CN109764443A - 一种温度调节装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度调节装置及其操作方法，涉及制冷制热技术领域；其技术方案的要点是，包括：电源控制单元、安装于电源控制单元上并受控制的温度调节单元、用于对温度调节单元进行保温的保温组件以及用于进行热交换的辅助组件；温度调节单元包括多个半导体制冷片，多个半导体制冷片的电连接方式为串联，半导体制冷片的顶面处于同一平面内；电源控制单元控制半导体制冷片与电源之间的正负极切换，改变半导体制冷片内电流的流向，控制温度调节单元制冷或制热。本发明通过设计一种新的制冷组件，解决了现有空调机的机体太大，需要较大安装空间，以及当需要制冷或者制热的空间较小时，使用空调存在造价高，安装不便，资源浪费的缺点。

Description

一种温度调节装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及制冷制热技术领域，特别涉及一种温度调节装置及其操作方法。

背景技术

目前，制冷系统包括压缩机及换热器，换热器与换热效率有关；制热系统主要要是由电阻丝加热，然后通过热传递的方式输送至需求地。现有技术中，最常见的制冷制热的装置一般是空调，空调主要包括：压缩机、冷凝器、蒸发器、四通阀、毛细管等；其中，压缩机是整个系统的心脏，是制冷循环得以进行和热量搬运的动力来源。在空调通电后，制冷系统内制冷剂的低压蒸气被压缩机吸入并压缩为高压高温蒸气后排至冷凝器,同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器,带走制冷剂放出的热量,使高压制冷剂蒸气凝结为高压液体,高压液体经过滤器,截流毛细管后喷入蒸发器,压力和温度急剧降低，并在相应的低压下蒸发,吸取周围热量,同时贯流风扇使室内空气不断进入蒸发器的翅片间进行热交换,并将放热后变冷的空气送向室内,如此室内空气不断循环流动,达到降低温度的目的。

现有技术的不足之处在于，空调机的机体太大，包括室内机与室外机，需要较大的安装空间，当需要制冷或者制热的空间较小时，使用空调存在造价较高，安装不便，资源浪费的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种温度调节系统及其操作方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种温度调节装置，所述温度调节装置包括：电源控制单元、安装于电源控制单元上并受控制的温度调节单元、用于密封且保护并对温度调节单元进行保温的保温组件以及用于辅助温度调节装置进行热交换的辅助组件；

所述温度调节单元包括多个半导体制冷片，多个所述半导体制冷片的电连接方式为串联，所述半导体制冷片的顶面处于同一平面内；

所述电源控制单元用于控制半导体制冷片与电源之间的正负极切换，从而改变半导体制冷片内电流的流向，控制温度调节单元制冷或制热。

通过采用上述技术方案，由于在通电时，半导体制冷片的两端会分别成为冷端与热端，热端吸收冷端的能量从而升高温度，冷端被热端吸收能量从而降温度降低，并且半导体制冷片内部的电流流向以及大小会影响半导体制冷片冷热两端的位置以及冷热两端的温度。所以使用者可以通过电源控制单元改变半导体制冷片内的流向，从而使半导体制冷片制冷或者制热，然后辅助组件将半导体制冷片所产生的冷或者热形成冷气或者暖气并在目标空间内形成内循环，达到制冷或者制热的效果。利用半导体制冷片来制冷制热具有以下提点：首先，半导体制冷片的温差范围，从正温70℃到负温度15℃都可以实现，其次半导体制冷片可以根据实际目标空间的大小来选择半导体制冷片的串联数量来组合成电堆，这样就可以避免造成资源浪费，节约能源；再者半导体制冷片制冷不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易；并且半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。

进一步设置为：所述保温组件包括多个结构相同的保温部，所述保温部通过粘合剂将相邻的两个所述半导体制冷片固定连接于同一平面内，多个所述半导体制冷片与多个所述保温部的顶面位于同一平面内。

通过采用上述技术方案，保温部用于连接并保护半导体制冷片，防止其损坏，同时保温部可以减小半导体制冷片工作时冷端与热端之间的能量抵消，增强半导体制冷片的制冷或制热效果。

进一步设置为：所述辅助组件包括：安装于所述保温部一侧的第一翅片、设置于保温部安装第一翅片对立侧的第二翅片、设置于第一翅片远离第二翅片一侧的第一鼓风部以及设置于第二翅片远离第一翅片一侧的第二鼓风部，所述第一鼓风部与第二鼓风部鼓风方向反向设置，所述第一翅片与所述第二翅片将所述保温部与所述半导体制冷片夹于所述第一翅片与所述第二翅片中间并固定所述保温部与所述半导体制冷片，所述第一翅片和第二翅片分别与半导体制冷片的两侧面抵触。

