[實用新型]熱電空調單元和熱電模塊

有效

• 申請號: 201120398876.8
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN202264669U
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: 吳汀;黃穎杰;柏勝強;徐康聰;尹湘林;陳立東
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所;上海汽車集團股份有限公司技術中心
• 主分類號: B60N2/56
• 分類號: B60N2/56;F25B21/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 喻學兵

技術領域

本實用新型涉及熱電空調單元和熱電模塊。

背景技術

空調器是安裝在商店、辦公室、家庭等的房間中，用以冷卻或加熱室內空氣的裝置。目前，絕大多數汽車都利用汽車空調系統來控制車內空氣的溫度。作為一個整體，汽車空調一旦啟用，整個車室內空間同時被加熱或制冷。但在很多情況下，用戶希望能選擇某一區域或限制在某一區域進行加熱或制冷，以提高乘坐的舒適性，這就超越了汽車空調的功能。還有些情況，比如非常炎熱的夏天或是非常寒冷的冬天，車內溫度特別是座椅表面溫度，能達到攝氏60度以上和零下20度以下，如果只用汽車空調進行制冷或加熱，需要很長時間座椅表面才能達到適合用戶乘坐的溫度；并且夏天用戶與座椅接觸區域很容易出汗，在座椅靠背和底座表面留下汗漬。為了解決上述問題，滿足車內司機和乘客對乘坐舒適性更高的要求，熱電式汽車空調座椅應運而生。

公開號為CN101249811A、名稱為熱電式汽車空調座椅的中國專利文獻公開了一種技術，該技術利用汽車已有空調系統的鼓風機作為引風設備，在座椅的靠墊和座墊中裝入熱電器件，鼓風機引出的風與熱電器件上貼附的散熱片進行熱交換后導入座椅內的風道，再從座椅表面透出，座椅表面溫度的控制靠調節熱電器件供電電流大小和方向來實現。但該座椅所利用的鼓風機功率較大，在不啟動汽車的情況下使用時間一長就會造成電瓶虧電，并且所有座椅共用一個鼓風機，無法獨立運行，造成能源的浪費。該座椅的風道未經任何隔熱處理，進入風道的空氣會部分透入座椅海綿內，減弱了實際使用效果，而且風道內沒有任何支撐物，長時間使用會造成風道的變形和塌陷。

美國專利文獻(US005597200A)公開一種可變溫的汽車座椅，該技術同樣提出利用熱電器件來實現加熱和制冷功能的空調汽車座椅，它是由熱電模塊、風扇組成空調單元，嵌裝在座椅靠背和底座中，風扇送出的空氣與熱電模塊進行熱交換后進入風道，最后達到座椅表面。但該座椅所用熱電器件為傳統陶瓷基器件，不具備抗震功能，遇到劇烈顛簸可能造成基板碎裂，散熱片結構未優化，與器件之間通過導熱膠傳熱，能效比較低，座椅結構復雜，組成的零部件眾多，成本十分高昂。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供熱電空調單元及熱電模塊，其適合于車用的、提高了能效比。

為實現所述目的的熱電空調單元，其特點是，包括熱電器件、覆銅的聚酰亞胺薄膜和散熱片，熱電器件的上、下兩側均鋪設有該薄膜，各薄膜的與熱電器件相反的一側疊置有散熱片。

所述的熱電空調單元，其進一步的特點是，熱電器件的框架是由改性樹脂制成，n型和p型熱電材料在框架的格子中，框架兩面噴涂電極，熱電材料被密封在框架格子中。

所述的熱電空調單元，其進一步的特點是，聚酰亞胺薄膜兩側面附有銅箔，和熱電器件結合的一側銅箔圖形與熱電器件的電極匹配，薄膜兩側分別與熱電器件和散熱片焊接。

所述的熱電空調單元，其進一步的特點是，散熱片材料為鋁，在每個翅片上都開有小窗。

為實現所述目的的熱電模塊，其特征在于，包括殼體、風扇、任一項前述的熱電空調單元和隔熱海綿，風扇內置于殼體中，殼體提供風扇的出風道，熱電空調單元內置于該出風道中，隔熱海綿緊鄰熱電空調單元內置于該出風道中，隔絕與熱電空調單元的兩側的散熱片進行熱交換后的冷熱兩種空氣，且隔熱海綿8將出風道分隔為上出風口和下出風口。

本實用新型中，當對熱電器件施加電流時，熱電器件就會產生帕爾帖效應，其兩側表面分別產生吸熱和放熱效應，通過覆銅的聚酰亞胺薄膜薄膜傳導到散熱片上，從而使經過散熱片的空氣被加熱或冷卻。當改變熱電器件電流方向，器件的吸熱面和放熱面互換，而其吸熱或放熱效應的強弱可以通過調節供給器件和風扇的電壓來控制。

相較于現有技術，本發明的熱電器件采用耐高溫、高強度的樹脂作為框架，使得器件具有較強的抗震性能，在汽車遇到劇烈顛簸的情況下不易失效，保持穩定的性能，延長使用壽命。采用附銅聚酰亞胺薄膜替代陶瓷基板，克服了陶瓷基板易碎的問題，兩側附銅箔能使薄膜與器件和散熱片焊接緊密，提高了熱傳導性能，減小了溫差損失，提高了熱電空調單元的能效比。

采用了翅片開窗鋁制散熱片，增大了氣流與散熱片的接觸面積，延長了接觸時間，從而使氣流與散熱片進行充分的熱交換，提高傳熱效率。其傳熱效率能夠達到傳統銅制散熱片的效果，同時大幅度的降低成本。

另外，本實用新型座椅都單獨配備風扇，風扇功率遠小于車載鼓風機，每套座椅能獨立控制，用戶能夠根據需要選擇工作座椅的數量，避免了能源的浪費。

附圖說明