CN111853964A - 空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调器，空调器包括：至少限定出室外换热室的机壳；设置于室外换热室内的隔热板，以将室外换热室分割为散热吸热腔以及热电转换腔；设置于散热吸热腔内的室外换热器，用于将室内热量传递至散热吸热腔；安装于隔热板上的热电转换组件。热电转换组件可以在制冷时将室外换热器散发的热量转化为电能。热电转换组件包括：设置于朝向散热吸热腔的一侧的金属传热部，用于吸收散热吸热腔的热量；与金属传热部相连，并设置于朝向热电转换腔的一侧的热电转换单元，用于将热量转换为电能，通过将金属传热部以及室外换热器均设置在散热吸热腔，可以保证金属传热部吸收足够的热量，提高热电转换的效率。

Description

空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种空调器。

背景技术

随着社会发展以及人们的生活水平不断提高，人们对于生活质量的要求也越来越高。人们越来越重视生活品质，空调器已经成为人们日常生活中不可或缺的电气设备之一。

然而，空调器制冷的时候会排出大量的热量，将这些热量直接排到室外会破坏周围环境的冷热平衡，并且会造成热量的损失。虽然，目前已经有了将空调器排出的热量转化为电能的空调器，然而，这种空调器的热电转换效率并不高。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的空调器。

本发明的一个目的是提供一种具有热电转化功能的空调器。

本发明的一个进一步的目的是提升这种空调器的热电转化的效率。

本发明提供了一种空调器，包括：机壳，其至少限定出室外换热室；隔热板，设置于室外换热室内，以将室外换热室分割为散热吸热腔以及热电转换腔；室外换热器，设置于散热吸热腔内，用于将室内热量传递至散热吸热腔；热电转换组件，安装于隔热板上。

其中，热电转换组件包括：金属传热部，设置于朝向散热吸热腔的一侧，用于吸收散热吸热腔的热量；热电转换单元，与金属传热部相连，并设置于朝向热电转换腔的一侧，用于将热量转换为电能。

可选地，热电转换单元包括：电子型半导体，其第一端与金属传热部相接，其第二端连接第一电极板；空穴型半导体，其第一端与金属传热部相接，并与电子型半导体间隔设置，其第二端连接第二电极板；且电子型半导体以及空穴型半导体由热量导致电荷移动在第一电极板以及第二电极板之间形成电势差。

可选地，隔热板沿纵向方向布置，并与室外换热器相对设置；且金属传热部设置于隔热板中部；电子型半导体、空穴型半导体分别设置于金属传热部的两端，并沿背离隔热板的方向延伸。

可选地，热电转换组件包括：蓄电池，其正极连接第一电极板，其负极连接第二电极板，用于存储热电转换单元转换的电能。

可选地，蓄电池设置于机壳外部，并通过导线分别连接第一电极板以及第二电极板。

可选地，热电转换组件还包括：电量检测单元，用于检测蓄电池内存储的电量大小；信号指示灯，根据电量检测单元检测的电量大小指示蓄电池的电量。

可选地，热电转换组件还包括：电路开关，设置于导线上，并配置成根据电量检测单元的检测结果打开或关闭。

可选地，空调器还包括：风机，设置于散热吸热腔内，且配置成产生从室外换热器表面吹向隔热板的气流；且隔热板的四周间隔设置有散热孔。

可选地，热电转换组件还包括：电流计，用于检测通过蓄电池的充电电流的大小；且空调器配置成根据电流计测量的充电电流大小确定风机的转速。

可选地，空调器的室外空气进风口设置于散热吸热腔，空调器的室外空气出风口设置于热电转换腔。

本发明提供了一种空调器，空调器包括：至少限定出室外换热室的机壳；设置于室外换热室内的隔热板，以将室外换热室分割为散热吸热腔以及热电转换腔；设置于散热吸热腔内的室外换热器，用于将室内热量传递至散热吸热腔；安装于隔热板上的热电转换组件。热电转换组件可以在制冷时将室外换热器散发的热量转化为电能，既避免了热量直接向外排出对室外周围的环境的冷热平衡的破坏，又实现了资源的合理利用，将热电转换组件设置于隔热板上，可以对热电转换单元起固定作用。热电转换组件包括：设置于朝向散热吸热腔的一侧的金属传热部，用于吸收散热吸热腔的热量；与金属传热部相连，并设置于朝向热电转换腔的一侧的热电转换单元，用于将热量转换为电能，通过将金属传热部以及室外换热器均设置在散热吸热腔，可以保证金属传热部吸收足够的热量，提高热电转换的效率。

