CN210197551U - 具有气流通道的致冷模块及具有致冷模块的空调装置 - Google Patents

Abstract

一种具有气流通道的致冷模块及具有致冷模块的空调装置，致冷模块的低温测所产生的低温能传导到具有气流通道且导热性佳的结构体，进而在气流通道产生冷空气，冷空气能透过自然对流或强制对流方式被带到环境空间中，而使环境空间中的温度下降，并且提供一种能有效发挥每一致冷晶片的效能，且降低热负载效应、降低体积与能产生足量的冷空气的致冷模块，进而能应用于空调装置中而能当作家用空调使用。

Description

具有气流通道的致冷模块及具有致冷模块的空调装置

技术领域

一种具有气流通道的致冷模块及具有致冷模块的空调装置，尤其是致冷模块的低温测所产生的低温能传导到具有气流通道且导热性佳的结构体，进而在气流通道产生冷空气，冷空气能透过自然对流或强制对流方式被带到环境空间中，而使环境空间中的温度下降。

背景技术

致冷晶片(Thermoelectric Cooling Chip)是一种由N型半导体和P型半导体材料经由电路联成电偶对的半导体元件，将直流电流通入该电路后可以产生能量转移，并且可自由地控制以进行冷却、加热、温度控制。晶片两面的温差受到电流大小影响，电流越大则温差越大。

相对于采用压缩机、冷媒进行一般冷冻循环方式而言，致冷晶片具有以下特征：无机械零件，无噪音产生；不使用冷媒，较为环保；小型、轻量化，形状容易选定；仅输入电流即可进行冷却或加热；寿命长，操作简单，易于维修。

请参考中国台湾新型专利公告号M571113号“以致冷晶片冷却之风扇机构”一案，包含至少一风扇；至少一冷气蒸发器，包含一水流排线位在该风扇之前方或后方，外部的水系注入该水流排线，注入的水再经由该水流排线流出；该风扇可抽取空气通过该冷气蒸发器及该风扇以形成凉风；一致冷组连接该冷气蒸发器，用于冷却进入该水流排线的冷却水；一泵送装置连接于该致冷组的水管中，用以驱使水在该致冷组及该水流排线之间流动；该致冷组包含至少一致冷装置，该致冷装置包含：一热交换箱，该水流排线的水流系通过该热交换箱；一致冷晶片贴附在该热交换箱的一侧，用于吸收该热交换箱中的水流热量以降低水温；一水冷机构贴附于该致冷晶片的另一侧，外部的水系输入该水冷机构以对该致冷晶片进行散热，再从该水冷机构排出。

实用新型内容

虽然利用致冷晶片来冷却水流排线，并透过风扇的风流能产生凉风，但是毕竟只是凉风，与冷气机的出风口温度约为摄氏温度13～15度的程度有相当差距，因此应用致冷晶片的风扇机构只能做为凉风机使用，而无法当作家用空调使用。

上述专利在致冷晶片的两侧都是利用水冷方式来降温或散热，比如在致冷晶片的制冷面把水冷却，冷却水会流过冷气蒸发器的水流排线，冷气蒸发器则以气冷方式把冷却空气蒸发出去，再被风扇带出，但显然易见的是，冷却水的热负载流经冷气蒸发器的水流排线时温度会上升，而水流排线位于冷气蒸发器之内，冷气蒸发器的外侧温度又比水流排线略高；甚至，风扇是透过抽取冷气蒸发器外的外界空气，当外界空气的温度高，即使冷气蒸发器的外侧温度低，经过风扇吹送出去的风的温度只比外界空气较低而已。

因此，需提供一种能有效发挥每一致冷晶片的效能，降低热负载效应、降低体积与能产生足量的冷空气的致冷模块，进而能应用于空调装置中而能当作家用空调使用。

提供具有气流通道的致冷模块，包含致冷晶片、高温传导结构与低温传导结构；致冷晶片具有产生低温的一冷产生面与产生高温的一热产生面；高温传导结构是实质接触于该热产生面，内部容置能流动的一热交换流体，该热交换流体会被排出于该高温传导结构并被降温，降温后的该热交换流体再被输回于该高温传导结构内；低温传导结构的一侧实质贴靠于该冷产生面，并具有供气体通过的多个气流通道，该冷产生面的低温是直接传导于所述气流通道的表面再以热辐射方式传递该气流通道之中。

