[发明专利]基于固态电卡效应的空调系统

说明书

本发明是一种基于固态电卡效应的空调系统，属于空调领域。它主要由A、B两个多层电卡元件组构成，还包括直流电源1、阀门换频控制器2、A组上电极网4、A多层电卡元件组5、A组下电极网6、流体泵10、B组下电极网12、B多层电卡元件组13、B组上电极网14、制冷换热器19、制热换热器20等部件。当对A组上、下电极网施加电压时，其多层电卡元件的电偶极矩改变，向绝缘流体释放热量，温度升高，温度升高的绝缘流体被送往制热换热器20提供热量；接着撤去施加在A多层电卡元件组5的电场，其中的多层电卡元件吸收热量，使绝缘传热流体温度降低，并向制冷换热器19提供冷量。对A、B两个多层电卡元件组交替进行施加或撤去电场的操作，就能连续、高效、稳定地实现空调采暖和制冷。

技术领域：

本发明属于空调领域，具体涉及一种基于固态电卡效应的空调系统。

背景技术：

近几十年来，随着人类社会的飞速发展，人们对生活水平的要求也在不断提高。对于制冷行业，联合国统计数据表明用于空间制冷的电力约占全球总用电量的8.5％，建筑总用电量的20％。而住宅和商业中用于空间制冷的大多数设备都使用的是传统蒸汽压缩式制冷技术，这种制冷技术不仅效率较低,而且其泄露的氢氟碳化物制冷剂(HFCs)还是造成全球温室效应的主要因素。因此，寻求绿色、环保、低能耗的替代制冷方案已经成为学术界和工业界共同努力的方向。基于固态电卡效应的制冷技术凭借其易小型化、转化效率高、紧凑性高、操作方便、成本低等特点成为最有潜力替代传统蒸汽压缩制冷的技术方案。

基于电卡效应的电卡制冷技术是由电场驱动介电材料极化而产生制冷效果的固态制冷技术。在该技术中通过对介电材料施加或撤去电场来改变材料的电偶极矩，使其在有序态和无序态之间周期性切换，从而释放或吸收热量，产生热效应。研发具有高电卡效应、宽的工作温度范围和性能稳定的室温固态电卡制冷材料是提升电卡制冷技术的关键。随着薄膜技术的不断发展，由铁电陶瓷薄膜制作而成的多层电卡元件逐渐成为电卡制冷系统的核心，仅通过对多层电卡元件施加或撤去电场就可以获得热效应，再借助绝缘流体冷却循环装置即可实现固体电卡制冷。

发明内容：

为弥补现有空调技术的不足，本发明提出一种无需使用功耗很大的压缩机，仅通过施加或撤去电场来实现制冷目的的基于固态电卡效应的空调系统。它包括直流电源1、阀门换频控制器2、A组上出口阀3、A组上电极网4、A多层电卡元件组5、A组下电极网6、A组下进口阀7、A组出口热风阀8、流体泵出口阀9、流体泵10、B组下进口阀11、B组下电极网12、B多层电卡元件组13、B组上电极网14、B组上出口阀15、A组出口冷风阀16、B组出口热风阀17、B组出口冷风阀18、制冷换热器19、制热换热器20、上侧端电极21、多层电卡元件22、内电极23、塑料外壳24、下侧端电极25。

其结构是：直流电源1与阀门换频控制器2用导线连接后，阀门换频控制器2的输出端分别与A组上电极网4、A组下电极网6、B组下电极网12及B组上电极网14相连接。流体泵10的出口与流体泵出口阀9的入口相联通固结，流体泵出口阀9的出口分别与A组下进口阀7及B组下进口阀11的入口相联通固结。A组下进口阀7及B组下进口阀11的出口分别与A多层电卡元件组5及B多层电卡元件组13的进口相联通固结。A多层电卡元件组5及B多层电卡元件组13的出口分别与A组上出口阀3及B组上出口阀15的入口相联通固结。A组上出口阀3的出口分别与A组出口热风阀8及A组出口冷风阀16的入口相联通固结。A组出口热风阀8的出口分别与B组出口热风阀17的出口及制热换热器20的入口相联通固结。B组上出口阀15的出口分别与B组出口热风阀17和B组出口冷风阀18的入口相联通固结。A组出口冷风阀16的出口和B组出口冷风阀18的出口均与制冷换热器19的入口相联通固结。制冷换热器19的出口和制热换热器20的出口均与流体泵10的入口相联通固结。

当通过阀门换频控制器2在A、B多层电卡元件组的上下电极网周期性地施加或撤去电场时，若同时调配相应的阀门开启与关闭，就可从制冷换热器19与制热换热器20连续地获得冷风与热风。

附图说明：

图1.是基于固态电卡效应的空调系统；