本發(fā)明涉及太陽(yáng)能綜合利用領(lǐng)域，具體為一種利用太陽(yáng)能提供冷熱源的方法。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能作為一種清潔可再生能源具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。目前，太陽(yáng)能的利用主要以光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式為主，光熱轉(zhuǎn)換就是通過(guò)太陽(yáng)光與傳熱介質(zhì)間的相互作用，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成介質(zhì)熱能，加以利用；光電轉(zhuǎn)換則是利用光電效應(yīng)把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化成電能，然后再加以利用。本發(fā)明太陽(yáng)能的利用采用光電轉(zhuǎn)換方式，即將太陽(yáng)能電池板形成的直流電能通過(guò)能量轉(zhuǎn)換、熱交換和合理布局，使其夏季提供冷源，冬季提供熱源。本發(fā)明運(yùn)動(dòng)件少，運(yùn)行平穩(wěn)，易于安裝和布置，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，為利用太陽(yáng)能提供冷熱源開(kāi)辟了一條新途徑，具有良好的實(shí)用推廣價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成直流電能，再通過(guò)適當(dāng)、可靠的方法為夏季不間斷提供冷源，為冬季不間斷提供熱源，并使其具備實(shí)用推廣價(jià)值。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

利用太陽(yáng)能發(fā)電和蓄電技術(shù)，通過(guò)太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電能，一部分直流電能在夏季供半導(dǎo)體片產(chǎn)生冷源，或在冬季直接加熱熱水提供熱源，另一部分剩余直流電能則通過(guò)蓄電池組件將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，用于冷熱負(fù)荷調(diào)峰。

利用半導(dǎo)體片降溫技術(shù)，半導(dǎo)體片基于帕爾帖效應(yīng)，在直流電的作用下，可分別在其兩端產(chǎn)生冷源和熱源，本發(fā)明夏季利用半導(dǎo)體片產(chǎn)生的冷源。

將兩組半導(dǎo)體片的吸熱端相向布置，在相向位置處設(shè)置平板式換熱器，換熱器以水為介質(zhì)，通過(guò)與半導(dǎo)體片間產(chǎn)生的冷源進(jìn)行熱交換，夏季提供冷凍水，冷凍水溫度控制在5°c至7°c。

利用循環(huán)式熱管換熱技術(shù)，將熱管換熱器的冷凝端和蒸發(fā)端分開(kāi)布置，構(gòu)成平板式熱管冷凝器和熱管蒸發(fā)器，熱管冷凝器和熱管蒸發(fā)器通過(guò)液相管路和氣相管路相連，形成閉式循環(huán)，循環(huán)動(dòng)力來(lái)自熱管蒸發(fā)器內(nèi)的毛細(xì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的抽力和液態(tài)工質(zhì)的重力。

熱管換熱器僅在夏季使用，其兩組熱管蒸發(fā)器均布置在半導(dǎo)體片的放熱端，并將放熱端溫度控制在15°c至20°c，以降低半導(dǎo)體片的吸熱端溫度，提高能量利用效率。

利用閉式冷卻塔技術(shù)，將熱管冷凝器布置在閉式冷卻塔內(nèi)，閉式冷卻塔頂部設(shè)有軸流通風(fēng)機(jī)，底部設(shè)有噴淋水泵，由智能控制器根據(jù)負(fù)荷情況自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)和水泵的運(yùn)行，達(dá)到高效換熱的目的。閉式冷卻塔僅在夏季使用。

利用電加熱技術(shù)，冬季通過(guò)直流電加熱器和交流電加熱器加熱循環(huán)水箱內(nèi)的熱水，熱水溫度控制在60°c至80°c，交流電加熱器用于彌補(bǔ)冬季直流電加熱器負(fù)荷能力的不足。本發(fā)明電加熱器僅在冬季使用。

夏季冷負(fù)荷和冬季熱負(fù)荷共用循環(huán)水泵，通過(guò)管道閥門(mén)進(jìn)行切換。

循環(huán)水泵、噴淋水泵、軸流風(fēng)機(jī)以及各類(lèi)控制閥門(mén)均采用直流供電，利用本系統(tǒng)自產(chǎn)電能。

利用智能控制技術(shù)，通過(guò)可編程智能控制器對(duì)本系統(tǒng)電壓、電流、蓄電池的充放電以及冷熱負(fù)荷參數(shù)的調(diào)節(jié)、風(fēng)機(jī)水泵的運(yùn)行等子項(xiàng)進(jìn)行智能控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種利用太陽(yáng)能提供冷熱源的方法的工藝原理圖。

