CN207784762U - 热管散热式半导体空调床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工程热物理学科之制冷与空调技术领域，具体涉及一种热管散热式半导体空调床，包括床板，床板上部设有铝吸热板，床板开设方孔，方孔内设有制冷组件，所述制冷组件包括蓄冷块，蓄冷块上部与铝吸热板接触，蓄冷块下部紧贴设有TEC半导体制冷片，TEC半导体制冷片设置在TEC固定盒子内，TEC半导体制冷片下部连接L形热桥，热管散热器紧贴在L形热桥上水平安装，热管散热器为吸液芯式热管散热器，热管散热器下部设有微型风扇，微型风扇连接微型风扇电机。本实用新型是一种静音、健康、节能、舒适的全新风房间空调技术方案。

Description

热管散热式半导体空调床

技术领域

本实用新型涉及工程热物理学科之制冷与空调技术领域，具体涉及一种热管散热式半导体空调床。

背景技术

房间空调器目前多为定速空调或变频空调，10m²房间多采用1匹空调，因能效比不同，输入功率在700W～1000W之间。建筑物、家具等热容量大，而夜间人睡眠时新陈代谢慢，散热量低，仅为92W左右(27℃气温)，大马拉小车，节能潜力巨大。

夏季大部分夜间气温在27℃～32℃，与舒适空调气温24℃～26℃相差不大。房间空调器大多无新风或新风量小，进出空调房间冷热冲击大，空调病发病率高。因此，采用全新风(开窗)房间局部空调，是一种针对性强的节能技术方案。

通过专利检索发现目前房间局部空调(全新风)多为空调蚊帐、空调床垫或半导体空调器，这些技术方案相对复杂，造价较高，商业化难度大。现有技术中，专利号为201620536922.9，名称为直冷半导体空调床的中国专利，以及专利号为201210256082.7，名称为组装式半导体空调床的中国专利，公开了一种空调床的结构方案，该方案采用局部降温的方式，可解决定速空调或变频空调耗能大的问题。但上述结构较复杂，并且存在气温较高时，制冷效率低的缺点。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种结构简单，制冷效率高的热管散热式半导体空调床。

本实用新型采用如下技术方案：

一种热管散热式半导体空调床，包括床板，床板上部设有铝吸热板，床板开设方孔，方孔内设有制冷组件，所述制冷组件包括蓄冷块，蓄冷块上部与铝吸热板接触，蓄冷块下部紧贴设有TEC半导体制冷片，TEC半导体制冷片设置在TEC固定盒子内，TEC半导体制冷片下部连接L形热桥，热管散热器紧贴在L形热桥上水平安装，热管散热器为吸液芯式热管散热器。为保证吸液芯热管散热器冷凝段的正常回液，热管散热器水平安装。

热管散热器下部设有微型风扇，微型风扇连接微型风扇电机。热管散热器和微型风扇采用强制对流散热的方式，增强散热效果，进而有效提高半导体制冷片的制冷效率。

TEC固定盒子内设有两个热敏电阻温度传感器，两热敏电阻温度传感器分别设置在蓄冷块的两侧并紧贴蓄冷块，热敏电阻温度传感器连接电子温度控制器。采用双温度控制器方案，有效降低了温度控制器因为触点粘连而造成的铝吸热板过冷的几率。

L形热桥上紧贴安装有双金属片温度控制器，用来实现TEC热端过热保护。

铝吸热板通过螺钉固定在床板上，铝吸热板与TEC固定盒子之间垫有隔热保温棉板，L形热桥通过螺栓固定在TEC固定盒子上，TEC固定盒子与L形热桥之间垫入隔热保温棉板，用来隔热减震。

所述TEC半导体制冷片依次串联多个，通常选用两个串联使用。

所述L形热桥外部设有铝翅片。

微型风扇电机串联有分压电阻，通过分压电阻降低微型风扇运行电压，使微型风扇电机转速降低,有效控制噪音。

铝吸热板上部设有竹席。

夏不睡石，秋不睡板。”一旦人体失去热平衡，就容易导致体温过低，造成生命危险或埋下疾病祸根。因此，防过冷保护至关重要，本实用新型采用最大制冷量限制防过冷设计。TEC半导体制冷片的总制冷量调整为14.4W～21.6W。本实用新型对人体热舒适做了充分研究，计算出人体睡眠时需要的制冷量为13.8W，考虑到竹席的热容量和铝吸热板与空气的换热，TEC半导体制冷片的总制冷量为14.4W～21.6W是合适的。另外，本实用新型TEC半导体制冷片具有自限性防过冷保护功能。

