提高制冷效果。

冷端風(fēng)道5內(nèi)一部分冷空氣流入位于太陽能板1下方的蛇管2中，使太陽能板1降溫提高太陽能板發(fā)電效率。

若小屋構(gòu)架7內(nèi)的制冷量不夠，可以同時開啟半導(dǎo)體制冷片及其附件12使其工作，使冷端風(fēng)道5中流動的空氣進一步降溫后再吹入小屋構(gòu)架7中。

冬季中小屋的制熱工作情況，具體如下：將太陽能板1發(fā)出的電能儲存在蓄電池9中。需要進行小屋內(nèi)制熱時，先將半導(dǎo)體制冷片熱端風(fēng)道上方蓋板3蓋在熱端風(fēng)道4上，利用儲存在蓄電池9中的電量使半導(dǎo)體制冷片組12工作，外界空氣經(jīng)熱端風(fēng)道伸出蓋板部分進入熱端風(fēng)道4中，半導(dǎo)體制冷片20熱端粘連散熱翅片19使空氣升溫后通過位于小屋內(nèi)下部的一個熱端風(fēng)道與小屋內(nèi)部連接管8流入小屋構(gòu)架7中。同時小屋內(nèi)頂部空氣通過第二進出風(fēng)口17流入半導(dǎo)體制冷片冷端風(fēng)道5將多余熱量用于加熱半導(dǎo)體制冷片冷端，提高半導(dǎo)體制冷片熱端制熱效果。