CN101900391A - 半导体空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半导体空调器，要解决的技术问题是使得空调器结构简单、提高制冷效率，降低空调器的成本。本发明采用以下技术方案：一种半导体空调器，具有蒸发器，所述蒸发器的一端经管道接双内循环储冷式交换器，双内循环储冷式交换器经微型泵接蒸发器。本发明与现有技术相比，采用高效率的半导体制冷元件制作的半体导双内循环储冷式交换器，制冷方式简单，热交换率高，效率比达到2.4，接近于直接制冷方式，结构简单，一体安装，制造成本低，使用效果好，只用一根双冷凝水水管，通至室外或盛水桶，由于直接交换能量，无振动和噪音，是取代压缩机式制冷设备的重要制冷方式之一，具有广阔的应用前景。

Description

半导体空调器
技术领域
本发明涉及一种制冷设备，特别是一种空调机。
背景技术
现有技术的空调器，由压缩机将蒸发器中的气态制冷剂吸入，压缩至冷凝压力后排入冷凝器中，气态制冷剂在冷凝器中冷凝为高压液体，高压液体经节流阀被降低至蒸发压力后，送入蒸发器，制冷剂液体在蒸发器中沸腾，由液态转变为气态的过程中，吸收被冷却介质的热量，这样制冷剂在压缩、冷凝、节流、蒸发这四个过程中周而复始，产生连续不断的制冷效应。实现上述四个过程的空调器结构复杂，致使其成本较高，且制冷效率较低，耗费了能源。空调器工作时压缩机产生振动，发出噪音，会对人体的听觉系统、神经系统、心血管系统、消化系统造成不同程度的影响和危害。
发明内容
本发明的目的是提供一种半导体空调器，要解决的技术问题是使得空调器结构简单、提高制冷效率，降低空调器的成本。
本发明采用以下技术方案：一种半导体空调器，具有蒸发器，所述蒸发器的一端经管道接双内循环储冷式交换器，双内循环储冷式交换器经微型泵接蒸发器。
本发明的双内循环储冷式交换器设有上交换器和下交换器，上交换器的下部工作面通过半导体制致冷元件连接下交换器的上部工作面。
本发明的下交换器下部的一端通过第一单向阀经管道接微型泵，蒸发器的一端经管道、第二单向阀连接下交换器下部的另一端。
本发明的上交换器为竖直截面形状为梯型的内交换器与设在内交换器外部、形状为倒三角形的外交换器组成，内交换器为真空状态，内注有交换工质正戊烷，外交换器为真空状态，内注有交换工质环戊烷，在内交换器与外交换器下部设有下部工作面，与半导体制冷元件的热面接触。
本发明的下交换器为封闭腔体，其竖直截面形状为矩形，其内竖直排列设有紊流片，紊流片为一组以上V字型板，在下交换器内装满有致冷剂，致冷剂按质量比为：乙醇41％，二乙醇3％，去离子水56％，在下交换器上部设有上部工作面，与半导体制冷元件的冷面接触。
本发明的外交换器的上端设有第一真空阀，内交换器的上端设有第二真空阀。
本发明的下交换器的一侧设有出口，出口上装有第一单向阀，下交换器与出口相对的一侧设有进口，进口上装有第二单向阀。
本发明的半导体空调器设有轴流风机，连接轴流风机出风口的风道对准蒸发器叶片。
本发明的半导体空调器设有主电路和控制电路。
本发明的半导体空调器为一体设置。
本发明与现有技术相比，采用高效率的半导体制冷元件制作的半体导双内循环储冷式交换器，制冷方式简单，热交换率高，效率比达到2.4，接近于直接制冷方式，结构简单，一体安装，制造成本低，使用效果好，只用一根双冷凝水水管，通至室外或乘水桶，由于直接交换能量，无振动和噪音，是取代压缩机式制冷设备的重要制冷方式之一，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的上交换器的结构示意图。
图3是本发明的下交换器的内部结构示意图。
图4是本发明的下交换器的外部结构示意图。
