CN106766344A - 半导体电子制冷系统及具有其的净饮水机 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种半导体电子制冷系统，包括半导体制冷器件、散冷器以及散热器，所述散冷器设置在所述半导体制冷器件的冷端，所述散热器设置在所述半导体制冷器件的热端，其中，所述散热器包括散热器底部、风冷散热部以及水冷散热部，所述散热器底部与所述半导体制冷器件的冷端接触，所述水冷散热部间隔设置在所述散热器底部，所述风冷散热部设置在所述散热器底部和/或所述水冷散热部远离所述半导体制冷器件的一侧。上述半导体电子制冷系统，其中的散热器包括风冷散热部以及水冷散热部，能够通过水冷散热部提高散热器的散热效率，此外，在无法向水冷散热部通水冷却时，还可以利用风冷散热部实时进行散热，实现了散热器散热方式的多样性。

Description

半导体电子制冷系统及具有其的净饮水机

技术领域

本发明涉及饮水设备技术领域，特别是涉及一种半导体电子制冷系统及具有其的净饮水机。

背景技术

目前采用半导体电子制冷技术制冷的净饮水机，一般采用风冷散热的方式对散热器散热。具体的，半导体制冷片的吸热端通过散冷器以空冷的形式将冷量传出，其发热端通过散热器以风冷的形式将热量传出。

在上述这种制冷系统中，发热端的散热能力对制冷系统的制冷能力影响很大，发热端的散热效果越好，制冷效果也越明显。但是若直接采用导热能力更好的导热材料，将大大增加制冷系统的成本，另外，也不能无限地提高散热风扇的风速。在大制冷量的情况下，由于散热效率的限制，制冷系统的制冷效率较低，尤其是在高温天气的条件下，通过风冷基本无法达到制冷效果。

消费者对水质的卫生安全需求日益增长，带净水模块的净饮水机快速占领市场，而净水模块的反渗透膜产生的废水往往被直接排出，未能充分利用。公开号为CN103799860A的中国专利申请虽然公开了一种压缩机制冷系统利用反渗透膜产生的废水对冷凝器进行降温，提高冷凝器的散热效率的技术方案，但是该技术方案在反渗透膜未工作时不能实时对冷凝器降温，影响了净饮水机的制冷的效果。

发明内容

基于此，有必要针对半导体电子制冷系统受散热效率的限制，制冷效果差，以及单独利用反渗透膜产生的废水对冷凝器降温在反渗透膜未工作时不能实时进行散热的问题，提供一种半导体电子制冷系统及具有其的净饮水机。

本发明提供的一种半导体电子制冷系统，包括半导体制冷器件、散冷器以及散热器，所述散冷器设置在所述半导体制冷器件的冷端，所述散热器设置在所述半导体制冷器件的热端，其中，所述散热器包括散热器底部、风冷散热部以及水冷散热部，所述散热器底部与所述半导体制冷器件的热端接触，所述水冷散热部以及所述风冷散热部设置在所述散热器底部。

在其中一个实施例中，所述水冷散热部间隔设置在所述散热器底部，所述风冷散热部设置在所述散热器底部和/或所述水冷散热部远离所述半导体制冷器件的一侧。

在其中一个实施例中，所述水冷散热部包括冷却水道，所述冷却水道设有冷却水进口以及冷却水出口。

在其中一个实施例中，所述水冷散热部包括至少两条冷却水道，所述至少两条冷却水道平行排布在所述散热器底部。

在其中一个实施例中，所述冷却水道呈“之”字型排布在所述散热器底部。

在其中一个实施例中，所述风冷散热部包括翅片散热件或针状散热件。

在其中一个实施例中，所述半导体电子制冷系统还包括散热风扇，所述散热风扇用于使所述散热器处产生空气对流。

本发明还提供了一种净饮水机，所述净饮水机包括净水模块以及制冷冰胆，所述净水模块设有进水管、净水出水管以及废水出水管，其中，所述净饮水机还包括如上所述的半导体电子制冷系统，所述半导体电子制冷系统用于为所述制冷冰胆提供冷源，所述半导体制冷系统的散热器的冷却水道的所述冷却水进口与所述废水出水管连通。

在其中一个实施例中，所述净水模块包括反渗透膜组件。

在其中一个实施例中，所述净饮水机包括储水箱，所述储水箱设有水箱进水口以及水箱出水口，所述水箱进水口与所述净水出水管连通。

在其中一个实施例中，所述储水箱内设有液位开关。

在其中一个实施例中，所述净饮水机包括制冷冰胆，所述制冷冰胆包括冰胆壳，所述冰胆壳形成用于容纳水的腔体，所述冰胆壳设有冰胆进水口以及冰胆出水口，所述冰胆进水口与所述净水出水管或所述水箱出水口连通；

