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摘要：介绍一种实用新型节能型窗式保鲜、冷藏柜，阐述了该系统的基本组成及工作原理，分析了目前保鲜、冷藏柜的使用情况，介绍了实用新型节能型窗式保鲜、冷藏柜不同之处，解决的现实问题。并展望节能型窗式保鲜、冷藏柜的应用前景。
关键词：窗式保鲜、冷藏柜；半导体制冷系统；节能；环保。
Abstract: The paper introduces a practical new energy-saving fresh, refrigeration fig2.open-window, this paper discusses the basic system structure and working principle, analyzes the present situation of the refrigerated counter preservation, use, and introduces the new energy-saving practical fig2.open-window preservation, look different, solve problems. It is looking to energy-saving preservation, the refrigerated counter fig2.open-window application prospect.
Key Words: fig2.open-window preservation, refrigeration; semiconductor refrigeration system; energy saving; environmental protection
中图分类号：TE08 文献标识码：A文章编号：
引言
近年来，世界经济发展加快，全球能源需求迅速增长，能源、环境和气候变化问题日益突出、日益严重，全球面临着前所未有的环境压力，大气污染、植被破坏、水土流失等环境问题急需解决，保护环境刻不容缓。国家出台的各种产业政策，已为我国新能源规模化发展提供了全新的舞台。
为了促进可再生能源发展，增加能源供应，优化能源结构，保护环境，积极应对气候变化，国家颁布实施了《可再生能源法》，制定了《可再生能源中长期发展规划》，提出了可再生能源发展的指导思想、基本原则、发展目标、重点领域和保障措施。
今后一个时期，中国可再生能源发展的重点是水能、生物质能、风能和太阳能。中国将加快可再生能源电力建设步伐，到2020年建成水电３亿千瓦、风电3000万千瓦、生物质发电3000万千瓦、太阳能发电180万千瓦。到2020年形成年替代1000万吨石油的能力。
加快形成以清洁能源为核心的具有相当规模的发电产业。距有关资料显示：中国的电力每年增长14%-15%⑴，建筑使用能耗已占国家总能耗的30%左右，而制冷设备在建筑能耗用电中占较大的比重。在百姓使用的生活用品家用电器也应立足低碳、绿色和可持续发展，做好家用电器的节能有着重要的意义。
一种新的潜在实用能源正在悄悄兴起，并日益引起多方注意，它就是自然“冷能”。 国外及国内的研究与应用表明，自然冷能应用领域非常广阔，建造大型露天保鲜库等，已遍及人们日常生活、工农业生产及军事或航天等各个领域，具有潜在的规模生产和推广应用的巨大价值。特別是，自然“冷能”随处存在，利用过程之中不产生环境污染，是一种洁净能源；同时，自然“冷能”容易获取、投入少、产出多、经济效益显著，对促进社会、经济的可持续发展具有重要作用。随着其研究的深入以及相关技术的成熟，自然“冷能’必将像太阳能、风能等一样成为２１世纪重要的新能源。节能型窗式保鲜、冷藏柜是自然冷能的最好应用。
目前，一般的冷藏柜大多同冰箱融于一体。采用压缩机工作，在楼房居住的用户都有同感，存在噪音问题，而且容积十分有限，在家用电器中占用较大面积，许多需要储藏的食物、水果，尤其是冬季，房间内室温较高，最后不是生霉，就是变成“老人头”。 以苹果为例，贮存环境温度每提高10℃，损失速度增加2倍。到了冬季，在城市中也可以看到许多楼房住户，在窗外都是放置许多食品，也影响城市楼房的整体美观。给人民的生活和经济建设带来了一定的影响，在室内多数冷藏柜不能很好的同现代厨房配套。现在，厨房电器又是琳琅满目，厨房空间有限。为了迎合市场的需求，家用电器嵌入式设计已走进人们的家庭生活，嵌入式厨房家电的布局是将电器完全嵌入到橱柜中，既充分利用了空间，更使得原来零散无序的厨房变得整洁，有规律，亦打理，环保健康，嵌入式的设计更节省空间也更使得厨房美观，节能型窗式保鲜、冷藏柜充分利用楼房有限空间，融入到整体厨房设计中，现已获得国家实用新型专利证书。随着近几年国家大力开展保障房建设，该项技术的推广必将给人民的生活带来便利，展望节能型窗式冷藏柜的应用前景十分广阔。
