CN218722387U - 一种基于半导体制冷片的小型控温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于半导体制冷片的小型控温装置，应用于温度控制技术领域，包括制冷机构、第一热交换器和第二热交换器，制冷机构包括热交换组件、第一基板、第二基板和电源，热交换组件包括至少一个热电偶对，第一基板的一端与热交换组件接触，另一端与第一热交换器接触；第二基板的一端与热交换组件接触，另一端与第二热交换器接触；电源与热交换组件电性连接；第一热交换器、第二热交换器的内部分别设置有第一引流管和第二引流管，第二引流管的一端与补液箱连通，另一端流经被控温机构的内部后与补液箱连通，第二热交换器与被控温机构之间的第二引流管上连接有温度传感器。该控温装置，体积较小，静音效果好，使用灵活性高。

Description

一种基于半导体制冷片的小型控温装置

技术领域

本实用新型属于温度控制技术领域，具体涉及一种基于半导体制冷片的小型控温装置。

背景技术

温度控制是以温度作为被控变量的开环或闭环控制系统。其控制方法诸如温度闭环控制，具有流量前馈的温度闭环控制，温度为主参数、流量为副参数的串级控制等。

现有的温度控制装置大多包括加热丝和压缩机，因此体积较大，不适用于空间受限的场景，且压缩机的噪音较大，存在噪音污染。

因此，需要设计一种适用于空间受限场景的体积较小且能够避免噪音污染的温度控制装置。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于半导体制冷片的小型控温装置，通过改变电流方向改变制冷机构冷端和热端，从而实现对被控温机构的升温或降温功能，提高了使用灵活性；同时，改善了现有包括压缩机的控温装置体积较大，不便于适用于空间受限场景的弊端，降低了控温装置的噪音。

一种基于半导体制冷片的小型控温装置，包括制冷机构、第一热交换器和第二热交换器，所述制冷机构包括：

热交换组件，所述热交换组件包括至少一个热电偶对，所述热电偶对依次串联，所述热电偶对包括N型半导体和P型半导体；

第一基板，所述第一基板的一端与热交换组件接触，另一端与第一热交换器接触；

第二基板，所述第二基板的一端与热交换组件接触，另一端与第二热交换器接触；

可切换电流方向的电源，所述电源与热交换组件电性连接；

所述第一热交换器、第二热交换器的内部分别设置有第一引流管和第二引流管，所述第二引流管的一端与补液箱连通，另一端流经被控温机构的内部后与补液箱连通，所述第二热交换器与被控温机构之间的第二引流管上连接有温度传感器。

为了实现相邻两个热电偶对的串联，所述N型半导体的一端通过第一导流板与P型半导体的一端电性连接，所述N型半导体、P型半导体的另一端分别电性连接有第二导流板，相邻两个热电偶对通过第二导流板串联。

为了构建热交换组件，所述第一导流板位于第二基板与热电偶对之间；第二导流板位于第一基板与热电偶对之间。

为了实现制冷机构的热交换功能，所述第一基板和第二基板均用于冷热交换。

为了便于冷却液循环，所述第二热交换器与被控温机构之间的第二引流管上还连接有循环泵。

本实用新型的有益效果是：该基于半导体制冷片的小型控温装置，可以在没有加热丝和压缩机的情况下实现加热和制冷功能；相较于压缩机制冷设备，该控温装置的体积较小，适用于空间受限的场景，可以满足热源就近安装的需求，节省循环液管道的铺设长度；同时，由于机械部件较少，相较于包括压缩机的制冷设备，故障率较低，静音效果好。

另一方面，相较于传统制冷设备单一的降温功能，该控温装置可以通过改变电源的电流方向使制冷机构的第一基板、第二基板实现冷热端互换，从而实现对循环液的升温和降温操作，使用灵活性更强。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的制冷机构的原理图。

图3是本实用新型的电源的原理图。

图中标记为：1、制冷机构；101、第一基板；102、第二基板；103、第一导流板；104、N型半导体；105、P型半导体；106、第二导流板；107、电源；2、第一热交换器；3、第二热交换器；4、补液箱；5、循环泵；6、温度传感器；7、被控温机构。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，一种基于半导体制冷片的小型控温装置，包括制冷机构1、第一热交换器2和第二热交换器3，所述制冷机构1包括热交换组件、第一基板101、第二基板102和可切换电流方向的电源107。

