CN106256577A - 热电除湿设备 - Google Patents

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Abstract

一种热电除湿设备，可包括：壳体，邻近于车辆的挡风玻璃设置在车辆的横向方向上并且在其上端具有入口和出口；热电模块，包括热电元件，该热电元件在壳体的内部中设置在入口和出口之间并且具有与冷却片进行表面接触的一表面以及与散热片进行表面接触的相对表面，其中，热电元件布置在从入口流至出口的空气的通道上，使得通过入口引入的空气同时经过冷却片和散热片并且然后通过出口排出；以及风扇，设置在壳体的内部中，用于将空气从入口引导至出口。

Description

热电除湿设备
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的空气调节设备，并且更特别地，涉及一种使用热电元件的位于车辆内部中的除湿设备。
背景技术
当车辆内部的湿度高或者车辆内部和外部之间的温差大时，湿空气在接触车辆的前挡风玻璃时冷凝，使得空气的温度降低并且空气的饱和湿度降低。根据情况，湿空气可通风或者水分可物理地擦去和除去，但是因为这会消耗很多时间，所以当驾驶员的视野被阻碍或者驾驶员单独驾驶时，在车辆行驶期间由于驾驶员的疏忽会发生事故。
为了解决以上提及的问题，车辆内部和外部之间的温差可通过在夏季进行暖气调节和在冬季进行冷气调节来降低，但是这个方法在除去已经产生的水分方面会消耗很多时间并且消耗很多能量，这降低了效率。
在本发明的背景技术部分中公开的信息仅用于加深对本发明的总体背景的理解，而不应被视为承认或者以任何形式暗示该信息构成了已经为本领域技术人员所知晓的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面针对提供一种热电除湿设备，该热电除湿设备直接吸入车辆的挡风玻璃周围的内部空气，使用热电元件对空气进行空气调节，并且再次排出空气，从而快速地消除挡风玻璃的水分。
根据本发明的各个方面，一种热电除湿设备可以包括：壳体，邻近于车辆的挡风玻璃设置在车辆的横向方向上并且在壳体的上端具有入口和出口；热电模块，包括热电元件，该热电元件在壳体的内部中设置在入口和出口之间并且具有与冷却片进行表面接触的一表面以及与散热片进行表面接触的相对表面，其中，热电元件布置在从入口流至出口的空气的通道上，使得通过入口引入的空气同时经过冷却片和散热片并且然后通过出口排出；以及风扇，设置在壳体的内部中，用于将空气从入口引导至出口。
壳体的入口可以形成为与出口相比更靠近车辆的挡风玻璃。
壳体可具有封闭结构，使得空气通过入口和出口循环。
热电模块的冷却片和散热片可向上和向下延伸。
排水孔可形成在壳体的下端。
热电模块可布置在靠近入口的一侧上，并且风扇可布置在靠近出口的一侧上。
热电模块的散热片可具比冷却片的空气接触面积更宽的空气接触面积。
传热体可与热电元件的相对表面进行表面接触，并且传热管可耦接为穿过传热体并且在壳体的内部中在车辆的横向方向上延伸，并且散热片可设置在传热管的延伸部分。
待耦接的在车辆的横向方向上延伸的板状传热板设置在热电元件的相对表面上，并且散热片可耦接至传热板。
冷却片和散热片可布置为与空气的流动方向一致。
绝缘隔离件可在壳体的内部中设置在冷却片和散热片之间。
绝缘隔离件可围绕冷却片，以在空间上将冷却片和散热片分开。
风扇可为布置在车辆的横向方向上的横流风扇(cross fan)。
壳体的前侧和上侧可相对于车辆打开，可设置上侧和后侧相对于车辆打开的横流风扇壳体，并且壳体的前侧和横流风扇壳体的后侧可彼此耦接成封闭的，因此空气能在壳体的上侧上通过入口和出口循环。
如上所述，根据本发明的热电除湿设备能使挡风玻璃周围的内部空气直接循环并且对空气进行空气调节，从而快速地消除水分。
应当理解，本文中使用的术语“车辆(vehicle)”或“车辆的(vehicular)”或其他类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车的乘用车、包括各种小船、海船的船只、航天器等，并且包括混合动力车、电动车、插电式混合电动车、氢动力车、和其它替代燃料车(例如，从石油以外的资源提取的燃料)。如在本文中所指的，混合动力车是具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动力车。
