CN108105909A - 基于热电效应的冷热辐射式个性化空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于热电效应的冷热辐射式个性化空调系统，包括空调安装部件，板翅式散热片，热电芯片、冷/热辐射面、空调面罩、灯、灯座和灯罩，辐射式空调被安装在床的上方和睡眠空间的顶部，热电芯片为空调的冷热源，热电芯片的上热导片与板翅式散热片贴附进行散热，热电芯片的下热导片与冷/热辐射面贴附，使冷/热辐射面对睡眠人体进行制冷或供热，冷/热辐射面两侧上倾的设计可让辐射范围覆盖整个床面，灯座焊接在空调面罩上，使空调与灯具结合。本发明通过采用热电辐射式制冷和供暖，控制局部睡眠热环境，有助于改善人体热舒适和睡眠质量，并实现节能。

Description

基于热电效应的冷热辐射式个性化空调系统

技术领域

本发明涉及的是一种建筑环境与能源应用工程领域的空调器，特别是一种用于睡眠环境和个性化空调环境的基于热电效应的辐射式空调器。

背景技术

睡眠是人类生命的需要，许多重要的生理过程在睡眠中发生。良好的睡眠质量，是人们正常工作学习生活的保障。神经科学研究揭示了热环境与睡眠质量密切相关的机理。舒适的睡眠热环境对睡眠的维持和睡眠质量的改善具有非常重要的作用。

目前卧室环境主要采用分体壁挂，柜机和窗机或中央空调，通过送入冷却或加热的空气对整个卧室空间进行温度调节。

睡眠过程中，人体只占用卧室空间的很小一部分，且在睡眠过程中人体较少移动，因此如采用个性化空调对人体所在局部区域的环境进行调控，将可以改善热舒适和实现节能。目前有提出采用局部送风(对流换热)的个性化空调，但气流有可能干扰人体睡眠，且在制冷工况下容易引起冷风感。研究表明，与全空气空调系统相比，辐射供热和供冷系统更有助于提高人体舒适度。

热电效应也称珀尔帖效应，即当直流电通过两种不同导体材料构成的回路时，结点上将产生吸热或放热现象。热电效应可以用来制热，也可以制冷，因此适用于有供冷和供热需求的场所。此外，热电供冷和供热装置没有运动部件，不会产生噪音，适用于睡眠环境。目前热电效应在空调技术方面的应用，主要是让换热部件直接接触或气流流过半导体热面或冷面进行换热。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种热电冷热辐射型个性化空调。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括睡眠空间、床、辐射式空调和空调安装部件，床布置在睡眠空间内，辐射式空调通过空调安装部件安装在睡眠空间的顶部，辐射式空调位于床的正上方，其特征在于，还包括冷/热辐射面、空调面罩、板翅式散热片、灯、灯座、灯罩、热电芯片，热电芯片由上热导片、半导体和下热导片三部分组成，辐射式空调由热电芯片、冷/热辐射面和板翅式散热片三部分组成，板翅式散热片安装在辐射式空调的顶部，冷/热辐射面安装在辐射式空调的底部，热电芯片安装在辐射式空调的内部，上热导片采用绝缘胶涂抹于四周后粘贴到板翅式散热片的底板上，下热导片采用绝缘胶涂抹于四周后粘贴到冷/热辐射面上，空调面罩安装在辐射式空调的四周侧壁上，灯座焊接在空调面罩上，灯安装在灯座上，灯罩覆盖灯和灯座。

进一步地，在本发明中，上热导片与板翅式散热片之间，下热导片与冷/热辐射面之间均填充导热硅脂。

更进一步地，在本发明中，冷/热辐射面采用两侧上倾的设计。

更进一步地，在本发明中，冷/热辐射面的表面为波纹状结构。

在本发明中，空调功能是通过冷/热辐射面对睡眠人体的冷、热辐射实现的；冷/热辐射面采用两侧上倾的设计，使冷/热辐射范围覆盖整个床面；空调冷热源为热电芯片；冷/热辐射面与热电芯片的下热导片紧密贴附，最大限度地利用热电芯片产生的冷量和热量。热电芯片的上热导片与板翅式散热片贴附，使热电芯片的上热导片温度通过主动散热的方式来调节；热电芯片的上热导片和下热导片间的四周侧面采用面罩进行密封，以防止灰尘进入热电芯片内部空间。灯座安装在空调面罩上，使空调与灯具结合。

