CN2362075Y - 半导体调温液冷自由移动式空调器 - Google Patents

半导体调温液冷自由移动式空调器 Download PDF

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本实用新型公开了一种半导体调温液冷自由移动式空调器。它主要由低压供电、无震、无噪、节能、体积小的长寿命半导体温差电致冷组件及电源组成的制冷装置与特殊的液冷循环冷却装置及室温调节装置等组成。只有一条电源线,无其它管道、无窗外机组、不必安装于窗墙之上。具有可自由移动、操作简便、安全可靠、制冷效果好、安装维修方便、对左邻右舍没有噪音、“降雨”及热气的干扰、无高楼“坠物”的隐患等特点。

Description

半导体调温液冷自由移动式空调器
本实用新型涉及一种家用空调器类,尤其是涉及一种半导体调温液冷自由移动式空调器。
目前市场上出现的各种家用空调器,不论是窗式还是分体式或自由移动式大同小异具有“趋同”与“均质性”的特点,尤其是对冷凝器放出的热量大都采用强迫风冷的方式排出室外。
虽然目前国内外由新型半导体温差电致冷组件构成的空调器已出现,但仍存在下导热板(简称热面)排放的热量必须与室外大气相通的缺点,难以实现在室、厅内自由移动。
本实用新型的目的是设计出一种只有一条电源线及一套半导体温差电致冷组件装置及电源而不拖带其他任何管道的制冷效果好、低噪、节能、无震动、体积小、长寿命、运转时间长、无室外机组、无高楼“坠物”隐患、无冷凝水外排“降雨”、无热气和噪音干扰左邻右舍,不必与电冰箱制冷配合使用,制冷降温兼加湿加香、清新、消毒、过滤室内空气等功能,能真正实现在室、厅内可自由移动、轻便灵活、操作简便的自由移动式空调器。
本实用新型的实施设计方案以现有技术的半导体温差电致冷组件装置为基础对其结构进行改造面成,其主要技术措施如下:(一)制冷装置由“帕尔帖效应”可知,在两种不同半导体如高纯度的铋碲取向多晶锭为材料组成的回路中通过电流时,一个接头会吸热具有致冷效果,另一接头会放热,具有致热效果,接头的吸热与放热及量值的大小取决于电流的方向和强度。半导体温差电致冷组件就是利用此效应进行致冷(或制热)的一项新技术。由于该半导体组件是整体,机械强度好,热传导性能好,电绝缘强度高的模块化结构,使之安装简单,用之便利。与传统的压缩机式制冷不同,它是一种固体冷源,接入低电压电源即可工作。因此,制冷时具有无须设转动件和制冷剂,且体积小,重量轻,工作时无噪音、无震动、无污染、可靠性高、使用安全、不需维修、控温精确、制冷速度快、致冷温度低等特点。随半导体材料及技术工艺的不断改进提高,将成为制冷技术领域的更新换代品,具有广阔的应用前景。所以,本实用新型的制冷装置选用现有技术半导体温差电致冷组件与相匹配的电源(如开关电源)组成。
二、冷却装置不论制冷装置为压缩机制冷,还是半导体温差电致冷组件致冷装置,对致冷系统装置中的排热处理问题,是共同存在的。不论是强迫风冷还是强迫液冷,对其热量向室外大气排放还是在室内被某种方式吸收,由此可产生各种不同技术方案,按常规强迫风冷致热面或冷凝器,就必须安装在与室外大气相通的窗墙之上或设室外机组。由于本实用新型的设计宗旨是以在室内自由移动为目的。所以,对半导体温差电致冷组件中的热面放出的热量就不能采用常规的方式,而采用特殊的加压液冷技术方法,基本原理主要是利用液态变化的吸热量不同的特点,如水在一个大气压下由液态99℃升高1℃,成为100℃的水时,所吸收的热量是1千卡,而从100℃的水蒸发汽化为100℃的蒸气时,却要吸收约540千卡的热,由于液态变化,吸热量提高约540倍。