圖中：1-太陽(yáng)能電池板；2-智能控制器；3-太陽(yáng)能蓄電池組件；4-熱管蒸發(fā)器；5-熱管氣相環(huán)管；6-熱管液相環(huán)管；7-熱管冷凝器；8-蒸發(fā)器隔熱箱；9-半導(dǎo)體片固定板；10-半導(dǎo)體片；11-半導(dǎo)體片導(dǎo)流板；12-冷源隔熱箱；13-閉式冷卻塔；14-軸流風(fēng)機(jī)；15-噴淋水過(guò)濾器；16-噴淋水泵；17-循環(huán)水泵；18-循環(huán)水過(guò)濾器；19-循環(huán)水箱；20-直流電加熱器；21-交流電加熱器；22-用戶熱交換器；23-循環(huán)給水管；24-循環(huán)回水管；25-補(bǔ)充水管；26-排污管；27-噴淋水管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明“一種利用太陽(yáng)能提供冷熱源的方法”進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)施案“一種利用太陽(yáng)能提供冷熱源的方法”包括太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、半導(dǎo)體降溫系統(tǒng)、熱管散熱系統(tǒng)、閉式冷卻塔系統(tǒng)、循環(huán)水換熱系統(tǒng)、電加熱系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)。

所述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板1，智能控制器2和太陽(yáng)能蓄電池組件3。本實(shí)施案通過(guò)太陽(yáng)能電池板1將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電能，一部分電能以直流電的形式直接供半導(dǎo)體片10降溫，另一部分電能則通過(guò)蓄電池組件3將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，用于負(fù)荷調(diào)峰。

所述太陽(yáng)能電池板1采用單晶硅光伏材料，太陽(yáng)能電池板1吸收太陽(yáng)光后，通過(guò)光電效應(yīng)將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成直流電能。

所述蓄電池組件3采用免維護(hù)鉛酸蓄電池，當(dāng)太陽(yáng)能電池板1無(wú)法工作時(shí)，由蓄電池組件3供直流電給負(fù)載工作。

所述半導(dǎo)體降溫系統(tǒng)包括半導(dǎo)體片10，半導(dǎo)體片導(dǎo)流板11和半導(dǎo)體片固定板9。在直流電的作用下，半導(dǎo)體片10基于帕爾帖效應(yīng)，分別在其兩端產(chǎn)生冷源和熱源，本實(shí)施案利用其冷源，半導(dǎo)體降溫系統(tǒng)僅在夏季運(yùn)行。

如圖1所示，所述半導(dǎo)體片10分兩組，每組均按n型半導(dǎo)體片和p型半導(dǎo)體片通過(guò)導(dǎo)流板11交替串接布置，并在其兩端分別設(shè)置絕緣半導(dǎo)體片固定板9。n型及p型半導(dǎo)體片的串接數(shù)量根據(jù)冷源負(fù)荷確定。

如圖1所示，所述兩組半導(dǎo)體片10的吸熱端相向布置，夏季在相向位置處產(chǎn)生冷源。

所述半導(dǎo)體降溫系統(tǒng)在冷源處設(shè)置冷源隔熱箱12，冷源隔熱箱12的保冷層采用聚氨酯發(fā)泡成型材料制成。冷源隔熱箱12內(nèi)的溫度控制在1°c至3°c。

所述冷源隔熱箱12內(nèi)的溫度通過(guò)調(diào)節(jié)電壓、電流和半導(dǎo)體片10的放熱端溫度來(lái)智能實(shí)現(xiàn)。

所述熱管散熱系統(tǒng)包括熱管蒸發(fā)器4，熱管氣相環(huán)管5，熱管液相環(huán)管6，熱管冷凝器7和蒸發(fā)器隔熱箱8，熱管散熱系統(tǒng)配合半導(dǎo)體降溫系統(tǒng)使用，僅在夏季運(yùn)行。

所述熱管散熱系統(tǒng)將熱管的冷凝端和蒸發(fā)端分開(kāi)布置，構(gòu)成平板式熱管蒸發(fā)器4和平板式熱管冷凝器7，熱管蒸發(fā)器4和熱管冷凝器7通過(guò)熱管氣相管路5和熱管液相管路6相連，形成閉式循環(huán)。

所述熱管散熱系統(tǒng)的熱管蒸發(fā)器4的底部設(shè)有由燒結(jié)材料制成的多孔毛細(xì)管，熱管工質(zhì)的循環(huán)動(dòng)力來(lái)自多孔毛細(xì)管產(chǎn)生的抽力和和液態(tài)工質(zhì)的重力。