本发明的方法和设备具有其他的特征和优点，这些其他的特征和优点将从结合在本文中的附图和下文的详细说明而变得显而易见或者将在其中进行更详细地阐述，并且这些附图和详细说明一起用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1是根据本发明的示例性热电除湿设备的立体图。
图2是根据本发明的示例性热电除湿设备的分解立体图。
图3是根据本发明的热电模块的分解立体图。
图4是根据本发明的示例性热电模块的分解立体图。
图5是沿着线A-A截取的图1的示例性热电除湿设备的截面图。
应当理解，附图不一定是按照比例的，呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的图示。如本文中所公开的本发明的特定设计特征(例如，包括具体的尺寸、方向、位置和形状)将部分地由特定的预期应用和使用环境决定。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的各个实施方式，实施方式的实例在附图中示出并且在下文中描述。尽管本发明将与示例性实施方式相结合进行描述，但是将被理解的是，本说明并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施方式，而且还涵盖可包含在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同物及其他实施方式。
图1是根据本发明的各个实施方式的热电除湿设备的立体图。图2是根据本发明的各个实施方式的热电除湿设备的分解立体图。图3是根据本发明的各个实施方式的热电模块200的分解立体图。图4是根据本发明的各个实施方式的热电模块200的分解立体图。图5是沿着线A-A截取的图1的热电除湿设备的截面图。
热电除湿设备包括：壳体101，邻近于车辆的挡风玻璃401设置在车辆的横向方向上并且在其上端具有入口103和出口105；热电模块200，包括热电元件201，该热电元件在壳体101的内部中设置在入口103和出口105之间并且具有与冷却片203进行表面接触的一个表面以及与散热片205进行表面接触的相对表面，其中，热电元件201布置在从入口103流至出口105的空气的通道上，使得通过入口103引入的空气同时经过冷却片203和散热片205并且然后通过出口105排出；以及风扇301，设置在壳体101的内部中，用于将空气从入口103引导至出口105。
壳体101邻近于车辆的挡风玻璃401设置在车辆的横向方向上，并且在其上端具有入口103和出口105。热电模块200在壳体101的内部中设置在入口103和出口105之间，并且包括热电元件201，该热电元件具有与冷却片203进行表面接触的一个表面以及与散热片205进行表面接触的相对表面。热电元件201的一个表面是冷却表面，并且其相对表面是加热表面。热电元件201布置在从入口103流至出口105的空气的通道上，使得通过入口103引入的空气同时经过冷却片203和散热片205并且然后通过出口105排出。风扇301设置在壳体101的内部中，以将空气从入口103引导至出口105。
参照图1和图2，本发明使用热电元件201、冷却片203和散热片205代替根据现有技术的加热器芯和蒸发芯的功能。空气同时而非以相继的方式(其中空气被冷却并再加热或加热并再次冷却)经过冷却片203和散热片205，使得可降低通风阻力并且可简化空气的循环路径。通过这样，挡风玻璃401周围的空气快速且反复地循环，使得空气可在短时间内被除湿。
壳体101的入口103可形成为与出口105相比更靠近车辆的挡风玻璃401。壳体101具有封闭结构，并且空气仅可通过入口103和出口105循环。
参照图5，热电除湿设备是与安装在车辆上的除霜单元405分开的设备，并且可在使空气快速地循环的同时对挡风玻璃401周围的局部空气进行除湿。此外，因为入口103形成为邻近于挡风玻璃401，所以首先引入由于空气与挡风玻璃401进行接触使得其温度变得较低的表现为具有较低的饱和湿度和较高的相对湿度的挡风玻璃401周围的空气，使得空气的绝对湿度通过经由冷却片203冷凝空气的湿度而降低，并且空气的相对湿度通过经由散热片205加热空气而降低，并且然后通过出口105排出空气，借此挡风玻璃401的湿度可被有效地消除。
