太陽能半導(dǎo)體制冷器在卡車駕駛室內(nèi)的應(yīng)用研究

【摘要】： 改革開放三十多年以來,國(guó)內(nèi)運(yùn)輸市場(chǎng)發(fā)展迅速,載貨車銷量逐年劇增,同時(shí)隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的日益提高,人們對(duì)汽車舒適度的要求也相應(yīng)提高。目前汽車空調(diào)絕大部分采用壓縮式制冷,這種制冷方式存在體積大、重量重、增加汽車動(dòng)力消耗、制冷效果不穩(wěn)定等問題,尤其在卡車上應(yīng)用時(shí),由于工作環(huán)境惡劣,更容易出現(xiàn)效率低、使用壽命短、制冷劑泄漏等問題。此外,我國(guó)廣泛應(yīng)用的以中低檔次為主的卡車類運(yùn)輸車輛中,空調(diào)裝備率僅為15%左右,而且其中相當(dāng)一部分是卡車出廠后選配的?？ㄜ囁緳C(jī)作為一個(gè)越來越龐大的群體,迫切需要改善工作環(huán)境。隨著太陽能電池技術(shù)和半導(dǎo)體制冷技術(shù)的發(fā)展,太陽能光電轉(zhuǎn)換效率及半導(dǎo)體制冷效率都有了很大的提高。針對(duì)這一現(xiàn)狀,本文嘗試將太陽能半導(dǎo)體制冷器應(yīng)用于卡車駕駛室,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究、CFD模擬及經(jīng)濟(jì)性分析,從而對(duì)其可行性進(jìn)行分析。 首先,對(duì)汽車空調(diào)尤其是卡車空調(diào)現(xiàn)狀、太陽能光伏發(fā)電及半導(dǎo)體制冷的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。 第二,分析半導(dǎo)體制冷的基本原理,對(duì)其最佳的特性進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)介紹了目前常用的幾種散熱方式,指出散熱性能對(duì)半導(dǎo)體制冷性能的影響,為后續(xù)展開實(shí)驗(yàn)及模擬研究提供理論基礎(chǔ)。 第三,建立卡車駕駛室太陽能半導(dǎo)體制冷模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)實(shí)際制冷效果進(jìn)行測(cè)定,分析半導(dǎo)體制冷應(yīng)用的可行性。 第四,計(jì)算卡車駕駛室的夏季冷負(fù)荷,半導(dǎo)體制冷片制冷量、太陽能電池發(fā)電量及裝置的所占面積,確定太陽能半導(dǎo)體制冷器應(yīng)用于駕駛員所在位置局部供冷的方案。 第五,利用CFD軟件模擬太陽能半導(dǎo)體制冷技術(shù)應(yīng)用于卡車駕駛室的熱環(huán)境,對(duì)其室內(nèi)溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、PMV及PPD進(jìn)行模擬,說明駕駛員所在位置滿足舒適性要求。通過改變送風(fēng)速度、送風(fēng)角度以及送風(fēng)溫度進(jìn)行影響因素分析。 最后,對(duì)卡車駕駛室太陽能半導(dǎo)體制冷器進(jìn)行了各組件的匹配計(jì)算,通過與卡車內(nèi)的壓縮式空調(diào)對(duì)比,分析太陽能半導(dǎo)體制冷方式的經(jīng)濟(jì)性。 【關(guān)鍵詞】：太陽能電池 半導(dǎo)體制冷 卡車 駕駛室 實(shí)驗(yàn)研究 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TU831
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 課題研究背景11-13
• 1.1.1 汽車空調(diào)的特點(diǎn)11-12
• 1.1.2 特種車輛空調(diào)裝置的特點(diǎn)12-13
• 1.2 課題研究目的及意義13-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題15-21
• 1.3.1 太陽能光伏發(fā)電的研究現(xiàn)狀及存在問題15-19
• 1.3.2 半導(dǎo)體制冷的研究現(xiàn)狀及存在問題19-21
• 1.4 課題的研究方法及內(nèi)容21-23
• 1.4.1 課題的研究方法21
• 1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容21-23
• 第二章 半導(dǎo)體制冷的基本原理23-34
• 2.1 熱電效應(yīng)23-26
• 2.1.1 塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)23-24
• 2.1.2 珀?duì)柼?yīng)(Peltier effect)24-25
• 2.1.3 湯姆遜效應(yīng)(Thomson effect)25
• 2.1.4 焦耳效應(yīng)(Joule effect)25
• 2.1.5 傅里葉效應(yīng)(Fourier effect)25-26