如图2所示，热交换组件包括至少一个热电偶对，相邻两个热电偶对通过第二导流板106串联，热电偶对包括N型半导体104和P型半导体105，N型半导体104的一端通过第一导流板103与P型半导体105的一端电性连接，N型半导体104、P型半导体105的另一端分别电性连接有第二导流板106；第一导流板103位于第二基板102与热电偶对之间；第二导流板106位于第一基板101与热电偶对之间，第一导流板103和第二导流板106均属于导电材料。

如图1、图2所示，第一基板101的一端与热交换组件接触，另一端与第一热交换器2接触；第二基板102的一端与热交换组件接触，另一端与第二热交换器3接触；第一基板101和第二基板102均用于冷热交换。

如图3所示，电源107与热交换组件电性连接；电源可采用两个单刀双掷开关实现转化电流方向的功能，通过切换电源107的电流方向而切换制冷机构1的冷端和热端，实现对被控温机构7的升温和降温操作。

具体的，当制冷机构1一端的N型半导体104被施加正电压，另一端的P型半导体105被施加负电压时，第一基板101为热端，第二基板102为冷端，此时，该控温装置对被控温机构7进行降温操作；反之，当制冷机构1一端的N型半导体104被施加负电压，另一端的P型半导体105被施加正电压时，第一基板101为冷端，第二基板102为热端，此时，该控温装置对被控温机构7进行升温操作。

第一热交换器2、第二热交换器3的内部分别设置有第一引流管和第二引流管，第一引流管用于传输厂务的循环水，第二引流管的一端与补液箱4连通，另一端流经被控温机构7的内部后与补液箱4连通，所述第二热交换器3与被控温机构7之间的第二引流管上连接有温度传感器6和循环泵5，温度传感器6用于检测第二引流管内部循环液的温度，从而实现对被控温机构7的温度控制，使被控温机构7的温度处于所需范围内。

工作原理：该基于半导体制冷片的小型控温装置，使用时，当被控温机构7需要降温时，则选择向制冷机构1一端的N型半导体104施加正电压，另一端的P型半导体105施加负电压，此时，第一基板101为热端，第二基板102为冷端，通过第一换热器2将制冷机构1热端的热量带走，通过制冷机构1冷端将第二换热器3内的循环液降温，从而使循环液将被控温机构7降温，并通过温度传感器6实时监测第二引流管内循环液的温度，根据温度值控制电流大小从而控制被控温机构7的温度处于所需范围内；反之，当被控温机构7需要升温时，切换电源107的电流方向即可。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于半导体制冷片的小型控温装置，包括制冷机构(1)、第一热交换器(2)和第二热交换器(3)，其特征在于，所述制冷机构(1)包括：

热交换组件，所述热交换组件包括至少一个热电偶对，所述热电偶对依次串联，所述热电偶对包括N型半导体(104)和P型半导体(105)；

第一基板(101)，所述第一基板(101)的一端与热交换组件接触，另一端与第一热交换器(2)接触；

第二基板(102)，所述第二基板(102)的一端与热交换组件接触，另一端与第二热交换器(3)接触；

可切换电流方向的电源(107)，所述电源(107)与热交换组件电性连接；

所述第一热交换器(2)、第二热交换器(3)的内部分别设置有第一引流管和第二引流管，所述第二引流管的一端与补液箱(4)连通，另一端流经被控温机构(7)的内部后与补液箱(4)连通，所述第二热交换器(3)与被控温机构(7)之间的第二引流管上连接有温度传感器(6)。

2.根据权利要求1所述的基于半导体制冷片的小型控温装置，其特征在于，所述N型半导体(104)的一端通过第一导流板(103)与P型半导体(105)的一端电性连接，所述N型半导体(104)、P型半导体(105)的另一端分别电性连接有第二导流板(106)，相邻两个热电偶对通过第二导流板(106)串联。

3.根据权利要求2所述的基于半导体制冷片的小型控温装置，其特征在于，所述第一导流板(103)位于第二基板(102)与热电偶对之间；第二导流板(106)位于第一基板(101)与热电偶对之间。

4.根据权利要求1所述的基于半导体制冷片的小型控温装置，其特征在于，所述第一基板(101)和第二基板(102)均用于冷热交换。

5.根据权利要求1所述的基于半导体制冷片的小型控温装置，其特征在于，所述第二热交换器(3)与被控温机构(7)之间的第二引流管上还连接有循环泵(5)。

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