所以,对半导体组件的热面工作时的冷却降温可利用这一特点,即当热面温度达≥100℃时,热面上喷适量的水,使水蒸发为蒸气可大量吸收热面上的热量使热面迅速降温(同时冷面制冷),而100℃的蒸气在封闭绝热的较大腔体空间内,再遇到低温水时会放出同样的热量冷凝为100℃的水流回贮液箱内,使贮液箱内载冷液升温。对具有较大容量的常温载冷液要由常温态升到100℃时要吸收大量的热,这一热面蒸发降温及载冷液持续升温的过程为冷面制冷及调节室温提供了有利的条件。当贮液箱内的载冷液吸收大量的热后,液温上升达到100℃沸腾时,室温已下降(其对室温调节可由温控器来调节半导体组件电源的工作电流大小)。这时,贮液箱内的温控器启动使半导体制冷组件电源停机并报警。此时,可从贮液箱下部安装的排液开关放出适量(愈多愈好)的热水(此热水可综合利用)并补进等量的常温水,由液位指示探测调控器来指示和控制,贮液箱内液温下降后,半导体制冷装置又可恢复致冷工作状态。排、添液不设固定管道,不影响整机的自由移动。本技术方案就是利用半导体致冷装置把室内空气的热量转变为对较大容量的贮液箱体内的载冷液升温的热量,定时换载冷液以达致冷系统持续运转的热平衡状态。
本技术方案的载冷剂可选含防腐剂的水。本方案中的贮液箱(1)由绝热耐高温材料制成的密封式腔体。其加压泵(2)为新式低噪、高扬程、大流量的交流220V微型泵。对贮液箱(1)内液面(31)上部的蒸汽压力大小用蒸汽压力探测指示传感保护监控器(32)进行监控,超压时可自动保护切断半导体电源(13)供电,使热面停止放热。为了继续对高温蒸气喷水降温,可人工打开热面(11)上的温控器(12)开关,使受(12)控制的水泵(2),电控排液开关(4),喷水管(7)、(8)可再继续喷水冷却,使蒸汽冷凝区的蒸汽减少,压力恢复正常。此时再用人工关断温控器(12),使它恢复原自动调控工作状态。对压力监控器(32)可设报警显示器,向用户提供一个信号表示停机原因,以便及时处理。
(三)流量压力调控器及液位、液温探测指示调控装置:流量压力调控器(3)为现有技术,在常的用激光医疗机如Ho:YAG等激光器的强迫冷却循液回路装置上已使用。当流量压力降低时可关断供电,流量压力正常后又自动恢复运转。
液位高度指示调控器(24)为现有技术,常用的CO2激光医疗机等的自封式循环冷却液贮液箱等设备上已广泛采用。当液位降低时,可关断供电,液位升到予设值可自动供电。
液温指示调控器(25),也属现有技术。在CO2及Nd:YAG激光治疗机等自封式循环冷却液的贮液箱内设有此类装置,当载冷剂液温升到某一可调预设值时,温度探测传感器使其控制电路的继电器触点开关动作并报警,切断工作回路的电源,当高温冷却液温度降低到预设值以下时,该机又自动恢复工作状态报警取消。本实用新型在贮液箱内可设置类似的液温探测指示传感调控报警器(25)。
(四)电控排液开关装置:该装置为现有技术,在常用的全自动洗衣机等工作程序中,当需要加水漂洗衣物时,电控排水开关通电后自动打开,自来水立即可向洗衣桶自动排入自来水,加到一定水位时自动关闭,停止加水。同理甩干时另一电控放水开关打开向地漏内放水,放完时自动关闭,本实用新型中设置了电控排液开关(4),当热面(11)上温度为≥100℃时,热面(11)上安装的温度探测指示调控器(12)动作,加压水泵(2)同时启动,且电控排液开关(4)开通排水。此时由喷水管(7)向热面(11)喷水,使水蒸发,同时喷水管(8)向蒸气周围喷水吸热,使蒸气冷凝变为高温水流回贮液箱(1)内。当热面(11)降温后,温控器(12)动作使加压泵(2)及电控排液开关(4)自动关断,停止供水,喷水管(7)、(8)停止喷水。当热面(11)温度又上升达≥100℃时又重新恢复喷水工作状态。
