CN105698271B - 温差电热泵型空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种温差电热泵型空调器，包括：室内空调机及室外空调机；室内空调机包括第一相变抑制传热板、温差电致冷组件及热交换器；第一相变抑制传热板内形成有第一冷媒管路及第一热超导管路；第一热超导管路内填充有第一传热工质；温差电致冷组件的一面贴置于相变抑制传热板的表面；热交换器贴置于温差电致冷组件远离相变抑制传热板的表面，热交换器内形成有第二冷媒管路；室外空调机包括第二相变抑制传热板，第二相变抑制传热板内形成有第三冷媒管路及第二热超导管路，第二热超导管路内填充有第二传热工质。本发明可以将温差电热泵型空调器能够正常运行的温度环境范围扩大到‑10℃~60℃，且在高温和低温运行时均具有较高的能效比。

Description

温差电热泵型空调器
技术领域
本发明涉及家电领域，特别是涉及一种温差电热泵型空调器。
背景技术
空气调节器是用于向封闭的房间、空间或区域直接提供经过处理的空气的一种空气调节电器，通常简称为空调器。目前大量生产和应用的分体式热泵型空调器采用压缩机作为热泵，其结构如图1所示。由图1可知，所述热泵型空调器包括：室内空调机10、压缩机11、第一干燥器12、第二干燥器13、第一节流阀14、第二节流阀15、第一单向阀16、第二单向阀17、四通换向阀18及室外空调机19，所述室内空调机10包括蒸发/冷凝器101及贯流风机102，所述室外空调机19包括冷凝/蒸发器191及轴流风机192；所述第一节流阀14、所述第一干燥器12、所述第二干燥器13及所述第二节流阀15依次串联，且所述第一节流阀14远离所述第一干燥器12的一端与所述蒸发/冷凝器101的一端相连通，所述第二节流阀15远离所述第二干燥器13的一端与所述冷凝/蒸发器191的一端相连通；所述第一单向阀16一端与所述第一节流阀14远离所述第一干燥器12的一端相连通，另一端与所述第一干燥器12远离所述第一节流阀14的一端相连通；所述第二单向阀17一端与所述第二干燥器13远离所述第二节流阀15的一端相连通，另一端与所述第二节流阀15远离所述第二干燥器13的一端相连通；所述四通换向阀18包括①②③④四个连接端，连接端①及连接端③与所述压缩机11相连接，连接端②与所述蒸发/冷凝器101的另一端相连通，连接端④与所述冷凝/蒸发器191的另一端相连通；所述贯流风机102连接于所述蒸发/冷凝器101与所述连接端②之间，所述轴流风机192位于所述冷凝/蒸发器191一侧。所述热泵型空调器的工作原理为：
制冷时，所述四通换向阀18的连接端①与连接端④相连通，连接端②与连接端③相连通，所述压缩机11吸入低温低压制冷剂气体，经压缩成为高压高温气体排往所述冷凝/蒸发器191并被所述轴流风机192排出的冷空气冷却，使所述冷凝/蒸发器191内的高温高压气体冷凝成液体，然后经过所述第二单向阀17流经所述第一干燥器12及所述第一节流阀14变为低压低温液体进入所述蒸发/冷凝器101并汽化，吸收由所述贯流风机102运转吸入的室内空气的热量，使室内空气冷却，冷却后的室内空气在所述贯流风机102的作用下，经由风道又送回室内。
制热时，所述四通换向阀18的连接端①与连接端②相连通，连接端③与连接端④相连通，所述压缩机11吸入低温低压制冷剂气体，经压缩成高压高温气体排往所述蒸发/冷凝器101,并被所述贯流风机102排出用以加热室内的冷空气，所述蒸发/冷凝器101内的高压高温气体冷凝成液体，然后经过所述第一单向阀16流经所述第二干燥器13及所述第二节流阀15变为低压低温液体进入所述冷凝/蒸发器191并汽化。所述四通换向阀18的功能是制冷剂在系统内流向为与制冷时相反的方向，这时，所述冷凝/蒸发器191吸收空气中的热量，所述蒸发/冷凝器101放出热量，达到室内侧制热，使房间内空气升温。
目前，我国国内，热泵型空调器工作时的环境温度通常为-7℃～43℃，热带环境使用的热泵型空调器工作时的环境温度可达-7℃～52℃。但是，在环境温度较低或较高范围运行时，现有的热泵型空调器的能效比都比较低，特别是在低温制热时，当室外空调机的蒸发器表面结冰时，压缩机不得不停机，除霜后才能重新启动运行，因而影响了热泵型空调器在寒冷地区的推广和使用。
此外，目前市场上出售的蒸发器和冷凝器(及上述的蒸发/冷凝器101及冷凝/蒸发器191)都采用套片式结构形式，即将铝肋片套在紫铜管上，然后通过机械胀管或液压胀管将散热铝肋片紧紧胀靠在铜管上。铝肋片用于增加换热器空气侧的热交换面积及传热系数，从而提高换热器的热交换量。但是，这种结构形式热交换器铜管和铝肋片之间的热阻较大，传热系数并不高，而且室内空调机与室外空调机体积较大、比较笨重。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种温差电热泵型空调器，用于解决现有技术中存在的热泵型空调器低温加热时能效比低、工作环境温度范围较小，不能在寒冷地区推广和使用的问题，以及体积大，比较笨重的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种温差电热泵型空调器，所述温差电热泵型空调器包括：室内空调机及室外空调机；
所述室内空调机包括第一相变抑制传热板、温差电致冷组件及热交换器；所述第一相变抑制传热板内形成有具有一定结构形状的第一冷媒管路及具有一定结构形状的第一热超导管路；所述第一热超导管路内填充有第一传热工质；所述温差电致冷组件的一面贴置于所述相变抑制传热板的表面；所述热交换器贴置于所述温差电致冷组件远离所述相变抑制传热板的表面，所述热交换器内形成有第二冷媒管路，所述第二冷媒管路的一端与所述第一冷媒管路的一端相连通；
所述室外空调机包括第二相变抑制传热板，所述第二相变抑制传热板内形成有具有一定形状的第三冷媒管路及具有一定结构形状的第二热超导管路，所述第二热超导管路内填充有第二传热工质。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述第一热超导管路、所述第二热超导管路、所述第一冷媒管路及所述第三冷媒管路均通过吹胀工艺形成。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述第一相变抑制传热板及所述第二相变抑制传热板均包括：第一板材及第二板材；所述第一板材及所述第二板材通过辊压工艺复合在一起；