二、节能型窗式保鲜、冷藏柜
1、基本组成
它由中空或真空玻璃前柜门，后视的防晒中空或真空部分全透明设计的玻璃柜体、保温柜体（下图（一）阴影部分和上盖板及下底板）、隔架组成。保温柜体上安装有温度控制器控制半导体致冷器进行致冷，通过移动式磁性换气孔密封保温板调节，最大限度的利用室外大气温度的变化，使柜内温度保持在0℃左右。安装在厨房窗户上或窗户下侧，根据窗户的户型，可选择单门的左或右开门和双开门的，下图（一）为双开门。增强了室内舒适感，增大采光面积，简化建筑物结构。节能环保，静音、卫生健康，提供了较大容积保鲜、冷藏柜。解决了许多楼房住户窗外都是放置许多食品等物和家内储藏空间过小，储藏冬季、夏季储菜难的问题。如图（一）所示，具体制作尺寸控制在40*50*130立方厘米较为经济。
2、节能型窗式保鲜、冷藏柜系统的工作原理
节能型窗式保鲜、冷藏柜设有A、B后视窗和C、D前视窗。有效利用“冷能”实现窗外和室内的冷热空气对流达到自然冷能降温的目地。冬季使用时，电子制冷器退出工作。用调节磁性板调节前、后窗口大小，调节后视窗A或B窗口大小与前视窗C或D窗口大小，便于形成“S”形换气调气道。利用气调贮存技术，降低柜内温度，有效延长柜内果、菜保鲜期。关闭C或D窗口，打开A或B窗口，柜体温度可以达到室外温度。关闭A或B窗口，打开C或D窗口，柜体温度可以达到室内温度。柜体内的温度由室内、室外温度决定，温差越大，冷能品质越好。根据柜内温度不同放置不同的食品，后视窗常开窗口放置隐形纱窗或防尘布，过滤空气。夏季制冷使用装在后视窗上的电子制冷器强制通风制冷由温控器控制达到冷藏效果。窗内不放置食品时，就是窗户。窗体材料采用高效节能豪华型铝合金窗，制作安装后美观大方，安装在橱窗下侧，同厨台在同一平面上，可以很好的融入到整体厨房设计中。
三节能型窗式保鲜、冷藏柜系统的关键技术问题
窗式保鲜、冷藏柜充分利用楼房有限空间，融入到整体厨房设计中，利用有限的空间，提供了较大的冷藏空间，在不影响采光面积时，简化建筑物结构，解决居民家家户户储菜难的问题。因而会受到人们的广泛关注的。但目前系统的成本在安装电子制冷器后有些成本相对高，将影响到人们日常生活等各个领域的应用和推广。为降低系统的成本，进行规模化生产可以在各环节降低材料的采购成本及制造成本。从目前现有的技术，影响窗式保鲜、冷藏柜系统的运行性能的关键技术主要有以下几点：
电子制冷器的功率
电子制冷器的制冷的元器件，市场大多应用在空调领域，从有些专业厂家提供的资料看已做到700瓦。但在冷藏柜中用的功率不大，现在有200瓦的器件，散热器的体积也较大。50瓦以下应用的较多，主要应用在车载移动式冷藏箱，最大有40升左右的容积。而且，器件随瓦数的增加，体积和器件尺寸逐渐增加，主要解决足够的热端散热问题。窗式保鲜、冷藏柜采用100瓦两只电子制冷器解决夏季时的蔬菜等保鲜问题。若窗式保鲜、冷藏柜白天环境温度达到25度以上，建议窗式保鲜、冷藏柜退出运行，投运后，耗电增加，保鲜、冷藏效果不太好。解决问题的关键还需要专业厂家开发大功率的电子制冷器，体积小，器件散热好的电子制冷器，在柜内增加蓄冷设备等提高窗式保鲜、冷藏柜性能。
热电材料的优值系数
（1）热电材料的优值系数是衡量半导体制冷器性能的关键技术指标，优值系数越高，系统的运行性能愈好，效率也越高，因此改善材料的优值系数是提高系统性能的关键方向。有关数据显示，国内热电元件的半导体制冷与压缩机制冷在相当一段时间内维持在（2.5-3.0）*10¯³K¯¹，热效率低，使得相同工况下，半导体制冷与压缩机制冷有一定的差距。有研究显示，要是半导体制冷与压缩机制冷在经济上达到相当的水平，优值系数需达到13*10¯³K¯¹。（2）即无量纲优值ZTm要从现在的0.9提升到3。近年来随着世界各国半导体制冷学者对热电材料开展的一系列研究，ZTm值取得了重大进展。有些资料报道，在室温下，P型Br2Te2/Sb2Te2超晶体材料ZTm=2.4。N型PbSeTe/PbTe量子点超晶格材料ZTm≥2。（3）半导体优值系数的提高，热电性能的改善，将加快半导体制冷器的实用化进程。
