CN219059511U - 一种半导体热泵冷暖模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种半导体热泵冷暖模块，包括半导体热泵制冷片、凝水换热器和加热换热器；所述凝水换热器的正立投影与所述加热换热器的正立投影不重叠；其中，半导体热泵制冷片包括冷端和热端，冷端与凝水换热器连接，热端与加热换热器连接，当启动内部或外部风机时，气流流经凝水换热器和加热换热器。由于冷端的冷量、热端的热量以及换热器均能得到有效利用，大大提高了换热效率，并且该冷暖模块可运用在烘干设备上，如衣物护理机或晾衣机上，可缩短衣物烘干的时间，避免了资源的浪费。

Description

一种半导体热泵冷暖模块

技术领域

本实用新型涉及热泵冷暖领域，具体而言，本实用新型涉及一种半导体热泵冷暖模块。

背景技术

随着人们生活品质的提高以及生活节奏的加快，越来越多的用户在衣物潮湿的情况下会直接选择相应的烘干设备，如衣物护理机或晾衣机，就目前的电动晾衣机而言，晾衣机的主机中通常设置有烘干模块，烘干模块为风机配合PTC加热模块模式，气流由风机输送并由烘干模块加热，使得最终从烘干装置吹出的气流为加速的热气流，热气流对晾衣杆上的衣物进行烘干。

然而，该方式所作的功余热并没有得到充分利用，因而能量利用效率低，致热系数低，还有利用热泵来烘干，但用于热泵体积大，重量重，难以使用在晾衣机上。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种半导体热泵冷暖模块。解决现有冷却烘干设备，特别是衣物护理机或晾衣机上能量利用效率低、致热系数低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

本实用新型的目的是提供一种半导体热泵冷暖模块，包括半导体热泵制冷片、凝水换热器和加热换热器；所述凝水换热器的正立投影与所述加热换热器的正立投影不重叠；其中，所述半导体热泵制冷片包括冷端和热端，所述冷端与所述凝水换热器连接，所述热端与所述加热换热器连接，当启动内部或外部风机时，气流流经所述凝水换热器和所述加热换热器。

优选的，所述凝水换热器与所述加热换热器并排设置。

优选的，所述凝水换热器和加热换热器为热管换热器；所述凝水换热器包括第一管路，所述加热换热器包括第二管路；所述冷端产生的冷量输送至所述凝水换热器的第一管路，所述热端产生的热量输送至所述加热换热器的第二管路。

优选的，所述凝水换热器和加热换热器的部分管路上套设有翅片。

优选的，所述风机设置成双风机，所述双风机分别为第一风机和第二风机。

优选的，所述半导体热泵制冷片设置在所述第一风机和第二风机之间。

优选的，所述凝水换热器与所述第一风机通过第一端板相互固定；所述加热换热器与所述第二风机通过第二端板相互固定。

优选的，所述第一风机与第二风机的出风口分别朝向不同的方向。

优选的，所述凝水换热器下端设置有接水盘。

优选的，所述凝水换热器和加热换热器上分别设有温度传感器，所述温度传感器通过接触式连接方式与所述凝水换热器、所述加热换热器进行连接。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型提供的半导体热泵冷暖模块，与现有技术相比，热泵冷暖模块具有如下有益效果：半导体热泵制冷片的冷端和热端分别将冷量和热量能分别均匀输送至凝水换热器和加热换热器，且凝水换热器和加热换热器的部分管路上套设有翅片，该模块充分利用了半导体热泵制冷片的冷端和热端、凝水换热器表面冷凝水的冷量以及翅片的换热面积，提高换热效率；当该热泵冷暖模块应用于烘干设备，特别是衣物护理机或晾衣机上时，提高了烘干效率，缩短了烘干衣物的时间，避免资源浪费，冷风端风速高，湿度低，亦可用于衣物风干；还设有温度传感器能对冷暖模块进行防护，进而延长使用寿命。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例中半导体热泵冷暖模块示意图；

图2为本实用新型实施例中半导体热泵制冷片工作原理示意图。

图中标号说明：1-半导体热泵制冷片；2-凝水换热器；3-加热换热器；4-第一风机；5-第二风机；6-冷端；7-热端；8-固定扣；9-第一管路；10-第二管路；11-第一端板；12-第二端板；13-接水盘。

具体实施方式

下面结合本实用新型中的附图描述本实用新型的实施例。应理解，下面结合附图所阐述的实施方式，是用于解释本实用新型实施例的技术方案的示例性描述，对本实用新型实施例的技术方案不构成限制。