所述第一热超导管路与所述第一冷媒管路，或所述第二热超导管路与所述第三冷媒管路均位于所述第一板材及所述第二板材之间；所述第一板材表面、所述第二板材表面、或所述第一板材及所述第二板材表面形成有与所述第一热超导管路或所述第二热超导管路相对应的第一凸起结构及与所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路相对应的第二凸起结构。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述第一相变抑制传热板及所述第二相变抑制传热板均包括：第一板材、第二板材及第三板材；所述第一板材、所述第二板材及所述第三板材依次叠置，所述第一板材及所述第三板材分别位于所述第二板材的两侧，并与所述第二板材通过辊压工艺复合在一起；
所述第一热超导管路或所述第二热超导管路位于所述第一板材及所述第二板材之间，所述第一板材表面形成有与所述第一热超导管路或所述第二热超导管路相对应的第一凸起结构；
所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路形成于所述第二板材及所述第三板材之间，所述第三板材表面形成有与所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路相对应的第二凸起结构。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述第一相变抑制传热板及所述第二相变抑制传热板均包括：第一板材、第二板材及第三板材；所述第一板材、所述第二板材及所述第三板材依次叠置，所述第一板材及所述第三板材分别位于所述第二板材的两侧，并与所述第二板材通过辊压工艺复合在一起；
所述第一热超导管路或所述第二热超导管路位于所述第一板材及所述第二板材之间，所述第一板材的外表面为平面，所述第二板材表面形成有与所述第一热超导管路或所述热超导管路相对应的第一凸起结构；
所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路位于所述第二板材及所述第三板材之间，所述第三板材表面形成有与所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路相对应的第二凸起结构。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述第一相变抑制传热板及所述第二相变抑制传热板均包括：第一板材、第二板材、第三板材及第四板材；所述第一板材、所述第二板材、所述第三板材及所第四板材依次叠置，所述第一板材、所述第二板材、所述第三板材及所述第四板材通过辊压工艺复合在一起；
所述第三板材包括凸起区域，所述凸起区域的表面为平面；
所述第一热超导管路或所述第二热超导管路位于所述第一板材与所述第三板材之间，且所述第一热超导管路或所述第二热超导管路分布的区域与所述凸起区域相对应；
所述第一冷媒管路或所述第二冷媒管路位于所述第三板材与所述第四板材之间，且所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路分布的区域与所述凸起区域相对应。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述第一热超导管路及所述第二热超导管路均包括若干个第一槽道、第二槽道及连接通孔；
所述第一槽道位于所述第一板材与所述第二板材之间；所述第二槽道位于所述第二板材与所述第三板材之间；所述连接通孔贯穿所述第二板材，且将相邻的所述第一槽道及所述第二槽道相连通；
所述第二板材表面形成有与所述第一槽道及所述第二槽道相对应的第一凸起结构；所述第四板材表面形成有与所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路相对应的第二凸起结构。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，相邻两所述第一槽道及相邻两所述第二槽道均相隔离，且所述第一槽道与所述第二槽道交错平行分布；
所述连接通孔位于所述第一槽道及所述第二槽道的两端，且将相邻的所述第一槽道及所述第二槽道的两端相连通。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述第一槽道及所述第二槽道横截面的形状均为梯形；所述第一槽道及所述第二槽道纵截面的形状均为矩形；所述连接通孔的形状为圆形或椭圆形。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述第一热超导管路及所述第二热超导管路的形状均为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形，或其中任一种以上图形的任意组合。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述第一相变抑制传热板与所述温差电致冷组件贴合部分表面的形状为平面状，所述第一相变抑制传热板其他部分的表面形成有孔洞、浅槽、突起、活页窗或覆盖涂层以强化传热。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述温差电致冷组件的数量为一个或多个，多个所述温差电致冷组件之间以串联、并联、并-串联或串-并联的连接方式相连接。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述温差电致冷组件包括多个温差电单体，所述温差电单体包括一个P型温差电元件及一个N型温差电元件，所述P型温差电元件与所述N型温差电元件平行间隔排布，所述P型温差电元件及所述N型温差电元件均包括第一端面及第二端面，所述P型温差电元件的第一端面与所述N型温差电元件的第一端面通过电极相连接，所述P型温差电元件的第二端面与位于其相邻侧的所述温差电单体中的所述N型温差电元件的第二端面通过电极相连接，所述N型温差电元件的第二端面与位于其相邻侧的所述温差电单体中的所述P型温差电元件的第二端面通过电极相连接。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述温差电致冷组件还包括电隔离结构，所述电隔离结构分别贴置于位于所述P型温差电元件及所述N型温差电元件第一端面的所述电极的外侧及位于所述P型温差电元件及所述N型温差电元件第二端面的所述电极的外侧。