CN201181070Y - 一种全电子无压缩机民用空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全电子无压缩机民用空调，它包括空调的室内机外壳和空调的室外机外壳，在室内机外壳内设有制冷制热芯片板，紧贴制冷制热芯片板两侧面设有冷却水箱，在室内机外壳内还设有风机和控制电路板，在室外机外壳内设有散热装置，冷却水箱通过带有水泵的水循环装置与散热装置连接。本实用新型的制冷利用了全电子半导体技术，不会对人体造成伤害，安全环保；可以节约30％的电能消耗，降低了使用成本；并且工作运行时无噪音。另外，本实用新型的制冷和制热的效果好，其制冷的最低温度能到达零下9℃～16℃；并能在16℃～38℃之间制热。本实用新型满足民用空调的要求，实现了半导体技术在民用空调中的应用。

Description

一种全电子无压缩机民用空调

技术领域：

本实用新型涉及一种电气设备，特别是一种全电子无压缩机民用空调。

背景技术：

随着电子技术的发展以及人们生活水平的提高，越来越多的家庭使用空调来调节室内温度。目前，民用空调普遍采用压缩机制冷技术和发热管制热技术。由于压缩机制冷时需要使用氟利昂或其它制冷剂，这些制冷剂不仅对人体有害，还会破坏臭氧层。另外，压缩机空调的电能耗较高，造成了使用成本的提高，并且压缩机工作时，噪音较大。为了克服这些缺陷，人们研制出了采用半导体的制冷制热技术，但是现有的产品中大部分只利用了半导体制冷器件的一个工作面制冷面或制热，另外的小部分产品虽然利用了半导体制冷器件的两个工作面制冷并制热，但其效果较差，难以应用于民用空调。此外，现有的半导体制冷器件的蓄冷面在制冷时，由于只采用一块半导体芯片，造成蓄冷面两侧的温度差较大，也是导致其制冷效果较差的一个重要因素。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种不会对人体造成伤害，环保，能够制冷和制热，在工作运行时无噪音，并且效果很好的全电子无压缩机民用空调，以克服现有技术的不足。

本实用新型的全电子无压缩机民用空调是这样构成的：它包括空调的室内机外壳1和空调的室外机外壳8，在室内机外壳1内的上部设有制冷制热芯片板9，紧贴制冷制热芯片板9两侧面设有冷却水箱14，在室内机外壳1内的中部设有风机10，在室内机外壳1内的下部设有控制电路板11，在室外机外壳8内设有散热装置，冷却水箱14通过带有水泵的水循环装置与散热装置连接。

上述的全电子无压缩机民用空调中，所述的制冷制热芯片板9的构成包括由两块基板22和两根传导柱23构成的传递温度的介质、由蓄冷片24构成的蓄温的介质、半导体芯片25、隔热硅胶26；每块基板22内侧与一根传导柱23一端连接，两根传导柱23之间通过开于其另一端部的耦合槽27连接，在传导柱23上嵌有蓄冷片24，在基板22外侧与冷却水箱14之间设有半导体芯片25和隔热硅胶26，并且隔热硅胶26设在半导体芯片25的两端部。

前述的全电子无压缩机民用空调中，所述的制冷制热芯片板9的数量为1～10块，并倾斜地设置在室内机外壳1内的上部。

前述的全电子无压缩机民用空调中，所述的水循环装置的构成包括：水槽12、排水管13、引流散热管道15、排流管道16、储水桶17、水泵18、出水管19；水槽12水平设于制冷制热芯片板9的下边缘，并通过排水管13与设于风机10下部的储水桶17连接，冷却水箱14的下端通过引流散热通道15与设于室外机外壳8内的散热装置的出水口连接、其上端通过排流管道16与储水桶17连接，储水桶17还与设于其旁侧的水泵18的进水口连接，水泵18的出水口通过出水管19与散热装置的进水口连接，水泵18与控制电路板11的输出连接。

前述的全电子无压缩机民用空调中，所述的散热装置的构成包括：设于室外机外壳8内一侧的散热器20、设于散热器20后侧的电动风扇21；冷却水箱14的下端通过引流散热通道15与散热器20顶端连接，水泵18的出水口通过出水管19与散热器20的底端连接。

前述的全电子无压缩机民用空调中，在电动风扇21上还设有温控开关28，在制冷制热芯片板9上设有温度控制芯片tR1，在风机10的进风口上设有温度控制芯片tR2。

前述的全电子无压缩机民用空调中，在室内机外壳1表面上部还设有风向板2和百叶窗3、分别连接风向板2和百叶窗3的风向电机4和定时开关电机5、设于室内机外壳1表面中部的控制显示面板6、设于室内机外壳1表面下部的进风防尘网7，定时开关电机5和风机8均与控制电路板11的输出连接。

