CN206449961U - 太阳能温差发电移动冰箱 - Google Patents

Abstract

一种太阳能温差发电移动冰箱，包括有箱体，所述箱体表面设置有太阳能温差发电装置，在箱体内部设置有制冷装置，所述太阳能温差发电装置和/或制冷装置中的热源表面直接或间接的固定有半导体温差发电片。本实用新型的有益效果：太阳能温差发电模块，在利用太阳能光电发电的同时，进一步利用温差进行发电，提高了太阳能的利用效率。在冷凝器或半导体制冷片的热端固定温差发电芯片，从而实现多余热量的回收发电。

Description

太阳能温差发电移动冰箱

技术领域

本实用新型涉及一种制冷装置，尤其是一种采用太阳能发电板进行光伏发电，同时利用热源进行温差发电的可移动冰箱。

背景技术

冰箱作为人们日常生活中常用的电器，目前主要是通过市电进行供能工作，采用压缩机结构进行制冷。该结构虽然简单，技术成熟，但是却存在诸多问题，例如冷凝器为制冷系统的部件，把蒸汽转变成液体，将管子中的热量，以很快的方式，传导到管子附近的空气中，从而导致冷凝器产生的多余热能白白浪费。另一方面，在户外或没有市电的情况下，如何利用太阳能进行光电和热发电也显得十分重要，将给使用带来较大的便利性。

在现有技术中，已公开了一种用于制冷设备的制冷装置，如在公告号为CN204535262U的一种多用冰箱，包括长方体型箱体，其特征在于还包括温度调节结构和太阳能机构，所述太阳能机构包括蓄电池、逆变器及太阳能板；所述温度调节机构包括第一温度传感器、第二温度传感器、温度调节器及微控制器；所述箱体由导热板分为保温机构和冷冻机构，所述保温机构包括保温室、散热鳍片及散热风扇，保温室的底板为导热材质，侧壁为绝热材质，保温室底板与导热板之间贴设有若干串联的制冷片，且制冷片冷端与导热板接触，热端与保温室底部留有间隙；所述保温室的两侧设置有若干散热器片，散热器片上方设置有散热风扇，所述箱体上与散热风扇对应的地方设有通风孔；所述冷冻机构由绝热板分为容纳室和冷冻室，所述微控制器、蓄电池及逆变器设置于容纳室中，所述第一传感器设置于冷冻室中，第二传感器设置在保温室中，太阳能板设置在箱体外壁；保温室和冷冻室设置有柜门，且保温室的柜门上设置有显示屏；所述第一温度传感器、第二温度传感器、温度调节器、显示屏及散热风扇与微控制器电连接，所述温度调节器与制冷片电连接；所述箱体侧壁设置有推杆，底部设置有万向轮。

通过分析，该专利设置了太阳能机构，当阳光充足时可以直接使用太阳能供电，进一步节约电能，且便于携带。通过在保温室和冷冻室分别设置温度传感器，可以在显示屏上实时显示其温度，并可以通过温度调节器改变制冷片的电流，以调节制冷温度等优点。

但是，该专利对于半导体制冷片热端产生的热量，不仅无法进行热量的回收利用，还需要进行散热，不仅使制冷装置的结构更加复杂，而且也在一定程度上造成了成本的上升。同样的，对于太阳能的利用也仅限于利用太阳能板进行发电，无法进一步对太阳能发电板上的热量进一步利用发电。

实用新型内容

本实用新型针对上述不足，提供一种利用太阳能光电发电，同时利用太阳能发电板、热交换器、半导体制冷片热端等热源的多余热量进行温差发电的可移动冰箱。

为了实现上述目的，本实用新型采用太阳能发电、热量回收发电、制冷效果良好、的移动冰箱技术方案是：

一种太阳能温差发电移动冰箱，包括有箱体，所述箱体表面设置有太阳能温差发电装置，在箱体内部设置有制冷装置，所述太阳能温差发电装置和/或制冷装置中的热源表面直接或间接的固定有半导体温差发电片。

所述的太阳能温差发电装置，包括有太阳能发电板和温差发电片，所述太阳能发电板背面固定有温差发电片的热端，温差发电片通过太阳能发电板受太阳光照后的热量进行温差发电。

所述的制冷装置包括蒸发器或者半导体制冷片。

所述半导体制冷片冷端固定有导冷板，并贴合于内胆，或者固定有风冷结构，包括有外壳、散冷器和风扇，所述外壳内固定有散冷器和风扇，散冷器与蒸发器或半导体制冷片冷端表面固定，外壳上端设置有出风口，外壳下端设置有进风口。所述半导体制冷片的热端、或热交换器、或太阳能发电板为热源。