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述P型温差电元件及所述N型温差电元件的材料为掺杂的赝二元碲化铋及其固溶体、赝三元碲化铋及其固溶体。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述温差电致冷组件及所述热交换器裸露的外表面均包覆有绝热材料层。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述室内空调机还包括贯流风机；所述贯流风机位于所述第一相变抑制传热板安装所述温差电致冷组件一侧的相对或相邻侧。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述室外空调机还包括轴流风机，所述轴流风机位于所述室外空调机中的所述相变抑制传热板的一侧。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述温差电热泵型空调器还包括连通组件、四通换向阀及压缩机；
所述连通组件位于所述室内空调机与所述室外空调机之间，一端与所述室内空调机中的所述第一冷媒管路的另一端相连通，另一端与所述室外空调机中的所述第一冷媒管路的一端相连通；
所述四通换向阀与所述换热器中的所述第二冷媒管路的另一端、所述压缩机及所述室外空调机中的所述第一冷媒管路的另一端相连接。
作为本发明的温差电热泵型空调器的一种优选方案，所述连通组件包括第一节流阀、第二节流阀、第一干燥器、第二干燥器、第一单向阀及第二单向阀；
所述第一节流阀、所述第一干燥器、所述第二干燥器及所述第二节流阀依次串联，且所述第一节流阀远离所述第一干燥器的一端与所述室内空调机中的所述第一冷媒管路的另一端相连通，所述第二节流阀远离所述第二干燥器的一端与所述室外空调机中的所述第一冷媒管路的一端相连通；
所述第一单向阀一端与所述第一节流阀远离所述第一干燥器的一端相连通，另一端与所述第一干燥器远离所述第一节流阀的一端相连通；所述第二单向阀一端与所述第二干燥器远离所述第二节流阀的一端相连通，另一端与所述第二节流阀远离所述第二干燥器的一端相连通。
如上所述，本发明的温差电热泵型空调器，具有以下有益效果：
1)温差电致冷组件作为辅助热泵，可以将所述温差电热泵型空调器能够正常运行的温度环境范围扩大到-10℃～60℃，并且在高温和低温运行时均具有较高的能效比。
2)采用相变抑制传热板作为蒸发器和冷凝器，传热效率高，在-10℃～60℃拓宽的环境温度范围内使所述温差电热泵型空调器具有较高的能效比。
3)采用相变抑制传热板作为蒸发器和冷凝器，减轻了室内空调机及室外空调机的体积和重量，便于在墙上悬挂，具有较高的安全性；同时，室内空调机不需要外壳，其形状可以根据需要进行个性化定制。
附图说明
图1显示为现有技术中的热泵型空调器的结构示意图。
图2显示为本发明的温差电热泵型空调器的结构示意图。
图3至图8显示为本发明的温差电热泵型空调器中的第一相变抑制传热板的结构示意图；其中，图3、图5、图7及图8为不同示例中第一相变抑制传热板沿长度方向的截面结构示意图，图4为图3对应结构的表面剖视图，图6为图5对应结构的表面剖视图。
图9显示为本发明的温差电热泵型空调器中的温差电致冷组件的立体结构示意图。
图10显示为本发明的温差电热泵型空调器中的温差电致冷组件中的温差电单体的结构示意图。
元件标号说明
10 室内空调机
101 蒸发/冷凝器
102 贯流风机
11 压缩机
12 第一干燥器
13 第二干燥器
14 第一节流阀
15 第二节流阀
16 第一单向阀
17 第二单向阀
18 四通换向阀
19 室外空调机
191 冷凝/蒸发器
192 轴流风机
20 室内空调机
201 第一相变抑制传热板
2011 第一板材
2012 第二板材
2013 第三板材
2014 第四板材
2015 第一凸起结构
2016 第二凸起结构
2017 非管道部分
202 第一热超导管路
2021 第一槽道
2022 第二槽道
2023 连接通孔
2024 灌装口
203 第一冷媒管路
2031 第一冷媒管路进口端
2032 第一冷媒管路出口端
204 第一传热工质
205 温差电致冷组件
2051 温差电单体
20511 P型温差电元件
20512 N型温差电元件
20513 电极
2052 电隔离结构
206 热交换器
207 贯流风机
21 室外空调机
211 轴流风机
212 第二相变抑制传热板
22 连通组件
221 第一节流阀
222 第二节流阀
223 第一干燥器
224 第二干燥器
225 第一单向阀
226 第二单向阀
23 四通换向阀
24 压缩机
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图2至图10，需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图2，本发明提供一种温差电热泵型空调器，所述温差电热泵型空调器包括：室内空调机20及室外空调机21；所述室内空调机20包括第一相变抑制传热板201、温差电致冷组件205及热交换器206；所述第一相变抑制传热板201内形成有具有一定结构形状的第一冷媒管路203及具有一定结构形状的第一热超导管路202；所述第一热超导管路202内填充有第一传热工质204；所述温差电致冷组件205的一面贴置于所述第一相变抑制传热板201的表面；所述热交换器206贴置于所述温差电致冷组件205远离所述第一相变抑制传热板201的表面，所述热交换器206内形成有第二冷媒管路(未示出)，所述第二冷媒管路的一端与所述第一冷媒管路203的一端相连通；
所述室外空调机21包括第二相变抑制传热板212，所述第二相变抑制传热板212内形成有具有一定形状的第三冷媒管路(未示出)及具有一定结构形状的第二热超导管路，所述第二热超导管路内填充有第二传热工质。
作为示例，所述第一传热工质204为流体，优选地，所述第一传热工质204可以为气体或液体或气体与液体的混合物，更为优选地，本实施例中，所述第一传热工质204为液体与气体的混合物。
作为示例，所述第一冷媒管路203与所述第一热超导管路202，及所述第三冷媒管路与所述第二热超导管路均通过吹胀工艺形成。
在一示例中，请参阅图3，所述第一相变抑制传热板201包括第一板材2011及第二板材2012；所述第一板材2011及所述第二板材2012通过辊压工艺复合在一起；所述第一热超导管路202及所述第一冷媒管路203位于所述第一板材2011及所述第二板材2012之间；所述第一相变抑制传热板201为双面吹胀形态，所述第一板材2011及所述第二板材2012的表面均形成有与所述第一热超导管路202相对应的第一凸起结构2015及与所述第一冷媒管路203相对应的第二凸起结构2016。