图5为本发明上交换器与下交换器之间的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的半导体空调器1，为一体设置，其内设有双内循环储冷式交换器7，双内循环储冷式交换器7将制冷剂经微型泵6送入蒸发器3，蒸发器3汽化后的制冷剂经管道回到双内循环储冷式交换器7。半导体空调器1设有轴流风机2，用于与蒸发器3进行热交换，吸入被调节温度房间的热空气，连接轴流风机2出风口的风道8对准蒸发器3叶片，吹出的风经蒸发器3叶片排向被调节温度的房间，与内排风扇连接的热风排气道9将热量排出房间外。半导体空调器1设有主电路4和控制电路5，主电路4用于给双内循环储冷式交换器7、微型泵6和轴流风机2供电，控制电路5用于控制主电路4工作。
双内循环储冷式交换器7设有上交换器71和下交换器72，上交换器71的下部工作面16通过半导体制致冷元件73连接下交换器72的上部工作面721。下交换器72下部的一端通过第一单向阀13经管道、微型泵6连接蒸发器3的一端，蒸发器3的另一端经管道、第二单向阀131连接下交换器72下部的另一端。
如图2所示，上交换器71为两个封闭腔体构成，其竖直截面形状为矩形，其由形状为梯型的内交换器10和设在内交换器10外部、形状为倒三角形的外交换器11组成。内交换器10的外壁与外交换器11的内壁之间构成腔室12，腔室12为真空状态，内注有交换工质B环戊烷，为外交换器11容积的1/3。内交换器10真空状态，内注有交换工质A正戊烷，为内交换器10容积的1/3。在外交换器11的上端设有第一真空阀14，内交换器10的上端设有第二真空阀15，在上交换器71的下部设有下部工作面16，与半导体制冷元件的热面接触传递制冷产生的热量。
如图3及图4所示，下交换器72为封闭腔体，其竖直截面形状为矩形，其内设有紊流片17，紊流片17为一组以上V字型板，起阻力和导冷作用，竖直排列在下交换器72内，在下交换器72内装满有制冷剂冷交换工质C乙醇、二乙醇和去离子水的混合物，混合物按质量比为：乙醇41％，二乙醇3％，去离子水56％。在下交换器72的一侧设有进水口18，进水口18上装有第一单向阀13，下交换器72与进水口18相对的一侧设有出水口19，出水口19上装有第二单向阀131，在下交换器72上部设有上部工作面721，与半导体制冷元件的冷面接触传递制冷量。
如图5所示，上部工作面721的上表面连接半导体制冷元件73下端，半导体制冷元件73的上端连接上交换器71的下部工作面16的下表面。
本发明的半导体空调器工作原理：半导体制冷元件工作时产生热量，积累升温至42℃，经下部工作面传至内交换器，使内交换器工质A瞬间汽化，带走上交换器下部工作面16的表面热量，使下部工作面瞬时降至0℃以下，半导体制冷元件下端的冷面保持最佳低温工作状态至0-2℃。内交换器内的工质A被汽化后上升到内交换器10的上部内壁和顶部，在内交换器内、外壁温差1-2℃状况下，又冷凝为液态，流回到内交换器底部，待升温后再次被蒸发带走半导体制冷元件热面的热量，再次被汽化，这样不断循环吸收半导体制冷元件热面的热量。外交换器吸收内交换器的汽化热量后工质B汽化，通过外交换器外的空气将该汽化热带走，工质B冷凝为液体后，再次被汽化，这样循环吸收内交换器的热量。设置内、外交换器与现有技术的压缩机相比，利用固体元件制冷，无电机和氟式制冷剂。增加总制冷量，制冷效率提高0.8-1.2倍。半导体制冷元件产生的冷量，传递给其下端储冷式的下交换器72的冷交换工质C，冷交换工质C经微型泵6被送入蒸发器，在蒸发器翅片上产生冷源，经轴流风机吹入房间，产生降温作用，室内热空气被轴流风机吸入室外，使室内温度不断下降达到要求的温度。在蒸发器内汽化后的制冷剂冷交换工质C经管道回到下交换器72，接受半导体制冷元件产生的制冷量后液化，再次经微型泵6被送入蒸发器。
本发明具有以下特点：利用高效率、大功率的半导体制冷元件，制冷制热，配合交换器使总制冷效率达到2.4以上。无噪音、无辐射、无污染及无氟。无室外机，制冷所产生的热量主要由内交换器交换余热，被外交换器循环交换成低温，由回风口彻底排除，保证最大热交换量，无须冷凝器散热。半导体制冷元件所产生的冷量被下交换器储蓄吸收，保证空调最大制冷量。节能，环保。