所述的太阳能发电板上方固定有聚光透镜或聚光杯。

所述热源表面的温差发电片为多层结构，或与均温板交错固定形成多层结构，最外侧的温差发电片或均温板的表面固定有散热器或冷交换器。

所述的温差发电片和/或均温板上设置有绝缘层，绝缘层上设置包括有可焊接部位和电气连接分布线路层。

所述的均温板为多片，从热源开始到散热器，数量逐渐减少。

所述的温差发电片连接有储能装置，储能装置连接于箱体表面的驱动电源和/或显示屏。

本实用新型的有益效果：太阳能温差发电模块，在利用太阳能光电发电的同时，进一步利用温差进行发电，提高了太阳能的利用效率。在冷凝器或半导体制冷片的热端固定温差发电芯片，从而实现多余热量的回收发电。

采用均温板，可以快速的将热源热量均匀的传递到温差发电芯片的热端，而且可以扩大热传导面积增加发电片温差，使更多的温差发电芯片同时均匀发电，从而提高发电效率。

通过温差发电片的多层叠加结构，或是与均温板组成的均温发电层的多层叠加结构设置，对热量进行充分利用发电，从而进一步提高发电效率。

在蒸发管或半导体制冷片的冷端固定导冷板或风冷结构，一方面可以快速的将冷量传导到冰箱内部四周，而且制冷位置或冷风出风处可以较好调节而不会影响制冷效率。

通过表面设置的显示屏，一方面可以对于冰箱参数信息有较好的显示，便于人员操作，另一方面还具有显示广告、播放媒体等多种可拓展功能。

本实用新型不仅适合于半导体制冷片的冰箱，同样适用于传统压缩机结构的冰箱，尤其可以采用小型化结构，更加便于移动和携带，可以应用于汽车、户外等，应用范围广泛。

附图说明

图1为本实用新型的第一优选实施例的立体示意图；

图2为本实用新型的第一优选实施例的后视示意图；

图3为本实用新型的第一优选实施例A-A方向的剖面示意图；

图4为本实用新型的第一优选实施例局部D1的剖面放大示意图；

图5为本实用新型的第一优选实施例局部D2的剖面放大示意图；

图6为本实用新型的第一优选实施例B-B方向的剖面示意图；

图7为本实用新型的第二优选实施例A-A方向的剖面示意图；

图8为本实用新型的第二优选实施例局部D3的剖面放大示意图；

图9为本实用新型的第三优选实施例A-A方向的剖面示意图；

图10为本实用新型的第三优选实施例局部D4的剖面放大示意图；

图11为本实用新型的第三优选实施例制冷装置Q的剖面示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，为本实用新型第一优选实施例的外观示意图。本实施例外观为一长方体的结构，主要是由箱体1的形状决定，箱体1一般为方形或类似方形结构，优选采用长方体的形状。在箱体1的上表面安装有太阳能温差发电模块M，其作用主要是将太阳光通过光电效益和温差发电转化为电能，从而为冰箱进行供能。在箱体1的前端固定有箱门2，箱门2上设置有把手21，用于箱门2的开关，把手21为长方形的内凹结构，但不限于此结构。在箱体1的两侧设置有提手11，为椭圆形的内凹结构，或可以采用长方形的内凹结构。在箱体1的侧面与上表面交汇处设置有显示屏3，显示屏3的固定位置角度可调，从而能够满足不同角度的观看视角。在箱体1的下端分别设置有脚垫4，用于支撑冰箱的摆放。

在箱体1的背面分别安装有储能装置5、驱动电源6和电源接口7等部件。其中，储能装置5主要是用于储存电能，尤其是储存太阳能发电和温差发电产生的电能。驱动电源6主要是将市电转化为冰箱制冷工作需要的电压电流，带有漏电和短路保护功能。电源接口7则是市电输入的接口，一般采用国标的通用接口标准。

箱体1一般采用金属材料制作，如常用的铝合金材质，由于铝合金材质较轻，高导热系数较高，在230W/mK左右，而且金属稳定性较好，成本较低，通过铝挤压等工艺便于成型，表面可以进行氧化、电镀、喷漆等工艺进行外观处理。

图3为本实用新型第一优选实施例的A-A方向的剖面示意图。本实施例主要包括有箱体1、太阳能温差发电装置M、制冷装置N，内胆16、保温材料9、导冷板10、调制器8、显示屏3等部件。其中，箱体1的上表面设置有太阳能温差发电装置M，在箱体1上表面设置有凹槽，太阳能温差发电装置M固定在所述的凹槽内，太阳能温差发电装置M与箱体1的外侧突出部分表面齐平。在箱体1内部设置有制冷装置N，位于箱体1侧壁和内胆16的组成空间内。

