CN210801535U - 提高能源利用率的热量收集利用装置及半导体空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种提高能源利用率的热量收集利用装置及半导体空调。其中，该装置包括：半导体制冷模块；散热模块，与所述半导体制冷模块的热端接触，用于散发半导体制冷模块的热端产生的热量；蓄热模块，通过换热管连接所述散热模块，用于吸收和储存散热模块散发的热量，其上设置有进口端和出口端，使导热介质通过进口端进入所述蓄热模块，与所述蓄热模块进行换热后通过出口端排出。通过本实用新型，使半导体空调制冷时产生的热量得到合理有效地利用，提高能源利用率，同时能够使热量及时地排出，避免热量累积，保证半导体空调正常运行。

Description

提高能源利用率的热量收集利用装置及半导体空调

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种提高能源利用率的热量收集利用装置及半导体空调。

背景技术

近年来，随着材料学进一步发展以及空调的进一步研究，现在市面上研究出一种新的半导体，接入电源，这半导体的一面可以制冷，另一面制热。利用这种半导体的特性，开发出一种半导体空调。当利用此种半导体进行制冷时，其另一面制热所产生的热量需要及时排出，对此，专利申请201811485265.X公开了一种蓄热/蓄冷式双流程半导体空调装置，通过蓄热材料，蓄热材料将热量储存，使热量不会释放到环境当中，但是并未将储存的热量及以利用，导致能源的浪费，在专利申请CN201611061502.0中公开了一种节能型空调装置，将散热模块的热量用于温差发电，将热能转化为电能，为对半导体制冷片进行供电，但是将热能转化为电能的过程中，由于能量转化效率有限，仍然会导致一部分能量的损失，导致热能未能被有效合理地利用。

针对现有技术中未合理、有效利用半导体进行制冷产生的热量的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供一种提高能源利用率的热量收集利用装置及半导体空调，以解决现有技术中半导体进行制冷产生的热量未得到合理、有效利用的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种热量收集利用装置，其中，该装置包括：

半导体制冷模块；

散热模块，与所述半导体制冷模块的热端接触，用于散发半导体制冷模块的热端产生的热量；

蓄热模块，通过换热管连接所述散热模块，用于吸收和储存散热模块散发的热量，所述蓄热模块上还设置有进口端和出口端，使导热介质通过进口端进入所述蓄热模块，与所述蓄热模块进行换热后通过出口端排出。

进一步地，所述换热管包括：所述换热管包括：换热进口管和换热出口管，通过换热进口管中流动的载冷剂将热量传递至所述蓄热模块，所述载冷剂通过换热出口管流回所述散热模块。

进一步地，所述换热进口管中设置有第一温度传感器，用于检测换热进口管的内部温度，所述换热出口管中设置有第二温度传感器，用于检测换热出口管的内部温度。

进一步地，所述蓄热模块内部包括蓄热介质，通过所述蓄热介质吸收和储存散热模块散发的热量。

进一步地，所述蓄热模块内部设置有第三温度传感器，用于检测蓄热模块内部的蓄热介质的温度。

进一步地，所述蓄热模块的进口端连接所述导热介质的进入管路，所述蓄热模块的出口端连接所述导热介质的排出管路，所述导热介质的进入管路上设置有阀门，用于通过导通和关闭控制所述导热介质是否进入所述蓄热模块。

进一步地，所述导热介质包括：液体导热介质和气体导热介质。

本实用新型还提供了一种半导体空调，包括上述热量收集利用装置。

应用本实用新型的技术方案，通过设置蓄热模块，吸收和储存半导体制冷时产生的热量，并且在蓄热模块上设置进口端和出口端，用于使导热介质进入所述蓄热模块，与所述蓄热模块进行换热后排出，通过导热介质将热量排出并用于加热其他物体，通过换热的方式，使半导体空调制冷时产生的热量得到合理有效地利用，提高能源利用率，同时能够使热量及时地排出，避免热量累积，保证半导体空调正常运行。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的热量收集利用装置的结构图；

图2为根据本实用新型实施例的热量收集利用装置的蓄热模块的结构图；

图3为根据本实用新型另一实施例的热量收集利用装置的结构图；

图4为根据本实用新型另一实施例的热量收集利用装置的蓄热模块的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本实用新型实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述预设差值，但这些预设差值不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同预设差值区分开。例如，在不脱离本实用新型实施例范围的情况下，第一预设差值也可以被称为第二预设差值，类似地，第二预设差值也可以被称为第一预设差值。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本实用新型的可选实施例。

