近年来,随着能源的快速消耗及环境的日益恶化,太阳能这种取之不尽、用之不竭的绿色能源愈来愈受重视。热电制冷因其具有清洁环保、制冷迅速、运行平稳等优点被广泛应用于医疗、农业、日常生活等诸多领域。本文设计并开发出一款通过太阳能光伏发电为热电制冷装置提供直流电的空调系统,此系统具有节能环保、安装灵活、结构简单等特点,特别适合独立小空间以及无电网偏远地区的空调使用,该空调系统的研制对推动太阳能热电制冷空调的发展具有一定参考意义。首先,本文对太阳能热电制冷空调的设计工况进行综合分析,在论述太阳能光伏发电和热电制冷原理的基础上,分别对热电制冷的最大制冷量工况、最大制冷系数工况以及最大温差工况进行理论研究,得到不同工况的适用范围,确定适合太阳能热电制冷空调的工况。根据研究结果,本次设计的太阳能热电制冷空调采用最大制冷量工况。其次,进行太阳能热电制冷空调的理论计算和初步设计。包括以下内容:通过已选研究模型计算太阳能参数和空间内热负荷,选定太阳能电池板和热电元件的类型及数量。在此基础上,计算并匹配相应的太阳能光伏转换器和蓄电池,并对太阳能热电制冷空调系统进行整体设计。根据热电制冷元件的数量和尺寸,对热电制冷装置模块进行结构设计,主要包括:储冷板的设计、导热块的设计、风机的设计与选型、隔热结构的设计等。然后,对本文初步设计的太阳能热电制冷空调进行实验研究。根据热电制冷空调的初步设计方案,搭建太阳能热电制冷空调模型实验台,进行如下实验:通过太阳能电池板电流强度实验,测得太阳能电池板的I-U曲线,得到太阳能电池板的稳定输出电流值。通过散热实验,分别测得热电制冷空调在不同散热方式下,热电元件冷/热两端的温度值,确定热电制冷空调最适合的散热方式。散热实验结果表明,选用热管加强制通风散热可以较好的满足空调制冷、制热不同情况的散热要求。在选定散热方式的基础上,分别进行太阳能热电制冷空调制冷、制热性能实验,测得小空间内温度变化值,得到制冷/制热空间内的温度变化规律。热电制冷空调制冷、制热性能实验结果表明,该空调能较好地满足制冷要求,但其制热效果不太理想。最后,根据实验结果对热电制冷空调进行模拟研究及改进设计。通过改变热电制冷空调出风口位置,对热电制冷空调模型实验台进行温度场模拟研究,寻求制冷、制热效果均比较理想的出风口位置。在对比分析模拟结果与前期实验结果的基础上,对热电制冷空调进行改进设计。