通过采用上述技术方案，第一翅片和第二翅片与半导体制冷片连接，然后通过热传递的方式将半导体制冷片上的冷或热传递出来，最后第一鼓风部将从半导体制冷片传递出来的冷或热生成冷风或者暖风并吹向目标空间内，第二鼓风部将从半导体制冷片传递出来的冷或热生成冷风或者暖风并吹向目标空间外，达到制冷或者制热的效果。因为半导体制冷片是一侧面制冷一侧面制热，所以保温部和第二鼓风部用于减小半导体制冷片两侧面所产生的冷或热能量的抵消。

进一步设置为：所述第一鼓风部与第二鼓风部为风扇，所述第一鼓风部与第二鼓风部的吹风方向反向设置，所述第一鼓风部和第二鼓风部与所述第一翅片和所述第二翅片抵触一面的面积小于所述第一翅片和所述第二翅片与所述第一鼓风部和第二鼓风部抵触一面的面积。

通过采用上述技术方案，风扇将第一翅片上或者第二翅片上产生的冷或者热生成冷气或者暖气，以便用于目标空间内形成循环气流并对目标空间内制冷或者制热，而且风扇结构简单、安装方便并且造价低，第一鼓风部将目标空间内的空气流动起来并使其吸收从第一翅片上传递出来的冷或者热形成冷气或者暖气，为目标空间制冷或者制热。第二鼓风部抽取目标空间外的空气吸收第二翅片上的与第一翅片上相反的冷或者热生成冷气或者暖气，并将其排出目标空间外；这样可以有效减少半导体制冷片冷端与热端之间的能量抵消，增强半导体制冷片的制冷或制热效果。

进一步设置为：所述温度调节装置还包括用于控制半导体制冷片制冷或制热温度的控温单元。

通过采用上述技术方案，可以通过控温单元来在控制半导体制冷片的制冷或者制热的温度。

进一步设置为：所述控温单元包括继电器开关、连接于继电器开关上的单片机、连接于单片机上的遥控模块。

通过采用上述技术方案，操作者可以通过遥控模块输入制冷或者制热命令并输入想要的温度，然后遥控模块将该指令发送至单片机，单片机通过电源控制单元控制半导体制冷片内的电流方向以及电流大小。

进一步设置为：所述电源控制单元控制所述半导体制冷片内进入正向电流，所述半导体制冷片工作且所述半导体制冷片临近第一鼓风部的一面开始制冷，同时所述第一鼓风部与第二鼓风部通电并开始工作，所述第一鼓风部将所述半导体制冷片工作后产生的冷气吹至目标空间内进行内循环并为目标空间制冷，所述第二鼓风部将所述半导体制冷片临近第二鼓风部一面产生的热气吹至目标空间外，并目标空间内与目标空间外不进行空气交换。

通过采用上述技术方案，可以用于给目标空间内制冷，并且由于半导体制冷片热端散热良好冷端空载，所以当电流通过半导体制冷片时，半导体制冷片可以快速制冷或者制热；而第一鼓风部与第二鼓风部反向吹风并且相邻两个半导体制冷片之间连接有保温部，则可以大幅度减少半导体制冷片冷热两端的能量抵消，有效增强制冷制热效果。

进一步设置为：所述电源控制单元控制所述半导体制冷片内进入逆向电流，所述半导体制冷片工作且所述半导体制冷片临近第一鼓风部的一侧开始制热，同时所述第一鼓风部与第二鼓风部通电并开始工作，所述第一鼓风部将所述半导体制冷片工作后产生的热生成暖气吹至目标空间内进行内循环并为目标空间进行制热，所述第二鼓风部将所述半导体制冷片靠近第二鼓风部的一侧所产生的冷生成冷气吹至目标空间外，并目标空间内与目标空间外不进行空气交换。

通过采用上述技术方案，可以用于目标空间内制热，并且半导体制冷片制冷不需要任何制冷剂，可连续工作，工作时没有震动、噪音同时寿命长，安装容易。

综上所述，本发明具有以下有益效果：通过设计一种新的制冷组件，解决了现有空调机的机体太大，需要较大的安装空间，以及当需要制冷或者制热的空间较小时，使用空调存在造价较高，安装不便，资源浪费的缺点。