前述的全电子无压缩机民用空调中，所述的控制电路板11的构成包括连接电源插头的总开关K、扼流线圈L1、L2、由四个二极管D和四个电容C组成的整流桥堆UR1、电解电容C1、C2、C3、可控硅KG、电流感应线圈L3、延时转换器B、半导体芯片25、小功率电源变压器T、由四个二极管D组成的全波整流单元UR2、电感L4、运算控制芯片U1、控制定时开关电机5的继电器J2、控制风向电机4的继电器J3、控制风机10的继电器J4，温度控制芯片tR1、tR2、与控制显示面板6连接的操作单元U2和显示单元U3；总开关K经过扼流线圈L1、L2后与整流桥堆UR1的输入连接，整流桥堆UR1的输出并接在电解电容C1两端，整流桥堆UR1输出的一端与可控硅KG的阳极连接、另一端与延时转换器B连接，可控硅KG的阴极经电流感应线圈L3后与延时转换器B连接，延时转换器B的输出与半导体芯片25的电源输入端连接，总开关K又经过由小功率电源变压器T、全波整流单元UR2、电解电容C2、C3以及电感L4构成的直流稳压单元后与运算控制芯片U1、操作单元U2和显示单元U3的电源输入端连接，操作单元U2与运算控制芯片U1的信号输入端连接，显示单元U3与运算控制芯片U1的信号输出端连接，总开关K还与水泵18的开关K1、继电器J2的常开触点K2、继电器J3的常开触点K3、继电器J4的常开触点K4并接来对其供电；温度控制芯片tR1、tR2分别与运算控制芯片U1的信号输入端连接；运算控制芯片U2的信号输出分别与可控硅KG的控制极、继电器J2、J3、J4连接。

前述的全电子无压缩机民用空调中，在室内机外壳1与风机10进风口的上边缘之间设有隔热板29。

前述的全电子无压缩机民用空调中，在半导体芯片25两侧表面涂有一层导热硅脂。

由于采用了上述技术方案，与现有技术比较，本实用新型的制冷利用了全电子半导体技术，不使用制冷剂，冷却工质不采用化学元素，所以不会对人体造成伤害，安全环保；其制冷时不使用压缩机，制热不使用发热管，这样就可以节约30％的电能消耗，降低了使用成本；并且本实用新型在工作运行时无噪音。另外，本实用新型的制冷制热芯片板是采用对流式传导，蓄冷片的温度梯级温度差距小(即由蓄冷片构成面的两侧与中间的温度差极小)，使得蓄冷片构成面的温度均匀，加之本实用新型在制冷时产生的蒸发水可被循环散热系统的储水桶收集，并传送至冷却水箱，用于给制冷制热芯片板的制热面散热，从而促进电子剧烈运动，大幅增强了制冷面的效果，并由于循环散热系统中的冷却水箱、排流管道、储水桶、水泵、出水管、散热器和引流散热管道可以构成一条可循环的回路，可在储水桶加入冷却液，进一步提高了散热效果，使得本实用新型制冷的最低温度到达零下9℃～16℃；使用制冷制热芯片板制热时，能在16℃～38℃之间制热。综上所述，本实用新型制冷和制热的效果很好，完全能满足民用空调的要求，真正的实现了半导体技术在民用空调中的应用。

附图说明：

图1是本实用新型的室内机结构示意图；

图2是本实用新型的室外机结构示意图；

图3是本实用新型的制冷制热芯片板的结构示意图；

图4是本实用新型的基板和传导柱的截面结构示意图；

图5是本实用新型的循环散热系统的结构示意图；

图6是本实用新型的控制电路板的电路原理图；

附图的标记为：1-室内机外壳，2-风向板，3-百叶窗，4-风向电机，5-定时开关电机，6-控制显示面板，7-进风防尘网，8-室外机外壳，9-制冷制热芯片，10-风机，11-控制电路板，12-水槽，13-排水管，14-冷却水箱，15-引流散热管道，16-排流管道，17-储水桶，18-水泵，19-出水管，20-散热器，21-电动风扇，22-基板，23-传导柱，24-蓄冷片，25-半导体芯片，26-隔热硅胶，27-耦合槽，28-温控开关，29-隔热板，K-总开关，L1、L2-扼流线圈，C1、C2、C3-电解电容，KG-可控硅，L3-电流感应线圈，B-延时转换器，L4-电感，tR1、tR2-温度控制芯片，UR1-整流桥堆，UR2-全波整流单元，T-小功率电源变压器，U1-运算控制芯片，J2-控制定时开关电机的继电器，J3-控制风向电机的继电器，J4-控制风机的继电器，U2-操作单元，U3-显示单元。