作为示例，所述第一相变抑制传热板201还可以为单面吹胀形态，所述第一凸起结构2015及所述第二凸起结构2016可以同时位于所述第一板材2011上或同时位于所述第二板材2012上。当所述第一凸起结构2015及所述第二凸起结构2016同时位于所述第一板材2011上时，所述第二板材2012的表面为平面；当所述第一凸起结构2015及所述第二凸起结构2016同时位于所述第二板材2012上时，所述第一板材2011的表面为平面。
作为示例，所述第一热超导管路202的截面尺寸与所述第一冷媒管路203的截面尺寸可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述第一热超导管路202的截面尺寸小于所述第一冷媒管路203的截面尺寸。
作为示例，所述第一相变抑制传热板201的材料(应为导热性良好的材料；优选地，本实施例中，所述第一相变抑制传热板201的材料均可以为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金、或任一种以上的任意组合。
作为示例，所述第一相变抑制传热板201的厚度可以为0.2mm～10mm；所述第一热超导管路202的内径为0.1mm～5mm。
作为示例，所述第一热超导管路202的形状可以为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形，或其中任一种以上图形的任意组合。所述第一冷媒管路203的形状可以为单路进单路回循环结构，也可以为两路进两路回循环结构，也可以为多路进多路回循环结构，譬如三路进三路回循环结构、四路进四路回循环结构、五路进五路回循环结构，还可以为并联式循环结构。请参阅图4，图4以所述第一热超导管路202的形状为六边形蜂窝状，所述第一冷媒管路203的形状为单路进单路回循环结构作为示例，但实际结构中并不以此为限。如图4所示，所述第一相变抑制传热板201的边缘部分及六边形部分为非管道部分2017，环绕各六边形周围并相互连通的结构即为所述第一热超导管路202。需要说明的是，由于所述第一热超导管路202通过吹胀工艺制备而成，所以在形成所述第一热超导管路202的过程中，所述第一相变抑制传热板201上形成有灌装口2024，即亦为充工质口。所述灌装口2024在所述第一热超导管路202的形状初步形成以后，通过焊接方式密封，以实现所述第一热超导管路202的密封，使得所述第一热超导管路202不与外界导通。图4中，同时示意出了所述第一冷媒管路203两端的第一冷媒管路进口端2031及第一冷媒管路出口端2032。
在另一示例中，请参阅图5，所述第一相变抑制传热板201包括第一板材2011、第二板材2012及第三板材2013；所述第一板材2011、所述第二板材2012及所述第三板材2013依次叠置，所述第一板材2011及所述第三板材2013分别位于所述第二板材2012的两侧，并与所述第二板材2012通过辊压工艺复合在一起；所述第一热超导管路202位于所述第一板材2011及所述第二板材2012之间，所述第一板材2011表面形成有与所述第一热超导管路202相对应的第一凸起结构2015；所述第一冷媒管路203形成于所述第二板材2012及所述第三板材2013之间，所述第三板材2013表面形成有与所述第一冷媒管路203相对应的第二凸起结构2016。
作为示例，所述第一热超导管路202的截面尺寸与所述第一冷媒管路203的截面尺寸可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述第一热超导管路202的截面尺寸小于所述第一冷媒管路203的截面尺寸。
作为示例，所述第一相变抑制传热板201的材料应为导热性良好的材料；优选地，本实施例中，所述第一相变抑制传热板201的材料均可以为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金、或任一种以上的任意组合。
作为示例，所述第一相变抑制传热板201的厚度可以为0.2mm～10mm；所述第一热超导管路202的内径为0.1mm～5mm。
作为示例，所述第一热超导管路202的形状可以为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形，或其中任一种以上图形的任意组合。所述第一冷媒管路203的形状可以为单路进单路回循环结构，也可以为两路进两路回循环结构，也可以为多路进多路回循环结构，譬如三路进三路回循环结构、四路进四路回循环结构、五路进五路回循环结构，还可以为并联式循环结构。请参阅图6，图6以所述第一热超导管路202的形状为六边形蜂窝状作为示例，但实际结构中并不以此为限。如图6所示，所述第一相变抑制传热板201的边缘部分及六边形部分为非管道部分2017，环绕各六边形周围并相互连通的结构即为所述第一热超导管路202。需要说明的是，由于所述第一热超导管路202通过吹胀工艺制备而成，所以在形成所述第一热超导管路202的过程中，所述第一相变抑制传热板201上形成有灌装口2024，即亦为充工质口。所述灌装口2024在所述第一热超导管路202的形状初步形成以后，所述灌装口2024通过焊接方式密封，以实现所述第一热超导管路202的密封，使得所述第一热超导管路202不与外界导通。图6中，同时示意出了所述第一冷媒管路203两端的第一冷媒管路进口端2031及第一冷媒管路出口端2032。
在又一示例中，请参阅图7，所述第一相变抑制传热板201包括第一板材2011、第二板材2012及第三板材2013；所述第一板材2011、所述第二板材2012及所述第三板材2013依次叠置，所述第一板材2011及所述第三板材2013分别位于所述第二板材2012的两侧，并与所述第二板材2012通过辊压工艺复合在一起；所述第一热超导管路202位于所述第一板材2011及所述第二板材2012之间，所述第一板材2011的外表面为平面，所述第二板材2012表面形成有与所述第一热超导管路202相对应的第一凸起结构2015；所述第一冷媒管路203位于所述第二板材2012及所述第三板材2013之间，所述第三板材2013表面形成有与所述第一冷媒管路203相对应的第二凸起结构2016。
作为示例，所述第一热超导管路202的截面尺寸与所述第一冷媒管路203的截面尺寸可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述第一热超导管路202的截面尺寸小于所述第一冷媒管路203的截面尺寸。