进一步地，热电转换单元包括：第一端与金属传热部相接，第二端连接第一电极板的电子型半导体；第一端与金属传热部相接，并与电子型半导体间隔设置，第二端连接第二电极板的空穴型半导体；且电子型半导体以及空穴型半导体由热量导致电荷移动在第一电极板以及第二电极板之间形成电势差。由于半导体的热电效应强，采用电子型半导体以及空穴型半导体热电转换的效率更好，并且，由于第一电极板、第二电极板设置于热电转换腔，可以保证与金属传热部之间有较大的温差，从而提高热电转化的效率。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的空调器的室外机的示意性结构图；

图2是根据本发明一个实施例的空调器的室外换热室内部结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的空调器的热电转换组件的示意框图。

具体实施方式

本实施例提供了一种空调器10，空调器10包括机壳100，其中，机壳100至少限定出室外换热室110。

在一些实施例中，空调器10可以为分体式空调，分体式空调一般由空调器室内机、空调器室外机以及连接管路等组成。图1是根据本发明一个实施例的空调器10的室外机的示意性结构图，分体式空调的机壳100也包括室内机机壳和室外机机壳，室内机机壳内限定有室内换热室，室外机机壳内限定有室外换热室110，室外换热室110内设置有室外换热器300，该室外换热器300在制冷运转时作为冷凝器发挥功能、在制热运转时作为蒸发器发挥功能。而且，由空调器室外机生成的低温能量或高温能量经由连接管路而向空调器室内机配送。

空调器10制冷运行时，冷媒在压缩机中被压缩成高温高压的冷媒蒸气，冷媒蒸气进入室外换热器300，冷媒蒸气在室外换热器300中冷凝放热成为高温高压的液体，再经过节流装置，之后降压成低温低压的气液混合物进入室内换热器，冷媒在室内换热器中吸热蒸发后再次进入压缩机，以完成制冷循环。

在另一些实施例中，空调器10也可以为窗机空调，窗机空调的机壳100内限定有室内换热室以及室外换热室110，室内换热室内设置有室内换热器，室外换热室110内设置有室外换热器300，窗机空调的制冷系统可以由压缩机、室内换热器、室外换热器300和节流装置等构成。制冷工作时，在室内换热器上将连续不断地吸收室内的热量使室内温度降低，在室外换热器300上则连续不断地对外释放热量。

由此，空调器10制冷运行时，空调器10会排出大量的热量，若直接向外排出会对室外周围的环境的冷热平衡造成破坏，又会造成热量资源的浪费。因此，本实施例的空调器10还包括热电转换组件400，以使空调器10排放的热量转化为电能。

图2是根据本发明一个实施例的空调器10的室外换热室110内部结构示意图，图2所示结构省去了部分机壳100以及压缩机等部件。其中隔热板200设置于室外换热室110内，以将室外换热室110分割为散热吸热腔111以及热电转换腔112，其中室外换热器300设置于散热吸热腔111内，热电转换组件400用于将室外换热器300散发的热量转化为电能。将热电转换组件400安装于隔热板200上，可以利用隔热板200对热电转换组件400进行固定。

其中，热电转换组件400包括金属传热部410以及热电转换单元420，金属传热部410设置于朝向散热吸热腔111的一侧，用于吸收散热吸热腔111的热量，金属传热部410可以为铜等金属，通过将金属传热部410以及室外换热器300均设置于散热吸热腔111内，可以利用隔热板200的隔热性能，使散热吸热腔111内有足够的热量，从而保证金属传热部410吸收足够的热量。

