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太阳能辅助供热与制冷系统的设计与优化在全球温室气体排放问题日益严重的背景下，太阳能作为一种清洁、可再生的能源受到越来越多的关注。
太阳能供热与制冷系统作为太阳能利用的重要技术之一，在实现节能减排、保护环境方面具有重要的意义。
本文将对太阳能辅助供热与制冷系统的设计与优化进行深入研究，以期为相关领域的研究与应用提供参考和借鉴。
一、太阳能辅助供热与制冷系统的原理太阳能辅助供热与制冷系统是指通过太阳能集热器收集太阳能，通过热泵等设备进行转换和利用，为建筑物提供供热和制冷服务的系统。
其工作原理主要包括太阳能的收集、转换、储存和利用等几个方面。
首先是太阳能的收集。
太阳能集热器是太阳能辅助供热与制冷系统中的重要组成部分，其作用是将太阳辐射能转换为热能。
常见的太阳能集热器包括平板式太阳能集热器、真空管式太阳能集热器等。
平板式太阳能集热器通过吸收板将太阳辐射转换为热能，而真空管式太阳能集热器则利用真空管内的热传导和对流来实现能量的转换。
接下来是能量的转换。
太阳能被太阳能集热器吸收后，会升高集热器内的工质（如水、空气等）的温度。
这时，热泵等设备开始发挥作用，将高温工质的热能转换为供热或制冷用的能量。
通过循环流动，能够持续地为建筑物提供热量或冷量。
此外，系统中还需要储能装置来存储太阳能的热量。
常见的储能装置包括热水储罐、蓄热罐等。
这些储能装置能够在晴天将多余的太阳能热量储存起来，在阴雨天或夜间使用，保证系统的持续供热和制冷。
最后就是能量的利用。
通过热水循环、空气循环等方式，将系统中转换或储存的能量传递给建筑物内部的供热或制冷设备，实现建筑物的舒适温度控制。
同时，还可以将多余的热能利用于热水供应或其他方面，提高太阳能的综合利用效率。
二、太阳能辅助供热与制冷系统的设计太阳能辅助供热与制冷系统的设计需要考虑多方面的因素，包括系统结构设计、集热器选型、热泵性能、储能装置等。
下面将对这些方面进行详细介绍。
1. 系统结构设计。
太阳能辅助供热与制冷系统的结构设计对系统整体性能起着决定性作用。
随着我国经济社会持续快速发展，机动车保有量继续保持快速增长态势。
截至2017年底，全国机动车保有量达3.10亿辆，汽车保有量达2.17亿辆，从分布情况看，全国有53个城市的汽车保有量超过100万辆，24个城市超200万辆，7个城市（北京、成都、重庆、上海、苏州、深圳和郑州）超300万辆。
在全球能源问题和环境问题日益严峻的情况下，使用新能源技术替换或改进旧技术设备已经成为汽车工业发展的一个新方向。
汽车空调已经是汽车的标准配置，已成为衡量汽车功能是否齐全的标志之一，然而随着消费升级及节能减排政策缩紧，汽车空调涉及到节能减排、环境保护、车内空气质量和满足消费者个性化需求等，因此将太阳能半导体制冷技术应用到汽车空调上不失为有效的节能减排新方法。
1 传统汽车空调制冷系统及其弊端如图1所示，传统汽车空调系统主要由空调压缩机、冷凝器、蒸发器、干燥器及管路等组成。
启动汽车空调系统后，空调压缩机在发动机的带动下工作，驱使制冷剂在密封的空调系统中循环，空调压缩机将气态制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体后排出空调压缩机，并经管路流入冷凝器，在冷凝器内散热、降温，冷凝成高温高压的液态制冷剂流出；高温高压液态制冷剂经管路进入干燥储液器内，经过干燥、过滤后流进膨胀阀节流，状态发生急剧变化，变成低温低压的液态制冷剂进入蒸发器，在蒸发器内吸收流经蒸发器的空气热量，使空气温度降低，吹出冷风，产生制冷效果，制冷剂本身因吸收了热量而蒸发成低温低压的气态制冷剂经管路被空调压缩机吸入，进行压缩，进入下一个循环，只要空调压缩机连续工作，制冷剂就在空调系统中连续循环，产生制冷效果；空调压缩机停止工作，空调系统内制冷剂随之停止流动，不产生制冷效果。