在一实施例中，低温传导结构包含一基板与多个间隔板，该基板具有表面积较大的两侧面，一侧面是贴合于该冷产生面，另一侧面则与所述间隔板的一端相连结，一气流通道是由任两间隔板与该基板所界定而成，任两间隔板之间相距一间隔。

在一些实施例中，更设置一盖板，该盖板对应于该基板一侧是与所述间隔板的自由端相连结，所述气流通道由该盖板、该两间隔板与该基板所界定。

在一些实施例中，一间隔板的表面是平面、波浪或不规则凹凸状。

在一些实施例中，一气流通道或所述气流通道是纵向贯穿、横向贯穿或斜向贯穿于低温传导结构。

在一些实施例中，该低温传导结构是蜂巢状结构体或网格状结构体。

在一实施例中，更包含一散热装置，接受被该高温传导结构导出的该流体，以对该流体降温，再将该流体输送至该高温传导结构之中并重复循环。

提供一种具有致冷模块的空调装置，包含主体、风扇与致冷模块；主体具有一风道，风道是贯穿于该主体，该主体的两侧为一进风口与一出风口，该风道介于该进风口与该出风口之间；风扇是设置于该进风口并能产生一风流。

致冷模块包含致冷晶片、高温传导结构与低温传导结构；致冷晶片具有产生低温的一冷产生面与产生高温的一热产生面；高温传导结构是实质接触于该热产生面，内部容置能流动的一热交换流体，该热交换流体会被排出于该高温传导结构并被降温，降温后的该热交换流体再被输回于该高温传导结构内；低温传导结构的一侧实质贴靠于该冷产生面，并具有供气体通过的多个气流通道，该冷产生面的低温是直接传导于所述气流通道的表面再以热辐射方式传递该气流通道之中。

当该风扇运转时，会在该风道中产生一道风流，该风流会通过风道与所述气流通道，以将所述气流通道的冷空气从所述出风口带出。

提供一种具有致冷模块的空调装置，包含一主体、风扇、多个致冷模块与高温传导结构。该主体具有多个风道贯穿于该主体，该主体的两侧为一进风口与一出风口，所述风道介于该进风口与该出风口之间；该风扇设置于该进风口并能产生一风流。

每一致冷模块包含致冷晶片与低温传导结构；致冷晶片具有一冷产生面与一热产生面；低温传导结构设置于该冷产生面并实质接触，具有供气体通过的多个气流通道，该冷产生面的低温是直接传导于所述气流通道的表面，再以热辐射方式传递所述气流通道之中而于所述气流通道中产生冷空气；高温传导结构同时接触于所述致冷晶片的热产生面，内部容置能流动的一热交换流体，该热交换流体会被排出于该高温传导结构并被降温，降温后的该热交换流体再被输回于该高温传导结构内。

其中，一风道中间隔设置有所述致冷模块，所述致冷模块的低温传导结构皆须位于该风道中，且所述致冷模块的所述气流通道连通于该风道；当该风扇运转时，会在所述风道中各产生一道风流，该风流会通过风道与所述气流通道，以将所述气流通道的冷空气从所述出风口带出。