热电转换单元420与金属传热部410相连，并设置于朝向热电转换腔112的一侧，用于将热量转换为电能，在本发明的一些实施例中，隔热板200上热电转换单元420与金属传热部410连接的位置处可以设置有开孔，以使热电转换单元420与金属传热部410直接相连。其中，热电转换单元420包括电子型半导体421以及空穴型半导体423，电子型半导体421的第一端与金属传热部410相接，其第二端连接第一电极板422。空穴型半导体423的第一端与金属传热部410相接，并与电子型半导体421间隔设置，其第二端连接第二电极板424，且电子型半导体421以及空穴型半导体423由热量导致电荷移动在第一电极板422以及第二电极板424之间形成电势差。

本实施例利用热电效应将热量转化为电能，其中，热电效应是指当受热物体中的电子(空穴)，因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象。其中，第一电极板和第二电极板可以为铜等金属材料，电子型半导体可以为五价元素砷所构成的半导体，空穴型半导体可以为三价元素硼所构成的半导体。

由于金属传热部410位于隔热板200朝向散热吸热腔111的一侧，而第一电极板422、第二电极板424位于热电转换腔112内，当空调器10制冷运行时，散热吸热腔111的温度较高，金属传热部410吸收大量的热，从而金属传热部410的温度较高，而第一电极板422、第二电极板424由于位于热电转换腔112内，因此温度较低。金属传热部410与第一电极板422之间的温度差会导致电子型半导体421上的电子向第一电极板422移动，金属传热部410与第二电极板424之间的温度差会导致空穴型半导体423上的空穴向第二电极板424移动，由此，在第一电极板422、第二电极板424之间形成电势差，从而将热能转化为电能。

由于半导体的热电效应强，采用电子型半导体421以及空穴型半导体423，热电转换的效率更好，并且，隔热板200的设置可以使金属传热部410与第一电极板422之间的温差、金属传热部410与第二电极板424之间的温度更大，从而，提高热电转化效率。

在一些实施例中，隔热板200沿纵向方向布置，隔热板200的底部与机壳100的顶壁相接，隔热板200的底部与机壳100的底壁相接，并与室外换热器300相对设置，隔热板200与室外换热器300相对设置指的是隔热板200与室外换热器300平行设置，以使隔热板200上的金属传热部410更好地吸收来自室外换热器300的气流的热量。金属传热部410可以设置于隔热板200的中部，由于热空气会向上移动，若将金属传热部410设置于隔热板200下部区域，会影响吸热效果，若将金属传热部410设置于隔热板200上部区域，会影响隔热板200安装的稳定性，将金属传热部410设置于隔热板200的中部区域，既能保证金属传热部410的吸热效果，又能保证隔热板200安装的稳定性。

空调器10还可以包括风机500，风机500设置于散热吸热腔111内，且配置成产生从室外换热器300表面吹向隔热板200的气流。

由于风机500产生从室外换热器300表面吹向隔热板200的气流，且隔热板200与室外换热器300相对设置，金属传热部410位于隔热板200的中部区域，因此，在一些实施例中，隔热板200的四周间隔设置有散热孔210。这种散热孔210的设置方式，使得吹向隔热板200的气流中与金属传热部410相对的部分的热量被金属传热部410吸收，与散热孔210相对的气流从散热孔210进入热电转换腔112，再从热电转换腔112内的室外空气出风口700排出，避免室外换热器300散发热量的热量过多，从而导致散热吸热腔111内温度太高的情况发生，以保证室外换热器300的换热效果，从而保证空调器10的制冷效果。

也就是说，室外空气出风口700设置于热电转换腔112，室外空气进风口600可以设置于散热吸热腔111。这种设置方式可以保证室外换热器300的换热效果，并保证金属传热部410能吸收足够的热量。其中，室外空气进风口600可以设置于散热吸热腔111与室外连通的任何位置，例如两侧、顶部等，室外空气出风口700可以设置于热电转换腔112与室外连通的任何位置，例如两侧、顶部等。

