CN101476809B - 半导体节能环保冰箱 - Google Patents

Abstract

一种半导体节能环保冰箱，在壳体内的上部设低温冷藏室内胆、下部设冷藏室内胆、左侧设冰箱门，壳体和冰箱门夹层中设保温层，壳体上端设装有可编程控制器和半导体制冷电源的电源控制盒，低温冷藏室内胆外侧面至少设1片低温冷藏室半导体制冷片，冷藏室内胆右内侧面上设冷藏室温度传感器、外侧面至少设1片冷藏室半导体制冷片，在低温冷藏室半导体制冷片的热端面设低温冷藏室导热块，冷藏室半导体制冷片的热端面设冷藏室导热块，壳体的右侧设与低温冷藏室导热块和冷藏室导热块联接的吸热水箱，吸热水箱内上部设水温传感器、下部设置有进水管，吸热水箱通过通安装在出水管上的电控阀和泄压阀与热水存储箱内相联通，热水存储箱上设放水阀。

Description

半导体节能环保冰箱

技术领域

本发明属于家用电器技术领域，具体涉及到半导体节能环保冰箱。

背景技术

目前广泛使用的家用机械压缩机式电冰箱，是用压缩机将易挥发的氟利昂蒸发和冷凝产生热能交换，通过两种状态的转换实现冰箱内外热能交换。这种电冰箱明显存在几种技术问题，其一，氟利昂使用对大气臭氧层产生破坏作用，已对人类生存环境造成严重地威胁，目前氟利昂R₁₂已被限制使用和生产。其次，压缩机电冰箱造价高、运转时噪声大、结构复杂且不易维修。特别在夏季使用时都将热量排向室内，既增加了室内空调的热负荷，又造成了能源浪费。因此，开发无氟节能冰箱已成为目前电冰箱技术领域的所要解决的一项重要技术问题。

半导体制冷片的应用，被认为是制造无氟节能冰箱最有效的技术方案。基于帕尔帖效应的半导体制冷片用于制冷时，其热端的散热好坏是保证其制冷效果的关键，但由于半导体制冷片的单片厚度一般只有几mm，即冷热端面间距仅为几mm，这给散热系统的结构设计带来一定困难，也是半导体冰箱实用化的关键之一。目前半导体制冷片使用中的散热方式主要有两种：其一，热端的散热通过散热器直接向空气中散热或再用风扇强化其散热效果。其二，以液态吸热介质，吸收热端热量，再传输到空气中。前者由于散热效率低，只适合小功率冰箱采用。后者则因不同的结构设计和工作方式，其散热效果具有显著差异。比较典型的有专利申请号为03109036.2、发明名称为“半导体冰箱”的发明专利，其技术特征以半导体制冷片为制冷器件，热端散热通过风扇吹热端散热器散热，这种散热方式很难保证半导体制冷片冷热端间的低温差而影响其制冷效果。专利号为02227108.2、发明名称为“一种采用强迫通风与强迫环流散热的半导体冰箱”的实用新型专利，其特征为热端散热采用传热介质循环将热量传向箱体外的散热片，再由风扇强制散热，其不足在于结构复杂、耗能大，制冷效果难以保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述半导体冰箱的缺点，提供一种结构简单、制冷和散热效果好、节能效果显著、无环境污染的半导体节能环保冰箱。

解决上述技术问题采用的技术方案是：在壳体内的上部设置有低温冷藏室内胆、下部设置有冷藏室内胆、左侧安装有冰箱门，壳体和冰箱门的夹层中设置有保温层，壳体上端设置内装有通过导线连接的可编程控制器和半导体制冷电源的电源控制盒，低温冷藏室内胆的外侧面至少设置2片低温冷藏室半导体制冷片，冷藏室内胆的右内侧面上设置有冷藏室温度传感器、外侧面至少设置1片冷藏室半导体制冷片，冷藏室温度传感器通过导线与可编程控制器相连接，低温冷藏室半导体制冷片和冷藏室半导体制冷片通过导线与半导体制冷电源相连接，在低温冷藏室半导体制冷片的热端面上设置低温冷藏室导热块，冷藏室半导体制冷片的热端面上设置冷藏室导热块，壳体的右侧设置与低温冷藏室导热块和冷藏室导热块联接的吸热水箱，吸热水箱内上部设置有通过导线与可编程控制器相连接的水温传感器、下部设置有进水管，吸热水箱通过安装在出水管上的电控阀和泄压阀与热水存储箱内相联通，电控阀通过导线与可编程控制器相连接，热水存储箱上设置有放水阀。

