[发明专利]一种自主式半导体制冷机柜及其控制方法

说明书

本发明公开了一种自主式半导体制冷机柜及其控制方法，系统包括蓄能系统、半导体制冷系统和控制系统；所述蓄能系统包括太阳能光伏组件和蓄电池；所述半导体制冷系统包括循环风机、冷端基板、冷端导流条、导电元件、热端导流条和热端基板；所述的控制系统包括感光元件、温度传感器和控制器。本发明直接利用太阳发电驱动半导体制冷系统运行，无需消耗市电制冷，大大减少户外机柜的制冷能耗；同时可为停电时提供应急降温备用冷源，使系统的稳定性更高。

技术领域

本发明涉及一种自主式半导体制冷机柜及其控制方法，属空调工程技术领域。

背景技术

随着中国通信事业的飞速发展和通信网络规模的不断扩大，通信企业的用电成本也在不断地上涨。通信机柜是通信信号的接收和转换中心，实现通信网络与终端客户的信号传输，其运行效果直接决定通信质量的好坏，是通信部门的中枢神经建筑。截至到2013年上半年，我国移动电话的数量超过11.5亿。大量的通信信号的传输使通信网络设备、电源系统以及通信机柜等数量成倍增加。通信机柜内全天候不间断的通信要求，使通信网络的能耗迅速增长。

从全国来看，中国是太阳能资源相当丰富的国家，总辐射量大致在930--2330千瓦小时/平方米/年之间。绝大多数地区年平均日辐射量在4kWh/㎡以上，西藏最高达7kWh/㎡。大体上说，我国约有三分之二以上的地区太阳能资源较好，特别是青藏高原和新疆、甘肃、内蒙古一带，利用太阳能的条件尤其有利。根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为四类地区。一类地区为中国太阳能资源最丰富的地区，日辐射量>5.1KWh/㎡。这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最为丰富，最高达日辐射量6.4KWh/㎡，居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。二类地区为中国太阳能资源较丰富地区，日辐射量4.1～5.1KWh/㎡。这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。三类地区为中国太阳能资源中等类型地区，日辐射量3.3～4.1KWh/㎡。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。四类地区是中国太阳能资源较差地区，日辐射量<3.1KWh/㎡。这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。四川、贵州两省，是中国太阳能资源最少的地区，日辐射量只有2.5～3.2KWh/㎡。

我国太阳能资源丰富，取之不尽，用之不竭，光伏发电资源普遍，系统结构简单，体积小且轻，运行维护简单，清洁安全、无噪声、可靠性高、寿命长，经济性有比较优势。无论从能源安全的长远战略角度出发，还是从调整和优化能源结构需求考虑，大力发展光伏发电都是保障我国能源安全的重要战略措施之一。

由于通信机柜中有众多的发热设备持续运行，为控制机柜温度需配置空调系统以保证机柜的恒温恒湿。现有的通信机柜空气调节机时常采用以下两种方式，即蒸汽式压缩制冷系统和半导体制冷系统。蒸汽式压缩制冷系统，由于机柜发热量大，一年四季都需要制冷运行，运行成本高，能耗大。而且蒸汽压缩制冷系统在室外日照强度大，机柜内冷负荷大时能耗更大，在浪费能源的同时又降低了机组的寿命和可靠性。半导体制冷系统只由冷端、热端、电源、电路等组成，结构简单，无机械运动部件，无磨损，寿命长；系统无需制冷剂，免除因制冷剂泄露对环境造成的污染；体积小、重量轻，可根据实际情况随意布置；冷却速度可通过调节直流电压控制，灵活方便，在微制冷领域的电子元件降温中应用广泛。然而，现在常用的半导体制冷系统在全年无休的运行，能效比低，成为制约该系统发展的主要因素。

因此，有必要设计一种能耗低，能效比高的自主式半导体制冷机柜及其控制方法。

发明内容

本发明所解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种自主式半导体制冷机柜及其控制方法，能耗低，能效比高。

本发明的技术方案为：