在本发明的另一些实施例中，电子型半导体421、空穴型半导体423分别设置于金属传热部410的两端，并沿背离隔热板200的方向延伸，也就是说，电子型半导体421、空穴型半导体423分别设置于金属传热部410朝向热电转换腔112的一个侧面的两端。这种设置方式使得金属传热部410与第一电极板422之间的距离、金属传热部410与第二电极板424之间的距离更大，从而使得金属传热部410与第一电极板422之间的温差、金属传热部410与第二电极板424之间的温差更大，提高热电转化效率。并且，这种设置方式使得从散热孔210进入热电转换腔112的气流与电子型半导体421、空穴型半导体423、第一电极板422、第二电极板424错开，进一步保证金属传热部410与第一电极板422之间的温差、金属传热部410与第二电极板424之间的温差。

热电转换组件400还可以包括蓄电池430，其正极连接第一电极板422，其负极连接第二电极板424，用于存储热电转换单元420转换的电能。蓄电池430具有电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富和回收再生利用率高等优点。蓄电池430可以设置于机壳100外部，并通过导线分别连接第一电极板422以及第二电极板424，例如，可以放置在室内的蓄电池基座上，蓄电池基座用于固定蓄电池430，以方便用户取下蓄电池430或更换蓄电池430。

在本发明的另一些实施例中，连接第一电极板422以及第二电极板424的导线可以直接连接一些小型用电设备，例如小灯泡等，或直接与插排连接，以使热电转换组件400转换的电能运用的更广。当空调器10制热运行时，可以将蓄电池430拆下或使导线与其他用电设备断开，以使空调器10正常制冷。

图3是根据本发明一个实施例的空调器10的热电转换组件400的示意框图。热电转换组件400可以包括电量检测单元440以及信号指示灯450，电量检测单元440用于检测蓄电池430内存储的电量大小，信号指示灯450配置成根据电量检测单元440检测的电量大小指示蓄电池430的电量。例如，蓄电池430的电量被预先划分为几个等级，第一等级的蓄电池430的电量在30％以下，第二等级的蓄电池430的电量在30％到60％之间，第三等级蓄电池430的电量在60％到90％之间，第四等级蓄电池430的电量在90％以上。针对蓄电池430的电量等级不同，信号指示灯450的亮度可以不同，也可以是颜色不同等，这种设置方式可以便于让用户知道蓄电池430的电量大小，从而根据电量大小取用或更换蓄电池430。

热电转换组件400还可以包括电路开关460，电路开关460设置于导线上，并配置成根据电量检测单元440的检测结果打开或关闭，当电量检测单元440检测到电量未充满时，电路开关460打开，当电量检测单元440检测到电量充满时，电路开关460断开，从而避免蓄电池430过量充电造成蓄电池430损坏或其他安全问题的情况的发生。

电流计470用于检测通过蓄电池430的充电电流的大小，且空调器10配置成根据电流计470测量的电流大小确定风机500的转速，从而避免充电电流过大对蓄电池430造成损害的情况的发生，提高安全性能。

空调器10制冷运行时，风机500将空气从室外空气进风口600吸入，并经过室外换热器300表面换热，换热后的空气在风机500的作用下经过金属传热部410，金属传热部410的温度升高，从而使得金属传热部410与第一电极板422之间的温差、金属传热部410与第二电极板424之间产生温差，金属传热部410与第一电极板422之间的温度差会导致电子型半导体421上的电子向第一电极板422移动，金属传热部410与第二电极板424之间的温度差会导致空穴型半导体423上的空穴向第二电极板424移动，由此，在第一电极板422、第二电极板424之间形成电势差，通过导线分别连接蓄电池430的两极，可以将电能存储在蓄电池430内。