附图说明

图1是实施例的整体结构剖视图，其中箭头方向为空气流动方向；

图2是实施例的整体结构图。

图中，1、电源控制单元；2、温度调节单元；21、半导体制冷片；3、保温组件；31、保温部；4、辅助组件；41、第一翅片；42、第二翅片；43、第一鼓风部；44、第二鼓风部；5、控温单元。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例：一种温度调节装置，如图1-2所示，包括：电源控制单元1、安装于电源控制单元1上并受电源控制单元1控制的温度调节单元2、用于密封保护并对温度调节单元2进行保温的保温组件3、用于控制温度调节单元2制冷或制热温度的控温单元5以及用于辅助温度调节单元2进行热交换的辅助组件4。

参照图1-2，温度调节单元2包括多个半导体制冷片21，半导体制冷片21包括两片陶瓷片，在两片陶瓷片中间有N型和P型的半导体材料(碲化铋)，这个半导体元件在电路上是用串联形式连结组成。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。多个半导体制冷片21之间的接电方式为串联，并且多个半导体制冷片21的顶面处于同一平面内，底面也处于同一平面内；其中各半导体制冷片21之间通过一定的距离固定。电源控制单元1为中间继电器，主要用于改变半导体制冷片21内的电流流向以及电流大小，从而控制半导体制冷片21制冷或者制热以及制冷或者制热的温度。

参照图1-2，保温组件3包括多个结构相同的保温部31，多个保温部31置于相邻两个半导体制冷片21的侧方并连接相邻两个半导体制冷片21，使多个半导体制冷片21以及多个保温部31的顶面和底面分别处于同一平面内。并且每个保温部31朝向半导体制冷片21的侧方都涂有粘合剂，可以将相邻两个半导体制冷片21固定连接在一起。保温部31主要用于减少半导体制冷片21的冷端与热端之间的能量抵消。

参照图1-2，辅助组件4包括安装于保温部31以及半导体制冷片21一侧的第一翅片41，在保温部31以及半导体制冷片21安装第一翅片41的对立侧安装有第二翅片42，第一翅片41与第二翅片42相对设置；在第一翅片41远离第二翅片42一侧的安装有第一鼓风部43，在第二翅片42远离第一翅片41的一侧安装有第二鼓风部44，第一鼓风部43与第二鼓风部44鼓风方向反向设置，并且第一鼓风部43与第二鼓风部44可以为风扇、鼓风机等产生气流相对于运动的构件。第一翅片41和第二翅片42与半导体制冷片21连接，然后通过热传递的方式将半导体制冷片21上的冷或热传递出来，最后第一鼓风部43将半导体制冷片21传递到第一翅片41上的冷或热生成冷风或者暖风并吹向目标空间内进行内循环，第二鼓风部44将半导体制冷片21传递到第二翅片42上与第一翅片41上相反的冷或热生成冷气或者暖气并吹向目标空间外。第一鼓风部43将目标空间内的空气流动起来并使其吸收从第一翅片41上传递出来的冷或者热形成冷气或者暖气，为目标空间制冷或者制热。第二鼓风部44抽取目标空间外的空气吸收第二翅片42上的与第一翅片41上相反的冷或者热生成冷气或者暖气，并再将其排出目标空间外；这样可以有效减少半导体制冷片21冷端与热端之间的能量抵消，增强半导体制冷片21的制冷或制热效果。

控温单元5包括继电器开关，在继电器开关上的单片机连接有单片机，在单片机上还连接有遥控模块，其中，单片机还与中间继电器连接。操作者通过遥控模块输入制冷或者制热指令并输入所需温度，遥控模块将该指令发送至单片机后，单片机控制中间继电器以及继电器开关控制半导体制冷片21内的电流方向以及电流大小。

温度调节系统的其操作方法：

当电源控制单元1将正向电流通向半导体制冷片21时，半导体制冷片21工作并制冷，第一鼓风部43与第二鼓风部44通电并开始工作，第一鼓风部41将半导体制冷片21工作后产生的冷生成冷气吹至目标空间内进行内循环并为目标空间制冷，第二鼓风部44将所述半导体制冷片21临近第二鼓风部44一面产生的热生成暖气吹至目标空间外，并目标空间内与目标空间外不进行空气交换。

当电源控制单元1控制将逆向电流通向半导体制冷片21时，半导体制冷片21工作并制热，第一鼓风部43与第二鼓风部44通电并开始工作，第一鼓风部43将半导体制冷片21工作后产生的热生成暖气吹至目标空间内进行内循环并为目标空间进行制热，第二鼓风部44将半导体制冷片21靠近第二鼓风部44的一侧所产生的冷生成冷气吹至目标空间外，并目标空间内与目标空间外不进行空气交换。