所述冰胆壳开设有通孔，所述散冷器通过所述通孔设置于所述腔体内，所述散热器位于所述腔体外。

在其中一个实施例中，所述制冷冰胆还包括冰胆感温包，所述冰胆感温包设置在所述腔体内。

在其中一个实施例中，所述制冷冰胆包括冰胆保温层，所述冰胆保温层设置在所述冰胆壳的外部。

上述半导体电子制冷系统，其中的散热器包括风冷散热部以及水冷散热部，能够通过水冷散热部提高散热器的散热效率，此外，在无法向水冷散热部通水冷却时，还可以利用风冷散热部实时进行散热，实现了散热器散热方式的多样性。

上述净饮水机，其中的半导体电子制冷系统既能够通过其中的水冷散热部能够利用净化模块的废水进行水冷散热，又能够通过其中的风冷散热部实现空冷散热。当需要较少的冷水时，需要制冷系统提供的冷量少，仅仅通过风冷散热部散热即能满足制备冷水的需要；当需要较多的冷水时，相应需要的净水较多，这种情况下往往会启动净水模块制备净水，相应的会产生废水，此时，可同时利用净水模块产生的废水通过水冷散热部进行散热，提高了散热器的散热效率以及制冷系统提供的冷量，因此能够满足制备较多冷水的需要。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明半导体电子制冷系统一实施例的结构示意图；

图2为图1另一视图角度结构示意图；

图3为本发明半导体电子制冷系统一实施例的冷却水道排布示意图；

图4为本发明净饮水机一优选实施例结构示意图；

其中，

100-半导体电子制冷系统；110-半导体制冷器件；120-散冷器；130-散热器；131-风冷散热部；132-水冷散热部；133-散热器底部；140-散热风扇；

210-净水模块；220-进水管；230-净水出水管；240-废水出水管；241-第一分流器；250-废水排水管；251-第二分流器；

300-制冷冰胆；310-冰胆壳；320-冰胆保温层；330-冰胆感温包；340-冰水出水管；

410-储水箱；420-液位开关。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的半导体电子制冷系统及具有其的净饮水机进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图4所示，本发明的半导体电子制冷系统100包括半导体制冷器件110、散冷器120、散热器130以及散热风扇140。其中，半导体制冷器件110是由半导体所组成的冷却装置，散冷器120是设置在半导体制冷器件110冷端的将冷量传递出去的装置，例如可以是聚冷杯，散热器130是设置在半导体制冷器件110热端的将热量传递出去的装置，散热风扇140用于在在散热器130处产生空气对流。本发明的半导体制冷系统中，散热器130包括散热器底部133、风冷散热部131以及水冷散热部132，散热器底部133与半导体制冷器件110的冷端接触，水冷散热部132间隔设置在散热器底部133，水冷散热部132内流动的水吸收并带走半导体制冷器件110热端的热量；风冷散热部131设置在散热器底部133和水冷散热部132远离半导体制冷器件110的一侧，对流的空气吸收并带走风冷散热部131从半导体制冷器件110热端的热量。

作为一种可选实施方式，风冷散热部131包括间隔设置在翅片散热件或间隔设置的针状散热件，采用间隔的设置方式有利于空气在风冷散热部131的间隔内流通带走热量。

作为一种可选实施方式，水冷散热部132包括冷却水道，冷却水道设有冷却水进口以及冷却水出口，多个冷却水道平行设置在散热器的底部。

作为另一种可选实施方式，冷却水道交错设置在散热器的底部，可以采用多个冷却水道交错地设置在散热器底部133，也可以采用单个冷却水道自交错地设置在散热器底部133。

作为另一种可选实施方式，冷却水道呈“之”字型排布在散热器底部133。

需要说明的是，风冷散热部131以及水冷散热部132均具有直接设置在散热器底部133的部分，以利于仅风冷散热部131工作或仅水冷散热部132工作时也能顺利吸收半导体制冷器件110热端的热量。

作为一种可选实施方式，散热风扇140设置散热器130附近，散热风扇140工作时，在散热器130处产生空气对流，例如，散热风扇140引起散热器130处空气定向移动，利用空气带走散热器130风冷散热部131的热量，提高风冷散热部131的散热效率。