本实用新型的优点及有益效果为：

本实用新型采用吸液芯热管散热器结合超静音的微型风扇的风冷方案，可以有效提高半导体制冷效率，并有效控制噪音至10分贝左右。并且热管散热式半导体空调床技术方案材料成本低，运行能耗低，10小时耗电≤0.5KW·h，是一种静音、健康、节能、舒适的全新风房间空调技术方案。

本实用新型采用三重防过冷保护设计：1、采用双温度控制器方案，有效降低了温度控制器因为触点粘连而造成的铝吸热板过冷的几率；2、最大制冷量限制防过冷设计；3、TEC半导体制冷片具有自限性防过冷保护功能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A向视图；

图3为本实用新型TEC半导体制冷片的主电路图。

其中，1-竹席，2-铝吸热板，3-床板，4-蓄冷块，5-L形热桥，6-铝翅片，7-热管散热器，8-热敏电阻温度传感器，9-热敏电阻温度传感器，10-TEC固定盒子，11-隔热保温棉板，12-隔热保温棉板，13-微型风扇，100－直流稳压电源，200－主开关，300－双金属片温度控制器，400－TEC半导体制冷片，500-电子温度控制器，600－电子温度控制器，700－微型风扇电机，800－分压电阻。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种热管散热式半导体空调床，包括床板3，床板3上部设有铝吸热板2，铝吸热板2上部设有竹席1。床板3开设方孔，方孔内设有制冷组件。

所述制冷组件包括蓄冷块4，蓄冷块4上部与铝吸热板2接触，蓄冷块4下部紧贴设有TEC半导体制冷片400，TEC半导体制冷片400依次两个串联使用，TEC半导体制冷片设置在TEC固定盒子10内。

TEC半导体制冷片400下部连接L形热桥5，L形热桥5外部设有铝翅片6。热管散热器7紧贴在L形热桥5上水平安装，热管散热器7为吸液芯式热管散热器。热管散热器7下部设有微型风扇13，微型风扇13连接微型风扇电机700。

TEC固定盒子10内设有热敏电阻温度传感器8和热敏电阻温度传感器9，两热敏电阻温度传感器分别设置在蓄冷块4的两侧并紧贴蓄冷块，热敏电阻温度传感器连接电子温度控制器。

L形热桥上紧贴安装有双金属片温度控制器300。

铝吸热板2通过螺钉固定在床板3上，铝吸热板2与TEC固定盒子10之间垫有隔热保温棉板12，L形热桥5通过螺栓固定在TEC固定盒子10上，TEC固定盒子10与L形热桥5之间垫入隔热保温棉板11。

如图3所示，微型风扇电机700串联有分压电阻800。

为有效降低接触热阻，在安装TEC制冷片、蓄冷块、铝吸热板和铝型材散热器时，凡存在接触热阻的地方，必须清理干净并涂上导热硅脂，以改善传热。

具体实施例

两片TEC1-12706半导体制冷片400同方向迭加串联后接入由12VDC的稳压电源100供电的主电路中。电子温度控制器500和电子温度控制器600设定温度均为26℃～28℃，两个电子温度控制器的两个热敏电阻温度传感器安装在TEC半导体制冷组件的盒内，并紧贴蓄冷块4。分压电阻800用于降低微型风扇电机700的电压，使其转速由2300rpm降低至1000rpm左右。双金属片温度控制器300为常闭，55℃时断电，紧贴TEC半导体制冷片热端安装，当铝型材散热器温度≥55℃时，切断主电路，以防TEC半导体制冷片热端过热而烧坏TEC半导体制冷片。

在床板3上开60×80mm的方孔，蓄冷块4放入方孔中，再安装铝吸热板2，铝吸热板2通过螺钉固定在床板3上。TEC固定盒10底部同一侧开两个φ4×2的小孔，作为TEC1-12706半导体制冷片400的接线孔。热管散热器7紧贴在L形热桥5上水平安装。双金属片温控器300紧贴在L形热桥5上安装。半导体制冷片使床上竹席下的铝吸热板温度降低到26℃～28℃，