• 2.2 半導(dǎo)體制冷原理及其最佳特性分析26-29
• 2.2.1 半導(dǎo)體制冷器原理26-27
• 2.2.2 最大制冷量27
• 2.2.3 最大溫差27-28
• 2.2.4 最大制冷系數(shù)28-29
• 2.3 半導(dǎo)體制冷熱端散熱方式29-33
• 2.3.1 空氣冷卻散熱30-31
• 2.3.2 水冷散熱31
• 2.3.3 熱管散熱31-32
• 2.3.4 其它散熱方式32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 半導(dǎo)體制冷駕駛室實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與測(cè)試34-46
• 3.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)34-36
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)箱體的制作34-35
• 3.1.2 半導(dǎo)體制冷片選取35
• 3.1.3 冷熱端散熱器的選擇35-36
• 3.1.4 穩(wěn)定直流電源的形成36
• 3.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建36-37
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法和步驟37-44
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)條件37-38
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)箱介紹38-40
• 3.3.3 測(cè)點(diǎn)布置40-41
• 3.3.4 實(shí)驗(yàn)步驟41
• 3.3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析41-44
• 3.4 實(shí)驗(yàn)誤差分析44-45
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)箱制作工藝引起的偏差44-45
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的偏差45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 駕駛室研究原型的設(shè)定46-56
• 4.1 模型參數(shù)46-47
• 4.1.1 車外空氣計(jì)算參數(shù)46-47
• 4.1.2 夏季卡車駕駛室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)47
• 4.2 輕卡駕駛室構(gòu)造47-48
• 4.3 輕卡駕駛室夏季冷負(fù)荷計(jì)算48-53
• 4.3.1 車內(nèi)、外設(shè)計(jì)參數(shù)確定48
• 4.3.2 駕駛室車體材料參數(shù)匯總48-49
• 4.3.3 駕駛室空調(diào)冷負(fù)荷組成49-53
• 4.4 輕卡駕駛室制冷范圍的確定53-54
• 4.5 半導(dǎo)體制冷器使用時(shí)間的確定54-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第五章 利用CFD軟件對(duì)安裝半導(dǎo)體制冷器的卡車駕駛室進(jìn)行模擬研究56-75
• 5.1 Airpak軟件介紹56-58
• 5.1.1 CFD簡(jiǎn)介56-57
• 5.1.2 Airpak軟件57-58
• 5.2 半導(dǎo)體制冷輕卡駕駛室的數(shù)值模擬過程58-65
• 5.2.1 物理模型58-59
• 5.2.2 數(shù)學(xué)模型59-60
• 5.2.3 邊界條件的確定60
• 5.2.4 網(wǎng)格的劃分60-61
• 5.2.5 建立離散化方程61-62
• 5.2.6 計(jì)算方法62
• 5.2.7 控制參數(shù)的設(shè)定62
• 5.2.8 數(shù)值模擬結(jié)果及分析62-65
• 5.3 影響卡車駕駛室內(nèi)熱環(huán)境的主要因素65-74
• 5.3.1 改變送風(fēng)速度65-68
• 5.3.2 改變送風(fēng)角度68-71
• 5.3.3 改變送風(fēng)溫度71-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第六章 太陽能半導(dǎo)體制冷器的經(jīng)濟(jì)性分析75-80
• 6.1 太陽能半導(dǎo)體制冷器冷量匹配75-78
• 6.1.1 卡車駕駛室內(nèi)供冷量75
• 6.1.2 半導(dǎo)體制冷組件的選擇75-76
• 6.1.3 太陽能電池組件的選擇76-77
• 6.1.4 太陽能半導(dǎo)體制冷器安裝示意77-78
• 6.2 經(jīng)濟(jì)性分析78-79
• 6.3 本章小結(jié)79-80
• 結(jié)論80-82
• 參考文獻(xiàn)82-87
• 攻讀學(xué)位期間的科研情況87-88
• 致謝88

