CN112594816A - 一种采用半导体热管技术的被动房能源环境机 - Google Patents

一种采用半导体热管技术的被动房能源环境机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种采用半导体热管技术的被动房能源环境机，包括钣金框架，钣金框架内从左至右依次设置空气‑空气交换器和半导体热管模块，钣金框架内还设置隔板，隔板包括第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板、第五隔板、第六隔板和第七隔板，第二隔板上设置新风机，钣金框架内壁一端设置送风机，钣金框架内壁另一端设置排风机，钣金框架外壁设置控制单元，排风机上设置排风口，排风口上设置排放阀，第一隔板上设置空调单元，第六空间内设置过滤件，钣金框架外壁设置新风管道，新风管道上设置新风阀。本发明的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，在制热模式下，效率高达1.5左右，节能效果显著，在低环境温度下高效可靠运行。

Description

一种采用半导体热管技术的被动房能源环境机
技术领域
本发明涉及换新风装置及半导体热管技术领域，尤其涉及一种采用半导体热管技术的被动房能源环境机。
背景技术
“被动房”，是指通过充分利各种可再生能源及自然能源，通过高隔热隔音、高密封性的建筑外墙，使年采暖消耗的一次能源不超过120千瓦/（平米*年）的房屋，但因其需要通风换气且有能量损失，故被动房需要一套既有通风换气功能又可制冷和制热的设备。
换新风装置，根据房间的PM2.5或CO2等需求，通过排风设备及被动式住宅的大气压差，进入空气-空气全热换热器，使排风和新风在换热器内进行热湿交换，进而降低能耗。
风管式空调根据卡诺循环原理制取空调冷风或热风，再通过送风机送到各末端设备，实现室内温度的控制。
为了防止进新风时全热交换器结冰及温差过大引起人体不适，目前常见的多为电辅加热或通过加长新风管道（如穿过地下室、地埋管等），电辅加热能效一般在80%左右，而加长新风管道一则施工成本和难度增加，二则风阻增加后风机功耗增加且受被动房建筑本身所限，难以推广。
半导体制冷又称热电制冷或温差制冷，是利用帕尔贴效应，给制冷芯片的两极通以直流电而在两极分别产生吸热和放热效应，通过改变电流方向则吸热和放热效应反转。半导体制冷效率一般不高（约0.4~0.6），但制热效率很高，永远大于1，约在1.5左右），使用一个半导体制冷芯片就可以代替分立的加热和制冷***。
热管，依靠自身内部工作液体相变来实现传导传热，保证热管正常工作的主要条件是蒸发端和冷凝端之间必须有存在较大温差，在北方寒冷地区，冬季室内（室内温度约20~24℃）、室外（室外温度约-10~-25℃）温差较大，有时甚至达到40℃以上，为热管使用提供了基本条件。
被动房因其能耗极低而舒适性极佳在国内得以大量应用推广，如能提供一种设备，既能满足客户的室内空气品质，又能满足被动房低能耗的需求，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种采用半导体热管技术的被动房能源环境机，提供现场施工简单，可用于室外环温较低，可在换新风时降低能耗。本发明采用的技术方案是：
一种采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其中，包括钣金框架，所述钣金框架内从左至右依次设置空气-空气交换器和半导体热管模块，所述钣金框架内还设置隔板，所述隔板包括第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板、第五隔板、第六隔板和第七隔板，所述第一隔板、第二隔板、第五隔板和钣金框架内壁围成第一空间，所述第二隔板、第三隔板和钣金框架内壁围成第二空间，所述第三隔板、第四隔板和钣金框架内壁围成第三空间，所述第四隔板、第七隔板和钣金框架内壁围成第四空间，所述第五隔板、第六隔板和钣金框架内壁围成第五空间，所述第六隔板、第七隔板和钣金框架内壁围成第六空间，所述第二隔板上设置新风机，所述钣金框架内壁一端设置送风机，所述钣金框架内壁另一端设置排风机，所述钣金框架外壁设置控制单元，所述排风机上设置排风口，所述排风口上设置排放阀，所述第一隔板上设置空调单元，所述第六空间内设置过滤件，所述钣金框架外壁设置新风管道，所述新风管道上设置新风阀，所述半导体热管模块通过控制单元控制，所述钣金框架内壁设置保温层。
优选的是，所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其中，所述第二隔板的形状为L型。
