CN202835904U - 半导体单循环冷热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半导体交换器，确切地说是一种半导体单循环冷热交换器，包括多个半导体能源组件和上、下换热单元，多个所述半导体能源组件设置于两组所述换热单元之间，所述半导体能源组件相互串接或并联后与电源连接；所述换热单元由基体和盖板组成，所述基体为一矩形开口腔体，该基体壳体两端分别开有进液口和出液口，该基体内腔底面固定有多个凸起且相互交错的阻尼紊流片；所述基体腔体开口四周沟槽内设有有机硅胶垫圈，所述盖板通过焊接或螺栓连接将该基体腔体开口封闭并形成水密封；所述上、下换热单元的盖板分别贴近所述半导体能源组件的正反两面，并通过螺钉连接为一体。本实用新型采用外置式半导体能源组件，而且设置了导热绝缘材料，消除了使用时的漏电隐患。

Description

半导体单循环冷热交换器

【技术领域】

本实用新型涉及一种半导体交换器，确切地说是一种半导体单循环冷热交换器。

【背景技术】

半导体制冷技术是利用半导体电偶对显著的帕尔帖效应来实现致冷。早在1834年世界著名物理学冢J-C-A帕尔帖就发现了电流通过不同的导体组成的回路时，除产生不可逆流的焦耳热外，在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。以此原理可以将物体的热能(即内能)转化成电能，也可以将电能来传递热能。在应用上能实现温差发电和温差制冷。由于半导体温差材料的品质因数比金属高很多，所以具有实用价值的温差电、制冷、制热材料均由半导体材料制成。

自从二十世纪五十年代以来人类开始用半导体元件生产各类小功率温差发电机及各类微型制冷器、恒温器，但该类半导体产品主要运用在一些特殊场合，而在使用量特别广阔的家用电器(如冰箱、冰柜、热水器等)以及各类空调器上却显得无能为力，其主要原因是半导体元件的缺陷。

以最佳的材料和最新的工艺技术生产的半导体能源组件是一种全新的能源，大幅度地提高了复合式半导体器件自身品质，拓宽了其实际应用的范围，提高了广泛应用的性能，使其更有实际应用的价值。

相对而言元件(半导体能源组件)的性能和质量大大提高了。如何最大程度地利用元件(半导体能源组件)所产生的能源：即热能、制冷量、发电效率等能量，这就对各种热交换器提出了更高的要求。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题为克服现有技术的不足之处，提供一种不仅效率高(仅次于汽化与冷凝)，尤其是使热效率力应用大幅提高的半导体单循环冷热交换器，该交换器无真空要求，工艺简单，加工难度低，成本低廉，而且体积小，制冷制热效果、安全性、故障率以及产品寿命均较为理想。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：半导体单循环冷热交换器，包括多个半导体能源组件和上、下换热单元，多个所述半导体能源组件设置于两组所述换热单元之间，所述半导体能源组件相互串接或并联后与电源连接；所述换热单元由基体和盖板组成，所述基体为一矩形开口腔体，该基体壳体两端分别开有进液口和出液口，该基体内腔底面固定有多个凸起且相互交错的阻尼紊流片；所述基体腔体开口四周沟槽内设有有机硅胶垫圈，所述盖板通过焊接或螺栓连接将该基体腔体开口封闭并形成水密封；所述上、下换热单元的盖板分别贴近所述半导体能源组件的正反两面，并通过螺钉连接为一体，三者之间的间隙填充有保温材料。

所述基体由低蚀铝合金、食品级尼龙、铜或食品级塑料制成。

本实用新型的原理是：采用外置式半导体能源组件，将其设置于与换热单元外部，而且在二者之间设置了导热绝缘材料，真正做到将液体与电流完全隔离，消除了使用时的漏电隐患，安全性大大提高。本产品无真空要求，工艺简单，制造容易，成本低廉，体积小，故障少，只需将其装于饮水机、热水器、双循环空调器、双循环冰箱上，即可制成制冷、制热效率高的“半导体即冷式饮水机”、“半导体热水器”“半导体双循环空调器”、“半导体双循环冰箱”。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型的结构示意图，

图2为本实用新型基体的主视图，

图3为本实用新型基体的仰视图，

图4为采用三层换热单元的冷热交换器的结构示意图，。

【具体实施方式】

实施例1：参见图1，半导体单循环冷热交换器，包括多个半导体能源组件1、上换热单元2和下换热单元2’，多个半导体能源组件1设置于上换热单元2和下换热单元2’之间，半导体能源组件1相互串接或并联后与总电源连接。上换热单元2和下换热单元2’分别由基体3和盖板4，基体3’和盖板4’组成。