较佳的，该高温传导结构更设置一个或多个散热孔，而能提升散热效果。

附图说明

图1是显示被描述的一实施例的致冷模块的组合示意图。

图2是显示被描述的一实施例的致冷模块的俯视时的剖面示意图。

图3所示的为依据被描述的实施例的低温传导结构示意图。

图4所示的为低温传导结构更包含盖板的示意图。

图5所示的为低温传导结构的间隔版为波浪状的示意图。

图6所示的为低温传导结构为网格状结构体的示意图。

图7所示的为低温传导结构为蜂巢状结构体的示意图。

图8a所示的为依据被描述的实施例的具致冷模块的空调装置的立体组立图。

图8b为图8a的A-A剖面线的水平剖面示意图。

图9a所示的为依据被描述的实施例的具致冷模块的空调装置的立体组立图。

图9b所示的为图9a的主体示意图。

图9c为图9a的A-A剖面线的水平剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 致冷模块

11 致冷晶片

12 高温传导结构

13 低温传导结构

11a 冷产生面

11b 热产生面

120 本体

121 内空间

122 入口

123 出口

124A 流体输入管

124B 流体输出管

125 散热孔

131 基板

133 间隔板

135 气流通道

137 盖板

100 具致冷模块的空调装置

3 主体

31、32 风道

33 进风口

35 出风口

37 开口

5 风扇

具体实施方式

以下配合图示及附图标记对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人员在研读本说明书后能据以实施。

以下实施例中所提的“热”或者“高温”、“冷”或者“低温”等两物理量，是一种存在于两物理量之间相对的概念，热或者高温是指相对高于(大于) 冷或者低温的温度现象，反之冷或者低温是指相对低于(小于)热或者高温之温度现象，热和冷之间会存在温度差。

以下实施例所称的致冷晶片亦称制冷晶片或者电致冷晶片。

图1是显示被描述的一实施例的致冷模块的组合示意图，图2是显示被描述的一实施例的致冷模块的俯视时的剖面示意图。如图1所展示，致冷模块1可以包括致冷晶片11、高温传导结构12与低温传导结构13。

致冷晶片11是一种由N型半导体和P型半导体材料经由电路联成电偶对的半导体元件，当直流电流被通入该电路后可以产生能量转移，以在致冷晶片11的冷产生面11a产生吸热作用而降低温度，相对的热产生面11b产生放热作用而升高温度。

参阅图1与图2，高温传导结构12具有本体120，本体120可以使用铜合金材料或铝合金材料形成为具有中空的内空间121的矩形体或其他适当形状，并且在本体120的侧壁适当位置处设置至少一个连通内空间121与外部的入口122，以及至少一个连通内空间121与外部的出口123；例如，可以将入口122与出口123分别设置在本体120的相对两侧，或是将入口122与出口123设置在本体120的相同一侧。

在高温传导结构12的入口122与出口123分别连接流体输入管124A与流体输出管124B，然后将热交换流体通过流体输入管124A输入本体120内；热交换流体可以是水或是任何一种适当的流体。当致冷晶片11被通入电流时可以使其冷产生面11a因吸热而降低温度，并且热产生面11b因放热而升高温度。

此时，在本体120的热交换流体可以对致冷晶片11的热产生面11b吸收热量以进行热交换，然后使热交换流体通过流体输出管124B而流出，流出后的热交换流体可以经由另外的热交换设备(图中未显示)予以散热后再循环使用，也就是被外部的散热装置降温后的热交换流体会再被输送回本体120中，因此热交换流体会在外部的散热装置跟高温传导结构之间相互流转。

在第一实施例中，将致冷晶片11与高温传导结构12及低温传导结构13 共同组成致冷模块1时，可以使用导热胶涂布在致冷晶片11的相对两侧，即冷产生面11a与热产生面11b，再通过该导热胶将致冷晶片11的热产生面11b 粘附于高温传导结构12的本体120的外侧壁，以及通过导热胶将致冷晶片 11的冷产生面11a粘附于低温传导结构13的一侧。

图3所示的为依据被描述的实施例的低温传导结构示意图，如图3所示，低温传导结构13包含基板131与多个间隔板133，基板131跟多个间隔板133 构成多个气流通道135。

在一实施例中，基板131与间隔板133是具有适当厚度的板体，基板131 并包含相对的两侧面，为更清楚说明此实施例，基板131的相对的两侧面在后文中将以表面积较大的左侧面与右侧面来说明；在不同角度下，基板131 的相对的两侧面也可被视为顶面与底面。