根据本发明的热电除湿设备连接至加热器控制器，使得其操作可确定。加热器控制器根据安装在车辆中的湿度传感器和雨刮器开关的操作情况确定是仅操作风扇301还是操作风扇301和热电模块200两者。例如，当空气的相对湿度逐渐增加时，程序从仅操作风扇301的步骤开始进行至操作风扇301和热电模块200两者的步骤。此外，当呈现阴雨状况时，即，如果操作雨刮器开关，则风扇301和热电模块200两者被控制为操作预定时长。
热电模块200的冷却片203和散热片205可向上和向下延伸。
参照图1和图2，因为冷却片203向上和向下延伸，所以冷凝在冷却片203的表面上的水分由于重力自然聚集在冷却片203的下端并且下落到壳体101。因为散热片205与冷却片203的形状相对应地垂直于车辆的向上/向下方向布置，所以在散热片205不会阻碍空气的流动同时能确保更大的空气接触表面。
排水孔107可形成在壳体101的下端。
参照图5，在没有排水孔107的情况下，冷凝在冷却片203的表面上并且随后聚集在壳体101的底部的水分不能排出并且在这种情况下，已除湿的空气会被再次加湿，并且当聚集的水分的量变得更大时，聚集的水分会再次飞溅至空气的内部中，因此通过排水孔107能防止该现象。
热电模块200可布置在靠近入口103的一侧上，并且风扇301可布置在靠近出口105的一侧上。
参照图1，当风扇301布置在入口103中时，空气可被自由引入但是由于热电模块200的通风阻力而不能自由排出，从而在设备的内部中出现紊流，并且因此空气不能顺畅地循环。同时，因为如在本发明中当风扇301布置在出口105中时空气会泄漏，所以空气可顺畅地循环。
热电模块200的散热片205可具比冷却片203的空气接触面积更宽的空气接触面积。
除湿方法包括冷凝空气中的水分并降低排出的空气的绝对湿度的方法以及提高空气的温度以增加空气的饱和湿度并降低空气的相对湿度的方法。于是，降低绝对湿度的方法比降低相对湿度的方法更有效，并且为此，冷却片203的温度应当低于空气的露点，使得水分可被容易地冷凝。如果电流流过热电模块200，则热电模块200的一个表面和相对表面之间会出现温差，并且然后如果热电模块的相对表面的热被消散使得其温度降低，则一个表面的温度进一步降低。因此，非常重要的是使热电模块200的相对表面的温度消散。参照图2，冷却片203被制成小的，使得空气中的水分可被充分地冷凝以形成低温，并且需要使热相对快速地扩散的散热片205的侧表面被形成为宽的。
传热体207与热电元件201的相对表面进行表面接触，并且传热管209耦接为穿过传热体207并且在车辆的横向方向上延伸，并且散热片205可设置在传热管209的延伸部分。
参照图1和图2，设置由此使空气同时经由冷却片203和散热片205循环以便室内空气的快速循环的结构，并且该结构安装在挡风玻璃401的下端和车辆的防震垫403(crush pad)的窄空间之间，从而可减少它的厚度。因为当片直接附接至热电元件201的相对表面时，形成关于冷却片203的无效区(dead space)，并且热电元件201的相对表面的热不能传递至散热片205的端部，所以传热体207和传热管209能有助于使热扩散至散热片205并且确保关于冷却片203的空间利用的实用性，如在图2中示出的。
待耦接的在车辆的横向方向上延伸的板状传热板210设置在热电设备201的相对表面上，并且散热片205可耦接至传热板210。
参照图4，不需要单独的传热体207，并且还可简化传热板210和散热片205之间的耦接结构，并且因此热在传热板210的相对表面上可顺畅地传递至散热片205的相对端部。
冷却片203和散热片205可布置为与空气的流动方向一致。
参照图1，因为冷却片203和散热片205布置为与空气的流动方向一致，所以在空气的流动不中断的同时，用于热交换的区域可最大化。
绝缘隔离件211可在壳体的内部中设置在冷却片203和散热片205之间。绝缘隔离件211围绕冷却片203，以在空间上将冷却片203和散热片205分开。