优选的是，所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其中，所述钣金框架从左至右依次设置第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板，所述第一隔板两端设置在钣金框架内壁两侧，所述第三隔板设置在空气-空气交换器上端和钣金框架之间，所述第五隔板设置在空气-空气交换器下端和钣金框架之间，所述第四隔板设置在半导体热管模块上端和钣金框架之间，所述第六隔板设置在半导体热管模块下端和钣金框架之间，所述第七隔板设置在半导体热管模块侧壁和钣金框架内壁之间。
优选的是，所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其中，所述半导体热管模块包括第一热管、和第一热管一端连接的半导体制冷芯片、和半导体制冷芯片另一端连接的第二热管。
优选的是，所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其中，所述第一热管和第二热管均为翅片管式换热器或铝板式换热器。
优选的是，所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其中，所述半导体制冷芯片为单片式热电堆或叠片式热电堆。
优选的是，所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其中，所述空气-空气交换器为全热交换芯块或显热交换芯块。
优选的是，所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其中，所述排风机和新风机均为EC离心风机。
本发明的优点在于：本发明的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，虽然半导体热管模块制冷效率低，制冷效率为0.4-0.6，但在制热模式下，其效率高达1.5左右，远超电辅加热0.8左右的换热效率，节能效果显著，并可在低环境温度下高效可靠运行。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明半导体热管模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1-2所示，本实施例提供一种采用半导体热管技术的被动房能源环境机，包括钣金框架9，所述钣金框架9内从左至右依次设置空气-空气交换器1和半导体热管模块2，所述钣金框架9内还设置隔板10，所述隔板10包括第一隔板101、第二隔板102、第三隔板103、第四隔板104、第五隔板105、第六隔板106和第七隔板107，所述第一隔板101、第二隔板102、第五隔板105和钣金框架9内壁围成第一空间11，所述第二隔板102、第三隔板103和钣金框架9内壁围成第二空间12，所述第三隔板103、第四隔板104和钣金框架9内壁围成第三空间13，所述第四隔板104、第七隔板107和钣金框架9内壁围成第四空间14，所述第五隔板105、第六隔板106和钣金框架9内壁围成第五空间15，所述第六隔板106、第七隔板107和钣金框架9内壁围成第六空间16，所述第二隔板102上设置新风机5，所述钣金框架9内壁一端设置送风机6，所述钣金框架9内壁另一端设置排风机4，所述钣金框架9外壁设置控制单元3，所述排风机4上设置排风口，所述排风口上设置排放阀7，所述第一隔板101上设置空调单元17，所述第六空间16内设置过滤件18，所述钣金框架9外壁设置新风管道，所述新风管道上设置新风阀8，所述半导体热管模块2通过控制单元3控制，所述钣金框架9内壁设置保温层，保温层的材质为橡塑海绵，空调单元17包括室内机和室外机，配合实现制冷或制热功能。
其中，所述第二隔板102的形状为L型。
其中，所述钣金框架9从左至右依次设置第一隔板10、第二隔板102、第三隔板103、第四隔板104，所述第一隔板101两端设置在钣金框架9内壁两侧，所述第三隔板103设置在空气-空气交换器1上端和钣金框架9之间，所述第五隔板105设置在空气-空气交换器1下端和钣金框架9之间，所述第四隔板104设置在半导体热管模块2上端和钣金框架9之间，所述第六隔板106设置在半导体热管模块2下端和钣金框架9之间，所述第七隔板107设置在半导体热管模块2侧壁和钣金框架9内壁之间。
其中，所述半导体热管模块2包括第一热管2-1、和第一热管2-1一端连接的半导体制冷芯片2-2、和半导体制冷芯片2-2另一端连接的第二热管2-3。
其中，所述第一热管2-1和第二热管2-3均为翅片管式换热器或铝板式换热器。
其中，所述半导体制冷芯片2-2为单片式热电堆或叠片式热电堆。
其中，所述空气-空气交换器1为全热交换芯块或显热交换芯块。
其中，所述排风机4和新风机5均为EC离心风机。
所述半导体热管模块2安装在第二隔板102上，并通过第四隔板四104、第六隔板106形成气流通道，确保从室外进来的新风和从室内排出的排风全部通过半导体热管模块2。
空调单元安装在钣金框架9上，通过第一隔板101确保气流全部通过空调单元。
第一热管2-1和第二热管2-3为采用环保制冷剂作为其工作介质的翅片管式换热器或铝板式换热器本发明可在低环境温度下高效可靠运行。