所述熱管散熱系統(tǒng)的熱管冷凝器7布置在閉式冷卻塔13內(nèi)，其安裝位置高于熱管蒸發(fā)器4，熱管液相管路6的安裝坡度不小于5%，以利于熱管液態(tài)工質(zhì)在重力作用下回流至熱管蒸發(fā)器4蒸發(fā)吸熱。

所述熱管散熱系統(tǒng)分兩組，每組熱管蒸發(fā)器4均布置在半導(dǎo)體片10的放熱端，并與固定板9緊貼安裝，使其蒸發(fā)面正對(duì)固定板。

所述熱管散熱系統(tǒng)在熱管蒸發(fā)器4處設(shè)置蒸發(fā)器隔熱箱8，蒸發(fā)器隔熱箱8的保冷層采用聚氨酯發(fā)泡成型材料制成。

所述蒸發(fā)器隔熱箱8內(nèi)溫度控制在15°c至20°c，以降低半導(dǎo)體片的吸熱端溫度，提高能量利用效率。

所述蒸發(fā)器隔熱箱8內(nèi)的溫度通過(guò)調(diào)節(jié)閉式冷卻塔13內(nèi)的熱管冷凝器7的冷凝溫度來(lái)智能實(shí)現(xiàn)。

所述閉式冷卻塔系統(tǒng)包括閉式冷卻塔13，軸流風(fēng)機(jī)14，噴淋水過(guò)濾器15、噴淋水泵16及配套水管路系統(tǒng)。閉式冷卻塔系統(tǒng)為熱管冷凝器7降溫和控溫，僅在夏季使用。

所述軸流風(fēng)機(jī)14共設(shè)兩臺(tái)，布置在閉式冷卻塔13的頂部，采用直流供電，直流電利用本實(shí)施案自產(chǎn)電能，由智能控制器根據(jù)冷凝負(fù)荷情況，自動(dòng)控制其運(yùn)行。

所述噴淋水泵16共設(shè)兩臺(tái)，一用一備，布置在閉式冷卻塔13的底部，采用直流供電，直流電利用本實(shí)施案自產(chǎn)電能，由智能控制器根據(jù)冷凝負(fù)荷情況，自動(dòng)控制其運(yùn)行。

所述閉式冷卻塔13的底部設(shè)有接水盤(pán)及補(bǔ)水管，冷卻用噴淋水循環(huán)使用。

所述循環(huán)水換熱系統(tǒng)包括循環(huán)水泵17，循環(huán)水過(guò)濾器18，循環(huán)水箱19，用戶熱交換器22以及配套循環(huán)水管路。

所述循環(huán)水箱19頂部設(shè)有自動(dòng)排氣閥，底部設(shè)有補(bǔ)水管，采用聚氨酯發(fā)泡成型材料保溫，夏季冷凍水供、回水溫度由智能控制器根據(jù)負(fù)荷變化情況控制，供水溫度設(shè)定在5°c至7°c，回水溫度設(shè)定在7°c至12°c。

所述循環(huán)水泵17共設(shè)兩臺(tái)，一用一備，布置在循環(huán)水箱19底部，采用直流供電，直流電利用本實(shí)施案自產(chǎn)電能，由智能控制器根據(jù)負(fù)荷情況，自動(dòng)控制其運(yùn)行。

所述電加熱系統(tǒng)包括循環(huán)水箱19內(nèi)的直流電加熱器20、交流電加熱器21、冬夏季管道切換閥門(mén)以及防漏電保護(hù)裝置。本發(fā)明電加熱系統(tǒng)僅在冬季使用。

所述交流電加熱器21用于彌補(bǔ)冬季直流電加熱器20負(fù)荷能力的不足，以確保循環(huán)水箱19內(nèi)的熱水溫度控制在60°c至80°c。

所述電加熱系統(tǒng)設(shè)有防漏電保護(hù)裝置，以達(dá)到安全用電的目的。

所述智能控制系統(tǒng)包括可編程處理器、各種電子元器件以及一次測(cè)量?jī)x表，本實(shí)施案通過(guò)智能控制器2對(duì)電壓、電流、蓄電池的充放電以及冷熱負(fù)荷參數(shù)的調(diào)節(jié)、風(fēng)機(jī)水泵的運(yùn)行等子項(xiàng)進(jìn)行智能控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出諸多改進(jìn)，這些改進(jìn)和用途的擴(kuò)展也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，應(yīng)當(dāng)指出在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出諸多改進(jìn)，這些改進(jìn)和用途的擴(kuò)展也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。