3、散热方式
半导体制冷效率的提高，除了其本身制造材料和制造工艺的因素外，主要取决于其散热、传冷方式及良好的结构设计，优化散热方式有助于改善整个系统的制冷效率。由于半导体制冷器热端散热量是冷端吸热量的2-5倍（5），所以重点解决好其散热问题将对制冷效率的提高起到至关重要的作用。有关资料介绍采用热管冷却优于強制对流空气冷却，但却无法超过水冷方式；采用水冷较理想，但水冷表面一旦结垢，传热性能有所下降，设计使用时应根据实际情况选择合理的散热方式。
四 节能型窗式保鲜、冷藏柜的技术现状及应用前景
半导体制冷技术是20世纪50年代才发展起来的新技术，半导体制冷系数为0.9，目前已大于2.0，接近于现在的常规的压缩式空调，其制冷系数为2.5-2.8。（4）因此，现在在空调行业应用相对多。目前，研究部门正在加大力度研究半导体制冷材料及其生产技术，其制冷系数即将大幅度提高，可与常规的空调相比拟。随着半导体空调技术的发展一定会带动窗式保鲜、冷藏柜的发展。
节能型窗式保鲜、冷藏柜符合节能门窗重点开发和推广的八项技术的有关内容，它以建筑节能技术为动力，对我国住宅窗型结构和窗体构造进行技术改造和创新。改变单一的推拉窗型，发展平开，多功能窗。改善高密封窗的换气功能和安全性能，属发展断热高效节能豪华型铝合金窗产品。可以开发多功能系列化，各具地域特色的成套产品，发展多层次节能产品产业化生产体系。如果窗式保鲜、冷藏柜不安装电子制冷器，安装一只消毒器，可以构成窗式冷藏、消毒柜，冬季利用“自然冷能”工作，具备冷藏功能，夏季可以当消毒柜使用的。
在近几年高效率低成本的半导体保鲜、冷藏柜将会投放市场，对新建楼房或改造橱窗的楼房用户都可以安装该产品，市场需求很大，规模化生产，利润丰厚。安装时，最好是楼房的阴面阳光相对日照时间较少，充分发挥产品的性能和特点。不影响美观度。安全、节能、清洁、无噪音，将为千家万户带来良好生活环境。
五结语
清洁能源-自然“冷能”随处存在，取之不尽，用之不竭，一定会象风能、太阳能大力推广应用。半导体空调制冷技术也是一种新的制冷技术，节能、环保、结构简单等特点将受到人们的重视。随着新关技术的发展、热效率的改善、将会大大推动半导体制冷技术的在日常生活中的应用。在不久将来，节能型窗式保鲜、冷藏柜这项环保节能新产品，将会带来巨大的社会效益和经济效益。
参考文献：（1）郭裕亮；能源挑战促进技术创新（j）,电子技术，2005,32（11）；80
（2）戴源德太阳能半导体空调技术应用分析及前景展望；,太阳能，2011,34（11）；36
（3）杜海龙。太阳能热电空调理论研究与性能分析（J）。制冷空调与电力机械，2007,28（3）；22-25
（4）徐亚东，新型热电材料的研究动态（J）材料导报，2007,21（11）；1-3
（5）陈桔，散热方式影响半导体制冷效率的实验研究（J），实验科学与技术，2005,3（4）；27,4
（6）戴源德太阳能半导体空调技术应用分析及前景展望；,太阳能，（2011,34（11）；38
关键词：窗式保鲜、冷藏柜；半导体制冷系统；节能；环保。
Abstract: The paper introduces a practical new energy-saving fresh, refrigeration fig2.open-window, this paper discusses the basic system structure and working principle, analyzes the present situation of the refrigerated counter preservation, use, and introduces the new energy-saving practical fig2.open-window preservation, look different, solve problems. It is looking to energy-saving preservation, the refrigerated counter fig2.open-window application prospect.
