CN108759162A - 一种新型冷热交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型冷热交换装置，包括等离子电源、电力核心传热件、换热板、蓄能储备板，所述等离子电源将交流电转换为直流电给电力核心传热件提供工作电源，电力核心传热件为半导体制冷片，电流经过电力核心传热件后，电力核心传热件将电能转化为热能向板面两侧释放热量或吸收热量，电力核心传热件上侧紧密接触连接换热板，下侧紧密接触连接蓄能储备板，所述的换热板设置有进水口、出水口、换热腔，换热介质通过进水口进入换热腔换热后，从出水口流出，蓄能储备板与电力核心传热件下侧进行换热，并储存热能或者冷能，该装置具有无污染、无排放、无噪音，操作简单实用的特点。

Description

一种新型冷热交换装置

技术领域

本发明涉及一种换热设备技术领域，具体地说是一种冷热交换装置。

背景技术

电热器是用于冬季采暖的常见设备，也称有电暖气，目前电热器分为以下几种：电热丝发热体、卤素管发热体、石英管发热体、导热油发热体、电热膜发热体等，其中电热丝以其结构简单，没有光照污染，容易制造加工被广泛应用于采暖设备中。传统的新型冷热交换装置将电热丝固定于一个支架或网架上，其后部安装一个风扇将电热丝通电后产生的热量吹出，这种结构为了保证散热效果使用电热丝较多，用电量较高，热损失较大，电热丝一断电后不再发热，无法储能；现有的制冷设备多为压缩机制冷，耗电量大，且存在环保问题。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种结构合理，操作简单，且环保的加热或制冷的冷热交换装置。

本发明采用的技术方案是：

一种新型冷热交换装置，它包括等离子电源、电力核心传热件、换热板、蓄能储备板，所述等离子电源将交流电转换为直流电给电力核心传热件提供工作电源，电力核心传热件为半导体制冷片，电流经过电力核心传热件后，电力核心传热件将电能转化为热能向板面两侧释放热量或吸收热量，电力核心传热件上侧紧密接触连接换热板，下侧紧密接触连接蓄能储备板，所述的换热板设置有进水口、出水口、换热腔，换热介质通过进水口进入换热腔换热后，从出水口流出，蓄能储备板与电力核心传热件下侧进行换热，并储存热能或者冷能。

该装置还包括预热板，预热板板面紧密接触连接等离子电源外壳，预热板为离子电源降温吸热，所述的预热板设置有依次连通的进口、循环水管、出口，出口通过阀门控制与换热板的进水口连通，进口与水源连通。

所述的换热板与电力核心传热件接触部件、蓄能储备板与电力核心传热件的接触部件、预热板与离子电源外壳的接触部件均为导热性能好的金属材质，优选T2。

所述的换热板、蓄能储备板非传热/换热部分设置有隔热保温层，即除却接触传热面，其他面设置有隔热保温层，保证换热部分的换热效率。

所述的换热板数量为一块以上，依次串联，串联的定义为，换热介质依次串联经过换热板的换热腔进行换热。

所述的电力核心传热件采用半导体制冷片，电流经过后，制冷片的一端面制热，另一端面制冷，当离子电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，内部电荷开始互相做高频率运动并在电偶的两端即可分别吸收热量和释放热量，即可实现制冷制热的目的，其材料是以碲化铋为基体的三元固溶体合金，其中P型是Bi2Te3—Sb2Te3，N型是Bi2Te3—Bi2Se3。

高温换热介质可用于采暖、高温用水；低温换热介质可用于制冷系统。

所述的换热板的换热腔包括T2材质的接触板和与接触板垂直连接的散热柱，散热柱均布在换热腔中，用以增大换热面积，接触板与电力核心传热件上表面紧密接触连接。

所述的蓄能储备板包括高翅T2、散热腔、散热孔、鼓风机，高翅T2包括蓄热板和与蓄热板垂直固定连接的翅片，翅片多组平行设置，蓄热板内设置有均布的多组真空管腔，用以蓄能，翅片及蓄能储备板的边侧壳体设置有散热孔，多个翅片的散热孔设置在同一条直线上构成散热通道，散热通道与翅片垂直，散热通道为多组设置在同一水平面上，鼓风机设置在蓄能储备板下端，鼓风机将外部空气引入散热腔，通过散热通道将换热后的空气从蓄能储备板两边侧排出。