作为示例，所述第一相变抑制传热板201的材料应为导热性良好的材料；优选地，本实施例中，所述第一相变抑制传热板201的材料均可以为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金、或任一种以上的任意组合。
作为示例，所述第一相变抑制传热板201的厚度可以为0.2mm～10mm；所述第一热超导管路202的内径为0.1mm～5mm。
作为示例，所述第一热超导管路202的形状可以为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形，或其中任一种以上图形的任意组合。所述第一冷媒管路203的形状可以为单路进单路回循环结构，也可以为两路进两路回循环结构，也可以为多路进多路回循环结构，譬如三路进三路回循环结构、四路进四路回循环结构、五路进五路回循环结构，还可以为并联式循环结构。
在又一示例中，请参阅图8，所述第一相变抑制传热板201包括第一板材2011、第二板材2012、第三板材2013及第四板材2014；所述第一板材2011、所述第二板材2012、所述第三板材2013及所第四板材2014依次叠置，所述第一板材2011、所述第二板材2012、所述第三板材2013及所第四板材2014通过辊压工艺复合在一起；所述第三板材2013包括凸起区域，所述凸起区域的表面为平面；所述第一热超导管路202位于所述第一板材2011与所述第三板材2013之间，且所述第一热超导管路202分布的区域与所述凸起区域相对应；所述第一冷媒管路203位于所述第三板材2013与所述第四板材2014之间，且所述第一冷媒管路203分布的区域与所述凸起区域相对应。
作为示例，所述第一热超导管路202包括若干个第一槽道2021、第二槽道2022及连接通孔2023；所述第一槽道2021位于所述第一板材2011与所述第二板材2012之间；所述第二槽道2022位于所述第二板材2012与所述第三板材2013之间；所述连接通孔2023贯穿所述第二板材2012，且将相邻的所述第一槽道2021及所述第二槽道2022相连通；所述第二板材2012表面形成有与所述第一槽道2021及所述第二槽道2022相对应的第一凸起结构2015；所述第四板材2014表面形成有与所述第一冷媒管路203相对应的第二凸起结构2016。
作为示例，相邻两所述第一槽道2021及相邻两所述第二槽道2022均相隔离，且所述第一槽道2021与所述第二槽道2022交错平行分布；即位于所述第一板材2011与所述第二板材2012之间的所述第一槽道2021之间互不连通，位于所述第二板材2012与所述第三板材2013之间的所述第二槽道2022之间互不连通。
作为示例，所述连接通孔2023位于所述第一槽道2021及所述第二槽道2022的两端，且将相邻的所述第一槽道2021及所述第二槽道2022的两端相连通。
作为示例，，所述第一槽道2021及所述第二槽道2022横截面的形状均可以为但不仅限于梯形；所述第一槽道2021及所述第二槽道2022纵截面的形状均可以为但不仅限于矩形；所述连接通孔2023的形状可以为但不仅限于圆形或椭圆形。
作为示例，所述第一相变抑制传热板201的材料应为导热性良好的材料；优选地，本实施例中，所述第一相变抑制传热板201的材料均可以为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金、或任一种以上的任意组合。
作为示例，所述第一相变抑制传热板201的厚度可以为0.2mm～10mm；所述第一热超导管路202的内径为0.1mm～5mm。
作为示例，所述第一冷媒管路203的形状可以为单路进单路回循环结构，也可以为两路进两路回循环结构，也可以为多路进多路回循环结构，譬如三路进三路回循环结构、四路进四路回循环结构、五路进五路回循环结构，还可以为并联式循环结构。
需要说明的是，所述第二相变抑制传热板212的结构如图3至图8所示的所述第一相变抑制传热板201的结构及材料大致相同，其中，所述第二相变抑制传热板212中的所述第三冷媒管路形状及结构特征可参阅所述第一相变抑制传热板201中的所述第一冷媒管路203的形状及结构特征，但在同一示例中，所述第三冷媒管路的形状与所述第一冷媒管路203的形状可以相同，也可以不同；即所述第三冷媒管路的形状可以如所述第一冷媒203的形状一样可以为单路进单路回循环结构，也可以为两路进两路回循环结构，也可以为多路进多路回循环结构，譬如三路进三路回循环结构、四路进四路回循环结构、五路进五路回循环结构，还可以为并联式循环结构，但在同一示例中，所述第三冷媒管路与所述第一冷媒203的具体形状可以为上述多种形状结构中相同的一种，也可以为不同的两种；所述第二相变抑制传热板212中的所述第二热超导管路的形状及结构特征可参阅所述第一相变抑制传热板201中的所述第一热超导管路202的形状及结构特征，但在同一示例中，所述第二热超导管路的形状与所述第一热超导管路的形状可以相同，也可以不同。所述第二相变抑制传热板212的具体结构及特征请参阅图3至图8及相关文字对所述第一相变抑制传热板201的描述，此次不再累述。
需要进一步说明的是，所述第一冷媒管路203、所述第二冷媒管路及所述第三冷媒管路内充入相同的冷媒；所述第二热超导管路与所述第一热超导管路202均为独立互不连通的管路，所述第二热超导管路中通入的所述第二传热工质与所述第一热超导管路202中通入的所述第一传热工质可以相同，也可以不同。
作为示例，所述第一相变抑制传热板201与所述温差电致冷组件205贴合部分表面的形状为平面状，所述第一相变抑制传热板201其他部分的表面形成有孔洞、浅槽、突起、活页窗或覆盖涂层以强化传热。
作为示例，所述温差电致冷组件205的数量为一个或多个，多个所述温差电致冷组件205之间以串联、并联、并-串联或串-并联的连接方式相连接。
作为示例，请参阅图9及图10，所述温差电致冷组件205包括多个温差电单体2051，所述温差电单体2051包括一个P型温差电元件20511及一个N型温差电元件20512，所述P型温差电元件20511与所述N型温差电元件20512平行间隔排布，所述P型温差电元件20511及所述N型温差电元件20512均包括第一端面及第二端面，所述P型温差电元件20511的第一端面与所述N型温差电元件20512的第一端面通过电极20513相连接，所述P型温差电元件20511的第二端面与位于其相邻侧的所述温差电单体2051中的所述N型温差电元件20512的第二端面通过电极20513相连接，所述N型温差电元件20512的第二端面与位于其相邻侧的所述温差电单体2051中的所述P型温差电元件20511的第二端面通过电极20513相连接。将多个所述温差电单体2051组合起来，可获得较大的输出电压和输出电功率。