本发明的吸热水箱为：箱体内的左侧至少设置有2块左阻流板、右侧至少设置有2块右阻流板，一块左阻流板与相邻一块右阻流板之间留有距离，在箱体后侧面上至少设置有2块与箱体内左侧、箱体内右侧之间留有距离的中间阻流板，最下面的一块中间阻流板位于最下面一块左阻流板、最下面一块右阻流板与箱体底面之间，其余任意一块中间阻流板位于上下相邻两块左阻流板、上下相邻两块右阻流板之间。

本发明的左阻流板相互平行，右阻流板相互平行。

本发明的一块左阻流板与上下相邻一块左阻流板之间的距离相同，一块右阻流板与上下相邻一块右阻流板之间的距离相同。

本发明的一块左阻流板与相邻一块右阻流板在同一个平面内。

本发明的左阻流板与右阻流板的几何形状相同。

本发明采用自来水系统对半导体制冷片热端产生的热量进行吸热和储存，冷却系统结构简单可靠、冷却效率高，在运行中不向室内散热，热水存储箱的热水可供洗澡洗涤用热水，节约了能源。本发明具有结构简单、维修方便、制冷和散热效果好、节能效果显著、无环境污染等优点，可在家庭推广使用。

附图说明

图1本发明一个实施例的结构示意图。

图2是图1中吸热水箱8的主视图。

图3是图2的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实施例的半导体节能环保冰箱由冰箱门1、电源控制盒2、可编程控制器3、半导体制冷电源4、低温冷藏室内胆5、低温冷藏室半导体制冷片6、低温冷藏室导热块7、吸热水箱8、水温传感器9、出水管10、热水存储箱11、电控阀12、泄压阀13、放水阀14、进水管15、冷藏室导热块16、冷藏室半导体制冷片17、冷藏室温度传感器18、冷藏室内胆19、保温层20、壳体21联接构成。

在壳体21内的上部安装有低温冷藏室内胆5、下部安装有冷藏室内胆19，壳体21的夹层中填充有保温层20，壳体21的左侧安装有冰箱门1，冰箱门1的夹层中填充有保温层20，壳体21右侧用螺纹紧固联接件固定联接安装有吸热水箱8，在壳体21外的上端面上安装有电源控制盒2，电源控制盒2内安装有可编程控制器3和半导体制冷电源4，可编程控制器3为市场上销售的商品，型号为CPU224XP，由西门子公司生产。可编程控制器3通过导线与半导体制冷电源4相连接。低温冷藏室内胆5的右外侧面上部用导热硅胶粘接联接有2片低温冷藏室半导体制冷片6，每片低温冷藏室半导体制冷片6热端面上用导热硅胶粘接联接有低温冷藏室导热块7，低温冷藏室导热块7用导热硅胶粘接紧贴在吸热水箱8的侧面，本实施例的低温冷藏室半导体制冷片6功耗为120W陶瓷平板型一级半导体制冷片，也可用相同功率其它型号的半导体制冷片，低温冷藏室半导体制冷片6的具体片数应按照低温冷藏室内胆5的容积来确定，低温冷藏室半导体制冷片6通过导线与半导体制冷电源4相连接，半导体制冷电源4为低温冷藏室半导体制冷片6提供电源，低温冷藏室半导体制冷片6与半导体制冷电源4的电路接通后，低温冷藏室半导体制冷片6的一端面成为热端面、另一端面成为冷端面，低温冷藏室半导体制冷片6热端面的热量经低温冷藏室导热块7传导后与吸热水箱8内的水进行热交换而散热，冷端面为低温冷藏室内胆5提供冷源。