所述的电力核心传热件还包括与半导体制冷片平行设置的半导体温差发电片，即与上侧换热板及下侧蓄能储备板接触面内，半导体制冷片和半导体温差发电片各占部分面积，半导体制冷片与等离子电源连接，半导体温差发电片与蓄电池连接，蓄电池用以供给该装置部分用电。

本发明的工作原理为：

等离子电源将常规电源220V/380V转变输出为电力核心传热件所需的工作电流，使得电力核心传热件制热或制冷，在具体实施时，通过变换等离子电源的输出正负极即可实现制热和制冷的转换；

电力核心传热件工作时，与换热板和蓄能储备板同时进行换热，换热板将与流经其换热腔的换热介质进行换热，而蓄能储备板作为储备装置吸收存储能量，过多的热量会开启鼓风机的方式通过散热腔散出；

预热板作用一，常温换热介质比如水流经预热板，则可对其接触连接的等离子电源进行换热降温，等离子电源工作时，会散出大量热量，通过预热板进行导走热量，解决电源的散热问题；同时预热板的作用二，换热介质经过预热后进入换热板进行换热，提高换热效率，节约能源。

所述的的等离子电源包括接触器、高漏抗的三相/两相电源变压器、三相桥式整流器/二相桥式整流器、锰锌铁氧体高频磁场线圈、控制线路板、输出端口、壳体及保护元件等。

该装置还包括电器控制部分，包括控制器、远程传输模块、数据采集模块，该部分采用常规的现有功能技术部件组装而成，控制器通过继电器与鼓风机、等离子电源、水阀连接，通过数据采集模块对输出换热介质的温度进行采集，根据数据由控制器控制等离子电源的工作状态进而实现控温的目的，为方便操作人员远程控制，可远程终端（手机、电脑等智能联网设备）通过远程传输模块连接控制器，实现远程操控的目的。

本发明的有益效果为：将电能转化为热能或冷能进行输出，可根据实际需求进行组装，无污染、无排放、无噪音，操作简单实用。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为本发明蓄能储备板结构示意图；

图3为图2剖视结构示意图；

图4为本发明实施例2结构示意图。

1.等离子电源，2.电力核心传热件，3.换热板，4.蓄能储备板，5.进水口，6.出水口，7.水源，8.预热板，9.蓄热板，10.真空管，11.出风口，12.翅片，13.鼓风机，14.散热腔。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步描述：

实施例1一种新型冷热交换装置，它包括等离子电源1、电力核心传热件2、换热板3、蓄能储备板4，所述等离子电源1将交流电转换为直流电给电力核心传热件2提供工作电源，电力核心传热件2为半导体制冷片，电流经过电力核心传热件后，电力核心传热件2将电能转化为热能向板面两侧释放热量或吸收热量，电力核心传热件2上侧紧密接触连接换热板3，下侧紧密接触连接蓄能储备板4，所述的换热板3设置有进水口5、出水口6、换热腔，换热介质通过进水口5进入换热腔换热后，从出水口6流出，蓄能储备板4与电力核心传热件下侧进行换热，并储存热能或者冷能。

该装置还包括预热板8，预热板8板面紧密接触连接等离子电源1外壳，预热板8为离子电源降温吸热，所述的预热板设置有依次连通的进口、循环水管、出口，出口通过阀门F3控制与换热板的进水口5连通，进口与水源连通，当该实施例进行制热操作时，阀门F1、F2关闭，F3开启，确保水源先经过预热板8再流入换热板3，所述的预热板8为两块串联，将等离子电源1包夹在中间，提高预热板8的换热效果。

