[實用新型]太陽能驅動的半導體快速制冷裝置及包含該裝置的飲水機

有效

• 申請號: 201220095979.1
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN202521945U
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 韓曉紅;鄭磊巍;王征;唐鵬武;陳光明;汪鵬飛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02;F28D15/02;H02N6/00;A47J31/00;A47J31/44
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本實用新型屬于制冷領域，具體涉及一種太陽能驅動的半導體快速制冷裝置。

背景技術

隨著社會的發展，生活水平的提高，人們對食品的食用要求日益增加，在食品能夠安全食用的前提下，開始更多的關注其食用口感。正如每種食品都有最佳保鮮溫度一樣，每種飲品也有最佳飲用溫度。已有研究資料表明，例如，啤酒溫度為10℃時，不僅飲用口感較佳，且此時人體對麥芽的熱量吸引力最低，而對其氨基酸吸收率最高。再如，開水在13℃左右時喝起來最為爽口，此時水的表面張力等理化特性都發生變化，與生物細胞的水十分相似，容易被吸收，促進新陳代謝，增強免疫力。根據這樣的特性，人們紛紛想出了各種方法，將飲品冷卻。通常，人們利用壓縮機制冷方式，將飲品冷卻達到相應溫度，但是，壓縮機中制冷劑容易泄露污染大氣，并且噪聲大，需外接電源，更不利于在炎熱夏季外出時攜帶，將飲品降溫。另外，半導體制冷是一種環保的制冷方式，其基于珀爾帖效應，當直流電通過兩種不同的半導體材料串聯成的電偶時，在電偶的兩端分別吸收熱量和放出熱量。利用其可以吸收熱量的特性，可以將其作為一種制冷方式，將物體冷卻。

在現有技術中，已公開了各種制冷裝置，如申請號為201120062509.0的中國實用新型專利，“半導體制冷溫控飲料機”，其包括散熱系統、儲水箱、水泵和半導體制冷系統，其中，半導體制冷系統由半導體制冷片和飲料導流板組成。雖然該系統可以連續放出最佳飲用溫度的飲料，實現溫度可控，達到動態制冷效果。但是，該裝置需要電源，不適合攜帶外出，并且結構復雜，需要水泵、散熱系統等眾多設備，還需要大風扇進行冷卻循環水，需要大水箱提供循環水。又如申請號為200910205235.3的中國發明專利，“半導體制冷系統”，其采用半導體來制冷，主要的特點是采用真空隔離措施，延長了使用的壽命，但結構復雜、維修困難，需要外接電源，同時，此方案不具備快速冷卻的特點。

再如申請號為201020242652.3的中國實用新型專利，“半導體制冷片冷凝裝置”，其公開了一種半導體制冷片冷凝裝置，該裝置包括由半導體制冷片緊密圍成的長方體柱和散熱片，朝向散熱片的方向設置有進風口和出風口，對應進風口設置有吸風風扇。對應出風口設置有排風風扇。該裝置的應用場合是實驗室，冷卻物質是蒸汽，目的是節約冷卻水使用量，需要外接電源。因此，此裝置不適合家庭、辦公場合，不適用于冷卻液體，更不能起到快速冷卻的效果。

又如申請號為200420045919.4的中國實用新型專利，其公開了一種半導體制冷系統。該裝置的目的是降低熱端與外界空氣的溫差，來提高系統的效率，用于冰箱。但不能實現快速冷卻，同時，其結構較為復雜，不便于搬動，需要外接電源，更不利于便攜于戶外使用。

綜上所述，現有專利中存在各種利弊，但皆未提供能在戶外方便使用的制冷裝置。

實用新型內容

本實用新型提供了一種太陽能驅動的半導體快速制冷裝置，該裝置不僅可以實現快速制冷，由太陽能驅動，減小能耗，方便戶外使用，還可以實現小型化，具有工質環保等特點，用于多種場合。

一種太陽能驅動的半導體快速制冷裝置，包括帶有冷端壁面及熱端壁面的半導體制冷片和帶有受熱部分及放熱部分的熱管，還包括：

待冷卻工質流動的管道，所述半導體制冷片的冷端壁面與管道外壁相貼，半導體制冷片的熱端壁面與熱管的受熱部分相貼；

容納所述管道、半導體制冷片、熱管的箱體，所述箱體的端蓋裝有為半導體制冷片提供電流的太陽能電池板。

本實用新型所述太陽能驅動的半導體快速制冷裝置，其工作原理為：利用基于珀爾帖效應的半導體制冷裝置，提供所需冷量，將半導體制冷片貼于管道周圍，當待冷卻工質從管口進入管道，由于重力作用，其自上向下流動。半導體制冷片冷端壁面緊貼管道，將半導體制冷片冷端的冷量傳熱給管道中的待冷卻工質，實現待冷卻工質在運動過程中的動態冷卻降溫。由于半導體制冷片制冷時的冷端溫度受熱端溫度的影響，即熱端溫度減去半導體制冷片自身可產生的溫降，為冷端溫度，因此，將半導體制冷片熱端壁面緊貼熱管，由于熱管可以使得熱管中的傳熱工質在重力作用下流動并高效傳熱，將熱量排出，實現半導體制冷片熱端壁面溫度恒定。從而，可以使得半導體制冷片的冷端溫度恒定。裝置中裝有太陽能電池板，可以利用太陽能產生電量，從而驅動整個裝置。

所述熱管的受熱部分是指熱管中的傳熱工質進行吸熱的部分。

所述熱管的放熱部分是指熱管中的傳熱工質進行放熱的部分。

根據實際情況，可依據管道設計的長度以及管道壁面所布置的半導體制冷片的數量來決定最終流出管道時可以達到所要求的溫度。