请继续参阅图4所示，本发明的净饮水机包括净水模块210、储水箱410、制冷冰胆300以及半导体电子制冷系统100。

净水模块210设有进水管220、净水出水管230以及废水出水管240。优选的，净水模块210包括反渗透膜组件，反渗透膜组件在净化水时会产生一定量的废水。

储水箱410用于储存净水模块210制备的净水，具体的，储水箱410设有水箱进水口以及水箱出水口。优选的，储水箱410内还设有液位开关420，液位开关420能够根据储水箱410的液位高度控制净水进入储水箱410。例如，当储水箱410的液位高度达到预设高度时，液位开关420能够控制水箱进水口关闭，避免储水箱410溢水。

本发明中半导体电子制冷系统100作为制冷冰胆300的冷源，使制冷冰胆300内的成为冷水。具体的，制冷冰胆300具有冰胆壳310，冰胆壳310形成用于容纳水的腔体，在冰胆壳310上开设有冰胆进水口、冰胆出水口以及通孔。半导体电子制冷系统100的散冷器120通过通孔设置于冰胆壳310的腔体内，散热器130位于腔体外，通孔与半导体电子制冷系统100密闭接触以保证冰胆壳310的腔体内的水不泄露。

作为一种可选实施方式，制冷冰胆300还设有冰胆保温层320，冰胆保温层320围绕冰胆壳310外表面设置在冰胆壳310的外部，用于冰胆壳310的保温。冰胆保温层320选用具有保温效果的材料制成，例如保温棉、聚苯乙烯泡沫塑料(保温泡沫)等材料。

作为一种可选实施方式，制冷冰胆300还设有冰胆感温包330，冰胆感温包330设置在冰胆壳310的腔体内，用于制冷冰胆300腔体内温度的测量。

净水模块210的进水管220用于向净水模块210引入待处理水，进水管220能够与水源连通，水源可以是市政自来水等。净水模块210的净水出水管230与储水箱410的水箱进水口连通，用于向储水箱410中输送净水模块210处理后的净水。储水箱410的水箱出水口与冰胆进水口通过管道连通，用于向制冷冰胆300的腔体内输送净水，净水在腔体内被制成冷水，制成的冷水通过与冰胆出水口连接的冰水出水管340供用户取用。净水模块210的废水出水管240与半导体电子制冷系统100散热器130冷却水道的冷却水进口连通，冷却水出口与废水排水管250连通并通过废水排水管250排出流经其内的废水。

作为一种可选实施方式，当半导体电子制冷系统100散热器130的水冷散热部132包括多个冷却水道时，在废水出水管240以及废水排水管250上可以分别设有第一分流器241以及第二分流器251，用于将废水分流至各个冷却水道中。

作为一种可选实施方式，净水模块210的净水出水管230直接与制冷冰胆300的冰胆进水口连通，取消储水箱410的设置，净水模块210制备的净水直接输送至制冷冰胆300中制成冷水。

当净饮水机处于初始状态时，储水箱410、冷却水道、制冷冰胆300腔体内都没有水。启动净饮水机时，先启动净水模块210，水源如自来水通过进水管220进入净水模块210，待处理水在净水模块210中被处理，尤其是在反渗透膜中被过滤，待处理水被过滤处理后分别产生了净水与废水。

净水模块210制备的净水通过净水出水管230进入储水箱410中，进一步进入制冷冰胆300的腔体内。当净水达到储水箱410的预设液位时，液位开关420能够控制净水模块210停止净化水，液位开关420可以直接控制净水模块210，也可以通过净饮水机的控制主板间接控制净水模块210。

净水模块210产生的废水通过废水出水管240注入到冷却水道，再通过废水排水管250排出净饮水机。

当净水注满制冷冰胆300的腔体后，净饮水机的半导体电子制冷系统100启动，即半导体制冷器件110的冷端通过散冷器120将冷量传递给制冷冰胆300的腔体内的水，半导体制冷器件110的热端通过散热器130将热量散发至风冷散热部131周围的空气中以及水冷散热部132冷却水道中的废水中，进一步的散热风扇140工作促进风冷散热部131周围的空气产生对流，以便持续散发热量。在这个过程中，散热器130不仅通过风冷散热部131散热，还通过流经冷却水道的废水散热，能显著提高散热器130的散热效率，提高制冷能力以及制冷速度。

当用户未取用制冷冰胆300的腔体内制备的冰水时，储水箱410无需向制冷冰胆300的腔体内注水，若净水达到储水箱410的预设液位，则净水模块210停止净化水，此时无废水产生，水冷散热部132不能协同风冷散热部131工作，然而此时由于制冷冰胆300的腔体内制备的冰水未被取用，需要半导体电子制冷系统100提供较少的冷量维持其温度即可，即此时仅通过风冷散热部131散热就能满足半导体电子制冷系统100的散热需求。