Key Words: fig2.open-window preservation, refrigeration; semiconductor refrigeration system; energy saving; environmental protection
中图分类号：TE08 文献标识码：A文章编号：
引言
近年来，世界经济发展加快，全球能源需求迅速增长，能源、环境和气候变化问题日益突出、日益严重，全球面临着前所未有的环境压力，大气污染、植被破坏、水土流失等环境问题急需解决，保护环境刻不容缓。国家出台的各种产业政策，已为我国新能源规模化发展提供了全新的舞台。
为了促进可再生能源发展，增加能源供应，优化能源结构，保护环境，积极应对气候变化，国家颁布实施了《可再生能源法》，制定了《可再生能源中长期发展规划》，提出了可再生能源发展的指导思想、基本原则、发展目标、重点领域和保障措施。
今后一个时期，中国可再生能源发展的重点是水能、生物质能、风能和太阳能。中国将加快可再生能源电力建设步伐，到2020年建成水电３亿千瓦、风电3000万千瓦、生物质发电3000万千瓦、太阳能发电180万千瓦。到2020年形成年替代1000万吨石油的能力。
加快形成以清洁能源为核心的具有相当规模的发电产业。距有关资料显示：中国的电力每年增长14%-15%⑴，建筑使用能耗已占国家总能耗的30%左右，而制冷设备在建筑能耗用电中占较大的比重。在百姓使用的生活用品家用电器也应立足低碳、绿色和可持续发展，做好家用电器的节能有着重要的意义。
一种新的潜在实用能源正在悄悄兴起，并日益引起多方注意，它就是自然“冷能”。 国外及国内的研究与应用表明，自然冷能应用领域非常广阔，建造大型露天保鲜库等，已遍及人们日常生活、工农业生产及军事或航天等各个领域，具有潜在的规模生产和推广应用的巨大价值。特別是，自然“冷能”随处存在，利用过程之中不产生环境污染，是一种洁净能源；同时，自然“冷能”容易获取、投入少、产出多、经济效益显著，对促进社会、经济的可持续发展具有重要作用。随着其研究的深入以及相关技术的成熟，自然“冷能’必将像太阳能、风能等一样成为２１世纪重要的新能源。节能型窗式保鲜、冷藏柜是自然冷能的最好应用。
目前，一般的冷藏柜大多同冰箱融于一体。采用压缩机工作，在楼房居住的用户都有同感，存在噪音问题，而且容积十分有限，在家用电器中占用较大面积，许多需要储藏的食物、水果，尤其是冬季，房间内室温较高，最后不是生霉，就是变成“老人头”。 以苹果为例，贮存环境温度每提高10℃，损失速度增加2倍。到了冬季，在城市中也可以看到许多楼房住户，在窗外都是放置许多食品，也影响城市楼房的整体美观。给人民的生活和经济建设带来了一定的影响，在室内多数冷藏柜不能很好的同现代厨房配套。现在，厨房电器又是琳琅满目，厨房空间有限。为了迎合市场的需求，家用电器嵌入式设计已走进人们的家庭生活，嵌入式厨房家电的布局是将电器完全嵌入到橱柜中，既充分利用了空间，更使得原来零散无序的厨房变得整洁，有规律，亦打理，环保健康，嵌入式的设计更节省空间也更使得厨房美观，节能型窗式保鲜、冷藏柜充分利用楼房有限空间，融入到整体厨房设计中，现已获得国家实用新型专利证书。随着近几年国家大力开展保障房建设，该项技术的推广必将给人民的生活带来便利，展望节能型窗式冷藏柜的应用前景十分广阔。
二、节能型窗式保鲜、冷藏柜
1、基本组成