在一实施例中，基板131整体是平行于致冷晶片11，或者基板131以表面积最大的一面对应于致冷晶片11的冷产生面，比如是使基板231的右侧面能贴合于或覆盖于冷产生面上，较佳的，基板231的右侧面的面积是可略大于致冷晶片11的冷产生面11a，以有更大一些的面积来散布低温。

多个间隔板133整体则是不平行于致冷晶片11；比如两者在相对关系上，多个间隔板133与致冷晶片11之间或间隔板133与基板131之间形成有夹角或直角，而在间隔板133与致冷晶片之间系设置基板131。

多个间隔板133的厚度不需一致，彼此之间的间隔也不须均等。

在一些实施例中，基板131与多个间隔板133之间是一体成形，或者透过组合、焊接等其他适当方式而构成低温传导结构，基板131与多个间隔板 133的材质是具高导热性的金属或导热塑胶。

由于基板131的右侧面是平整贴合于致冷晶片11的冷产生面11a，因此冷产生面11a所产生的低温能直接传导给基板131的右侧面，如基板131是导热性佳的金属材质且有适当厚度，则基板131能将低温快速且均匀的从右侧面直接传导至其左侧面与多个间隔板的表面，基板131与各间隔板的表面上的低温因热辐射作用而传递到由多个间隔板133所构成的气流通道135中，而使气流通道135中充斥冷空气。

在一实施例中，多个间隔板133是相互平行排列，且多个间隔板133的一端连结于基板131的左侧面，而任两相邻的间隔板133之间具有适当间隔，两间隔板133与基板131所围设出的空间即构成气流通道135。

此外，如图4所示，更设置盖板137；基本上，盖板137是跟基板131 在结构本身与设置方式是相同，只是基板131是连接于间隔板133的右侧，而盖板137是连接于间隔板133的左侧；也就是，盖板137对应于基板131 一侧与多个间隔板的自由端相连结，以外观来看，低温传导结构13是只有前侧与后侧是开放侧的箱体，如图4所示，藉此使气流通道135仅朝单一方向贯穿，而使冷空气不易外散。

在一些实施例中，间隔板133的板体表面是平整的，或者间隔板133的板体表面是波浪状(参图5)、凹凸状等有起伏型态的表面，藉以提高间隔板 133的表面积，而使产生低温的的表面积更大。

如图6、7所示，低温传导结构13是网格状结构体、蜂巢状结构体或其他具有通道的结构体。

图8a所示的为依据被描述的实施例的具致冷模块的空调装置的立体组立图，图8b为图8a的A-A剖面线的水平剖面示意图；如图8a所示，具致冷模块的空调装置100包含致冷模块1、主体3与风扇5。

主体3内具有风道31且风道31是贯穿于主体3，风道31贯穿于主体的贯穿方向可以配合致冷模块1的气流通道的方向，比如是两者是同方向。

在被描述的较佳实施例中，风道31是沿着水平方向贯穿于主体3，以与间隔板133所围设而成的气流通道135保持于同一方向，而使风道31能与气流通道135能连通，但并不限于此，也就是风道31的贯穿方向与气流通道的方式视实际需求而定，原则上只要气流通道的能连通于风道即可。

主体3的两侧设置有进风口33与出风口35，较佳的，进风口33与出风口35是设置在主体3的相对两侧，风道31介于进风口33与出风口35之间并连通于进风口33与出风口35；风扇5是设置于主体3的进风口33处，风扇5运转时会产生风流，风扇5运转时所产生的风流会通过风道31，然后从出风口35流出至外界。

致冷模块1的结构与前述实施例大致相同，但主要是低温传导结构13要配置于风道31中，因此低温传导结构13的各气流通道135会连通于该风道 31；当致冷模块1通电时，各气流通道135会逐渐充满冷空气，因此当风扇运转时所产生的风流，因为风流会通过风道与气流通道，因此风流会把气流通道的冷空气从出风口带出而进入到环境空间中。