由于半导体制冷片21的两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递，所以第一鼓风部43与第二鼓风部44反向吹风，相邻两个半导体制冷片21之间连接有保温部31并且目标空间内部与外部不进行空气流通，则可以大幅度减少半导体制冷片21冷热两端的能量抵消，有效增强制冷制热效果。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种温度调节装置，其特征在于，所述温度调节装置包括：电源控制单元(1)、安装于电源控制单元(1)上并受控制的温度调节单元(2)、用于密封且保护并对温度调节单元(2)进行保温的保温组件(3)以及用于辅助温度调节装置进行热交换的辅助组件(4)；

所述温度调节单元(2)包括多个半导体制冷片(21)，多个所述半导体制冷片(21)的电连接方式为串联，所述半导体制冷片(21)的顶面处于同一平面内；

所述电源控制单元(1)用于控制半导体制冷片(21)与电源之间的正负极切换，从而改变半导体制冷片(21)内电流的流向，控制温度调节单元(2)制冷或制热。

2.根据权利要求1所述的一种温度调节装置，其特征在于，所述保温组件(3)包括多个结构相同的保温部(31)，所述保温部(31)通过粘合剂将相邻的两个所述半导体制冷片(21)固定连接于同一平面内，多个所述半导体制冷片(21)与多个所述保温部(31)的顶面位于同一平面内。

3.根据权利要求2所述的一种温度调节装置，其特征在于，所述辅助组件(4)包括：安装于所述保温部(31)一侧的第一翅片(41)、设置于保温部(31)安装第一翅片(41)对立侧的第二翅片(42)、设置于第一翅片(41)远离第二翅片(42)一侧的第一鼓风部(43)以及设置于第二翅片(42)远离第一翅片(41)一侧的第二鼓风部(44)，所述第一鼓风部(43)与第二鼓风部(44)鼓风方向反向设置，所述第一翅片(41)与所述第二翅片(42)将所述保温部(31)与所述半导体制冷片(21)夹于所述第一翅片(41)与所述第二翅片(42)中间并固定所述保温部(31)与所述半导体制冷片(21)，所述第一翅片(41)和第二翅片(42)分别与半导体制冷片(21)的两侧面抵触。

4.根据权利要求3所述的一种温度调节装置，其特征在于，所述第一鼓风部(43)与第二鼓风部(44)为风扇，所述第一鼓风部(43)与第二鼓风部(44)的吹风方向反向设置，所述第一鼓风部(43)和第二鼓风部(44)与所述第一翅片(41)和所述第二翅片(42)抵触一面的面积小于所述第一翅片(41)和所述第二翅片(42)与所述第一鼓风部(43)和第二鼓风部(44)抵触一面的面积。

5.根据权利要求1所述的一种温度调节装置，其特征在于，所述温度调节装置还包括用于控制半导体制冷片(21)制冷或制热温度的控温单元(5)。

6.根据权利要求7所述的一种温度调节装置，其特征在于，所述控温单元(5)包括继电器开关、连接于继电器开关上的单片机、连接于单片机上的遥控模块。

7.一种根据权利要求1至6中任一项所述的温度调节装置的操作方法，其特征在于，所述电源控制单元(1)控制所述半导体制冷片(21)内进入正向电流，所述半导体制冷片(21)工作且所述半导体制冷片(21)临近第一鼓风部(43)的一面开始制冷，同时所述第一鼓风部(43)与第二鼓风部(44)通电并开始工作，所述第一鼓风部(43)将所述半导体制冷片(21)工作后产生的冷气吹至目标空间内进行内循环并为目标空间制冷，所述第二鼓风部(44)将所述半导体制冷片(21)临近第二鼓风部(44)一面产生的热气吹至目标空间外，并目标空间内与目标空间外不进行空气交换。

8.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于，所述电源控制单元(1)控制所述半导体制冷片(21)内进入逆向电流，所述半导体制冷片(21)工作且所述半导体制冷片(21)临近第一鼓风部(43)的一侧开始制热，同时所述第一鼓风部(43)与第二鼓风部(44)通电并开始工作，所述第一鼓风部(43)将所述半导体制冷片(21)工作后产生的暖气吹至目标空间内进行内循环并为目标空间进行制热，所述第二鼓风部(44)将所述半导体制冷片(21)靠近第二鼓风部(44)的一侧所产生的冷气吹至目标空间外，并目标空间内与目标空间外不进行空气交换。