一种交通工具半导体辐射空调系统

本发明属于暖通空调，具体涉及一种交通工具半导体辐射空调系统。

背景技术：

1、现目前的车载交通工具依旧采用传统的制冷和热泵空调系统来实现对车内的制冷、供热、除湿等操作。但这种传统对流空调系统的组件占用空间大，造价较高，且对车内环境热舒适的调节性差。

2、利用半导体的珀尔帖效应，将p型半导体与n型半导体串联然后通电，即可实现在半导体的上下表面形成冷热表面。当电流流通方向分别为p级至n级或从n级至p级时，可以实现半导体上下冷热表面的交替，以实现同一表面可以供冷或供热。以该半导体组件作为核心元件设计交通工具的半导体辐射空调系统，可以通过与交通工具结构内表面结合，形成车内的冷、热辐射面，提升空间利用率。同时可替代交通工具的传统对流空调系统组件，提高新能源电车的能源利用率，为智能车载装置提供更多的可用空间。而辐射空调系统可以在冬季或夏季快速有效的升高或降低交通工具的内表面温度，对车内辐射处理更迅速，能提供更舒适的交通工具内环境，并且无吹风感和噪音。

3、经过对相关技术的检索，专利号为cn105109304b和cn114103590a的专利都设计了一种汽车用半导体空调系统，但是依旧以空气对流的形式来进行供冷供热不能有效提升车内舒适性，且设计结构没有考虑到对半导体冷热端进行控温处理，能源的利用效率没有达到最佳。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种应用于交通工具的半导体辐射空调系统，提高对新能源电车能源的利用效率，车内空间的利用率，以及乘员的舒适度。

2、本发明实现上述目的主要技术方案：

3、一种交通工具半导体辐射空调系统，包括送风通道a1、车内表面辐射材料层a2、车外表面辐射材料层a3、半导体组件a4、连接导线a5、送风口a6、温湿度传感器a7、表面温度测量计a10、车内新风通道b1、空气过滤装置b2、车内空气循环通道b3、送风机b4、接水盘b5、凝水管b6、翅片导热结构b7、排风机b8和排风通道b9。

4、送风通道a1与车内表面辐射材料层a2的中线位置处紧密固定。送风通道a1的外侧放置有温湿度传感器a7，且在送风通道a1与车内表面辐射材料层a2紧密相接处的侧面有多个间隔的送风口a6，送风口a6直接在送风通道a1的管身侧面进行开凿。车内表面辐射材料层a2对应车内侧，车外表面辐射材料层a3对应车外侧，二者在内外侧分别与车身紧密连接，并在二者内部空间与多块半导体组件a4紧紧贴附。多块半导体组件a4之间通过连接导线a5实现串联，连接导线a5串联半导体组件a4的始末端为导线接头a端a8、导线接头b端a9。在车内表面辐射材料层a2的内表面(即与半导体组件a4相连接的表面)贴附表面温度测量计a10。

5、车内新风通道b1与送风通道a1相连，车内新风通道b1内安装有空气过滤装置b2和送风机b4，并通过半导体组件a4的上下表面与排风通道b9相连接，排风通道b9内安装有排风机b8。车内新风通道b1侧的半导体组件a4表面的下方有接水盘b5，接水盘b5的出口与凝水管b6连接。车内新风通道b1侧和排风通道b9侧的半导体组件a4表面都装配了翅片导热结构b7。在空气过滤装置b2和送风机b4之间的车内新风通道b1上连接车内空气循环通道b3。

6、所述半导体组件a4包括导热绝缘材料a11、导电金属材料a12、pn节a13。pn节a13通过导电金属材料a12相互连接，导热绝缘材料a11与pn节a13上下相接的导电金属材料a12的外表面紧密相接，形成一个半导体组件a4。其中导热绝缘材料a11与车内表面辐射材料层a2和车外表面辐射材料层a3的内表面紧密贴附，使得形成一个整体，或者，与翅片导热结构b7的内表面紧密贴附。

7、所述半导体辐射空调系统可与车身顶板形成一个整体，并且只依靠电力驱动，没有繁重复杂的结构。且该所诉辐射空调系统有车内供冷工况运行、车内供热工况运行、辐射供冷供暖运行、辐射对流供冷供暖运行等多种运行模式。

8、所述半导体辐射空调系统的供冷供暖依靠半导体组件a4实现。半导体组件a4分冷端和热端，其冷端和热端的分布受电流移动方向影响。当导线接头a端a8接入正极，导线接头b端a9接入负极，电流流通方向为p级到n级，此时半导体组件a4的上部为热端、下部为冷端，即车内表面辐射材料层a2可作为冷表面、车外表面辐射材料层a3作为热表面。在这种运行情况下，半导体辐射空调系统可向交通工具内部供冷，并向外释放热量，对应车内供冷工况。当导线接头a端a8接入负极，导线接头b端a9接入正极，电流流通方向为n级到p级，此时半导体组件a4的上部为冷端、下部为热端，即车内表面辐射材料层a2可作为热表面、车外表面辐射材料层a3作为冷表面。在这种运行情况下，半导体辐射空调系统可向交通工具内部供热，并向外释放冷量，对应车内供热工况。车内供冷和供热工况运行时可通过表面温度测量计a10监测车内表面辐射材料层a2的温度变化。