风道31中设置了多组致冷模块1，且致冷模块可以两两成对设置，多组致冷模块彼此相距一间隔的设置于风道中，因此当各致冷模块通电操作时，各致冷模块的气流通道中的冷空气会充斥于风道中，使得风道内都充斥冷空气，如风扇的风速更快，也可能产生风寒效应，而能将环境空间的温度有效下降。

图9b所示的是空调装置的主体的另一种可被实施的结构，主体3中是形成两风道31、32、，两风道31、32可以各自独立贯穿于主体3，主体3的相对两外侧壁具有多个开口37，开口37与风道为相互连通，在图9b的风道中可设置上下两层的致冷模块，而在图9c中只展示了下层的致冷模块；此实施例的设置原则跟原理与前述实施例基本上是相同，后文仅是说明若主体有两风道或两风道以上的实施方式。

与图8b所示的实施例一样，在图9c中的各风道31中也设置了多组致冷模块1，多组致冷模块1彼此相距一间隔的设置于风道31、32中，各致冷模块1可透过开口37而配置于风道31、32中，且各致冷模块1的低温传导结构13是配置于风道31、32中。

较佳的，各致冷模块1是共用一高温传导结构12，也就是高温传导结构 12同时实质接触于各致冷模块(设置于同一个风道的致冷模块)的热产生面，高温传导结构的内部是容置能流动的一热交换流体，该热交换流体会被排出于该高温传导结构并被降温，降温后的该热交换流体再被输回于该高温传导结构内；且该高温传导结构更设置一个或多个散热孔，而增加散热效率。

此种实施方式的好处在于，设置在同一风道的致冷晶片可共用同一个高温传导结构12，而能节省高温传导结构12的数量，且高温传导结构12更能设置适当数量的散热孔125，以提高散热效果。

同样的，当各致冷模块通电操作时，各致冷模块的气流通道中的冷空气会充斥于风道中，使得风道内都充斥冷空气，如风扇的风速更快，也可能产生风寒效应，而能将环境空间的温度有效下降。

以上所述仅为用以解释本实用新型的较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护的范畴。

Claims (18)

1.一种具有气流通道的致冷模块，其特征在于，包含；

一致冷晶片，具有产生低温的一冷产生面与产生高温的一热产生面；

一高温传导结构，实质接触于该热产生面，内部容置能流动的一热交换流体，该热交换流体会被排出于该高温传导结构并被降温，降温后的该热交换流体再被输回于该高温传导结构内；以及

一低温传导结构，一侧实质贴靠于该冷产生面，并具有供气体通过的多个气流通道，该冷产生面的低温是直接传导于所述气流通道的表面再以热辐射方式传递于该气流通道之中。

2.根据权利要求1所述的具有气流通道的致冷模块，其特征在于，该低温传导结构包含一基板与多个间隔板，该基板具有表面积较大的两侧面，一侧面是贴合于该冷产生面，另一侧面则与所述间隔板的一端相连结，一气流通道是由任两间隔板与该基板所界定而成，任两间隔板之间相距一间隔。

3.根据权利要求2所述的具有气流通道的致冷模块，其特征在于，更设置一盖板，该盖板对应于该基板一侧是与所述间隔板的自由端相连结，所述气流通道由该盖板、该两间隔板与该基板所界定。

4.根据权利要求1所述的具有气流通道的致冷模块，其特征在于，一间隔板的表面是平面、波浪或不规则凹凸状。

5.根据权利要求2或3所述的具有气流通道的致冷模块，其特征在于，一气流通道或所述气流通道是纵向贯穿、横向贯穿或斜向贯穿于低温传导结构。

6.根据权利要求1所述的具有气流通道的致冷模块，其特征在于，该低温传导结构是蜂巢状结构体或网格状结构体。

7.根据权利要求1所述的具有气流通道的致冷模块，其特征在于，更包含一散热装置，接受被该高温传导结构导出的该流体，以对该流体降温，再将该流体输送至该高温传导结构之中。