冷藏室内胆19的右外侧面上部用导热硅胶粘接联接有1片冷藏室半导体制冷片17，冷藏室半导体制冷片17热端面上用导热硅胶粘接联接有冷藏室导热块16，冷藏室导热块16用导热硅胶粘接紧贴在吸热水箱8的侧面，本实施例的冷藏室半导体制冷片17功耗为120W陶瓷平板型一级半导体制冷片，也可用相同功率其它类型的半导体制冷片，冷藏室半导体制冷片17的具体片数应按照冷藏室内胆19的容积来确定，冷藏室半导体制冷片17通过导线与半导体制冷电源4相连接，半导体制冷电源4为冷藏室半导体制冷片17提供电源。冷藏室内胆19内的右壁上安装有冷藏室温度传感器18，冷藏室温度传感器18通过导线与可编程控制器3相连接，冷藏室温度传感器18将接收到冷藏室内的温度信号转换成电信号输出到可编程控制器3，可编程控制器3按照事先设定的温度控制冷藏室半导体制冷片17和低温冷藏室半导体制冷片6与半导体制冷电源4的电路接通或断开，以控制冷藏室内的温度达到设定的温度值。在吸热水箱8内的上部安装有水温传感器9，水温传感器9通过导线与可编程控制器3相连接，吸热水箱8的下部通过螺纹连接安装有进水管15，使用时，进水管15与自来水管相联通，吸热水箱8的上部通过螺纹连接安装有出水管10，出水管10上通过螺纹联接安装有电控阀12和泄压阀13，吸热水箱8通过安装在出水管10上的电控阀12、泄压阀13与热水存储箱11内相联通，热水存储箱11的夹层中填充有保温层20。电控阀12通过导线与可编程控制器3相连接，水温传感器9将接收到吸热水箱8内的温度信号转换成电信号输出到可编程控制器3，可编程控制器3按照事先设定的控制温度，通过控制电控阀12的打开或关闭，控制吸热水箱8内水温不超过设定的温度。当水温传感器9接收到吸热水箱8内的热水超过设定的温度时，可编程控制器3控制电控阀12打开，吸热水箱8内的热水从出水管10流到热水存储箱11内储存，同时自来水从进水管15补充到吸热水箱8内。泄压阀13的作用是：当吸热水箱8内水温升高时，水的体积膨胀，吸热水箱8内压力增大，达到泄压阀13动作压力时，泄压阀13自动打开，排出吸热水箱8内的少量水，以稳定吸热水箱8内压力在安全范围内，压力低于泄压阀13动作的压力时，泄压阀13关闭。

图2、3给出了吸热水箱8的结构示意图。在图1、2、3中，本实施例的吸热水箱8由箱体8-1、左阻流板8-2、中间阻流板8-3、右阻流板8-4联接构成。箱体8-1内的左侧面焊接联接有与底面相互平行长度相同的4块左阻流板8-2、右侧面焊接联接有与底面相互平行长度相同的4块右阻流板8-4，一块左阻流板8-2与上下相邻一块左阻流板8-2之间的距离相同，一块右阻流板8-4与上下相邻一块右阻流板8-4之间的距离相同，在同一平面上的一块左阻流板8-2与一块右阻流板8-4之间留有距离。在箱体8-1后侧面上焊接联接有与底面相互平行且几何形状相同的4块中间阻流板8-3，最下面的一块中间阻流板8-3位于最下面一块左阻流板8-2、最下面一块右阻流板8-4与箱体8-1底面之间，其余任意一块中间阻流板8-3位于上下相邻两块左阻流板8-2、上下相邻两块右阻流板8-4之间，每一块中间阻流板8-3的左右两端与箱体8-1内左侧、箱体8-1内右侧之间留有距离。使用时，自来水从进水管15进入到吸热水箱8内，由下到上沿着左阻流板8-2、右阻流板8-4、中间阻流板8-3从两侧向中间从中间向两侧流动，这种结构的吸热水箱8，减小了自来水在吸热水箱8内的流动速度，提高了吸热效率，自来水吸热后温度升高，由于热水比重小，热水流经相互平行的左阻流板8-2、右阻流板8-4、中间阻流板8-3向吸热水箱8上部迁移聚集，左阻流板8-2、右阻流板8-4、中间阻流板8-3增强了吸热水箱8承受自来水压的能力。