空调器10包括：至少限定出室外换热室110的机壳100；设置于室外换热室110内的隔热板200，以将室外换热室110分割为散热吸热腔111以及热电转换腔112；设置于散热吸热腔111内的室外换热器300，用于将室内热量传递至散热吸热腔111；安装于隔热板200上的热电转换组件400。热电转换组件400可以在制冷时将室外换热器300散发的热量转化为电能，既避免了热量直接向外排出对室外周围的环境的冷热平衡的破坏，又实现了资源的合理利用，将热电转换组件400设置于隔热板200上，可以对热电转换组件400起固定作用。热电转换组件400包括：设置于朝向散热吸热腔111的一侧的金属传热部410，用于吸收散热吸热腔111的热量；与金属传热部410相连，并设置于朝向热电转换腔112的一侧的热电转换单元420，用于将热量转换为电能，通过将金属传热部410以及室外换热器300均设置在散热吸热腔111，可以保证金属传热部410吸收足够的热量，提高热电转换的效率。

在该实施例中，热电转换单元420包括：第一端与金属传热部410相接，第二端连接第一电极板422的电子型半导体421；第一端与金属传热部410相接，并与电子型半导体421间隔设置，第二端连接第二电极板424的空穴型半导体423；且电子型半导体421以及空穴型半导体423由热量导致电荷移动在第一电极板422以及第二电极板424之间形成电势差。由于半导体的热电效应更强，采用电子型半导体421以及空穴型半导体423，热电转换的效率更好，并且，由于第一电极板422、第二电极板424设置于热电转换腔112，可以保证与金属传热部410之间有较大的温差，从而提高热电转化的效率。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种空调器，包括：

机壳，其至少限定出室外换热室；

隔热板，设置于所述室外换热室内，以将所述室外换热室分割为散热吸热腔以及热电转换腔；

室外换热器，设置于所述散热吸热腔内，用于将室内热量传递至所述散热吸热腔；

热电转换组件，安装于所述隔热板上，并包括：

金属传热部，设置于朝向所述散热吸热腔的一侧，用于吸收所述散热吸热腔的热量；

热电转换单元，与所述金属传热部相连，并设置于朝向所述热电转换腔的一侧，用于将所述热量转换为电能。

2.根据权利要求1所述的空调器，其中所述热电转换单元包括：

电子型半导体，其第一端与所述金属传热部相接，其第二端连接第一电极板；

空穴型半导体，其第一端与所述金属传热部相接，并与所述电子型半导体间隔设置，其第二端连接第二电极板；且

所述电子型半导体以及所述空穴型半导体由所述热量导致电荷移动在所述第一电极板以及所述第二电极板之间形成电势差。

3.根据权利要求2所述的空调器，其中所述隔热板沿纵向方向布置，并与所述室外换热器相对设置；且

所述金属传热部设置于所述隔热板中部；

所述电子型半导体、所述空穴型半导体分别设置于所述金属传热部的两端，并沿背离所述隔热板的方向延伸。

4.根据权利要求2所述的空调器，其中所述热电转换组件包括：

蓄电池，其正极连接所述第一电极板，其负极连接所述第二电极板，用于存储所述热电转换单元转换的电能。

5.根据权利要求4所述的空调器，其中

所述蓄电池设置于所述机壳外部，并通过导线分别连接所述第一电极板以及所述第二电极板。

6.根据权利要求5所述的空调器，其中所述热电转换组件还包括：

电量检测单元，用于检测所述蓄电池内存储的电量大小；

信号指示灯，根据所述电量检测单元检测的电量大小指示所述蓄电池的电量。

7.根据权利要求6所述的空调器，其中所述热电转换组件还包括：

电路开关，设置于所述导线上，并配置成根据所述电量检测单元的检测结果打开或关闭。

8.根据权利要求4所述的空调器，其中还包括：

风机，设置于所述散热吸热腔内，且配置成产生从所述室外换热器表面吹向所述隔热板的气流；且

所述隔热板的四周间隔设置有散热孔。

9.根据权利要求8所述的空调器，其中所述热电转换组件还包括：

电流计，用于检测通过所述蓄电池的充电电流的大小；且

所述空调器配置成根据所述电流计测量的充电电流大小确定所述风机的转速。

10.根据权利要求8所述的空调器，其中

所述空调器的室外空气进风口设置于所述散热吸热腔，所述空调器的室外空气出风口设置于所述热电转换腔。

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