作为示例，所述温差电致冷组件205还包括电隔离结构2052，所述电隔离结构2052分别贴置于位于所述P型温差电元件20511及所述N型温差电元件20512第一端面的所述电极20513的外侧及位于所述P型温差电元件20511及所述N型温差电元件20512第二端面的所述电极20513的外侧。
作为示例，所述电隔离结构2052可以为但不仅限于陶瓷片或云母片。
作为示例，所述P型温差电元件20511及所述N型温差电元件20512的材料为掺杂的赝二元碲化铋及其固溶体、赝三元碲化铋及其固溶体。
作为示例，所述温差电致冷组件205及所述热交换器206裸露的外表面均包覆有绝热材料层(未示出)，以防止漏热损失及与所述第一相变抑制传热板201之间的热短路。
作为示例，所述室内空调机20还包括贯流风机207；所述贯流风机207位于所述第一相变抑制传热板201安装所述温差电致冷组件205一侧的相对或相邻侧，即所述贯流风机207可以位于所述第一相变抑制传热板201远离所述温差电致冷组件205的一侧，也可以位于所述第一相变抑制传热板201的上下两端。
请继续参阅图1，所述室外空调机21还包括轴流风机211，所述轴流风机211位于所述室外空调机21中的所述第一相变抑制传热板201的一侧。
作为示例，所述温差电热泵型空调器还包括连通组件22、四通换向阀23及压缩机24；所述连通组件22位于所述室内空调机20与所述室外空调机21之间，一端与所述室内空调机20中的所述第一冷媒管路203的另一端相连通，另一端与所述室外空调机21中的所述第三冷媒管路的一端相连通；所述四通换向阀23包括①②③④四个连接端，连接端①及连接端③与所述压缩机24相连接，连接端②与所述热交换器206中的所述第二冷媒管路的另一端相连通，连接端④与所述室外空调机21中的所述第三冷媒管路的另一端相连通。
作为示例，所述连通组件22包括第一节流阀221、第二节流阀222、第一干燥器223、第二干燥器224、第一单向阀225及第二单向阀226；所述第一节流阀221、所述第一干燥器223、所述第二干燥器224及所述第二节流阀222依次串联，且所述第一节流阀221远离所述第一干燥器的223一端与所述室内空调机20中的所述第一冷媒管路203的另一端相连通，所述第二节流阀222远离所述第二干燥器224的一端与所述室外空调机21中的所述第三冷媒管路的一端相连通；所述第一单向阀225一端与所述第一节流阀221远离所述第一干燥器223的一端相连通，另一端与所述第一干燥器223远离所述第一节流阀221的一端相连通；所述第二单向阀226一端与所述第二干燥器224远离所述第二节流阀222的一端相连通，另一端与所述第二节流阀222远离所述第二干燥器224的一端相连通。
需要说明的是，位于所述室内空调机20中的所述第一相变抑制传热板201、所述第一节流阀221、所述第二节流阀222、所述第一干燥器223、所述第二干燥器224、所述第一单向阀225、所述第二单向阀226、位于所述室外空调机21中的所述第二相变抑制传热板212、所述四通阀、所述压缩机及所述热交换器206中，需要连通的元件均通过管路相连通。
本发明的温差电热泵型空调器运行方式与传统的热泵型空调器的运行方式基本相同，所述温差电热泵型空调器与传统的热泵型空调器的区别在于，所述温差电热泵型空调器的室内空调机20包括第一相变抑制传热板201、温差电致冷组件205、热交换器206及贯流风机207，且室外空调机21包括第二相变抑制传热板212及轴流风机211，由于所述温差电致冷组件205及所述热交换器206进行了绝热处理，不会影响其正常运行。本发明的温差电热泵型空调器的工作原理具体为：
制冷工况，当环境温度在25℃～45℃时，所述温差电致冷组件205不工作，当环境温度达到45℃和超过45℃时，所述温差电致冷组件205接通电源执行制冷运行模式，此时，所述压缩机24产生的冷量经管路由制冷剂(即冷媒)经过所述热交换器206带入所述室内空调机20中的所述第一相变抑制传热板201中；所述温差电致冷组件205紧贴在所述第一相变抑制传热板201的一端，将其产生的冷量直接传递到所述第一相变抑制传热板201，在所述压缩机24制冷量的基础上增加了制冷量。所述温差电致冷组件205及所述压缩机24产生的两股冷量在所述第一相变抑制传热板201中由所述第一热超导管路202中的所述第一传热工质204快速、均匀地传递开，并由所述贯流风机207通过强迫对流方式散布到室内。此时，所述压缩机24产生的热量由制冷剂经过管路带入所述室外空调机21中的所述第二相变抑制传热板212中，由所述第二相变抑制传热板212中的所述第二热超导管路中的所述第二传热工质快速、均匀地传递开，并由所述轴流风机211通过强迫对流方式散布到室外。
制热工况，当环境温度在10℃～25℃范围时，所述温差电致冷组件不工作，当环境温度降低到10℃时，所述温差电致冷组件205接通电源执行制热运行模式，所述压缩机24产生的热量通过管路由制冷剂(冷媒)经所述热交换器206带入到所述室内空调机20中的所述第一相变抑制传热板201中；所述温差电致冷组件205紧贴在所述第一相变抑制传热板201的一端，将其产生的热量直接传递到所述第一相变抑制传热板201，在所述压缩机24的制热量基础上增加了制热量。所述温差电致冷组件205及所述压缩机24产生的两股热量在所述第一相变抑制传热板201中由所述第一热超导管路202中的所述第一传热工质204快速、均匀地传递开，并由所述贯流风机207通过强迫对流方式散布到室内。此时，所述压缩机24产生的冷量由制冷剂经过管路带入所述室外空调机21中的所述第二相变抑制传热板212中，由所述第二相变抑制传热板212中的所述第二热超导管路中的所述第二传热工质快速、均匀地传递开了，并由所述轴流风机211通过强迫对流方式吸收室外热量加热。