如图1所示，本实施例选用双风机的半导体热泵冷暖模块为例，本实施例中提供一种半导体热泵冷暖模块，包括半导体热泵制冷片1、凝水换热器2和加热换热器3；凝水换热器2的正立投影与加热换热器3的正立投影不重叠；其中，半导体热泵制冷片1包括冷端6和热端7，冷端6与凝水换热器2连接，热端7与加热换热器3连接；当启动内部或外部风机时，气流流经凝水换热器2和加热换热器3。

如图2半导体热泵制冷片工作原理图所示，半导体热泵制冷片1，亦称热电制冷片，利用的是半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。

一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递相互抵消，一般而言，半导体制冷片冷热端的温差可以达到40～65度之间，因而，当凝水换热器2上有水蒸气凝水后释放热量，该热量会被转移至半导体热泵制冷片1的热端7，使得加热效率更高。

凝水换热器2与加热换热器3并排设置，且凝水换热器2和加热换热器3都是热管换热器；冷端6产生的冷量输送至凝水换热器2的第一管路9，热端7产生的热量输送至加热换热器3的第二管路10。热管是一种具有高导热性能的传热组件，通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点，作为换热器应用在晾衣机上，具有传热效率高、良好等温性和结构紧凑等优点。

这也使得冷端6能够将冷量均匀地输送至凝水换热器2；热端7能够将热量均匀地输送至加热换热器3。这使得凝水、加热的面积更为广阔和均匀，避免了凝水、加热效果不佳等现象。

进一步地，凝水换热器2和加热换热器3的部分管路上套设有翅片，加大凝水、加热面积，且该翅片形状可以设置成沿气流方向延展，使其换热效率更高。

此外，第一风机4和第二风机5可采用贯流式风机，贯流式风机的气流是直接径向进入风机，其具有体积小、重量轻、噪声低、耗电量少和安装简便等优点。第一风机4和第二风机5为气流提供动力，驱使空气流向凝水换热器2、加热换热器3，使气流进行凝水，进行加热。其中，凝水换热器2与第一风机4通过第一端板11相互固定，加热换热器3与第二风机5通过第二端板12相互固定。

在该冷暖模块中，风机设置成双风机，分别为第一风机4和第二风机5。第一风机4与凝水换热器2对应，第二风机5与加热换热器3对应，使得第一风机4出冷风，第二风机5出热风，可用热风加快衣物烘干。冷风端风速高，湿度低，亦可用于衣物风干，也可直接排放至其他位置，用于其他物件的冷却降温，但需设定双风机同时启动，同时关闭，但双风机的转速可以根据用户的实际需求调节，如用户需要热风，可加大第二风机2的风速；反之，亦然。

第一风机4与第二风机5的出风口分别朝向不同的方向，使得冷风和热风互不干扰，能够满足用户双重的需求。

凝水换热器2下端设置有接水盘13，该接水盘13用于承接气流经过凝水换热器2时，在凝水换热器2的管路及翅片上进行凝水，形成水滴，受重力作用往下坠落，避免造成其他器件受水滴污染或受潮。此外，可在接水盘13上设有一定的排水口或排水管，有利于水滴的集中排出。

此外，在凝水换热器2、加热换热器3上均可以设有温度传感器，温度传感器通过接触式连接方式分别与凝水换热器2、加热换热器3进行连接。该温度传感器可以选用片状，贴在凝水加热器2、加热换热器3的管路或翅片上，使其安装简便，更换或拆卸亦简单；该温度传感器可监测凝水换热器2的温度，也能更好控制吹出的冷风温度；该温度传感器可监测加热换热器3的温度，也有利于更好控制加热换热器3的所出气流的温度，即烘干温度，还能对凝水换热器2、加热换热器3和半导体热泵制冷片1进行保护；亦可增加辅助加热装置，如加热丝，加热丝可以设置在加热换热器3的一侧，增大加热丝与气流的接触面积，便于快速加热，且加热丝成本低，更换装卸也方便，还可以是红外加热器或电磁加热器，提升烘干效率。

在具体实施例方式中，贯流风机为空气提供动力，使其形成气流，使气流经过凝水换热器2，且在风机的一侧还设有半导体热泵制冷片1，半导体热泵制冷片1的冷端6与凝水换热器2连接，使半导体热泵制冷片1冷端6的冷量能均匀传送至凝水换热器2的第一管路9，当冷量输送至凝水换热器2风道偏上时，能够对气体进行预冷；当冷量输送至凝水换热器2风道偏下时，能够对经凝水换热器2处理后的气体进行进一步冷却；实施例中采用任一处理方式，在风机的风量一定时，增加半导体热泵制冷片1的冷端6与凝水换热器2，可以降低经过凝水换热器2的气流温度，加快衣物风干效果，或者用于其他物件的冷却降温。气流经过加热换热器3，同理可知，半导体热泵制冷片1的热端7与凝水换热器3连接，将热量输送至加热换热器3的第二管路10。当热量输送至加热换热器3风道偏上时，能够对进入气体进行预热；当热量输送至加热换热器3风道偏下时，能够对由加热换热器3处理后的气体进行进一步升温；在加热换热器3的升温幅度一定的情况下，实施例中采用任一处理方式均可以提升最终流出的气流的温度，缩短烘干衣物时间。