在内胆16和箱体1之间的间隙中填充有保温材料9，保温材料9主要是起到温度隔离作用，防止箱体1内外的温度交换，一般优选采用保温的发泡材料制作。

在内胆16的表面安装有调制器8，调制器8作为冰箱制冷功率、温度等参数控制器，能够根据冰箱内部的温度设定和反馈情况，决定制冷装置N是否进行工作。如温度低于设定温度，则制冷装置N停止工作，高于设定温度，则制冷装置开始工作。

从图4的本优选实施例局部D1剖面放大示意图中，可以看出制冷装置N主要由半导体制冷片N1、散热器N3、风扇N2等组成，制冷装置N贯穿并固定于内胆16和箱体1上，其中半导体制冷片N1冷端表面固定有有导冷板10，并贴合于内胆16，半导体制冷片N1冷端产生的冷经过导冷板10快速传导到内胆16组成的空间内，使导冷板10周围的空气温度下降，从而实现制冷。

在半导体制冷片N1的热端固定有散热器N3，散热器N3的散热鳍片一端固定有风扇N2，半导体制冷片N1热端产生通过散热器N3的传导，由风扇N2通过箱体1外壁的开孔17与外界空气进行对流。

制冷装置N为模块化结构，可以根据不同的箱体大小，选择安装不同的数量或规格。其中，半导体制冷片N1为一片或者多片结构，按照不同位置排列设计。

在图5的本优选实施例局部D2剖面放大示意图中，可以看出太阳能温差发电装置M，包括有第一温差发电片M1、第二温差发电片M2、第一均温板M3、散热底座M4、菲涅尔透镜M5和太阳能发电板M6等部件。其中，在散热底座M4的上端固定有聚光透镜或聚光杯，如菲涅尔透镜M5，其位于太阳能发电板M6的上方，阳光照射通过菲涅尔透镜M5后，将阳光聚焦到太阳能电池板M6上，从而实现太阳能发电板M6的发电。同时，太阳能发电板M6受到太阳光照射受热后，作为热源，在其下表面直接或间接的固定有温差发电芯片，优选的固定方式为：先在太阳能发电板M6的热端固定有第一温差发电芯片M2，再在第一温差发电芯片M2的另一端固定有第一均温板M3、在第一均温板M3的另一端固定第二温差发电芯片M1，第二温差发电芯片M1的另一端(冷端)固定于散热底座M4的底部表面凹槽内，通过散热底座M4表面的散热鳍片进行冷热交换。

第一温差发电芯片M2和第二温差发电芯片M1之间固定有第一均温板M3，通过温差发电片和均温板之间交错叠加固定，一方面可以将太阳能发电板M6热端产生的热量分布均匀，从而提高温差发电芯片在均温板上的分布，另一方面均温板可以改变热量的传递方向，延伸出更多不同方向和面积的安装面，从而改变空间和位置的分布。例如，第一均温板形M3状可以为长方体、棱锥体、“L”字型、“U”字型结构等，可以改变90度方向的空间空间分布，从而实现温差发电芯片、均温板等不同的空间和位置分布。

在实际的应用过程中，根据太阳能发电板M6产生热量的大小，选择多片的均温板进行交错固定形成多层结构，或是取消均温板，直接采用温差发电芯片进行叠加或多层叠加，最外侧的温差发电片或均温板的表面固定有散热器或冷交换器，在本实施例中散热底座M4除具有散热器的散热功能外，还作为太阳能温差发电装置M的部件安装平台。

散热底座M4一般采用导热系数高、热阻小，受热后能够快速将热量传导和均匀分布的物体或装置，常用的为铜、热管、铝合金、相变材料、碳纤维、石墨烯等中的一种金属、非金属或装置。在本实施列中，散热底座M4优选采用自然散热，铝合金材质制作，由于铝合金材料具有较高导热系数，在230W/mK左右，而且金属稳定性较好，成本较低，通过铝挤压等工艺便于成型。

均温板，是指导热系数高、热阻小，受热后能够快速将热量传导和均匀分布的物体或装置，常用为包括有铜、热管、铝合金、相变材料、碳纤维、石墨烯等中的一种金属、非金属或装置。在本实施例中，以第一均温板M3为例，均温板内部设置有众多的热管，热管内壁设置有凹凸面或是填充有网状织物，热管内部填充有相变材料，通过相变材料气液态的改变，实现热量的快速传导。