与现有技术相比，本发明具有两种功能，既能制冷，又能加热，不需要任何制冷剂，没有运动部件，工作时没有震动和噪音，不会干扰人体睡眠，且不会产生吹风感，舒适度高，且与灯具结合。

附图说明

图1是本发明空调的结构示意图；

图2是本发明空调的侧视图；

图3是本发明空调的俯视图；

图4是本发明空调的A-A剖面示意图；

图5是本发明空调辐射面的波纹状结构剖面示意图；

其中：1、睡眠空间，2、床，3、辐射式空调，4、空调安装部件，5、冷/热辐射面，6、空调面罩，7、板翅式散热片，8、灯，9、灯座，10、灯罩，11、热电芯片，12、上热导片，13、半导体，14、下热导片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1至图5所示，本发明包括睡眠空间1、床2、辐射式空调3和空调安装部件4，床2布置在睡眠空间1内，辐射式空调3通过空调安装部件4安装在睡眠空间1的顶部，辐射式空调3位于床2的正上方，其特征在于，还包括冷/热辐射面5、空调面罩6、板翅式散热片7、灯8、灯座9、灯罩10、热电芯片11，热电芯片11由上热导片12、半导体13和下热导片14三部分组成，辐射式空调3由热电芯片11、冷/热辐射面5和板翅式散热片7三部分组成，板翅式散热片7安装在辐射式空调3的顶部，冷/热辐射面5安装在辐射式空调3的底部，热电芯片11安装在辐射式空调3的内部，上热导片12采用绝缘胶涂抹于四周后粘贴到板翅式散热片7的底板上，下热导片14采用绝缘胶涂抹于四周后粘贴到冷/热辐射面5上，空调面罩6安装在辐射式空调3的四周侧壁上，灯座焊接在空调面罩6上，灯8安装在灯座9上，灯罩10覆盖灯8和灯座9；上热导片12与板翅式散热片7之间，下热导片14与冷/热辐射面5之间均填充导热硅脂；冷/热辐射面5采用两侧上倾的设计，冷/热辐射面5的表面为波纹状结构。

在本发明的实施过程中，热电芯片11通电后，半导体13中有电流通过时，分别在上热导片12和下热导片14形成冷、热端。根据电流方向，相应地冷/热辐射面5表面形成冷或热辐射面。从而，冷或热辐射面可对床上睡眠人体进行冷辐射降温或热辐射升温。冷/热辐射面5两侧上倾的设计可让辐射范围覆盖整个床面，两侧辐射面与水平线的夹角α小于15度。且辐射面表面为波纹状结构以提高辐射表面积。上热导片12与板翅式散热片7连接，制冷时，通过主动散热的方式来降低上热导片温度。

Claims (4)

1.一种基于热电效应的冷热辐射式个性化空调系统，包括睡眠空间(1)、床(2)、辐射式空调(3)和空调安装部件(4)，床(2)布置在睡眠空间(1)内，辐射式空调(3)通过空调安装部件(4)安装在睡眠空间(1)的顶部，辐射式空调(3)位于床(2)的正上方，其特征在于，还包括冷/热辐射面(5)、空调面罩(6)、板翅式散热片(7)、灯(8)、灯座(9)、灯罩(10)、热电芯片(11)，热电芯片(11)由上热导片(12)、半导体(13)和下热导片(14)三部分组成，辐射式空调(3)由热电芯片(11)、冷/热辐射面(5)和板翅式散热片(7)三部分组成，板翅式散热片(7)安装在辐射式空调(3)的顶部，冷/热辐射面(5)安装在辐射式空调(3)的底部，热电芯片(11)安装在辐射式空调(3)的内部，上热导片(12)采用绝缘胶涂抹于四周后粘贴到板翅式散热片(7)的底板上，下热导片(14)采用绝缘胶涂抹于四周后粘贴到冷/热辐射面(5)上，空调面罩(6)安装在辐射式空调(3)的四周侧壁上，灯座(9)焊接在空调面罩(6)上，灯(8)安装在灯座(9)上，灯罩(10)覆盖灯(8)和灯座(9)。

2.根据权利要求1所述的基于热电效应的冷热辐射式个性化空调系统，其特征在于上热导片(12)与板翅式散热片(7)之间，下热导片(14)与冷/热辐射面(5)之间均填充导热硅脂。

3.根据权利要求2所述的基于热电效应的冷热辐射式个性化空调系统，其特征在于所述冷/热辐射面(5)采用两侧上倾的设计。

4.根据权利要求2所述的基于热电效应的冷热辐射式个性化空调系统，其特征在于所述冷/热辐射面(5)的表面为波纹状结构。