具体实施方式：

本实用新型的实施例：本全电子无压缩机民用空调的结构如图1～图6所示，它包括现有市售的空调的室内机外壳1和空调的室外机外壳8，在室内机外壳1内的上部安装制冷制热芯片板9，紧贴制冷制热芯片板9两侧面各安装一个冷却水箱14，在室内机外壳1内的中部安装一台风机10，在室内机外壳1内的下部安装一块控制电路板11，控制电路板11可控制制冷制热芯片板9制冷或制热，在室外机外壳8内安装散热装置，将冷却水箱14通过带有水泵的水循环装置与散热装置连接。所述的制冷制热芯片板9的构成包括由两块基板22和两根传导柱23构成的传递温度的介质(其用于传导半导体芯片25产生的冷温或热温，基板22和传导柱23均可采用导温效果较好的材料制作，较好的是采用铝合金制作)、由蓄冷片24构成的蓄温的介质(其用于储蓄半导体芯片25产生的冷温或热温)、半导体芯片25(其可采用现有市售的半导体芯片制冷制热芯片的成品)、隔热硅胶26(其可采用现有市售的成品)；将每块基板22内侧与一根传导柱23一端连接，两根传导柱23之间通过开于其另一端部的耦合槽27连接，(耦合槽27为公母榫，即在一个传导柱23一端开一个凹槽，将另一个传导柱23的一端制作成一个突起，再将突起卡在凹槽内，突起和凹槽统称耦合槽27)，在传导柱23上嵌有蓄冷片24(蓄冷片24可采用现有市售的薄膜铝片成品冲压制成)，在基板22外侧与散热循环系统的冷却水箱12之间安装上半导体芯片25和隔热硅胶26，并且将隔热硅胶26安装在半导体芯片25的两端部，使空调制冷时冷却水箱14与半导体芯片25制热面热中和。为了增大风吹过的蓄冷片24的表面积来增强制冷制热的效率，可在室内机外壳1内的上部安装数量为1～10块所述的制冷制热芯片板9，通常是安装3块，并将其倾斜地安装在室内机外壳1内的上部。所述的水循环装置的构成包括：水槽12、排水管13、引流散热管道15、排流管道16、储水桶17、水泵18、出水管19；可将水槽12水平安装在制冷制热芯片板9的下边缘，并通过排水管13与安装在风机10下部的储水桶17连接，用于收集空调制冷时的产生的蒸发水，将冷却水箱14的下端通过引流散热通道15与安装在室外机外壳8内的散热装置的出水口连接，将冷却水箱14的上端通过排流管道16与储水桶17连接，这样水就从冷却水箱14的下端流入，上端流出，增强了制冷制热芯片板9的散热效果，再将储水桶17与安装在其旁侧的水泵18的进水口连接，将水泵18的出水口通过出水管19与散热装置的进水口连接，来对空调制冷时制热面进行散热处理，将水泵18与控制电路板11的输出连接，使控制电路板11能够控制水泵18的运行。所述的散热装置的构成包括：安装在室外机外壳8内一侧的散热器20、安装在散热器20后侧的电动风扇21；可将冷却水箱14的下端通过引流散热通道15与散热器20顶端连接，水泵18的出水口通过出水管19与散热器20的底端连接，水从散热器20下端进入，并从其上端排出能够提高水的散热效率。为了反馈温度信息并方便控制电动风扇21，可在电动风扇21上安装一个温控开关28，温控开关28可采用市售的成品，使得温控开关28可根据散热器20的温度来控制电动风扇21的开关，在制冷制热芯片板9上安装一个温度控制芯片tR1，在风机10的进风口上安装一个温度控制芯片tR2。为了使空调室内机出风的方向可以控制，可在室内机外壳1表面上部安装用于调节风向的风向板2和百叶窗3、分别连接并用于驱动的风向板2和百叶窗3的风向电机4和定时开关电机5、安装在室内机外壳1表面中部用于观察和调节空调工作状态的控制显示面板6、安装在室内机外壳1表面下部的进风防尘网7，进风防尘网7具有阻挡室内空气中的灰尘的作用，其风向板2、百叶窗3、风向电机4、定时开关电机5以及进风防尘网7均可采用现有市售的成品，将定时开关电机5和风机8均与控制电路板11的输出连接，使控制电路板11能够控制定时开关电机5和风机8的运行。所述的控制电路板11的构成包括连接电源插头的总开关K、扼流线圈L1、L2、由四个二极管D和四个电容C组成的整流桥堆UR1、电解电容C1、C2、C3、可控硅KG、电流感应线圈L3、延时转换器B、半导体芯片25、小功率电源变压器T、由四个二极管D组成的全波整流单元UR2、电感L4、运算控制芯片U1、控制定时开关电机5的继电器J2、控制风向电机4的继电器J3、控制风机10的继电器J4，温度控制芯片tR1、tR2、与控制显示面板6连接的操作单元U2和显示单元U3；将总开关K经过扼流线圈L1、L2后与整流桥堆UR1的输入连接，整流桥堆UR1的输出并接在电解电容C1两端，整流桥堆UR1输出的一端与可控硅KG的阴极连接、另一端与延时转换器B连接，可控硅KG的阳极极经电流感应线圈L3后与延时转换器B连接，延时转换器B的输出与制半导体芯片25电源输入端连接，可将延时转换器B的延时时间设定在30～60分钟之间，能够防止半导体芯片在制冷制热转换时产生温度突变而损坏，总开关K又经过由小功率电源变压器T、全波整流单元UR2、电解电容C2、C3以及电感L4构成的直流稳压单元后与运算控制芯片U1、操作单元U2和显示单元U3的电源输入端连接，将操作单元U2与运算控制芯片U1的信号输入端连接，显示单元U3与运算控制芯片U1的信号输出端连接，总开关K与水泵18的开关K1、继电器J2的常开触点K2、继电器J3的常开触点K3、继电器J4的常开触点K4并接来对其供电；温度控制芯片tR1、tR2具有传感控制功能，可以采用DS1620集成芯片，其分别与运算控制芯片U1的信号输入端连接；运算控制芯片U2的信号输出分别与可控硅KG的控制极、继电器J2、J3、J4连接。为了防止制成的冷风倒流后与风机吸入的空气发生热中和，可在室内机外壳1与风机10之间安装隔热板29，隔热板29可采用现有的隔热材料制作。为了使半导体芯片25的侧面与基板22以及冷却水箱14贴得更加紧密，可在半导体芯片25两侧表面涂有一层导热硅脂(导热硅脂可采用现有市售的成品，较好的是将其颗粒大小制成纳米级)。