9、所述半导体辐射空调系统的除湿和新风依靠车内新风通道b1、车内空气循环通道b3、送风机b4、车内新风通道b1内的半导体组件a4和翅片导热结构b7实现。当送风机b4打开时，新风和车内循环风将汇合后通过半导体组件a4，对半导体组件a4进行通电，使得其新风通道侧表面作为冷端，排风通道侧作为热端，可以实现对新风通道内空气的制冷除湿。

10、所述半导体辐射空调系统的辐射和对流的实现依靠送风通道a1、半导体组件a4、送风口a6和车内表面辐射材料层a2实现。车内表面辐射材料层a2在供热时会通过较高温度表面的热量通过辐射的形式发散到车内空间，在供冷时通过较低温度表面吸收车内表面和乘员的辐射热量。当送风通道a1通风时，可通过侧面送风口a6与车内表面辐射材料层a2的表面进行换热后，通过对流将冷热量送入交通工具内部。

11、本发明的有益效果：

12、①可替代交通工具使用的传统空调系统，减轻车身负载，更加合理的利用交通工具的内部空间，为智能化发展下的新能源交通工具提供更多智能计算模块和其他便利工具的布置空间；

13、②相比传统空调系统对发动机运行的依赖，半导体制冷制热效果迅速，只需通电便可快速响应，符合新能源交通工具的发展方向，减轻车身负载，提高能源的利用效果；

14、③空调以辐射为主，提高交通工具的内部环境舒适性，并辅以对流运行模式，可应对多种外环境状况下的车内负荷变化以及乘员的个性化需求。

技术特征：

1.一种交通工具半导体辐射空调系统，其特征在于，包括送风通道(a1)、车内表面辐射材料层(a2)、车外表面辐射材料层(a3)、半导体组件(a4)、连接导线(a5)、送风口(a6)、温湿度传感器(a7)、表面温度测量计(a10)、车内新风通道(b1)、空气过滤装置(b2)、车内空气循环通道(b3)、送风机(b4)、接水盘(b5)、凝水管(b6)、翅片导热结构(b7)、排风机(b8)和排风通道(b9)；

2.根据权利要求1所述的一种交通工具半导体辐射空调系统，其特征在于，所述半导体辐射空调系统与车身顶板形成一个整体，并且只依靠电力驱动，没有繁重复杂的结构；所述半导体辐射空调系统有车内供冷工况运行、车内供热工况运行、辐射供冷供暖运行、辐射对流供冷供暖运行模式。

3.根据权利要求1所述的一种交通工具半导体辐射空调系统，其特征在于，所述半导体辐射空调系统的供冷供暖依靠半导体组件(a4)实现；半导体组件(a4)分冷端和热端，其冷端和热端的分布受电流移动方向影响；当导线接头a端(a8)接入正极，导线接头b端(a9)接入负极，电流流通方向为p级到n级，此时半导体组件(a4)的上部为热端、下部为冷端，即车内表面辐射材料层(a2)可作为冷表面、车外表面辐射材料层(a3)作为热表面；在这种运行情况下，半导体辐射空调系统可向交通工具内部供冷，并向外释放热量，对应车内供冷工况；当导线接头a端(a8)接入负极，导线接头b端(a9)接入正极，电流流通方向为n级到p级，此时半导体组件(a4)的上部为冷端、下部为热端，即车内表面辐射材料层(a2)可作为热表面、车外表面辐射材料层(a3)作为冷表面；在这种运行情况下，半导体辐射空调系统可向交通工具内部供热，并向外释放冷量，对应车内供热工况；车内供冷和供热工况运行时可通过表面温度测量计(a10)监测车内表面辐射材料层(a2)的温度变化。

4.根据权利要求1所述的一种交通工具半导体辐射空调系统，其特征在于，所述半导体辐射空调系统的除湿和新风依靠车内新风通道(b1)、车内空气循环通道(b3)、送风机(b4)、车内新风通道(b1)内的半导体组件(a4)和翅片导热结构(b7)实现；当送风机(b4)打开时，新风和车内循环风将汇合后通过半导体组件(a4)，对半导体组件(a4)进行通电，使得其新风通道侧表面作为冷端，排风通道侧作为热端，可以实现对新风通道内空气的制冷除湿。

5.根据权利要求1所述的一种交通工具半导体辐射空调系统，其特征在于，所述半导体辐射空调系统的辐射和对流的实现依靠送风通道(a1)、半导体组件(a4)、送风口(a6)和车内表面辐射材料层(a2)实现；车内表面辐射材料层(a2)在供热时会通过较高温度表面的热量通过辐射的形式发散到车内空间，在供冷时通过较低温度表面吸收车内表面和乘员的辐射热量；当送风通道(a1)通风时，可通过侧面送风口(a6)与车内表面辐射材料层(a2)的表面进行换热后，通过对流将冷热量送入交通工具内部。

技术总结本发明提供一种交通工具半导体辐射空调系统，属于暖通空调技术领域。本发明通过对半导体冷热端进行控温处理，可与车身顶板形成一个整体，减轻车身负载，更加合理的利用交通工具的内部空间，为智能化发展下的新能源交通工具提供更多智能计算模块和其他便利工具的布置空间；相比传统空调系统对发动机运行的依赖，半导体制冷制热效果迅速，只需通电便可快速响应，符合新能源交通工具的发展方向，减轻车身负载，提高能源的利用效果；空调以辐射为主，提高交通工具的内部环境舒适性，并辅以对流运行模式，可应对多种外环境状况下的车内负荷变化以及乘员的个性化需求。技术研发人员：唐明武,郑新华,郭涛,吴小舟受保护的技术使用者：大连理工大学技术研发日：技术公布日：2024/12/12