[實(shí)用新型]一種混合散熱型熱電制冷制熱一體化裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420636203.5
• 申請(qǐng)日: 2014-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN204313523U
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方海生;蔣志敏;張瑩瑩;趙超杰;蔡軻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F25B29/00
• 分類號(hào): F25B29/00;F25B21/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體熱電片技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于熱電片的制冷制熱一體化裝置。

背景技術(shù)

目前半導(dǎo)體熱電片(也稱制冷片)正越來越廣泛的被用于小型制冷領(lǐng)域，如移動(dòng)便攜冰箱，小型實(shí)驗(yàn)冷卻臺(tái)等。其主要利用了P、N型半導(dǎo)體在電流流通時(shí)，節(jié)點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生Peltier效應(yīng)，從而使得從N到P端的節(jié)點(diǎn)溫度下降吸熱，成為冷端；而從P到N端的節(jié)點(diǎn)溫度升高放熱，成為熱端。將N、P型半導(dǎo)體周期性排列，并使其冷端和熱端均分別朝向一個(gè)方向后封裝即可制成可一面制冷，一面產(chǎn)熱的熱電片。

由于熱電片的冷熱端由于電流流動(dòng)方向所決定，當(dāng)電流方向發(fā)生改變時(shí)，原本的產(chǎn)熱端將變成制冷端，而原本的制冷端變成了產(chǎn)熱端，而且熱電片的產(chǎn)熱原理同普通電阻通電產(chǎn)熱有所不同，其熱端產(chǎn)生的熱量來源于自身電阻在電流作用下的產(chǎn)熱以及由電子從冷端攜帶過來的熱量，使得熱電片熱端產(chǎn)熱的效率大于1，從而使其成為一種理想的加熱方式，這為制冷制熱一體化提供了較好的解決方案或途徑。

但是，通過熱電片實(shí)現(xiàn)制冷和制熱一體化在實(shí)際應(yīng)用中存在比較大的問題，其制冷制熱的效果以及效率都不是很好，這是目前業(yè)內(nèi)亟待解決的技術(shù)難題。具體來說，一方面，由于熱電片自身的特性，其制冷效率受到冷熱兩端溫差的影響非常顯著，當(dāng)兩端溫差很小時(shí)普通熱電片制冷效率能達(dá)到0.6以上，而當(dāng)兩端溫差加大后，其制冷效率就會(huì)顯著下降。故在制冷時(shí)，需要及時(shí)將熱端產(chǎn)生的熱量帶走，以保證冷熱端溫差較小，從而保證制冷效果。另外一方面，由于同時(shí)具有制熱功能，使得在制冷時(shí)采用的冷卻方式需要同時(shí)兼顧到在制熱時(shí)的影響。目前傳統(tǒng)的熱電制冷產(chǎn)品僅采用單純的風(fēng)冷散熱方式，熱端散熱效果并不理想，特別是由于制冷制熱一體化的結(jié)構(gòu)使得目前的散熱無法同時(shí)滿足制冷時(shí)散熱而制熱時(shí)也需要帶走冷量的需求，同時(shí)無法滿足制冷制熱的交換以及循環(huán)要求

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供一種混合散熱型熱電制冷制熱一體化裝置，其通過設(shè)置循環(huán)冷卻的熱交換回路并利用超聲霧化以及氣流散熱手段，從而實(shí)現(xiàn)高效的制熱制冷一體化。

按照本實(shí)用新型，為實(shí)現(xiàn)上述目的，其所采用的具體技術(shù)方案如下：

一種混合散熱型熱電制冷制熱一體化裝置，其基于熱電片實(shí)現(xiàn)制冷制熱的一體化，其特征在于，該裝置包括：

內(nèi)部具有存儲(chǔ)空腔的裝置本體，其外周設(shè)置有保溫層，且該保溫層與本體外壁之間的間隙形成換熱夾層，用于作為換熱液流動(dòng)的夾層，且該夾層通過隔板被分為兩個(gè)腔體，并分別與用于泵送換熱液的泵連接；

設(shè)置在所述本體外的第一換熱器和設(shè)置在所述的存儲(chǔ)空腔內(nèi)的第二換熱器，其中所述第一換熱器的出口與第二換熱器的入口通過管路連通，且該第一換熱器入口與所述兩個(gè)腔體中的第一腔體連通而第二換熱器的出口與所述兩個(gè)腔體中的第二腔體連通，從而使得所述兩換熱器、分隔的兩個(gè)腔體與所述泵形成儲(chǔ)熱液體的循環(huán)回路；以及

熱電片，其一端貼附設(shè)置在所述第一換熱器外壁面上，通電后該一端制冷或制熱，從而可將產(chǎn)生的熱量或冷量傳遞到第一換熱器上，并進(jìn)而通過該第一換熱器內(nèi)流動(dòng)的換熱液進(jìn)行換熱并在流經(jīng)所述第二換熱器時(shí)將其換熱至所述存儲(chǔ)空腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)制冷或制熱。

作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述熱電片的另一端設(shè)置散熱器，該散熱器包括風(fēng)道，且該風(fēng)道兩端的風(fēng)口設(shè)置有風(fēng)扇，從而可在該風(fēng)道內(nèi)產(chǎn)生氣流以用于將所述熱電片另一端產(chǎn)生的熱量或冷量帶走。

作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述風(fēng)道一端的風(fēng)扇外部設(shè)置有霧化器，用于將水霧化成霧氣，并隨該風(fēng)扇形成的氣流進(jìn)入散熱器風(fēng)道以將由熱電片在該端傳遞給所述散熱器的熱量帶走。

作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述兩換熱器連通的管路上引出設(shè)置有一個(gè)自動(dòng)開關(guān)的單向閥，其可在暫停加熱或制冷且泵停止加壓時(shí)，在外部氣壓的作用下被打開，從而使第二換熱器內(nèi)部的換熱液可回流至與其連接的空腔內(nèi)，而在泵加壓時(shí)被關(guān)閉，使得換熱液重新流入第二換熱器內(nèi)。

作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述第二換熱器外周設(shè)置有風(fēng)扇，用于該換熱器外部的散熱。