参照图2，因为在没有绝缘隔离件211的情况下冷却片203和散热片205之间会出现不必要的热交换，使空气调节效率劣化，所以绝缘隔离件211可防止该现象，提高空气调节效率。此外，因为绝缘隔离件211在围绕冷却片203的同时被挤压并耦接至冷却片203，所以可防止绝缘隔离件211和冷却片203之间的空间，因此热可被有效地传递。
风扇301可为安装在车辆的横向方向上的横流风扇类型。
参照图1和图2，横流风扇可在挡风玻璃401的下端在车辆的横向方向上产生宽的气流，如在本发明中。
壳体101的前侧和上侧相对于车辆打开，设置上侧和后侧相对于车辆打开的横流风扇壳体303，并且壳体101的前侧和横流风扇壳体303的后侧彼此耦接成封闭的，因此空气在它们的上侧上能仅通过入口103和出口105循环。
参照图1和图2，当在横流风扇处的壳体303被配置为单独的部件时，它可容易地拆卸和装配并且随后可容易地维护。
为了方便在所附权利要求中进行解释和准确定义，术语“上部”或“下部”、“内部”或“外部”等用于参照如图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
出于例证和说明的目的，给出了本发明的具体示例性实施方式的以上描述。它们并非旨在是详尽的或者将本发明限制为所公开的明确形式，并且显然，鉴于以上教导，许多修改和变化是可行的。所选择并描述的示例性实施方式是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使本领域内的其他技术人员能够做出并利用本发明的各个示例性实施方式及其各种替换和修改。旨在使本发明的范围通过这里所附的权利要求及它们的等同物来限定。

Claims (14)

1.一种热电除湿设备，包括：
壳体，邻近于车辆的挡风玻璃设置在所述车辆的横向方向上，并且在所述壳体的上端具有入口和出口；
热电模块，包括热电元件，所述热电元件在所述壳体的内部中设置在所述入口和所述出口之间并且具有与冷却片进行表面接触的一表面以及与散热片进行表面接触的相对表面，其中，所述热电元件布置在从所述入口流至所述出口的空气的通道上，使得通过所述入口引入的空气同时经过所述冷却片和所述散热片并且然后通过所述出口排出；以及
风扇，设置在所述壳体的内部中，用于将空气从所述入口引导至所述出口。
2.根据权利要求1所述的热电除湿设备，其中，所述壳体的所述入口形成为与所述出口相比更靠近所述车辆的所述挡风玻璃。
3.根据权利要求1所述的热电除湿设备，其中，所述壳体具有封闭结构，使得空气通过所述入口和所述出口循环。
4.根据权利要求1所述的热电除湿设备，其中，所述热电模块的所述冷却片和所述散热片向上和向下延伸。
5.根据权利要求1所述的热电除湿设备，其中，排水孔形成在所述壳体的下端。
6.根据权利要求1所述的热电除湿设备，其中，所述热电模块布置在靠近所述入口的一侧上，并且所述风扇布置在靠近所述出口的一侧上。
7.根据权利要求1所述的热电除湿设备，其中，所述热电模块的所述散热片具有比所述冷却片的空气接触面积更宽的空气接触面积。
8.根据权利要求1所述的热电除湿设备，其中，传热体与所述热电元件的所述相对表面进行表面接触，并且传热管耦接为穿过所述传热体并且在所述壳体的内部中在所述车辆的横向方向上延伸，并且所述散热片设置在所述传热管的延伸部分。
9.根据权利要求1所述的热电除湿设备，其中，待耦接的在所述车辆的横向方向上延伸的板状传热板设置在所述热电元件的所述相对表面上，并且所述散热片耦接至所述传热板。
10.根据权利要求1所述的热电除湿设备，其中，所述冷却片和所述散热片布置为与空气的流动方向一致。
11.根据权利要求1所述的热电除湿设备，其中，绝缘隔离件在所述壳体的内部中设置在所述冷却片和所述散热片之间。
12.根据权利要求11所述的热电除湿设备，其中，所述绝缘隔离件围绕所述冷却片，以在空间上将所述冷却片和所述散热片分开。
13.根据权利要求1所述的热电除湿设备，其中，所述风扇是布置在所述车辆的横向方向上的横流风扇。
14.根据权利要求1所述的热电除湿设备，其中，所述壳体的前侧和上侧相对于所述车辆打开，设置上侧和后侧相对于所述车辆打开的横流风扇壳体，并且所述壳体的前侧和所述横流风扇壳体的后侧彼此耦接成封闭的，从而空气在所述壳体的上侧上能通过所述入口和所述出口循环。
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