实施例2

本实施例的低温冷藏室内胆5的右外侧面上部用导热硅胶粘接联接有3片低温冷藏室半导体制冷片6，低温冷藏室半导体制冷片6热端面上用导热硅胶粘接联接有低温冷藏室导热块7；冷藏室内胆19的右外侧面上部用导热硅胶粘接联接有2片冷藏室半导体制冷片17，冷藏室半导体制冷片17热端面上用导热硅胶粘接联接有冷藏室导热块16，低温冷藏室半导体制冷片6和冷藏室半导体制冷片17通过导线与半导体制冷电源4相连接，低温冷藏室半导体制冷片6和冷藏室半导体制冷片17的功率与实施例1相同。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例3

本实施例的吸热水箱8内的左侧面焊接联接有与底面相互平行且长度相同的2块左阻流板8-2、右侧面焊接联接有与底面相互平行且长度相同的2块右阻流板8-4，在同一平面上的一块左阻流板8-2与一块右阻流板8-4之间留有距离。在箱体8-1后侧面上焊接联接有与底面相互平行且几何形状相同的2块中间阻流板8-3，上面一块中间阻流板8-3位于上下两块左阻流板8-2、上下两块右阻流板8-4之间，下面一块中间阻流板8-3位于下面左阻流板8-2、下面右阻流板8-4与箱体8-1底面之间中部，每一块中间阻流板8-3的左右两端与箱体8-1内左侧、箱体8-1内右侧之间留有距离。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例4

本实施例的吸热水箱8内的左侧面焊接联接有与底面相互平行长度相同的8块左阻流板8-2、右侧面焊接联接有与底面相互平行长度相同的8块右阻流板8-4，一块左阻流板8-2与上下相邻一块左阻流板8-2之间的距离相同，一块右阻流板8-4与上下相邻一块右阻流板8-4之间的距离相同，在同一平面上的一块左阻流板8-2与一块右阻流板8-4之间留有距离。在箱体8-1后侧面上焊接联接有与底面相互平行几何形状相同的8块中间阻流板8-3，最下面的一块中间阻流板8-3位于最下面一块左阻流板8-2、最下面一块右阻流板8-4与箱体8-1底面之间，其余任意一块中间阻流板8-3位于上下相邻两块左阻流板8-2、上下相邻两块右阻流板8-4之间，每一块中间阻流板8-3的左右两端与箱体8-1内左侧、箱体8-1内右侧之间留有距离。左阻流板8-2、右阻流板8-4、中间阻流板8-3的具体数字应根据吸热水箱8的容积、低温冷藏室半导体制冷片6和冷藏室半导体制冷片17的功率和片数来确定。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

本发明的工作过程如下：

本发明接通电源后，在可编程控制器3上设置吸热水箱8水温控制值和冷藏室温度控制值，低温冷藏室半导体制冷片6和冷藏室半导体制冷片17与半导体制冷电源4接通后，低温冷藏室和冷藏室的温度逐步下降，吸热水箱8水吸收低温冷藏室半导体制冷片6和冷藏室半导体制冷片17热端面的热量水不断升高。吸热水箱8内的水温传感器9将所接收到水的温度信号转换成电信号输出到可编程控制器3，当吸热水箱8内的水温超过设定值时，可编程控制器3按照事先设定的程序对输入的信号进行数据处理向电控阀12输出控制信号，控制电控阀12打开，在自来水的压力下，将吸热水箱8上部的热水排到热水存储箱11中，吸热水箱8内水的温降低后，可编程控制器3控制关闭电控阀12。冷藏室温度传感器18将所接收到冷藏室的温度信号转换成电信号输出到可编程控制器3，当冷藏室的温度达到设定值时，可编程控制器3控制冷藏室半导体制冷片17和低温冷藏室半导体制冷片6电源关闭。如此循环运转。