8.一种具有致冷模块的空调装置，其特征在于，包含；

一主体，具有一风道贯穿于该主体，该主体的两侧为一进风口与一出风口，该风道介于该进风口与该出风口之间；

一风扇，设置于该进风口，并能产生一风流；以及

一致冷模块，包含：

一致冷晶片，具有一冷产生面与一热产生面；

一散热装置，设置于该热产生面并实质接触；以及

一低温传导结构，设置于该冷产生面并实质接触，具有供气体通过的多个气流通道，该低温传导结构是于位于该风道中，所述气流通道连通于该风道，该冷产生面的低温是直接传导于所述气流通道的表面，再以热辐射方式传递所述气流通道之中而于所述气流通道中产生冷空气；

当该风扇运转时，会在该风道中产生一道风流，该风流会通过风道与所述气流通道，以将所述气流通道的冷空气从所述出风口带出。

9.根据权利要求8所述的具有致冷模块的空调装置，其特征在于，更包含多个致冷模块，所述致冷模块是间隔设置于所述风道中。

10.根据权利要求8所述的具有致冷模块的空调装置，其特征在于，该低温传导结构包含一基板与多个间隔板，该基板具有表面积较大的两侧面，一侧面是贴合于该冷产生面，另一侧面则与所述间隔板的一端相连结，一气流通道是由任两间隔板与该基板所界定而成，任两间隔板之间相距一间隔。

11.根据权利要求10所述的具有致冷模块的空调装置，其特征在于，更设置一盖板，该盖板对应于该基板一侧是与所述间隔板的自由端相连结，所述气流通道由该盖板、该两间隔板与该基板所界定。

12.根据权利要求8所述的具有致冷模块的空调装置，其特征在于，一间隔板的表面是平面、波浪或不规则凹凸状。

13.根据权利要求10或11所述的具有致冷模块的空调装置，其特征在于，一气流通道或所述气流通道是纵向贯穿、横向贯穿或斜向贯穿于低温传导结构。

14.根据权利要求8所述的具有致冷模块的空调装置，其特征在于，该低温传导结构是蜂巢状结构体或网格状结构体。

15.根据权利要求8所述的具有致冷模块的空调装置，其特征在于，更包含一散热装置，接受被该高温传导结构导出的该流体，以对该流体降温，再将该流体输送至该高温传导结构之中。

16.一种具有致冷模块的空调装置，其特征在于，包含；

一主体，具有多个风道贯穿于该主体，该主体的两侧为一进风口与一出风口，所述风道介于该进风口与该出风口之间；

一风扇，设置于该进风口，并能产生一风流；

多个致冷模块，一致冷模块包含：

一致冷晶片，具有一冷产生面与一热产生面；以及

一低温传导结构，设置于该冷产生面并实质接触，具有供气体通过的多个气流通道，该冷产生面的低温是直接传导于所述气流通道的表面，再以热辐射方式传递所述气流通道之中而于所述气流通道中产生冷空气；以及

一高温传导结构，同时接触于所述致冷晶片的热产生面，内部容置能流动的一热交换流体，该热交换流体会被排出于该高温传导结构并被降温，降温后的该热交换流体再被输回于该高温传导结构内；

其中，一风道中间隔设置有所述致冷模块，所述致冷模块的低温传导结构皆须位于该风道中，且所述致冷模块的所述气流通道连通于该风道；

当该风扇运转时，会在所述风道中各产生一道风流，该风流会通过风道与所述气流通道，以将所述气流通道的冷空气从所述出风口带出。

17.根据权利要求16所述的具有致冷模块的空调装置，其特征在于，该低温传导结构包含一基板与多个间隔板，该基板具有表面积较大的两侧面，一侧面是贴合于该冷产生面，另一侧面则与所述间隔板的一端相连结，一气流通道是由任两间隔板与该基板所界定而成，任两间隔板之间相距一间隔。

18.根据权利要求16所述的具有致冷模块的空调装置，其特征在于，该高温传导结构更设置一个或多个散热孔。

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