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湯姆孫效應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體制冷器性能的影響    吳麗清,陳金燦,嚴(yán)子浚

數(shù)字質(zhì)量厚度傳感器溫度特性分析與控制    王艷,沈毅,劉志言

基于半導(dǎo)體制冷器的CPU散熱研究    扶新;高潮;賀俊杰;段沽坪;張超曾;

半導(dǎo)體制冷器在電子設(shè)備冷卻系統(tǒng)中使用性能的優(yōu)化及電算程序    滕明生,秦清

優(yōu)化半導(dǎo)體制冷工況的理論分析    劉文華;謝會(huì)翔;

半導(dǎo)體制冷在氡室溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用    張俊奎;湯彬;

基于TMS320F2810的多級(jí)半導(dǎo)體制冷器溫控系統(tǒng)    李雙江;夏娜;黃月月;

提高半導(dǎo)體冷卻除濕效率的探討    謝堃;楊正平;曹丹青;葛茂泉;

半導(dǎo)體制冷器制冷性能的綜合影響因素探討及其優(yōu)化設(shè)計(jì)分析    毛佳妮;陳煥新;謝軍龍;李愛博;申麗梅;湯魁;

半導(dǎo)體制冷在PIN探測(cè)器中的應(yīng)用    胥春茜;鎮(zhèn)松林;杜彬;

TEC結(jié)構(gòu)的熱力學(xué)特性有限元計(jì)算    高薪蕙;鄧忠民;

酶法恒溫有機(jī)磷農(nóng)藥快速測(cè)定儀    肖建軍;李保國(guó);徐斐;

用于紅外焦平面陣列非均勻性校正的輻射參考源    金明磊;金偉其;劉崇亮;范永杰;

純奇CCD-600T冷熱飲水機(jī)電路分析與維修    廣東 劉瑞屏

超頻實(shí)戰(zhàn)    

半導(dǎo)體制冷技術(shù)民用市場(chǎng)潛能巨大    葉永豐

環(huán)渤海地區(qū)如何形成半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)區(qū)域優(yōu)勢(shì)    于寅虎

杭州高新區(qū)傾力打造世界級(jí)IT產(chǎn)業(yè)基地    馬品芳

分布式馬赫—澤德干涉儀的原理與應(yīng)用研究    袁軍國(guó)

實(shí)際熱電制冷系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及熱—電轉(zhuǎn)換過程研究    毛佳妮

光纖陀螺捷聯(lián)旋轉(zhuǎn)式慣導(dǎo)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究    王鑫哲

單級(jí)半導(dǎo)體制冷器制冷特性分析及研究    李愛博

太陽能半導(dǎo)體制冷器在卡車駕駛室內(nèi)的應(yīng)用研究    華舟萍

半導(dǎo)體制冷器溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    童漢維

光刻機(jī)精密水溫控制系統(tǒng)的溫控模塊設(shè)計(jì)及其算法研究    劉樂天

基于半導(dǎo)體制冷器的激光器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    于泉泉

生物超微弱發(fā)光測(cè)量的暗室環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    劉天鵬

大功率半導(dǎo)體激光器風(fēng)冷散熱系統(tǒng)    張?jiān)迄i

基于PID參數(shù)模糊自整定的半導(dǎo)體激光器溫度控制系統(tǒng)研究    劉江濤

半導(dǎo)體溫度控制儀的研制    吳揚(yáng)

基于單片機(jī)的半導(dǎo)體激光器溫度控制系統(tǒng)    陳國(guó)相