可以看出传统汽车空调系统存在诸多缺点。
（1）传统汽车空调系统除了制冷系统外，还需要通风和空气净化装置，其系统组成庞大，需要复杂的管道网络和制冷剂，增加了汽车制造成本。
（2）独立式汽车空调需要2台发动机，燃油消耗高，成汽车太阳能半导体制冷系统浅析天津职业技术师范大学汽车与交通学院 季丽华挡可舒适地高速巡航。
太阳能半导体制冷技术目前太阳能半导体制冷系统的效率还比较低，系统的一些重要技术问题还有待深入研究。
文字太阳能半导体制冷的工作原理和基本结构半导体制冷是利用热电制冷效应的一种制冷方式，因此又称为热电制冷或温差电制冷。
半导体制冷器的基本元件是热电偶对，即把一个P型半导体元件和一个N型半导体元件连成的热电偶。
当直流电源接通，上面接头的电流方向是N-P，温度降低，并且吸热，形成冷端；下面接头的电流方向是p-n，温度上升，并且放热，形成热端。
把若干对热电偶连接起来就构成了常用的热电堆，借助各种传热器件，使热电堆的热端不断散热，并保持一定的温度，把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热，产生低温，这就是半导体制冷的工作原理。
太阳能半导体制冷系统就是利用半导体的热电制冷效应，由太阳能电池直接供给所需的直流电，达到制冷制热的效果。
太阳能半导体制冷系统由太阳能光电转换器、数控匹配器、储能设备和半导体制冷装置4部分组成。
太阳能光电转换器输出直流电，一部分直接供给半导体制冷装置，另一部分进入储能设备储存，以供阴天或晚上使用，以便系统可以全天候正常运行。
太阳能光电转换器可以选择晶体硅太阳能电池或纳米晶体太阳能电池，按照制冷装置容量选择太阳能电池的型号。
晴天时，太阳能光电转换器把照射在它表面上的太阳辐射能转换成电能，供整个系统使用。
数控匹配器使整个系统的能量传输始终处于最佳匹配状态。
同时对储能设备的过充、过放进行控制。
储能设备一般使用蓄电池，它把光电转换器输出的一部分或全部能量储存起来，以备太阳能光电转换器没有输出的时候使用，从而使太阳能半导体制冷系统达到全天候的运行。
提高热电制冷性能的关键在于通过增加声子的散射降低材料的晶格热导率，从而提高材料的优值系数Z。
半导体热电制冷具有许多独特的优点，具有广泛的应用前景。
提高热电制冷性能的关键在于通过增加声子的散射，降低材料的晶格热导率，从而提高材料的优值系数Z。
目前研究发现，性能优良的半导体热电制冷材料主要有三类：P型材料Ag0.58Cu0.29Ti0.29Te四元合金三元Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2-Se3固溶体合金N型Bi-Sb合金。
太阳能半导体制冷性能改进的技术策略王莹;庞云凤;殷刚【摘要】本文在介绍了太阳能半导体制冷的原理及系统结构的基础上,对影响太阳能半导体制冷性能的主要因素进行了系统分析,主要有太阳辐射强度和电池板的光电转换效率、材料的优值系数、电臂的优化结构设计、热端强化散热以及半导体最优工况.其中半导体材料的优值系数和半导体制冷热端散热这两个因素是影响太阳能半导体制冷性能的关键因素.从优值系数方面讲,可以通过半导体材料的性能改进及其加工、制造工艺的完善提高优值系数,从而提高半导体制冷性能.而寻找合理的半导体制冷热端散热方式对制冷性能也有着很重要的影响,随着散热强度的不断增强,半导体制冷的性能有所提高,但最终趋于恒定.【期刊名称】《节能技术》【年(卷),期】2010(028)001【总页数】5页(P47-50,55)【关键词】太阳能;半导体制冷;制冷性能;优值系数;热端散热【作者】王莹;庞云凤;殷刚【作者单位】哈尔滨商业大学土木与制冷工程学院,黑龙江,哈尔滨,150028;哈尔滨商业大学土木与制冷工程学院,黑龙江,哈尔滨,150028;哈尔滨商业大学土木与制冷工程学院,黑龙江,哈尔滨,150028【正文语种】中文【中图分类】TK511+.30 前言目前，大部分的制冷设备均是以电能驱动的。