它由中空或真空玻璃前柜门，后视的防晒中空或真空部分全透明设计的玻璃柜体、保温柜体（下图（一）阴影部分和上盖板及下底板）、隔架组成。保温柜体上安装有温度控制器控制半导体致冷器进行致冷，通过移动式磁性换气孔密封保温板调节，最大限度的利用室外大气温度的变化，使柜内温度保持在0℃左右。安装在厨房窗户上或窗户下侧，根据窗户的户型，可选择单门的左或右开门和双开门的，下图（一）为双开门。增强了室内舒适感，增大采光面积，简化建筑物结构。节能环保，静音、卫生健康，提供了较大容积保鲜、冷藏柜。解决了许多楼房住户窗外都是放置许多食品等物和家内储藏空间过小，储藏冬季、夏季储菜难的问题。如图（一）所示，具体制作尺寸控制在40*50*130立方厘米较为经济。
2、节能型窗式保鲜、冷藏柜系统的工作原理
节能型窗式保鲜、冷藏柜设有A、B后视窗和C、D前视窗。有效利用“冷能”实现窗外和室内的冷热空气对流达到自然冷能降温的目地。冬季使用时，电子制冷器退出工作。用调节磁性板调节前、后窗口大小，调节后视窗A或B窗口大小与前视窗C或D窗口大小，便于形成“S”形换气调气道。利用气调贮存技术，降低柜内温度，有效延长柜内果、菜保鲜期。关闭C或D窗口，打开A或B窗口，柜体温度可以达到室外温度。关闭A或B窗口，打开C或D窗口，柜体温度可以达到室内温度。柜体内的温度由室内、室外温度决定，温差越大，冷能品质越好。根据柜内温度不同放置不同的食品，后视窗常开窗口放置隐形纱窗或防尘布，过滤空气。夏季制冷使用装在后视窗上的电子制冷器强制通风制冷由温控器控制达到冷藏效果。窗内不放置食品时，就是窗户。窗体材料采用高效节能豪华型铝合金窗，制作安装后美观大方，安装在橱窗下侧，同厨台在同一平面上，可以很好的融入到整体厨房设计中。
三节能型窗式保鲜、冷藏柜系统的关键技术问题
窗式保鲜、冷藏柜充分利用楼房有限空间，融入到整体厨房设计中，利用有限的空间，提供了较大的冷藏空间，在不影响采光面积时，简化建筑物结构，解决居民家家户户储菜难的问题。因而会受到人们的广泛关注的。但目前系统的成本在安装电子制冷器后有些成本相对高，将影响到人们日常生活等各个领域的应用和推广。为降低系统的成本，进行规模化生产可以在各环节降低材料的采购成本及制造成本。从目前现有的技术，影响窗式保鲜、冷藏柜系统的运行性能的关键技术主要有以下几点：
电子制冷器的功率
电子制冷器的制冷的元器件，市场大多应用在空调领域，从有些专业厂家提供的资料看已做到700瓦。但在冷藏柜中用的功率不大，现在有200瓦的器件，散热器的体积也较大。50瓦以下应用的较多，主要应用在车载移动式冷藏箱，最大有40升左右的容积。而且，器件随瓦数的增加，体积和器件尺寸逐渐增加，主要解决足够的热端散热问题。窗式保鲜、冷藏柜采用100瓦两只电子制冷器解决夏季时的蔬菜等保鲜问题。若窗式保鲜、冷藏柜白天环境温度达到25度以上，建议窗式保鲜、冷藏柜退出运行，投运后，耗电增加，保鲜、冷藏效果不太好。解决问题的关键还需要专业厂家开发大功率的电子制冷器，体积小，器件散热好的电子制冷器，在柜内增加蓄冷设备等提高窗式保鲜、冷藏柜性能。
热电材料的优值系数
