太阳能光伏半导体空调系统的研究.pdf

《太阳能光伏半导体空调系统的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级太阳能光伏半导体空调系统的研究研究生姓名：李坤相指导教师姓名、职称：王汉青教授学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究方向：暖通空调过程与系统仿真技术湖南工业大学二〇一八年六月八日分类号密级太阳能光伏半导体空调系统的研究Researchonsolarphotovoltaicsemiconductorairconditioningsystem研究生姓名：李坤相指导教师姓名、职称：王汉青教授学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究方向：暖通空调过程与系统仿真技术论文答辩日期答辩委员会主席湖南工业大学二〇一八年六月八日湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位

2、论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：年月日摘要太阳能光伏半导体空调作

3、为一种新型可再生的绿色清洁系统，因其可有效减少化石燃料的使用和温室气体的排放，兼顾能源和环境两个重要难题，实现几乎零能耗，零污染的目标，故而具有极大的发展潜力。其工作原理是以太阳能光伏板发电，为系统提供电力驱动，而后通电的半导体根据帕尔贴效应，通过改变电流方向切换冷却和加热模式，以此实现室内的制冷或制热。现阶段由于对半导体材料本身的创新研究难以取得突破，故主要通过三种设计和优化的途径达到提高半导体空调效率的目的：一是对半导体模块进行设计和优化；二是对散热系统进行设计和优化；三是对系统工作环境进行改善。本文使用ANSYS热分析软件对半导体散热器进行仿真模拟分析，以优化其几何参数。然后

4、比较分析了不同散热器的几何参数对其性能的影响，并通过实验对方针模拟所得结论进行了验证。最后，在此基础上，分别设计并搭建了三种太阳能光伏半导体空调样机。本文所做的主要研究工作如下：（1）通过对半导体热电传热过程进行有限元数值分析,在散热器总体积不变的情况下改变散热器的几何参数。分别从散热器的底板厚度、肋片长度、肋片厚度和肋片数量四个方面进行分析，得到最佳的散热器几何结构，从而获得最大散热效率，旨在为改善半导体空调效率提供理论基础。（2）设计并搭建了一台太阳能光伏半导体空调，其采用双风扇强迫对流散热系统。分别在冬季环境（温度为5℃，湿度为20%）和夏季环境（温度为35℃，湿度为60%）

5、两种环境工况下，研究改变半导体模块和风扇电压对太阳能光伏半导体空调系统效率的影响，比较其在不同因素下的最佳制冷效率和最佳制热效率。（3）设计并搭建了一台水冷式太阳能光伏半导体空调样机，其采用循环水泵冷却系统。在太阳能光伏半导体空调的恒定电压和风扇的恒定电压保持不变的情况下，通过改变水泵电压对水泵流量进行调节，比较不同的流量下，该系统制冷制热效率的规律。结果表明，无水排和风扇装置的空调样机，其系统的制冷效率下降了17%。水排和风扇装置能够明显改善系统的传热特性，系统COP提高了28.5%。（4）研究太阳能光伏单片半导体空调系统的特点，这为多片半I导体空调的组装奠定了基础。（5）从节能

6、和环保的角度，分析太阳能光伏半导体空调的价值。这为未来产品成品化生产提供理论依据。关键词：太阳能，光伏，半导体模块，空调，性能效率，散热器IIABSTRACTAsabrandnewandrenewablegreencleaningsystem,solarphotovoltaicsemiconductorair-conditioningsystem,whicheffectivelyreducestheuseoffossilfuelsandtheemissionofgreenhousegases,isalmostzeroenergyconsumptionandzeropollution

7、.Thesystemisalsogoodtotakeintoaccounttwoimportantproblemsofenergyandenvironment,thus,ithasgreatpotentialfordevelopment.Theworkingprincipleofsolarphotovoltaicsemiconductorairconditioningistoprovideelectricpowerforthesystembysolarphotovol