随着制冷技术的迅速发展，传统的制冷设备不仅消耗了大量的电能，同时也带来了制冷工质氟里昂对环境的污染和破坏(温室效应和破坏臭氧层)，因此制冷中的环保和节能问题成为人们关注的焦点。
以太阳能作为主要驱动能源的太阳能制冷成为当前制冷研究领域的热点之一。
太阳能驱动制冷方式主要有光热转换、光化转换和光电转换三种。
光热转换主要有吸收式制冷、吸附式制冷、除湿蒸发冷却式制冷、喷射式制冷;光化转换主要有化学热泵、氢化物制冷;光电转换主要有电能驱动传统制冷方式和热电制冷。
其中太阳能热电制冷又称为太阳能半导体制冷［1］。
太阳能半导体制冷是由太阳光转换为直流电驱动半导体制冷系统，无需电流逆变装置，无能量多次变换引起的损失，可以微型化，同时因其无制冷剂和机械转动部件，而具有无毒害、无污染和运行无噪音、无振动、无磨损等优点，逐渐引起人们的关注。
太阳能半导体制冷太阳能半导体制冷技术是一种利用太阳能作为能源驱动制冷系统的新型技术。
随着人们对可再生能源的需求不断增加，太阳能半导体制冷技术逐渐受到人们的关注和重视。
太阳能半导体制冷技术的原理是利用太阳能发电板将太阳能转化为电能，再利用电能驱动半导体制冷系统进行制冷。
与传统的制冷技术相比，太阳能半导体制冷技术具有环保、节能、可持续等优势。
首先，太阳能作为清洁能源，不会产生二氧化碳等有害气体，对环境没有污染。
其次，太阳能是一种充足的能源，可以持续供应给制冷系统，不会受到能源短缺的影响。
此外，太阳能半导体制冷技术在运行过程中能耗低，可以有效节约能源和降低制冷成本。
在实际应用中，太阳能半导体制冷技术可以广泛应用于家用制冷、商用制冷、医疗制冷等领域。
例如，家用制冷领域，可以利用太阳能半导体制冷技术开发出太阳能冰箱、太阳能空调等产品，为人们提供清洁、节能的制冷解决方案。
商用制冷领域，可以利用太阳能半导体制冷技术开发出太阳能冷链运输设备、太阳能冷库等设备，满足食品、药品等产品的制冷需求。
医疗制冷领域，可以利用太阳能半导体制冷技术开发出太阳能冷链运输箱、太阳能冷藏柜等设备，确保医疗物品在运输和储存过程中的制冷要求。
尽管太阳能半导体制冷技术具有诸多优势，但也面临着一些挑战和限制。
首先，太阳能的不稳定性和间歇性会影响制冷系统的运行效率，需要设计合理的储能系统来保证制冷系统的稳定运行。
其次，太阳能半导体制冷技术的成本相对较高，需要进一步降低制冷系统的成本，提高其竞争力。
此外，太阳能半导体制冷技术的制冷效果和制冷范围也需要不断优化和改进，以满足不同领域的制冷需求。
总的来说，太阳能半导体制冷技术作为一种新型制冷技术，具有广阔的应用前景和发展空间。
随着科技的不断进步和创新，相信太阳能半导体制冷技术将在未来得到更广泛的应用，为人们的生活和生产带来更多便利和效益。
希望各界能够共同努力，推动太阳能半导体制冷技术的发展，为建设清洁、低碳的社会做出贡献。
太阳能半导体制冷技术太阳能制冷具有很好的季节匹配性，即天气越热，太阳辐射越好，系统制冷量越大。
这一特点使太阳能制冷技术受到重视和发展。
实现太阳能制冷有“光-热-冷”、“光-电-冷”、“光-热-电-冷”等途径。
太阳能半导体制冷是利用太阳能电池产生的电能来驱动半导体制冷装置，实现热能传递的特殊制冷方式，其工作原理主要是光伏效应和帕尔贴效应。