作为最佳实施例，本发明的上交换器71的高为380mm，长为340mm，宽为170mm。外交换器11采用3mm厚的铝合金板LY22。内交换器10的上端长为240mm，宽为150mm，底部长为340mm，宽为150mm，高度为380mm。上交换器的下部工作面16的厚度为4mm，长为360mm，宽为170mm。
下交换器72的长为340mm，宽为170mm，高为50mm，下交换器72的壁厚为10mm，紊流片为三组V字型板排列，长为240mm，宽为150mm。下交换器的上部工作面721的厚度为4mm，长为360mm，宽为170mm。
半导体制冷元件采用南京豪特酷源电子科技有限公司的TEC1-12710T125型半导体制冷片元件，24只平面串联连接。
蒸发器采用美的集团的KFR-43型，微型泵采用上海西山泵业有限公司的MP-15型，轴流风机采用集团的KFR-43型，真空阀自制，口径φ12mm，单向阀自制，口径φ10mm。
内、外交换器真空度为10-6托数量级，内交换器加入280毫升交换工质A正戊烷，外交换器加入120毫升交换工质B环戊烷，下交换器注满载冷剂乙醇、二乙醇和去离子水混合物。
技术指标为：
1.制冷量：4.2kw-5kw。
2.制热量：5.8kw。
3.最大循环风量650m3/h。
4.工作电压220V-240V，50Hz。
5.工作电流7.8A。
6.整机重量：22KG。
7.最大输入功率：1750W-1800W。

Claims (10)

1.一种半导体空调器，具有蒸发器，其特征在于：所述蒸发器(3)的一端经管道接双内循环储冷式交换器(7)，双内循环储冷式交换器(7)经微型泵(6)接蒸发器(3)。
2.根据权利要求1所述的半导体空调器，其特征在于：所述双内循环储冷式交换器(7)设有上交换器(71)和下交换器(72)，上交换器(71)的下部工作面(16)通过半导体制致冷元件(73)连接下交换器(72)的上部工作面(721)。
3.根据权利要求2所述的半导体空调器，其特征在于：所述下交换器(72)下部的一端通过第一单向阀(13)经管道接微型泵(6)，蒸发器(3)的一端经管道、第二单向阀(131)连接下交换器(72)下部的另一端。
4.根据权利要求3所述的半导体空调器，其特征在于：所述上交换器(71)为竖直截面形状为梯型的内交换器(10)与设在内交换器(10)外部、形状为倒三角形的外交换器(11)组成，内交换器(10)为真空状态，内注有交换工质正戊烷(A)，外交换器(11)为真空状态，内注有交换工质环戊烷(B)，在内交换器(10)与外交换器(11)下部设有下部工作面(16)，与半导体制冷元件的热面接触。
5.根据权利要求4所述的半导体空调器，其特征在于：所述下交换器(72)为封闭腔体，其竖直截面形状为矩形，其内竖直排列设有紊流片(17)，紊流片(17)为一组以上V字型板，在下交换器(72)内装满有致冷剂(C)，致冷剂按质量比为：乙醇41％，二乙醇3％，去离子水56％，在下交换器(72)上部设有上部工作面(721)，与半导体制冷元件的冷面接触。
6.根据权利要求5所述的半导体空调器，其特征在于：所述外交换器(11)的上端设有第一真空阀(14)，内交换器(10)的上端设有第二真空阀(15)。
7.根据权利要求6所述的半导体空调器，其特征在于：所述下交换器(72)的一侧设有出口(18)，出口(18)上装有第一单向阀(13)，下交换器(72)与出口(18)相对的一侧设有进口(19)，进口(19)上装有第二单向阀(131)。
8.根据权利要求7所述的半导体空调器，其特征在于：所述半导体空调器(1)设有轴流风机(2)，连接轴流风机(2)出风口的风道(8)对准蒸发器(3)叶片。
9.根据权利要求8所述的半导体空调器，其特征在于：所述半导体空调器设有主电路(4)和控制电路(5)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的半导体空调器，其特征在于：所述半导体空调器为一体设置。
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