Claims (8)

1.一种半导体节能环保冰箱，在壳体(21)内的上部设置有低温冷藏室内胆(5)、下部设置有冷藏室内胆(19)、左侧安装有冰箱门(1)，壳体(21)和冰箱门(1)的夹层中设置有保温层(20)，壳体(21)上端设置内装有通过导线连接的可编程控制器(3)和半导体制冷电源(4)的电源控制盒(2)，低温冷藏室内胆(5)的外侧面至少设置2片低温冷藏室半导体制冷片(6)，冷藏室内胆(19)的右内侧面上设置有冷藏室温度传感器(18)、外侧面至少设置1片冷藏室半导体制冷片(17)，冷藏室温度传感器(18)通过导线与可编程控制器(3)相连接，低温冷藏室半导体制冷片(6)和冷藏室半导体制冷片(17)通过导线与半导体制冷电源(4)相连接，在低温冷藏室半导体制冷片(6)的热端面上设置低温冷藏室导热块(7)，冷藏室半导体制冷片(17)的热端面上设置冷藏室导热块(16)，壳体(21)的右侧设置与低温冷藏室导热块(7)和冷藏室导热块(16)联接的吸热水箱(8)，吸热水箱(8)内上部设置有通过导线与可编程控制器(3)相连接的水温传感器(9)、下部设置有与自来水管相联通的进水管(15)，吸热水箱(8)通过安装在出水管(10)上的电控阀(12)和泄压阀(13)与热水存储箱(11)内相联通，电控阀(12)通过导线与可编程控制器(3)相连接，热水存储箱(11)上设置有放水阀(14)，其特征在于所述的吸热水箱(8)为：箱体(8-1)内的左侧至少设置有2块左阻流板(8-2)、右侧至少设置有2块右阻流板(8-4)，一块左阻流板(8-2)与相邻一块右阻流板(8-4)之间留有距离，在箱体(8-1)后侧面上至少设置有2块与箱体(8-1)内左侧、箱体(8-1)内右侧之间留有距离的中间阻流板(8-3)，最下面的一块中间阻流板(8-3)位于最下面一块左阻流板(8-2)、最下面一块右阻流板(8-4)与箱体(8-1)底面之间，其余任意一块中间阻流板(8-3)位于上下相邻两块左阻流板(8-2)、上下相邻两块右阻流板(8-4)之间。

2.按照权利要求1所述的半导体节能环保冰箱，其特征在于：所述的左阻流板(8-2)相互平行，右阻流板(8-4)相互平行。

3.按照权利要求1或2所述的半导体节能环保冰箱，其特征在于：所述的一块左阻流板(8-2)与上下相邻一块左阻流板(8-2)之间的距离相同，一块右阻流板(8-4)与上下相邻一块右阻流板(8-4)之间的距离相同。

4.按照权利要求1或2所述的半导体节能环保冰箱，其特征在于：所述的一块左阻流板(8-2)与相邻一块右阻流板(8-4)在同一个平面内。

5.按照权利要求3所述的半导体节能环保冰箱，其特征在于：所述的一块左阻流板(8-2)与相邻一块右阻流板(8-4)在同一个平面内。

6.按照权利要求1或2或5所述的半导体节能环保冰箱，其特征在于：所述的左阻流板(8-2)与右阻流板(8-4)的几何形状相同。

7.按照权利要求3所述的半导体节能环保冰箱，其特征在于：所述的左阻流板(8-2)与右阻流板(8-4)的几何形状相同。

8.按照权利要求4所述的半导体节能环保冰箱，其特征在于：所述的左阻流板(8-2)与右阻流板(8-4)的几何形状相同。

Images