在图6本优选实施例B-B方向的剖面示意图中，使导冷板10为将半导体制冷片N1冷端的冷传导到内胆16内部，从而实现制冷。在本实施中，导冷板10，直接固定在半导体制冷片N1的冷端，并贴合于内胆16。导冷板10一般为平面的板状结构，其结构类似于均温板，内部设置有众多的热管。但是考虑到内胆16的大小和形状，可以采用管状或是管状与平板结合的方式贴合固定在内胆13的表面。

在实际应用中，导冷板10与半导体制冷片N1的冷端表面之间也可以固定有均温板，从而实现导冷板10与半导体制冷片N1之间的位置空间分布转换。

图7、图8分别为本实用新型的第二优选实施例A-A方向的剖面和局部放大示意图，其与第一实施例的主要区别在于半导体制冷片N1冷端固定有风冷结构，风冷结构包括有外壳13、散冷器14和风扇12，其中外壳13内固定有散冷器14和风扇13，散冷器14与半导体制冷片N1的冷端表面固定，外壳13上端设置有出风口15，外壳下端设置有进风口14。半导体制冷片N1产生的冷量，传导到散冷器14后，散冷器14使其周围空气温度降低，通过风扇13送出冷风，冷风从出风口15吹入到内胆16内部，而内胆16内部的空气被吸入进风口14，进入外壳13内部，从而完成一个制冷循环。

本实施例中的风冷结构，通过冷风的形式进行制冷，相对于采用导冷板10的结构，具有制冷效率高、不易结冰的优点。

散冷器14与半导体制冷片N1的冷端表面之间也可以固定有均温板，实现散冷器14与半导体制冷片N1之间的位置空间分布转换。散冷器14与传统的热管散热器或金属散热结构相同，但是其功能不同，主要是将冷量散发出去。

图9本实用新型的第三优选实施例A-A方向的剖面示意图。本实施例与第一、第二实施例的主要区别在温差发电装置M与制冷装置Q，在内胆16的内部固定有多条毛细管Q6，毛细管Q6的周围填充有保温材料9，制冷装置Q工作后，使其中的毛细管Q6制冷，使内胆16内部空气温度下降，从而实现制冷。

在图10的本实用新型第三优选实施例局部D4的剖面放大示意图中，与第一优选实施例的主要区别在于太阳能温差发电装置M中，散热底座M4的上端固定有聚光透镜或聚光杯，为凸透镜M7，其位于太阳能发电板M6的上方，阳光照射通过凸透镜M7后，将阳光聚焦到太阳能电池板M6上，不容易受到太阳运行方向的影响，其聚焦的光斑能较好的聚集在太阳能发电板M6上，有利于太阳能电池板M6的发电。太阳能发电板M6下表面直接或间接的固定有温差发电芯片，其结构与第一实施例相同。

图11为本实用新型的第三优选实施例制冷装置Q的剖面示意图。本实施例主要由压缩机Q1、冷凝器Q2、干燥过滤器Q3、蒸发器Q4、分流器Q5、毛细管Q6、热交换器Q7、冷交换器Q8、第五温差发电芯片Q9、第四均温板Q10、第四温差发电芯片Q11、第三均温板Q12、第二均温板Q13、第三温差发电芯片Q14等主要部件和连接管路组成。其中，压缩机Q1、冷凝器Q2、干燥过滤器Q3、蒸发器Q4、分流器Q5、毛细管Q6、热交换器Q7、冷交换器Q8等部件是传统冰箱制冷的主要元器件，其结构与工作原理相同，但不同之处在于：热交换器Q7作为热源，其表面固定有第三温差发电芯片Q14，在第三温差发电芯片Q14的另一端固定有第二均温板Q13、在第二均温板的另一端固定有第三均温板Q12，在第三均温板Q12的另一端固定有第四温差发电芯片Q11，在第四温差发电芯片Q11的另一端固定有第四均温板Q10，在第四均温板Q10的另一端表面固定有第五温差发电芯片Q9，第五温差发电芯片Q9的另一端与冷交换器Q8固定，即最外侧的第五温差发电芯片Q9的表面固定有冷交换器Q8。同样的，上述温差发电芯片与均温板的温差发电结构，可以安装在热交换器Q7的各个表面，如热交换器Q7为四方体结构，则可以最多固定四个上述的温差发电结构。

热交换器，是水箱的一种，一般空调行业技术人员的常用叫法，是指内部流通有导热介质的箱体，其内部导热介质流通后均匀分布的装置。热交换器的形状可以为类似半圆形或棱柱形的结构。