太阳能驱动的半导体制冷系统，结构紧凑，携带方便，可以根据用户需要做成小型化的专用制冷装置。
它具有使用维护简单，安全性能好，可分散供电，储能比较方便，无环境污染等特点。
另外，利用帕尔贴效应的半导体制冷系统与一般的机械制冷相比，它不需要泵、压缩机等运动部件，因此不存在磨损和噪声。
它不需要制冷剂，因此不会产生环境污染，也省去了复杂的传输管路。
它只需切换电流方向就可以使系统由制冷状态变为制热状态。
这些无可比拟的优点，使得人们对太阳能半导体制冷技术产生了浓厚的兴趣。
目前太阳能半导体制冷系统的效率还比较低，系统的一些重要技术问题还有待深入研究。
1 太阳能半导体制冷的工作原理和基本结构半导体制冷是利用热电制冷效应的一种制冷方式，因此又称为热电制冷或温差电制冷。
半导体制冷器的基本元件是热电偶对，即把一个p 型半导体元件和一只n型半导体元件连成的热电偶。
当直流电源接通，上面接头的电流方向是n-p，温度降低，并且吸热，形成冷端；下面接头的电流方向是p-n，温度上升，并且放热，形成热端。
把若干对热电偶连接起来就构成了常用的热电堆，借助各种传热器件，使热电堆的热端不断散热，并保持一定的温度，把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热，产生低温，这就是半导体制冷的工作原理。
太阳能半导体制冷系统就是利用半导体的热电制冷效应，由太阳能电池直接供给所需的直流电，达到制冷制热的效果。
太阳能半导体制冷系统由太阳能光电转换器、数控匹配器、储能设备和半导体制冷装置4部分组成。
太阳能光电转换器输出直流电，一部分直接供给半导体制冷装置，另一部分进入储能设备储存，以供阴天或晚上使用，以便系统可以全天候正常运行。
太阳能驱动半导体制冷结露法家庭制水技术研究摘要本文通过对太阳能驱动半导体制冷结露法家庭制水的原理、方法进行简要分析和比较，针对不同特点进行简要研究，提出了家庭制水的实际方法及应用前景。
由于现阶段的技术水平有限，该技术仅对构建环保型、节约型、低碳型社会提供了有益的探索。
关键词家庭制水；空气取水；太阳能；超声波雾化；制冷结露法；半导体热电式制冷0引言水是生命之源，一个正常人，如果没有任何食物而有饮水的条件下，可以存活20－30天，但如果没有了水，最多只能活一个星期。
纵观人类发展史，地球上的原始生命诞生于水，人类文明也发源于江河的周围。
地球上的水据估计总体积约为13.8亿立方公里。
但是其中98％是咸水，主要分布在海洋中，淡水只占地球水总量的2％。
在这些淡水中，只有约12％即河流、湖泊和能开采的浅层地下水才可为人类应用，其余的淡水被冻在两极的冰帽和冰川里或埋藏在极深的地下无法开采。
在这可为人类利用的水中绝大多数又为地下水，不开采不能应用，可直接应用的河流湖泊中的水，只占淡水总量的0.04％。
同时，自工业革命以来，大量工业废水的排放和各种废弃物造成的污染，使这些仅有的淡水也越来越匮乏，加上水资源分布不均衡，许多国家和地区严重缺水。
而城市大量开采地下水和抽取河流水，更进一步带来了许多生态问题。
近几年，国内外科学家在积极探索，寻找各种取水、制水、回收净化废水的方法，缓解水资源紧张带来的各种问题。
工业用水量大，而且污染物复杂，并不需要直接饮用，因此主要采用中水回用；本文主要研究家庭制水方法。
1家庭用水情况现状根据调查，目前中国家庭用水平均每月7.5立方米，主要分为：1）户外用水。
比如浇灌花草等，这个对水质要求不高，不需要净化；2）生活用水，有一定的水质要求。
家庭用水中有95%用于清洁人体、冲厕，以及室内卫生。
对这部分水的水质要求是除去水中的杂质和硬度，以有利于洗浴和各种洗涤工作的完成，以及家庭用水设备的使用和维护。