参见图2、3，基体3或3’为一矩形开口腔体，该基体壳体两端分别设有进液口5、5’，出液口6、6’，基体3或3’内腔底面固定有多个凸起且相互交错的阻尼紊流片7；基体3或3’腔体开口四周的沟槽内设有矩形有机硅胶垫圈8，盖板4通过氩弧焊接或螺栓连接固定在基体3上，将基体3腔体开口完全封闭并形成水密封，防止换热介质渗漏导致漏电。

上换热单元2和下换热单元2’的盖板4和4’分别贴近半导体能源组件1的正反两面，三者之间的间隙填充有保温材料10，上换热单元2和下换热单元2’通过螺钉9连接为一体。

基体3或3’由低蚀铝合金、食品级尼龙、铜或食品级塑料制成。当本产品应用在热水器、饮水机等直接供人饮用的设备时，需采用食品级尼龙、或食品级塑料，确保饮水安全。而在空调、冰箱等工业品制造中应用时，则采用低蚀铝合金或铜等金属材质的基体，保证热交换高效率。

实际使用时，如果半导体能源组件1为纯加热能源组件，则换热介质依次经过下换热单元的进液口5’、下换热单元的出液口6’及上换热单元的进液口5，最后从上换热单元的出液口6输出，整个过程中，半导体能源组件1与上换热单元2和下换热单元2’同步进行换热工作。此时上换热单元2和下换热单元2’的连接关系是：下换热单元的进液口5’与换热介质输送泵连接，下换热单元的出液口6’通过管路与上换热单元的进液口5连接，上换热单元的出液口6与其他换热单元连接或直接输出使用。换热介质一般采用液态或气态物质进行热交换。

如果半导体能源组件1为制冷能源组件，那么制冷能源组件的冷面对应的是换热单元为冷交换器，制冷能源组件的的热面对应的是换热单元为热交换器，此时冷、热交换器的管路各自独立运行，冷、热交换器的进液口同时与换热介质输送泵连接，冷交换器的出液口供输出使用，热交换器的出液口排放到外部冷却系统或废热利用。

实施例2：参见图4，图中的半导体单循环冷热交换器采用三个叠加在一起的换热单元，在上换热单元2和下换热单元2’之间加装一个第三换热单元a，第三换热单元a的基体3a采用低蚀铝合金或铜等金属材料制成，便于进行热交换。上换热单元2和下换热单元2’分别通过螺钉与第三换热单元a固接，第三换热单元a盖板与上换热单元2之间、第三换热单元a基体和下换热单元2’之间均设有半导体能源组件1，上述部件之间的间隙均填充保温材料。

实际使用时，如果半导体能源组件1为纯加热能源组件，则换热介质依次经过下换热单元的进液口5’、下换热单元的出液口6’、上换热单元的进液口5，上换热单元的出液口6，再回到第三换热单元a的进液口，最后从第三换热单元a的出液口输出。整个过程中，半导体能源组件1与上换热单元2、第三换热单元a和下换热单元2’同步进行换热工作。此时上换热单元2和下换热单元2’的连接关系是：下换热单元的进液口5’与换热介质输送泵连接，下换热单元的出液口6’通过管路与上换热单元的进液口5连接，上换热单元的出液口6与第三换热单元a的进液口连接，第三换热单元a的出液口连接其他换热单元或直接输出使用。换热介质一般采用液态或气态物质进行热交换。

如果半导体能源组件1为制冷能源组件，那么上下制冷能源组件的冷面均对应中间的第三换热单元a，上下制冷能源组件的的热面则分别对应上换热单元2和下换热单元2’，第三换热单元a进液口同时与换热介质输送泵连接，其出液口输出冷风或冷水使用，而上换热单元2和下换热单元2’出液口则将热风或热水排放到外部冷却系统或废热利用。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.半导体单循环冷热交换器，包括多个半导体能源组件和上、下换热单元，多个所述半导体能源组件设置于两组所述换热单元之间，所述半导体能源组件相互串接或并联后与电源连接；所述换热单元由基体和盖板组成，所述基体为一矩形开口腔体，该基体壳体两端分别开有进液口和出液口，该基体内腔底面固定有多个凸起且相互交错的阻尼紊流片；其特征在于：所述基体腔体开口四周沟槽内设有有机硅胶垫圈，所述盖板通过焊接或螺栓连接将该基体腔体开口封闭并形成水密封；所述上、下换热单元的盖板分别贴近所述半导体能源组件的正反两面，并通过螺钉连接为一体。

2.根据权利要求1所述半导体单循环冷热交换器，其特征在于：所述基体由低蚀铝合金、食品级尼龙、铜或食品级塑料制成。

3.根据权利要求1所述半导体单循环冷热交换器，其特征在于：所述上换热单元和下换热单元之间加装有第三换热单元，所述上换热单元和下换热单元分别通过螺钉与所述第三换热单元固接；所述第三换热单元的基体采用低蚀铝合金或铜制成，便于进行热交换；所述第三换热单元盖板与所述上换热单元、第三换热单元基体和下换热单元之间均设有半导体能源组件。

Images