综上所述，本发明提供一种温差电热泵型空调器，所述温差电热泵型空调器包括：所述温差电热泵型空调器包括：室内空调机及室外空调机；所述室内空调机包括第一相变抑制传热板、温差电致冷组件及热交换器；所述第一相变抑制传热板内形成有具有一定结构形状的第一冷媒管路及具有一定结构形状的第一热超导管路；所述第一热超导管路内填充有第一传热工质；所述温差电致冷组件的一面贴置于所述相变抑制传热板的表面；所述热交换器贴置于所述温差电致冷组件远离所述相变抑制传热板的表面，所述热交换器内形成有第二冷媒管路，所述第二冷媒管路的一端与所述第一冷媒管路的一端相连通；所述室外空调机包括第二相变抑制传热板，所述第二相变抑制传热板内形成有具有一定形状的第三冷媒管路及具有一定结构形状的第二热超导管路，所述第二热超导管路内填充有第二传热工质。本发明的温差电热泵型空调器中，温差电致冷组件作为辅助热泵，可以将所述温差电热泵型空调器能够正常运行的温度环境范围扩大到-10℃～60℃，并且在高温和低温运行时均具有较高的能效比；采用相变抑制传热板作为蒸发器和冷凝器，传热效率高，在-10℃～60℃拓宽的环境温度范围内使所述温差电热泵型空调器具有较高的能效比；采用相变抑制传热板作为蒸发器和冷凝器，减轻了室内空调机及室外空调机的体积和重量，便于在墙上悬挂，具有较高的安全性；同时，室内空调机不需要外壳，其形状可以根据需要进行个性化定制。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (20)

1.一种温差电热泵型空调器，其特征在于，所述温差电热泵型空调器包括：室内空调机及室外空调机；
所述室内空调机包括第一相变抑制传热板、温差电致冷组件及热交换器；所述第一相变抑制传热板内形成有具有一定结构形状的第一冷媒管路及具有一定结构形状的第一热超导管路；所述第一热超导管路内填充有第一传热工质；所述温差电致冷组件的一面贴置于所述第一相变抑制传热板的表面；所述热交换器贴置于所述温差电致冷组件远离所述第一相变抑制传热板的表面，所述热交换器内形成有第二冷媒管路，所述第二冷媒管路的一端与所述第一冷媒管路的一端相连通；
所述室外空调机包括第二相变抑制传热板，所述第二相变抑制传热板内形成有具有一定形状的第三冷媒管路及具有一定结构形状的第二热超导管路，所述第二热超导管路内填充有第二传热工质。
2.根据权利要求1所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述第一热超导管路、所述第二热超导管路、所述第一冷媒管路及所述第三冷媒管路均通过吹胀工艺形成。
3.根据权利要求2所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述第一相变抑制传热板及所述第二相变抑制传热板均包括：第一板材及第二板材；所述第一板材及所述第二板材通过辊压工艺复合在一起；
所述第一热超导管路与所述第一冷媒管路，或所述第二热超导管路与所述第三冷媒管路均位于所述第一板材及所述第二板材之间；所述第一板材表面、所述第二板材表面、或所述第一板材及所述第二板材表面形成有与所述第一热超导管路或所述第二热超导管路相对应的第一凸起结构及与所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路相对应的第二凸起结构。
4.根据权利要求2所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述第一相变抑制传热板及所述第二相变抑制传热板均包括：第一板材、第二板材及第三板材；所述第一板材、所述第二板材及所述第三板材依次叠置，所述第一板材及所述第三板材分别位于所述第二板材的两侧，并与所述第二板材通过辊压工艺复合在一起；
所述第一热超导管路或所述第二热超导管路位于所述第一板材及所述第二板材之间，所述第一板材表面形成有与所述第一热超导管路或所述第二热超导管路相对应的第一凸起结构；
所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路形成于所述第二板材及所述第三板材之间，所述第三板材表面形成有与所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路相对应的第二凸起结构。
5.根据权利要求2所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述第一相变抑制传热板及所述第二相变抑制传热板均包括：第一板材、第二板材及第三板材；所述第一板材、所述第二板材及所述第三板材依次叠置，所述第一板材及所述第三板材分别位于所述第二板材的两侧，并与所述第二板材通过辊压工艺复合在一起；
所述第一热超导管路或所述第二热超导管路位于所述第一板材及所述第二板材之间，所述第一板材的外表面为平面，所述第二板材表面形成有与所述第一热超导管路或所述第二热超导管路相对应的第一凸起结构；
所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路位于所述第二板材及所述第三板材之间，所述第三板材表面形成有与所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路相对应的第二凸起结构。
6.根据权利要求2所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述第一相变抑制传热板及所述第二相变抑制传热板均包括：第一板材、第二板材、第三板材及第四板材；所述第一板材、所述第二板材、所述第三板材及所第四板材依次叠置，所述第一板材、所述第二板材、所述第三板材及所述第四板材通过辊压工艺复合在一起；
所述第三板材包括凸起区域，所述凸起区域的表面为平面；
所述第一热超导管路或所述第二热超导管路位于所述第一板材与所述第三板材之间，且所述第一热超导管路或所述第二热超导管路分布的区域与所述凸起区域相对应；
所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路位于所述第三板材与所述第四板材之间，且所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路分布的区域与所述凸起区域相对应。
7.根据权利要求6所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述第一热超导管路及所述第二热超导管路均包括若干个第一槽道、第二槽道及连接通孔；
所述第一槽道位于所述第一板材与所述第二板材之间；所述第二槽道位于所述第二板材与所述第三板材之间；所述连接通孔贯穿所述第二板材，且将相邻的所述第一槽道及所述第二槽道相连通；
所述第二板材表面形成有与所述第一槽道及所述第二槽道相对应的第一凸起结构；所述第四板材表面形成有与所述第一冷媒管路或所述第三冷媒管路相对应的第二凸起结构。