本全电子无压缩机民用空调制冷时，半导体芯片25内部的电子朝一个方向剧烈运动，使靠近基板22一侧的温度迅速下降，并通过连接在基板22上的传导柱23使蓄冷片24的温度迅速下降，再由风机10吹出的风经蓄冷片24变成冷气后吹出室内机外壳1，蓄冷片24上的蒸发水流入水槽12，并最终排至储水桶17；同时半导体芯片25远离基板22一侧的温度迅速上升，但被与其接触的冷却水箱14中的冷水热中和，循环散热系统不断的循环冷却水箱14中的水，使其保持低温状态。本全电子无压缩机民用空调制热时，半导体芯片25内部的电子向另一个方向剧烈运动，靠近基板22一侧的温度迅速上升，并通过连接在基板22上的传导柱23使蓄冷片24的温度迅速上升，再由风机10吹出的风经蓄冷片24变成热风后吹出室内机外壳1；同时半导体芯片25远离基板22一侧的温度迅速下降，产生蒸发水同样经水槽12后排至储水桶17，水槽12中少量的水自然蒸发后，能排入室内，改变了现有的空调制热时室内较为干燥的情况。

Claims (10)

1.一种全电子无压缩机民用空调，它包括空调的室内机外壳(1)和空调的室外机外壳(8)，其特征在于：在室内机外壳(1)内的上部设有制冷制热芯片板(9)，紧贴制冷制热芯片板(9)两侧面设有冷却水箱(14)，在室内机外壳(1)内的中部设有风机(10)，在室内机外壳(1)内的下部设有控制电路板(11)，在室外机外壳(8)内设有散热装置，冷却水箱(14)通过带有水泵的水循环装置与散热装置连接。

2.根据权利要求1所述的全电子无压缩机民用空调，其特征在于：所述的制冷制热芯片板(9)的构成包括由两块基板(22)和两根传导柱(23)构成的传递温度的介质、由蓄冷片(24)构成的蓄温的介质、半导体芯片(25)、隔热硅胶(26)；每块基板(22)内侧与一根传导柱(23)一端连接，两根传导柱(23)之间通过开于其另一端部的耦合槽(27)连接，在传导柱(23)上嵌有蓄冷片(24)，在基板(22)外侧与冷却水箱(14)之间设有半导体芯片(25)和隔热硅胶(26)，并且隔热硅胶(26)设在半导体芯片(25)的两端部。