(五)室温调节装置:箱体(16)内:下部装有半导体温差电致冷组件的上导热板即冷面(10),后面装有强迫风冷电风扇(17),前部装有带空气过滤装置的送风窗(19),下部或侧部装有进风窗(18),上部装有可打开的加香、清新、消毒剂盒(21),并装有加湿喷雾管(23)及加湿剂装入开关(22)。电风扇(17)可将进风窗(18)吸入的室内热气经冷面(10)冷却后,经送风窗(19)排入室内。箱体上部安装的室温预设指示调节器(20)与半导体制冷装置电源(13)联连,可调节工作电流电位器(15)来调节制冷量大小。
本实用新型是这样来实现的:当空调器总电流供电开关打开后,半导体电源供电,半导体温差电致冷组件开始工作,冷面制冷、热面制热。冷面的低温由电风扇将室内高温吹过冷面周围,降温后,送入室内调温。热面的高温当升到≥100℃时,在热面温控器控制下,加压泵及电控排液开关动作呈通路状态,将贮液箱(1)内的载冷液送到喷水管(7)向≥100℃的热面(11)喷水,使水蒸发大量吸热使热面(11)温度迅速下降,高温水蒸气在遇到另一喷水管(8)喷来的低温水时放热冷凝为高温水流回贮液箱(1)内,降温后的热面(11)又重新制热,向贮液箱(1)不断排热水使液温不断升高,当达100℃时,贮液箱(1)内温控器(25)使半导体制冷装置电源(13)关断停机并报警显示另一个信号,提示贮液箱(1)内液温过高,应排、添载冷水。这时室温已降低,可排出部分高温水并补进等量低温水,又可使整机恢复制冷状态。
本实用新型优点:由于不采用传统的压缩机制冷机组而选用了新型半导体温差电致冷组件装置及特殊的冷却装置使该空调器,具有低噪音、无震动、无污染、可靠性高、使用安全、寿命长(>30万小时),不必安装于窗墙之上,无室外机组、无漏雨、热气及噪音干扰左邻右舍,无高楼“坠物”的隐患,只有一条电源线可实现在室厅内自由移动。
附图1(兼作摘要附图)  是本实用新型一种实施方案示意图以下通过说明附图1对该实用新型作进一步的具体说明:
说明书附图图面标称说明如下:1、贮液箱                       2、加压液泵3、流量压力调控器               4、电控排液开关5、输液管                       6、三通管7、喷液管                       8、喷液管9、半导体温差电致冷组件         10、上导热板(冷面)11、下导热板(热面)              12、热面温度探测指示传感调控器13、半导体温差电致冷组件电源    14、供电传输线15、工作电流调节电位器          16、箱体17、电风扇                      18、进风窗19、送风窗(带有空气过滤装置)    20、室温探测指示调控器21、加香、清新、消毒剂盒        22、加湿剂送入开关23、加湿喷雾管                  24、液位探测指示传感调控器25、液温探测指示传感调控报警器  26、加液开关27、排液开关                    28、机座29、扶手                        30、带自锁移动轮31、贮液箱液面                  32、蒸气压力探测指示传感保护调控器参照附图1:当空调器供电后,半导体温差电致冷组件的电源(13)供电,其热面(11)开始升温,而冷面(10)开始降温。电风扇(17)启动,这时可调节半导体致冷组件电源(13)工作电流的电位器(15),以增大工作电流,使热面(11)较快升温,同时冷面(10)相应地尽快降温,当热面(11)温度升高≥100℃时,温控开关(12)动作,使加压泵(2)启动,电控排液开关(4)变为通导状态,贮流箱(1)内的载冷液被泵(2)抽出后,经流量压力调控器(3)及连接的输液管(5)送入三通管(6),再分别送入喷水管(7)、(8)之内。