太阳能半导体制冷系统数值计算与实验研究

发布时间：2020-06-11 10:35

【摘要】：不可再生能源的消耗与氟氯烃类制冷剂的大量使用对生态环境的破坏,加快了新能源开采及使用的步伐。太阳能作为一种可再生的清洁能源,其在未来能源使用与开发中具有巨大发展前景。近年来太阳能光伏发电技术与半导体制冷技术清洁无污染的优势在实际生产中也得到了极大的发挥与应用。因此,综合利用两项技术并探求其结合效果对后续太阳能的推广与应用具有重要的现实意义。本文介绍了太阳能光伏发电原理与半导体制冷基本原理,并将二者相结合。在理论基础上,建立了制冷系统的数学传热模型,通过与实验值对比,验证了系统制冷量及制冷系数的计算方法的可行性。在实验上,完成了太阳能半导体制冷系统实验组件的选择与设计制作,对制冷片热端风冷、水冷、热管散热方式进行实验研究,获得了制冷片热端最佳散热方式及最佳工作电压范围,在最佳散热方案的基础上进一步优化改造,设计出制冷空调箱,分析了不同环境温度、电压对其制冷性能的影响。研究表明:1)热端采用风冷、水冷、热管等三种散热方式时,在不同电压的作用下,三种散热方式的制冷量变化趋势几乎一致,均随电压增加而增大;与其它两种散热方式相比,水冷散热方式制冷量最高,水冷散热为最佳散热方式,即为制冷系统一,且其最佳工作电压范围为8V~12V。2)制冷系统传热计算结果显示:冷端温度随着电压的增加而降低,与实验值在6V~10V电压时的变化趋势几乎一致;模拟值与实验值的温度值误差最大为4.85%,最低为0.97%。3)结构改造后的制冷系统二在不同环境温度下,制冷量与制冷系数变化趋势一致,制冷系统出风口与环境温度的温差随环境温度增加而变大。4)制冷系统二在不同电压下,随着电压的增加,制冷量逐渐增加,且在12V电压,环境温度为25℃时达到最高,可达96W;制冷系数随着电压的增加而减小;不同环境温度下,制冷系数减小趋势一致。5)在10V与12V电压下,制冷系统一与制冷系统二制冷量相差不大。不同制冷片电压下,优化后制冷系统的制冷系数得到大幅提高,且在8V电压时提高最大,约提高28%。
【图文】：

太阳能控制器实物图

0Ah蓄电池实物图
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM615;TB657

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 谢彬彬;张雷;;半导体制冷系统工况的综合研究[J];山东工业技术;2015年01期

2 曹娟华;戴源德;杜海存;曹志高;;太阳能光伏冰箱技术的应用分析[J];江西能源;2009年01期

3 金刚善,李彦,刁永发;小空间半导体制冷的实验研究[J];兰州理工大学学报;2004年03期

，

本文编号：2707774