[實(shí)用新型]用于半導(dǎo)體熱泵熱水器的高效環(huán)路熱管加熱器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820042139.2
• 申請日: 2008-08-11
• 公開（公告）號: CN201266037Y
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍志強(qiáng);陳海峰;朱志剛;金蘇敏
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F25B21/02;F24H4/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 徐冬濤

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于半導(dǎo)體熱泵熱水器的高效環(huán)路熱管加熱器，是一種傳熱速度快、傳熱效率不隨傳熱面積的增大而降低的熱管加熱器。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體制冷技術(shù)是利用半導(dǎo)體電偶對顯著的珀?duì)栙N效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)制冷的，它具有體積小、重量輕、溫差大、效率高、使用方便、無公害、耐用可靠等特點(diǎn)，現(xiàn)被廣泛用于制冷量比較小的場所。

半導(dǎo)體熱泵熱水器利用半導(dǎo)體制冷的特性從外界吸收熱量來加熱水，同時所消耗的電能也轉(zhuǎn)化為熱能用于加熱水，其效能系數(shù)大于1，相對于常規(guī)的電熱水器具有效率高的特點(diǎn)；另外，半導(dǎo)體熱泵熱水器不像壓縮式熱泵熱水器，沒有運(yùn)動部件，無振動，使用壽命長。

熱管是人們所知的最有效的傳熱元件之一，它可將大量熱量通過很小的截面積遠(yuǎn)距離地傳輸而無需外加動力。熱管是依靠自身內(nèi)部的工作液體相變來實(shí)現(xiàn)傳熱的傳熱元件，具有高導(dǎo)熱性、優(yōu)良的等溫性、熱流密度可變、熱流方向可逆、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

曾經(jīng)出現(xiàn)的半導(dǎo)體制冷熱交換器，其換熱體上設(shè)置有流體環(huán)流通道，半導(dǎo)體內(nèi)藏于換熱體。制冷片產(chǎn)生的熱量通過環(huán)流通道中的工作液體導(dǎo)出，工作液體通過循環(huán)泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)流動。此熱交換器存在如下缺點(diǎn)：半導(dǎo)體和導(dǎo)熱工質(zhì)直接接觸，從而需要處理半導(dǎo)體和換熱體結(jié)合處的密封問題，容易出現(xiàn)泄露現(xiàn)象；導(dǎo)熱工質(zhì)是通過循環(huán)泵來強(qiáng)制流動的，消耗了額外的電能，使換熱器整體效率降低，同時也使熱交換器的復(fù)雜程度大大增加；熱量不能遠(yuǎn)距離傳輸。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)更加簡單緊湊，整體效率較高，熱量可遠(yuǎn)距離傳輸且易分配，導(dǎo)熱效率更高的用于半導(dǎo)體熱泵熱水器的高效環(huán)路熱管加熱器。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到：

一種用于半導(dǎo)體熱泵熱水器的高效環(huán)路熱管加熱器，包括換熱熱管，其特征是所述換熱熱管由冷凝段銅管3與蒸發(fā)段銅板4構(gòu)成，蒸發(fā)段銅板4的上下兩端開口分別與蒸發(fā)段銅板3的兩端連接，構(gòu)成熱管回路。

所述的用于半導(dǎo)體熱泵熱水器的高效環(huán)路熱管加熱器，其特征是所述冷凝段銅管3的單根長度為0.8米至1.5米，共有2至6根。

所述的用于半導(dǎo)體熱泵熱水器的高效環(huán)路熱管加熱器，其特征是所述冷凝段銅管3有一定角度的彎曲，該角度為5度至15度。

所述的用于半導(dǎo)體熱泵熱水器的高效環(huán)路熱管加熱器，其特征是所述蒸發(fā)段銅板4為鏤空銅板，且和半導(dǎo)體制冷片5通過導(dǎo)熱硅膠粘接。

所述的用于半導(dǎo)體熱泵熱水器的高效環(huán)路熱管加熱器，其特征是所述冷凝段銅管3內(nèi)的工質(zhì)為水或氟利昂。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：

1、結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小，便于安裝；

2、沒有運(yùn)動部件，震動小，無噪聲，壽命長；

3、導(dǎo)熱系數(shù)高，有較大的換熱面積；

4、熱管的結(jié)構(gòu)可變性提高了產(chǎn)品的整體布局的靈活性和緊湊性；

5、只有半導(dǎo)體制冷片需要電能的輸入，沒有附加能源消耗，節(jié)約能源且運(yùn)行成本低。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1是本實(shí)用新型技術(shù)原理圖。

附圖中：

1為熱水器蓄水箱；2為熱水；3為冷凝段銅管；4為蒸發(fā)段銅板；5為半導(dǎo)體制冷片；6為半導(dǎo)體熱泵熱水器的其他部件。

具體實(shí)施方式

熱管是由蒸發(fā)段銅板4和冷凝段銅管3共同組成。蒸發(fā)段銅板4與半導(dǎo)體制冷片5的熱面用導(dǎo)熱硅膠粘結(jié)在一起，在蒸發(fā)段銅板4的四角上設(shè)有四個通孔，通過螺栓固定在熱水器的一側(cè)，之間的間隙用膠密封；蒸發(fā)段銅板4通過鉆孔使其內(nèi)部形成一定的空腔容積，以便工質(zhì)與半導(dǎo)體制冷片5充分換熱，形成熱管的蒸發(fā)段。蒸發(fā)段銅板4的上下兩端開口分別與冷凝段銅管3的兩端連接，構(gòu)成回路熱管。半導(dǎo)體制冷片5與半導(dǎo)體熱泵熱水器的其他部件6連接。

熱管的回路數(shù)量通過熱水器的負(fù)荷來確定，熱管也可以根據(jù)不同的要求而采用不同的形式。

半導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量通過由冷凝段銅管3與蒸發(fā)段銅板4共同構(gòu)成的熱管進(jìn)行傳輸，與水換熱。

冷凝段銅管3的彎曲角度優(yōu)選為10度，以便冷凝后的液體工質(zhì)自動回流而不需外在動力或吸液芯。

利用熱管的高導(dǎo)熱性和等溫性，熱管的冷凝段銅管3的單根長度最優(yōu)為1.2米，共有5根，從而增大傳熱面積。

本實(shí)用新型的工作方式如下：半導(dǎo)體制冷片5的熱面產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱硅膠和蒸發(fā)段銅板4傳到熱管中的工質(zhì)里使工質(zhì)蒸發(fā)，產(chǎn)生的工質(zhì)蒸汽向上進(jìn)入冷凝段銅管3中，管內(nèi)的工質(zhì)蒸汽與冷凝段銅管3進(jìn)行對流換熱把熱量傳給銅管3，熱水器蓄水箱1中的熱水2也通過對流換熱與冷凝段銅管3換熱將熱量帶走，這樣就實(shí)現(xiàn)了熱量從工質(zhì)到熱水2的傳遞；工質(zhì)蒸汽釋放熱量后冷凝成液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)自動回流到蒸發(fā)段銅板4的蒸發(fā)段中。回到蒸發(fā)段的工質(zhì)又吸熱蒸發(fā)，如此循環(huán)工作。