当用户取用制冷冰胆300的腔体内制备的冰水时，储水箱410向制冷冰胆300的腔体注入新的水待冷却，同时由于储水箱410内液位降低液位开关420控制净水模块210净化水，相应的净水模块210产生的废水进入半导体电子制冷系统100散热器130水冷散热部132的冷却水道，水冷散热部132协同风冷散热部131散发半导体制冷器件110热端的热量，使散热器130的温度迅速降低，使散热器130在降温过程中受到周围环境温度的影响较小，明显提高散热器130的散热效率，由此可以明显提高半导体电子制冷系统100的制冷能力以及制冷效率，满足此时制冷冰胆300制备新的冰水需要的制冷效率。

此外，通过利用净水模块210产生的废水对散热器130进行冷却散热，能够明显提高半导体电子制冷系统100的制冷能力，节省其用电量，并充分利用了净水模块210产生的废水，提高了水的利用率。

在本发明描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种半导体电子制冷系统，包括半导体制冷器件(110)、散冷器(120)以及散热器(130)，所述散冷器(120)设置在所述半导体制冷器件(110)的冷端，所述散热器(130)设置在所述半导体制冷器件(110)的热端，其特征在于，所述散热器(130)包括散热器底部(133)、风冷散热部(131)以及水冷散热部(132)，所述散热器底部(133)与所述半导体制冷器件(110)的热端接触，所述水冷散热部(132)以及所述风冷散热部(131)设置在所述散热器底部(133)。

2.根据权利要求1所述的半导体电子制冷系统，其特征在于，所述水冷散热部(132)间隔设置在所述散热器底部(133)，所述风冷散热部(131)设置在所述散热器底部(133)和/或所述水冷散热部(132)远离所述半导体制冷器件(110)的一侧。

3.根据权利要求1所述的半导体电子制冷系统，其特征在于，所述水冷散热部(132)包括冷却水道，所述冷却水道设有冷却水进口以及冷却水出口。

4.根据权利要求3所述的半导体电子制冷系统，其特征在于，所述水冷散热部(132)包括至少两条冷却水道，所述至少两条冷却水道平行排布在所述散热器底部(133)。

5.根据权利要求3所述的半导体电子制冷系统，其特征在于，所述冷却水道呈“之”字型排布在所述散热器底部(133)。

6.根据权利要求3所述的半导体电子制冷系统，其特征在于，所述风冷散热部(131)包括翅片散热件或针状散热件。

7.根据权利要求3至6任意一项所述的半导体电子制冷系统，其特征在于，所述半导体电子制冷系统(100)还包括散热风扇(140)，所述散热风扇(140)用于使所述散热器(130)处产生空气对流。

8.一种净饮水机，所述净饮水机包括净水模块(210)以及制冷冰胆(300)，所述净水模块(210)设有进水管(220)、净水出水管(230)以及废水出水管(240)，其特征在于，所述净饮水机还包括如权利要求3至7任意一项所述的半导体电子制冷系统(100)，所述半导体电子制冷系统(100)用于为所述制冷冰胆(300)提供冷源，所述半导体制冷系统(100)的散热器(130)的冷却水道的所述冷却水进口与所述废水出水管(240)连通。

9.根据权利要求8所述的净饮水机，其特征在于，所述净水模块(210)包括反渗透膜组件。

10.根据权利要求8所述的净饮水机，其特征在于，所述净饮水机包括储水箱(410)，所述储水箱(410)设有水箱进水口以及水箱出水口，所述水箱进水口与所述净水出水管(230)连通。

11.根据权利要求10所述的净饮水机，其特征在于，所述储水箱(410)内设有液位开关(420)。

12.根据权利要求8至11任意一项所述的净饮水机，其特征在于，所述制冷冰胆(300)包括冰胆壳(310)，所述冰胆壳(310)形成用于容纳水的腔体，所述冰胆壳(310)设有冰胆进水口以及冰胆出水口，所述冰胆进水口与所述净水出水管(230)或所述水箱出水口连通；

所述冰胆壳(310)开设有通孔，所述散冷器(120)通过所述通孔设置于所述腔体内，所述散热器(130)位于所述腔体外。

13.根据权利要求12所述的净饮水机，其特征在于，所述制冷冰胆(300)还包括冰胆感温包(330)，所述冰胆感温包(330)设置在所述腔体内。

14.根据权利要求12所述的净饮水机，其特征在于，所述制冷冰胆(300)包括冰胆保温层(320)，所述冰胆保温层(320)设置在所述冰胆壳(310)的外部。