实施例1

本实施例提供一种提高能源利用率的热量收集利用装置，图1为根据本实用新型实施例的热量收集利用装置的结构图，如图1所示，该装置包括：

半导体制冷模块1；散热模块2，与所述半导体制冷模块1的热端11接触，用于散发半导体制冷模块1的热端11产生的热量；蓄热模块3，通过换热管4连接所述散热模块2，用于吸收和储存散热模块2散发的热量，具体实施时，所述换热管中包括载冷剂，通过所述载冷剂的循环流动，将散热模块2散发的热量传递给蓄热模块3，所述蓄热模块3设置有进口端31和出口端32，使导热介质进入所述蓄热模块3，与所述蓄热模块3进行换热后排出，排出后的导热介质可以用于加热物体。

图2为根据本实用新型实施例的热量收集利用装置的蓄热模块的结构图，如图2所示，所述蓄热模块3包括导热介质的进口端31和出口端32，以及导热介质流动的管路33，还包括载冷剂进口34以及载冷剂出口35，以及载冷剂的流动管路36，热介质流动的管路33与载冷剂的流动管路36之间进行换热，载冷剂通过载冷剂进口34进入载冷剂的流动管路36，通过载冷剂出口35排出，导热介质通过进口端31进入导热介质流动的管路33，与载冷剂的流动管路36之间进行换热后，通过出口端32排出。

通过换热的方式，使半导体空调制冷时产生的热量得到合理有效地利用，同时能够使热量及时地排出，避免热量累积，保证半导体空调正常运行。

实施例2

本实施例提供另一种提高能源利用率的热量收集利用装置，图3为根据本实用新型实施例的热量收集利用装置的结构图，如图3所示，在半导体空调中，半导体制冷模块还包括：热电偶12、产生冷量的冷端13，所述半导体制模块利用半导体材料制成的P-N结，通过两端施加的直流电进行制冷，将电能直接转化为热能，一只P型半导体元件和一只N型半导体元件连接成热电偶12，接上直流电源后，在接头处就会产生温差和热量转移，当电流从N→P方向时，接头处就会吸热，形成冷端13；当电流P→N方向时，就会放热，形成热端11，将所述半导体模块应用于空调中时，如图3所示，该半导体空调的半导体制冷模块1的冷端13设置风机14，利用风机14转动，使半导体制冷模块1的冷端13与回风进行换热，吸收热量，制造冷空气并从出风口吹出；半导体制冷模块1的热端11通过与蓄热模块相连的换热管将热量传递到蓄热模块3中，通过蓄热介质将热量储存，等需要用到所储存的热量时，打开蓄热模块的导热介质的进入管路，让导热介质通过管路吸收蓄热模块所储存的热量。

为了使传递热量的载冷剂能够循环使用，在一些实施例中，基于上述热量收集利用装置的基础上，所述换热管还包括：换热进口管41和换热出口管42，所述换热进口管41与实施例1中的载冷剂进口34连通，所述换热出口管42与实施例1中的载冷剂出口35连通，通过换热进口管41中流动的载冷剂将热量传递至所述蓄热模块3，所述载冷剂通过换热出口管42流回所述散热模块2，通过换热进口管41，使半导体制冷模块1产生的热量能够及时排出，通过换热出口管42，使温度减低后的载冷剂流回所述散热模块2，继续吸收散热模块2的热量，进而将热量传递至所述蓄热模块3，实现循环利用。

为了获取换热进口管41和换热出口管42内部的温度，进而获得蓄热模块3内部的储热情况，在一些实施例中，基于上述热量收集利用装置的基础上，所述换热进口管41中还设置有第一温度传感器，用于检测换热进口管41的内部温度，所述换热出口管42中设置有第二温度传感器，用于检测换热出口管42的内部温度，设置第一温度传感器和第二温度传感器获取换热进口管41的和换热出口管42的内部温度，以便于根据换热进口管41的和换热出口管42的内部温度控制导热介质是否进入所述蓄热模块3，与所述蓄热模块3进行换热，具体地，当所述换热进口管41的内部温度与所述换热出口管42的内部温度的第一差值小于第一预设差值时，即换热进口管41的内部与换热出口管42的内部的温差已经减小到一定值以下，表明蓄热模块3储存的热能接近或者达到上限，已经不能在继续储存更多的热能，此时，控制导热介质进入所述蓄热模块3进入蓄热模块3，与所述蓄热模块3进行换热，实现了在蓄热模块3储存的热能接近或者达到上限时，控制导热介质及时地进入蓄热模块3，与蓄热模块3进行换热，及时带走蓄热模块3储存的热量，提高热量的利用效率，同时，能够使蓄热模块3储存的热量及时被消耗掉，以便于继续吸收散热模块2散发的热量，保证半导体空调正常运行。