3.根据权利要求2所述的全电子无压缩机民用空调，其特征在于：所述的制冷制热芯片板(9)的数量为1～10块，并倾斜地设置在室内机外壳(1)内的上部。

4.根据权利要求1所述的全电子无压缩机民用空调，其特征在于：所述的水循环装置的构成包括：水槽(12)、排水管(13)、引流散热管道(15)、排流管道(16)、储水桶(17)、水泵(18)、出水管(19)；水槽(12)水平设于制冷制热芯片板(9)的下边缘，并通过排水管(13)与设于风机(10)下部的储水桶(17)连接，冷却水箱(14)的下端通过引流散热通道(15)与设于室外机外壳(8)内的散热装置的出水口连接、其上端通过排流管道(16)与储水桶(17)连接，储水桶(17)还与设于其旁侧的水泵(18)的进水口连接，水泵(18)的出水口通过出水管(19)与散热装置的进水口连接，水泵(18)与控制电路板(11)的输出连接。

5.根据权利要求4所述的全电子无压缩机民用空调，其特征在于：所述的散热装置的构成包括：设于室外机外壳(8)内一侧的散热器(20)、设于散热器(20)后侧的电动风扇(21)；冷却水箱(14)的下端通过引流散热通道(15)与散热器(20)顶端连接，水泵(18)的出水口通过出水管(19)与散热器(20)的底端连接。

6.根据权利要求5所述的全电子无压缩机民用空调，其特征在于：在电动风扇(21)上还设有温控开关(28)，在制冷制热芯片板(9)上设有温度控制芯片(tR1)，在风机(10)的进风口上设有温度控制芯片(tR2)。

7.根据权利要求1所述的全电子无压缩机民用空调，其特征在于：在室内机外壳(1)表面上部还设有风向板(2)和百叶窗(3)、分别连接风向板(2)和百叶窗(3)的风向电机(4)和定时开关电机(5)、设于室内机外壳(1)表面中部的控制显示面板(6)、设于室内机外壳(1)表面下部的进风防尘网(7)，定时开关电机(5)和风机(8)均与控制电路板(11)的输出连接。

8.根据权利要求6或7所述的全电子无压缩机民用空调，其特征在于：所述的控制电路板(11)的构成包括连接电源插头的总开关(K)、扼流线圈(L1)、(L2)、由四个二极管(D)和四个电容(C)组成的整流桥堆(UR1)、电解电容(C1)、(C2)、(C3)、可控硅(KG)、电流感应线圈(L3)、延时转换器(B)、半导体芯片(25)、小功率电源变压器(T)、由四个二极管(D)组成的全波整流单元(UR2)、电感(L4)、运算控制芯片(U1)、控制定时开关电机(5)的继电器(J2)、控制风向电机(4)的继电器(J3)、控制风机(10)的继电器(J4)，温度控制芯片(tR1)、(tR2)、与控制显示面板(6)连接的操作单元(U2)和显示单元(U3)；总开关(K)经过扼流线圈(L1)、(L2)后与整流桥堆(UR1)的输入连接，整流桥堆(UR1)的输出并接在电解电容(C1)两端，整流桥堆(UR1)输出的一端与可控硅(KG)的阳极连接、另一端与延时转换器(B)连接，可控硅(KG)的阴极经电流感应线圈(L3)后与延时转换器(B)连接，延时转换器(B)的输出与半导体芯片(25)的电源输入端连接，总开关(K)又经过由小功率电源变压器(T)、全波整流单元(UR2)、电解电容(C2)、(C3)以及电感(L4)构成的直流稳压单元后与运算控制芯片(U1)、操作单元(U2)和显示单元(U3)的电源输入端连接，操作单元(U2)与运算控制芯片(U1)的信号输入端连接，显示单元(U3)与运算控制芯片(U1)的信号输出端连接，总开关(K)还与水泵(18)的开关(K1)、继电器(J2)的常开触点(K2)、继电器(J3)的常开触点(K3)、继电器(J4)的常开触点(K4)并接来对其供电；温度控制芯片(tR1)、(tR2)分别与运算控制芯片(U1)的信号输入端连接；运算控制芯片(U2)的信号输出分别与可控硅(KG)的控制极、继电器(J2)、(J3)、(J4)连接。

9.根据权利要求1所述的全电子无压缩机民用空调，其特征在于：在室内机外壳(1)与风机(10)进风口的上边缘之间设有隔热板(29)。

10.根据权利要求2所述的全电子无压缩机民用空调，其特征在于：在半导体芯片(25)两侧表面涂有一层导热硅脂。

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