本发明的工作过程：
（1）常温如有换新风需求时，由控制单元3检测室外环境温度和室内环境温度，当两者相差小于某值（可设）时，半导体热管模块不工作，新风阀6、排风阀7打开，送风机6、新风机5、排风机4依次启动，满足新风需求后，机组停机；
（2）低温如有换新风需求时，由控制单元3检测室外环境温度和室内环境温度，当两者相差大于某值（可设）时，半导体热管模块启动制热运行，新风阀6、排风阀7打开，送风机6、新风机5、排风机4依次启动，半导体热管模块在新风侧放热，排风侧吸热满足新风需求后，机组停机。
本发明的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，虽然半导体热管模块制冷效率低，制冷效率为0.4-0.6，但在制热模式下，其效率高达1.5左右，远超电辅加热0.8左右的换热效率，节能效果显著，并可在低环境温度下高效可靠运行。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其特征在于，包括钣金框架（9），所述钣金框架（9）内从左至右依次设置空气-空气交换器（1）和半导体热管模块(2)，所述钣金框架（9）内还设置隔板（10），所述隔板（10）包括第一隔板（101）、第二隔板（102）、第三隔板（103）、第四隔板（104）、第五隔板（105）、第六隔板（106）和第七隔板（107），所述第一隔板（101）、第二隔板（102）、第五隔板（105）和钣金框架（9）内壁围成第一空间（11），所述第二隔板（102）、第三隔板（103）和钣金框架（9）内壁围成第二空间（12），所述第三隔板（103）、第四隔板（104）和钣金框架（9）内壁围成第三空间（13），所述第四隔板（104）、第七隔板（107）和钣金框架（9）内壁围成第四空间（14），所述第五隔板（105）、第六隔板（106）和钣金框架（9）内壁围成第五空间（15），所述第六隔板（106）、第七隔板（107）和钣金框架（9）内壁围成第六空间（16），所述第二隔板（102）上设置新风机（5），所述钣金框架（9）内壁一端设置送风机（6），所述钣金框架（9）内壁另一端设置排风机（4），所述钣金框架（9）外壁设置控制单元（3），所述排风机（4）上设置排风口，所述排风口上设置排放阀（7），所述第一隔板（101）上设置空调单元（17），所述第六空间（16）内设置过滤件（18），所述钣金框架（9）外壁设置新风管道，所述新风管道上设置新风阀（8），所述半导体热管模块（2）通过控制单元（3）控制，所述钣金框架（9）内壁设置保温层。
2.如权利要求1所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其特征在于，所述第二隔板（102）的形状为L型。
3.如权利要求1所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其特征在于，所述钣金框架（9）从左至右依次设置第一隔板（101）、第二隔板（102）、第三隔板（103）、第四隔板（104），所述第一隔板（101）两端设置在钣金框架（9）内壁两侧，所述第三隔板（103）设置在空气-空气交换器（1）上端和钣金框架（9）之间，所述第五隔板（105）设置在空气-空气交换器（1）下端和钣金框架（9）之间，所述第四隔板（104）设置在半导体热管模块(2)上端和钣金框架（9）之间，所述第六隔板（106）设置在半导体热管模块(2)下端和钣金框架（9）之间，所述第七隔板（107）设置在半导体热管模块(2)侧壁和钣金框架（9）内壁之间。
4.如权利要求1所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其特征在于，所述半导体热管模块（2）包括第一热管（2-1）、和第一热管（2-1）一端连接的半导体制冷芯片（2-2）、和半导体制冷芯片（2-2）另一端连接的第二热管（2-3）。
5.如权利要求4所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其特征在于，所述第一热管（2-1）和第二热管（2-3）均为翅片管式换热器或铝板式换热器。
6.如权利要求4所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其特征在于，所述半导体制冷芯片（2-2）为单片式热电堆或叠片式热电堆。
7.如权利要求1所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其特征在于，所述空气-空气交换器（1）为全热交换芯块或显热交换芯块。
8.如权利要求1所述的采用半导体热管技术的被动房能源环境机，其特征在于，所述排风机（4）和新风机（5）均为EC离心风机。
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