冷端6能将冷量均匀地输送至凝水换热器2，具体实施例中可由凝水换热器2横向、竖向甚至对角方向的一端延伸至另一端，以便将冷量更加均匀地传递至整个凝水换热器2。同理可知，热端7可以将热量均匀地输送至加热换热器3，具体可以由加热换热器3横向、竖向甚至对角方向的一端延伸至另一端，从而将热量更加均匀地传递至整个加热换热器3。总而言之，为了实现将冷量、热量能均匀得分布，可以对第一管路9、第二管路10的延伸方向进行设置。

此外，还可以在凝水换热器2和加热换热器3的部分管路上套设翅片，翅片可间隔设置，根据热传导的规律设置翅片的间距以及排布规律，延展方向沿着气流的流向，翅片的设置可以增大换热面积，提高换热效率。

可使用固定扣8固定半导体热泵制冷片1，固定扣8可优先选择导热材料制成，半导体热泵制冷片1设置在第一风机4和第二风机5之间，通过固定扣8将半导体热泵制冷片1固定。

该热泵冷暖模块还可以包括不止一个半导体热泵制冷片1，本申请可以由多个半导体热泵制冷片1组成一个大的半导体热泵冷片组件，比如可以利用板材设置凹槽，使多个半导体热泵制冷片1镶嵌凹槽，该板材最好具有良好的导热性。

半导体热泵制冷片1的冷端6和热端7分别与凝水换热器2、加热换热器3连接，使得冷量和热量能分别均匀输送至凝水换热器2和加热换热器3，且凝水换热器2和加热换热器3的部分管路上套设有翅片，该模块充分利用了半导体热泵制冷片1的冷端6和热端7、凝水换热器2表面冷凝水的冷量以及设有翅片，均可提高换热效率；当该热泵冷暖模块应用于烘干设备，特别是衣物护理机或晾衣机上时，提高了烘干效率，缩短了烘干衣物的时间，避免资源浪费，冷风端风速高，湿度低，亦可用于衣物风干；还设有温度传感器能对冷暖模块进行防护，进而延长使用寿命。

综上所述，并非本实用新型的全部内涵：此后，凡有在被实用新型主体精神之内所作的任何修改、替换直至完善升级等项目，均包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体热泵冷暖模块，其特征在于，包括半导体热泵制冷片、凝水换热器和加热换热器；

所述凝水换热器的正立投影与所述加热换热器的正立投影不重叠；

其中，所述半导体热泵制冷片包括冷端和热端，所述冷端与所述凝水换热器连接，所述热端与所述加热换热器连接；

当启动内部或外部风机时，气流流经所述凝水换热器和所述加热换热器。

2.根据权利要求1所述的半导体热泵冷暖模块，其特征在于，所述凝水换热器与所述加热换热器并排设置。

3.根据权利要求1所述的半导体热泵冷暖模块，其特征在于，其中，所述凝水换热器和加热换热器为热管换热器；

所述凝水换热器包括第一管路，所述加热换热器包括第二管路；

所述冷端产生的冷量输送至所述凝水换热器的第一管路，所述热端产生的热量输送至所述加热换热器的第二管路。

4.根据权利要求3所述的半导体热泵冷暖模块，其特征在于，所述凝水换热器和加热换热器的部分管路上套设有翅片。

5.根据权利要求1所述的半导体热泵冷暖模块，其特征在于，所述风机设置成双风机，所述双风机分别为第一风机和第二风机。

6.根据权利要求5所述的半导体热泵冷暖模块，其特征在于，所述半导体热泵制冷片设置在所述第一风机和第二风机之间。

7.根据权利要求5所述的半导体热泵冷暖模块，其特征在于，所述凝水换热器与所述第一风机通过第一端板相互固定；

所述加热换热器与所述第二风机通过第二端板相互固定。

8.根据权利要求7所述的半导体热泵冷暖模块，其特征在于，所述第一风机与第二风机的出风口分别朝向不同的方向。

9.根据权利要求1所述的半导体热泵冷暖模块，其特征在于，所述凝水换热器下端设置有接水盘。

10.根据权利要求1所述的半导体热泵冷暖模块，其特征在于，所述凝水换热器和加热换热器上分别设有温度传感器，所述温度传感器通过接触式连接方式与所述凝水换热器、所述加热换热器进行连接。

Images