（1）热电材料的优值系数是衡量半导体制冷器性能的关键技术指标，优值系数越高，系统的运行性能愈好，效率也越高，因此改善材料的优值系数是提高系统性能的关键方向。有关数据显示，国内热电元件的半导体制冷与压缩机制冷在相当一段时间内维持在（2.5-3.0）*10¯³K¯¹，热效率低，使得相同工况下，半导体制冷与压缩机制冷有一定的差距。有研究显示，要是半导体制冷与压缩机制冷在经济上达到相当的水平，优值系数需达到13*10¯³K¯¹。（2）即无量纲优值ZTm要从现在的0.9提升到3。近年来随着世界各国半导体制冷学者对热电材料开展的一系列研究，ZTm值取得了重大进展。有些资料报道，在室温下，P型Br2Te2/Sb2Te2超晶体材料ZTm=2.4。N型PbSeTe/PbTe量子点超晶格材料ZTm≥2。（3）半导体优值系数的提高，热电性能的改善，将加快半导体制冷器的实用化进程。
3、散热方式
半导体制冷效率的提高，除了其本身制造材料和制造工艺的因素外，主要取决于其散热、传冷方式及良好的结构设计，优化散热方式有助于改善整个系统的制冷效率。由于半导体制冷器热端散热量是冷端吸热量的2-5倍（5），所以重点解决好其散热问题将对制冷效率的提高起到至关重要的作用。有关资料介绍采用热管冷却优于強制对流空气冷却，但却无法超过水冷方式；采用水冷较理想，但水冷表面一旦结垢，传热性能有所下降，设计使用时应根据实际情况选择合理的散热方式。
四 节能型窗式保鲜、冷藏柜的技术现状及应用前景
半导体制冷技术是20世纪50年代才发展起来的新技术，半导体制冷系数为0.9，目前已大于2.0，接近于现在的常规的压缩式空调，其制冷系数为2.5-2.8。（4）因此，现在在空调行业应用相对多。目前，研究部门正在加大力度研究半导体制冷材料及其生产技术，其制冷系数即将大幅度提高，可与常规的空调相比拟。随着半导体空调技术的发展一定会带动窗式保鲜、冷藏柜的发展。
节能型窗式保鲜、冷藏柜符合节能门窗重点开发和推广的八项技术的有关内容，它以建筑节能技术为动力，对我国住宅窗型结构和窗体构造进行技术改造和创新。改变单一的推拉窗型，发展平开，多功能窗。改善高密封窗的换气功能和安全性能，属发展断热高效节能豪华型铝合金窗产品。可以开发多功能系列化，各具地域特色的成套产品，发展多层次节能产品产业化生产体系。如果窗式保鲜、冷藏柜不安装电子制冷器，安装一只消毒器，可以构成窗式冷藏、消毒柜，冬季利用“自然冷能”工作，具备冷藏功能，夏季可以当消毒柜使用的。
在近几年高效率低成本的半导体保鲜、冷藏柜将会投放市场，对新建楼房或改造橱窗的楼房用户都可以安装该产品，市场需求很大，规模化生产，利润丰厚。安装时，最好是楼房的阴面阳光相对日照时间较少，充分发挥产品的性能和特点。不影响美观度。安全、节能、清洁、无噪音，将为千家万户带来良好生活环境。
五结语
清洁能源-自然“冷能”随处存在，取之不尽，用之不竭，一定会象风能、太阳能大力推广应用。半导体空调制冷技术也是一种新的制冷技术，节能、环保、结构简单等特点将受到人们的重视。随着新关技术的发展、热效率的改善、将会大大推动半导体制冷技术的在日常生活中的应用。在不久将来，节能型窗式保鲜、冷藏柜这项环保节能新产品，将会带来巨大的社会效益和经济效益。
参考文献：（1）郭裕亮；能源挑战促进技术创新（j）,电子技术，2005,32（11）；80
（2）戴源德太阳能半导体空调技术应用分析及前景展望；,太阳能，2011,34（11）；36
（3）杜海龙。太阳能热电空调理论研究与性能分析（J）。制冷空调与电力机械，2007,28（3）；22-25
（4）徐亚东，新型热电材料的研究动态（J）材料导报，2007,21（11）；1-3
（5）陈桔，散热方式影响半导体制冷效率的实验研究（J），实验科学与技术，2005,3（4）；27,4
（6）戴源德太阳能半导体空调技术应用分析及前景展望；,太阳能，（2011,34（11）；38