所述的换热板3与电力核心传热件2的接触部件、蓄能储备板4与电力核心传热件2的接触部件、预热板8与离子电源外壳1的接触部件均为导热性能好的金属材质，优选T2。

所述的换热板3、蓄能储备板4非传热/换热部分设置有隔热保温层，即除却接触传热面，其他面设置有隔热保温层，保证换热部分的换热效率。

所述的换热板3数量、电力核心传热件2尺寸、等离子电源的功率大小根据实际需求进行组装，换热板3的数量为一块以上，依次串联，串联的定义为，换热介质依次串联经过换热板的换热腔进行换热。

所述的电力核心传热件2采用半导体制冷片，电流经过后，制冷片的一端面制热，另一端面制冷，当离子电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，内部电荷开始互相做高频率运动并在电偶的两端即可分别吸收热量和释放热量，即可实现制冷制热的目的，其材料是以碲化铋为基体的三元固溶体合金，其中P型是Bi2Te3—Sb2Te3，N型是Bi2Te3—Bi2Se3。

该装置采用制热方式运行时，输出高温换热介质可用于采暖、高温用水；制冷输出时，换热介质可用于制冷系统。

所述的换热板3的换热腔包括T2材质的接触板和与接触板垂直连接的散热柱，散热柱均布在换热腔中，用以增大换热面积，接触板与电力核心传热件上表面紧密接触连接。

所述的蓄能储备板4包括高翅T2、散热腔14、散热孔11、鼓风机13，高翅T2包括蓄热板9和与蓄热板9垂直固定连接的翅片12，翅片12多组平行设置，蓄热板9内设置有均布的多组真空管腔10，用以蓄能，翅片12及蓄能储备板的边侧壳体设置有散热孔11，多个翅片的散热孔设置在同一条直线上构成散热通道，散热通道与翅片12垂直，散热通道为多组设置在同一水平面上，鼓风机13设置在蓄能储备板下端，鼓风机将外部空气引入散热腔14，通过散热通道将换热后的空气从蓄能储备板4两边侧排出。

等离子电源采用北京双龙腾飞臭氧设备有限公司生产的500W低温等离子高压电源，频率5-20KHZ；输入电压220V，连续工作电流2.5A；功率放大:IGBT功率管，50A/600V-2只；输出高压:10-40KVP-P。等离子电源将常规电源220V/380V转变输出为电力核心传热件所需的工作电流，使得电力核心传热件制热或制冷，在具体实施时，通过变换等离子电源的输出正负极即可实现制热和制冷的转换，当该装置用于制冷模式时，阀门F1，F2开通，F3关闭，水源直接进入换热板，预热板走别的循环水路对等离子电源进行降温；

电力核心传热件工作时，与换热板和蓄能储备板同时进行换热，换热板将与流经其换热腔的换热介质进行换热，而蓄能储备板作为储备装置吸收存储能量，过多的热量会开启鼓风机的方式通过散热腔散出；

预热板8作用一，常温换热介质比如水流经预热板，则可对其接触连接的等离子电源进行换热降温，等离子电源工作时，会散出大量热量，通过预热板进行导走热量，解决电源的散热问题；同时预热板的作用二，换热介质经过预热后进入换热板进行换热，提高换热效率，节约能源。

所述的的等离子电源包括接触器、高漏抗的三相/两相电源变压器、三相桥式整流器/二相桥式整流器、锰锌铁氧体高频磁场线圈、控制线路板、输出端口、壳体及保护元件等。

该装置还包括电器控制部分，包括控制器，远程传输模块、数据采集模块，、控制器采用KG317T三相电源智能控制器，该电器控制部分的功能部件采用常规的现有功能技术部件，控制器通过继电器与鼓风机、等离子电源、水阀连接，通过数据采集模块对输出换热介质、蓄能储备板的温度进行采集，根据数据由控制器控制等离子电源、鼓风机的工作状态进而实现控温的目的，为方便操作人员远程控制，可远程终端（手机、电脑等智能联网设备）通过远程传输模块连接控制器，实现远程操控的目的。