图4为根据本实用新型另一实施例的热量收集利用装置的蓄热模块的结构图，为了获得更好的储热效果，保证热量蓄热模块3吸收的热量不释放到周围环境中，如图4所示，在一些实施例中，所述蓄热模块3内部包括蓄热介质37，所述蓄热介质37填充在实施例1中所述的热介质流动的管路33与载冷剂的流动管路36之间形成的空间内，在本方面的其他实施例中，蓄热介质37也可以采取其他设置方式，例如包覆在所述载冷剂的流动管路36之外，本实用新型不作具体限定，通过所述蓄热介质吸收和储存散热模块2散发出的热量，通过蓄热介质37，能够吸收散热模块2散发出的热量，并且将热量贮存，以此来保证热量集中储存在蓄热介质37中，不释放到周围环境中。

为了获取蓄热模块3内部的蓄热介质37的温度，进而获得蓄热模块3内部的储热情况，在一些实施例中，所述蓄热模块3内部设置有第三温度传感器，用于检测蓄热模块3内部的蓄热介质37的温度，通过设置第三温度传感器，能够实现根据蓄热介质37的温度，控制导热介质进入所述蓄热模块3是否进入蓄热模块3，与所述蓄热模块3进行换热，具体地，当所述换热进口管41的内部温度与所述蓄热介质37的温度的第二差值小于第二预设差值时，或者连续两次获取的蓄热介质37的温度之差第三差值与连续两次获取蓄热介质37的温度的时间间隔的比值大于预设阈值时，即换热进口管41的内部与蓄热介质37的温差减小到一定值以下或者蓄热介质37的升温速率降低到某一定值以下，表明蓄热模块3储存的热能接近或者达到上限，已经不能在继续储存更多的热能，此时，控制导热介质进入所述蓄热模块3进入蓄热模块3，与所述蓄热模块3进行换热，实现了在蓄热模块3储存的热能接近或者达到上限时，控制导热介质及时地进入蓄热模块3，与蓄热模块3进行换热，及时带走蓄热模块3储存的热量，提高热量的利用效率，同时，能够使蓄热模块3储存的热量及时被消耗掉，以便于继续吸收散热模块2散发的热量，保证半导体空调正常运行。

为了使外界的导热介质的进入管路并排出蓄热模块3，形成换热循环，并且控制导热介质进入的时机，保证半导体空调正常运行，在一些实施例中，所述蓄热模块3的进口端连接所述导热介质的进入管路，所述蓄热模块3的出口端连接所述导热介质的排出管路，所述导热介质的进入管路上还设置有阀门5，用于通过导通和关闭控制所述导热介质是否进入所述蓄热模块3，通过在导热介质的进入管路上设置阀门5，实现了导热介质是否进入蓄热模块3的可控性。

为了提高蓄热模块3储存的热量的利用效率，在一些实施例中，所述导热介质包括：液体导热介质和气体导热介质，例如，所述导热介质可以是水，外部温度较低的水进入蓄热模块3，与存储热量的蓄热介质37换热后，温度升高，温度升高后的水可以直接用作家庭生活热水，洗漱物品等，也可以接入另一循环管路中，与其他冷源进行换热，使其他冷源的温度升高，再例如，所述导热介质可以是空气，建立一个风场，利用风机带动空气流动，使蓄热模块3处于该风场中，流动的空气流入蓄热模块3后，将蓄热模块3的热量吸收，变成流动的热空气，可以将这部分流动的热空气用于家居生活，例如烘干衣物，或将该流动的热空气导入房间制暖等。

实施例3

本实施例提供一种半导体空调，包括上述提高能源利用率的热量收集利用装置，用于提升导体空调的能源利用效率，和保证半导体空调正常运行。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种热量收集利用装置，其特征在于，所述装置包括：

半导体制冷模块；

散热模块，与所述半导体制冷模块的热端接触，用于散发半导体制冷模块的热端产生的热量；

蓄热模块，通过换热管连接所述散热模块，用于吸收和储存散热模块散发的热量，所述蓄热模块上还设置有进口端和出口端，使导热介质通过进口端进入所述蓄热模块，与所述蓄热模块进行换热后通过出口端排出。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述换热管包括：换热进口管和换热出口管，通过换热进口管中流动的载冷剂将热量传递至所述蓄热模块，所述载冷剂通过换热出口管流回所述散热模块。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述换热进口管中设置有第一温度传感器，用于检测换热进口管的内部温度，所述换热出口管中设置有第二温度传感器，用于检测换热出口管的内部温度。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蓄热模块内部包括蓄热介质，通过所述蓄热介质吸收和储存散热模块散发的热量。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述蓄热模块内部设置有第三温度传感器，用于检测蓄热模块内部的蓄热介质的温度。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蓄热模块的进口端连接所述导热介质的进入管路，所述蓄热模块的出口端连接所述导热介质的排出管路，所述导热介质的进入管路上设置有阀门，用于通过导通和关闭控制所述导热介质是否进入所述蓄热模块。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导热介质包括：液体导热介质或气体导热介质。

8.一种半导体空调，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的热量收集利用装置。

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