上述温差发电结构，主要由温差发电片直接叠加或温差发电片与均温板规则或非规则的相互叠加，例如：温差发电片与均温板交错叠加，或者是直接叠加在均温板表面等。在叠加层数上，可以根据压缩机的功率大小，温差发电效率，以及安装空间的分布，结合价格、生产等因素，进行综合选择考虑，一般为2层及以上。

在实际应用中，如果对于热量回收要求较低，或是随着温差发电芯片效率的提升，也可以直接或间接的在冷凝器或热交换器表面固定温差发电片进行热回收利用。

均温板从热源开始到散热器，数量逐渐减少。即从热交换器Q7到冷交换器Q8，第二均温板Q14和第三均温板Q13的两片叠加，减少到第四均温板Q10的一片，第二均温板Q14和第三均温板Q13的叠加是由于热交换器Q7的热量集中，为了能够更好的扩大热容，提高热传导效率，从而采用二片叠加方式，随着热量传递过程中的减少，应此均温板的数量也随之减少。

上述各个实施例中，温差发电片和或均温板等表面设置有绝缘层，采用搪瓷或阳极氧化方式制作。绝缘层上设置有线路层，采用印刷、电镀、复合或喷涂方式制作。线路层至少包括有可焊接部位和电气连接分布，温差发电芯片分别固定在可焊接部位，各个温差发电芯片之间的电气连接为串联和/或并联，使每个均温板上的多个温差发电芯片形成电气连接为整体，根据需要，每个均温板上的温差发电芯片整体作为单元再进行彼此的电气连接，统一输出电压和电流。

在线路层上除至少包括有可焊接部位和电气连接分布外，还可以设置有静电保护电路，整流、限压、电流控制等电路中的一种或多种，以满足不同的功能需要。

所述的固定方式为焊接或固化粘结，固化粘结如使用高导热水泥进行粘结。根据需要会优先考虑进行焊接，如表面由于材料难以焊接，可以在表面通过电镀、复合、喷涂等方式涂覆一金属层后再进行焊接。通过焊接的方式，其接触热阻可以大幅度的减少，有助于提高热传导效率，另一面该生产制作工艺简单，适合于批量化的大规模生产，有助于提高生产效率，减少生产成本。

在实施中，半导体制冷片的热端、或热交换器、或太阳能发电板为热源，或全部为热源，或部分为热源，与之连接有温差发电芯片进行发电，温差发电芯片连接有储能装置5，储能装置5连接于箱体表面的驱动电源6和/或显示屏3。

Claims (10)

1.一种太阳能温差发电移动冰箱，包括有箱体，其特征在于，所述箱体表面设置有太阳能温差发电装置，在箱体内部设置有制冷装置，所述太阳能温差发电装置和/或制冷装置中的热源表面直接或间接的固定有半导体温差发电片。

2.根据权利要求1所述的太阳能温差发电移动冰箱，其特征在于，所述的太阳能温差发电装置，包括有太阳能发电板和温差发电片，所述太阳能发电板背面固定有温差发电片的热端，温差发电片通过太阳能发电板受太阳光照后的热量进行温差发电。

3.根据权利要求1所述的太阳能温差发电移动冰箱，其特征在于，所述的制冷装置包括蒸发器或者半导体制冷片。

4.根据权利要求3所述的太阳能温差发电移动冰箱，其特征在于，所述半导体制冷片冷端固定有导冷板，并贴合于内胆，或者固定有风冷结构，包括有外壳、散冷器和风扇，所述外壳内固定有散冷器和风扇，散冷器与蒸发器或半导体制冷片冷端表面固定，外壳上端设置有出风口，外壳下端设置有进风口。

5.根据权利要求2所述的太阳能温差发电移动冰箱，其特征在于所述半导体制冷片的热端、或热交换器、或太阳能发电板为热源。

6.根据权利要求5所述的太阳能温差发电移动冰箱，其特征在于所述的太阳能发电板上方固定有聚光透镜或聚光杯。

7.根据权利要求5所述的太阳能温差发电移动冰箱，其特征在于所述热源表面的温差发电片为多层结构，或与均温板交错固定形成多层结构，最外侧的温差发电片或均温板的表面固定有散热器或冷交换器。

8.根据权利要求7所述的太阳能温差发电移动冰箱，其特征在于所述的温差发电片和/或均温板上设置有绝缘层，绝缘层上设置包括有可焊接部位和电气连接分布线路层。

9.根据权利要求8所述的太阳能温差发电移动冰箱，其特征在于，所述的均温板为多片，从热源开始到散热器，数量逐渐减少。

10.根据权利要求1-9任意一权利要求所述的太阳能温差发电移动冰箱，其特征在于，所述的温差发电片连接有储能装置，储能装置连接于箱体表面的驱动电源和/或显示屏。