TEC半导体制冷组件的组装步骤：

(1)在床的中线距离床尾约700mm处开60×80mm的方孔。

(2)按照图1、图2，将热管散热器7紧贴在L形热桥5上水平安装，再通过小螺栓固定在TEC固定盒子10上，并在TEC固定盒子10与L形热桥5之间垫入隔热保温棉板11,再将双金属片温度控制器300紧贴安装在L形热桥5上。

(3)按照图1，将两片TEC1-12706半导体制冷片400串接后，各自双面均涂上导热硅脂，同方向迭加安装TEC固定盒子10中，TEC半导体制冷片的有字面，即冷端，紧贴蓄冷块4，TEC半导体制冷片无字面，即热端，接L形热桥5。

(4)按照图1，将铜蓄冷块4上下两面涂上导热硅脂，放入方孔中，再按照图1，安装铝吸热板2，并在TEC固定盒子10与铝吸热板2之间垫入隔热保温棉板12，铝吸热板用螺钉固定在床板上。必须保证铝吸热板2与铜蓄冷块4，蓄冷块4与TEC半导体制冷片400冷端的良好接触。

(5)用704硅胶对TEC固定盒子四周进行密封处理，防潮防湿，以提高使用寿命。

本实用新型空调床的安装步骤：

(1)将TEC半导体制冷组件安装到床上所开方孔位置。

(2)如果床下四周封闭，应在床头底部和床板尾部开φ30×5的进气孔和出气孔。

TEC半导体制冷片主电路的连接步骤：

按照图3连接TEC半导体制冷片主电路：

(1)将两片TEC1-12706半导体制冷片400串接后，按照图3接入主电路。注意红线接正极，黑线接负极。

(2)将两个电子温度控制器接入主电路中，热敏电阻温度传感器固定在TEC盒子10内，并紧贴铜蓄冷块4。

(3)将微型风扇电机700和双金属片温控器300按照图3接入主电路中。

(4)对照图3检查各个TEC制冷组件是否连接正确。

(5)通电检验制冷效果和散热器散热效果。

Claims (9)

1.一种热管散热式半导体空调床，包括床板，床板上部设有铝吸热板，床板开设方孔，方孔内设有制冷组件，其特征是，所述制冷组件包括蓄冷块，蓄冷块上部与铝吸热板接触，蓄冷块下部紧贴设有TEC半导体制冷片，TEC半导体制冷片设置在TEC固定盒子内，TEC半导体制冷片下部连接L形热桥，热管散热器紧贴在L形热桥上水平安装，热管散热器为吸液芯式热管散热器，热管散热器下部设有微型风扇，微型风扇连接微型风扇电机。

2.根据权利要求1所述的热管散热式半导体空调床，其特征是，TEC固定盒子内设有两个热敏电阻温度传感器，两热敏电阻温度传感器分别设置在蓄冷块的两侧并紧贴蓄冷块，热敏电阻温度传感器连接电子温度控制器。

3.根据权利要求1或2所述的热管散热式半导体空调床，其特征是，L形热桥上紧贴安装有双金属片温度控制器。

4.根据权利要求1或2所述的热管散热式半导体空调床，其特征是，铝吸热板通过螺钉固定在床板上，铝吸热板与TEC固定盒子之间垫有隔热保温棉板，L形热桥通过螺栓固定在TEC固定盒子上，TEC固定盒子与L形热桥之间垫入隔热保温棉板。

5.根据权利要求1或2所述的热管散热式半导体空调床，其特征是，所述TEC半导体制冷片依次串联多个。

6.根据权利要求1或2所述的热管散热式半导体空调床，其特征是，所述L形热桥外部设有铝翅片。

7.根据权利要求1或2所述的热管散热式半导体空调床，其特征是，微型风扇电机串联有分压电阻。

8.根据权利要求1或2所述的热管散热式半导体空调床，其特征是，铝吸热板上部设有竹席。

9.根据权利要求8所述的热管散热式半导体空调床，其特征是，TEC半导体制冷片的总制冷量为14.4W～21.6W。