喷水管(7)向热面(11)喷水后,吸收热面(11)上大量的热后蒸发变为100℃蒸气,而热面(11)迅速降温。此时喷水管(8)向100℃的蒸气喷水,使其放热冷凝为100℃的水流回贮液箱(1),使箱(1)内水温不断升高,与此同时冷面(10)一直不断在制冷,室内热空气由进风窗(18)经冷面(10)冷却后,由电风扇(17)经送风扇(19)送到室内。当热面(11)温度下降后,温控器(12)使加压泵(2)及电控排液开关(4)断电关闭。喷液(7)、(8)停止喷液。热面(11)又重新升温,这样交替工作状态使冷面(10)一直降温,而热面(11)一直升温,贮液箱(1)内载冷液也一直升温,当达≥100℃时贮液箱(1)内温控器(25)动作,并报警切断半导体制冷装置的电源(13)供电回路并显示出置换高温载冷液的信号。此时,可由贮液箱(1)的排水开关(27)放出热水,再由进水开关(26)补进等量的冷水(换水量愈大愈好)保持原液面(31),此时温控器(25)动作恢复原工作状态报警解除,又可使半导体电源(13)重新供电。水泵(2)及电控排液开关(4)及喷水管(7、)(8)的工作状态,均受温控器(12)控制。
操作简述:打开空调器总电源开关,半导体制冷装置开始工作,载冷液冷却系统按程序运转,当出现报警声及换水显示信号时可由机箱(28)底部的排液开关(27)放出部分高温水,再由机箱(28)上部进水开关(26)补进等量凉水,报警声及换水显示信号消失,空调器又重新工作。

Claims (3)

1.一种半导体调温液冷自由移动式空调器,它主要有一套制冷装置、载冷液循环冷却装置及室温调节装置,其制冷装置主要包括半导体温差电致冷组件及电源;其载冷液循环装置包括贮液箱、加压液泵、电控排液管;其室温调节装置主要包括半导体温差电致冷组件的冷面和电风扇,其特征在于:所述的制冷装置包括设置于贮液箱(1)上部一侧的半导体温差电致制冷组件电源(13),在(13)侧面装有工作电流调节电位器(15),电源(13)上部装有供电传输线(14)分别与半导体温差电致冷组件(9)内部的正负极相连(组件(9)可以是由几组致冷组件串并联构成),其(9)的冷面置于箱体(16)的底部,其(9)的热面(11)置于贮液箱(1)的顶部,并在热面(11)上固定装有温度探测指示调控器(12);所述的载冷液循环冷却装置为在贮液箱(1)上部一侧装有加压泵(2),其(2)后装有载冷液流量压力调控器(3),其(3)后装有电控排液开关(4),其(4)后连输液管(5),其(5)后装有三通管(6),(6)后分二路,分别与贮液箱(1)内上部空间安装的的喷液管(7)和(8)相连:所述的室温调节装置为在箱体(16)内底部装有冷面(10),箱体(16)的后方装有电风扇(17),其(16)的前方装有带空气过滤装置的送风窗(19),其(16)的上部一侧装有室温探测指示调控器(20),其(16)的上部另一侧还装有空气加香、清新、消毒剂盒(21),其盒(21)后接有加湿喷雾管(23),其盒(21)一端装有加湿剂送入开关(22)。
2.根据权利要求1所述的半导体调温液冷自由移动式空调器,其特征在于所述的载冷液循环冷却装置的贮液箱(1)内,其侧面装有液位探测指示传感调控器(24)、液温探测指示传感调控报警器(25)、带自锁移动轮(30)、扶手(29)、载冷液加液开关(26)及排液开关(27)。
3.根据要利要求1或2所述半导体调温液冷自由移劝式空调器,其特征在于所述的载冷液循环冷却装置的贮液箱(1)的液面(31)之上的侧面装有蒸气压力探测指示传感保护监控器(32)。
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