实施例2，如附图4所示，一种新型冷热交换装置，其结构组成与实施例1相同，区别点一，该装置只应用于制热输出，所述的电力核心传热件还包括与半导体制冷片平行设置的半导体温差发电片，即与上侧换热板3及下侧蓄能储备板4接触面内，半导体制冷片和半导体温差发电片各占一半的面积，半导体制冷片与等离子电源1连接，半导体温差发电片与蓄电池连接，蓄电池用以供给该装置部分用电，电力核心传热件工作时，与换热板和蓄能储备板同时进行换热，换热板将与流经其换热腔的换热介质进行换热，而蓄能储备板作为储备装置吸收存储能量，过多的热量会开启鼓风机的方式通过散热腔散出，当半导体制冷片断电时，半导体温差发电片会工作，发出电量一部分给蓄电池，部分电量以直接负载的方式发热，持续给换热板换热，确保短时间内对换热管的持续换热。

区别点二蓄能储备板4长度尺寸设计加长，预热板8设置在等离子电源1上侧，等离子电源1下侧与蓄能储备板4紧密接触连接，合理利用换热资源，通过蓄能储备板4对等离子电源1进行降温，加大提高蓄能储备板的蓄能和散热能力。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种新型冷热交换装置，其特征是，它包括等离子电源、电力核心传热件、换热板、蓄能储备板，所述等离子电源将交流电转换为直流电给电力核心传热件提供工作电源，电力核心传热件为半导体制冷片，电流经过电力核心传热件后，电力核心传热件将电能转化为热能向板面两侧释放热量或吸收热量，电力核心传热件上侧紧密接触连接换热板，下侧紧密接触连接蓄能储备板，所述的换热板设置有进水口、出水口、换热腔，换热介质通过进水口进入换热腔换热后，从出水口流出，蓄能储备板与电力核心传热件下侧进行换热，并储存热能或者冷能。

2.根据权利要求1所述的新型冷热交换装置，其特征是，还包括预热板，预热板板面紧密接触连接等离子电源外壳，预热板为离子电源降温吸热，所述的预热板设置有依次连通的进口、循环水管、出口，出口通过阀门控制与换热板的进水口连通，进口与水源连通。

3.根据权利要求2所述的新型冷热交换装置，其特征是，所述的换热板与电力核心传热件接触部件、蓄能储备板与电力核心传热件的接触部件、预热板与离子电源外壳的接触部件均为导热性能好的金属材质，优选T2。

4.根据权利要求1所述的新型冷热交换装置，其特征是，所述的换热板、蓄能储备板非传热/换热部分设置有隔热保温层。

5.根据权利要求1所述的新型冷热交换装置，其特征是，所述的换热板数量为一块以上，依次串联。

6.根据权利要求1所述的新型冷热交换装置，其特征是，所述的换热板的换热腔包括T2材质的接触板和与接触板垂直连接的散热柱，散热柱均布在换热腔中，接触板与电力核心传热件上表面紧密接触连接。

7.根据权利要求1所述的新型冷热交换装置，其特征是，所述的蓄能储备板包括高翅T2、散热腔、散热孔、鼓风机，高翅T2包括蓄热板和与蓄热板垂直固定连接的翅片，翅片多组平行设置，蓄热板内设置有均布的多组真空管腔，用以蓄能，翅片及蓄能储备板的边侧壳体设置有散热孔，多个翅片的散热孔设置在同一条直线上构成散热通道，散热通道与翅片垂直，散热通道为多组设置在同一水平面上，鼓风机设置在蓄能储备板下端，鼓风机将外部空气引入散热腔，通过散热通道将换热后的空气从蓄能储备板两边侧排出。

8.根据权利要求1所述的新型冷热交换装置，其特征是，所述的电力核心传热件还包括与半导体制冷片平行设置的半导体温差发电片，即与上侧换热板及下侧蓄能储备板接触面内，半导体制冷片和半导体温差发电片各占部分面积，半导体制冷片与等离子电源连接，半导体温差发电片与蓄电池连接。