8.根据权利要求7所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：
相邻两所述第一槽道及相邻两所述第二槽道均相隔离，且所述第一槽道与所述第二槽道交错平行分布；
所述连接通孔位于所述第一槽道及所述第二槽道的两端，且将相邻的所述第一槽道及所述第二槽道的两端相连通。
9.根据权利要求8所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述第一槽道及所述第二槽道横截面的形状均为梯形；所述第一槽道及所述第二槽道纵截面的形状均为矩形；所述连接通孔的形状为圆形或椭圆形。
10.根据权利要求1所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述第一热超导管路及所述第二热超导管路的形状均为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形，或其中任一种以上图形的任意组合。
11.根据权利要求1所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述第一相变抑制传热板与所述温差电致冷组件贴合部分表面的形状为平面状，所述第一相变抑制传热板其他部分的表面形成有孔洞、浅槽、突起、活页窗或覆盖涂层以强化传热。
12.根据权利要求1所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述温差电致冷组件的数量为一个或多个，多个所述温差电致冷组件之间以串联、并联、并-串联或串-并联的连接方式相连接。
13.根据权利要求1或12所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述温差电致冷组件包括多个温差电单体，所述温差电单体包括一个P型温差电元件及一个N型温差电元件，所述P型温差电元件与所述N型温差电元件平行间隔排布，所述P型温差电元件及所述N型温差电元件均包括第一端面及第二端面，所述P型温差电元件的第一端面与所述N型温差电元件的第一端面通过电极相连接，所述P型温差电元件的第二端面与位于其相邻侧的所述温差电单体中的所述N型温差电元件的第二端面通过电极相连接，所述N型温差电元件的第二端面与位于其相邻侧的所述温差电单体中的所述P型温差电元件的第二端面通过电极相连接。
14.根据权利要求13所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述温差电致冷组件还包括电隔离结构，所述电隔离结构分别贴置于位于所述P型温差电元件及所述N型温差电元件第一端面的所述电极的外侧及位于所述P型温差电元件及所述N型温差电元件第二端面的所述电极的外侧。
15.根据权利要求13所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述P型温差电元件及所述N型温差电元件的材料为掺杂的赝二元碲化铋及其固溶体、赝三元碲化铋及其固溶体。
16.根据权利要求1所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述温差电致冷组件及所述热交换器裸露的外表面均包覆有绝热材料层。
17.根据权利要求1所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述室内空调机还包括贯流风机；所述贯流风机位于所述第一相变抑制传热板安装所述温差电致冷组件一侧的相对或相邻侧。
18.根据权利要求1所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述室外空调机还包括轴流风机，所述轴流风机位于所述室外空调机中的所述第二相变抑制传热板的一侧。
19.根据权利要求18所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述温差电热泵型空调器还包括连通组件、四通换向阀及压缩机；
所述连通组件位于所述室内空调机与所述室外空调机之间，一端与所述室内空调机中的所述第一冷媒管路的另一端相连通，另一端与所述室外空调机中的所述第一冷媒管路的一端相连通；
所述四通换向阀与所述热交换器中的所述第二冷媒管路的另一端、所述压缩机及所述室外空调机中的所述第一冷媒管路的另一端相连接。
20.根据权利要求19所述的温差电热泵型空调器，其特征在于：所述连通组件包括第一节流阀、第二节流阀、第一干燥器、第二干燥器、第一单向阀及第二单向阀；
所述第一节流阀、所述第一干燥器、所述第二干燥器及所述第二节流阀依次串联，且所述第一节流阀远离所述第一干燥器的一端与所述室内空调机中的所述第一冷媒管路的另一端相连通，所述第二节流阀远离所述第二干燥器的一端与所述室外空调机中的所述第一冷媒管路的一端相连通；
所述第一单向阀一端与所述第一节流阀远离所述第一干燥器的一端相连通，另一端与所述第一干燥器远离所述第一节流阀的一端相连通；所述第二单向阀一端与所述第二干燥器远离所述第二节流阀的一端相连通，另一端与所述第二节流阀远离所述第二干燥器的一端相连通。
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CP03 Change of name, title or address
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Address after: 311100 Room 201, 2 / F, building 2, No. 9, Taiji Road, Yuhang Economic and Technological Development Zone, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee after: Zhejiang Jiaxi Technology Co.,Ltd.

Address before: 314100 workshop 1, No.188 Jinxiu Avenue, Yaozhuang Town, Jiashan County, Jiaxing City, Zhejiang Province

Patentee before: ZHEJIANG JIAXI OPTOELECTRONIC EQUIPMENT MANUFACTURING Co.,Ltd.