TWI651463B - 一種以半導體為致冷核心之車用空調設備 - Google Patents

Abstract

一種以半導體為致冷核心之車用空調設備，主要由至少一熱電致冷晶片、一冷循環器、一散熱設備、及一電源供應兼溫控器所組成，其中該些熱電致冷晶片接電端電連接電源供應兼溫控器導入電力時，其一端形成冷產生面，同時冷產生面另端形成熱產生面，而冷產生面緊接冷循環器，熱產生面緊接散熱設備，且冷循環器由表面遍佈降溫傳導鰭片之繞管迴流箱、受溫水箱、受溫導板、風扇、及具有電動水泵加速水流之輔助傳溫設備所組成，使迴繞管接繞管迴流箱之受溫水箱疊接受溫導板緊貼熱電致冷晶片之冷產生面，風扇設於降溫傳導鰭片周圍，由風扇抽送至車廂空氣循環流經內置降溫傳導鰭片之繞管迴流箱，電動水泵設於繞管迴流箱循環泵流回受溫水箱適當管段位置，而散熱設備係為車輛引擎室之散熱風扇及散熱風扇前置濾氣網所構成，至於電源供應兼溫控器供電輸出端電接該些熱電致冷晶片，且其電力輸入端電接車上電源，主要為面板上設有電源開啟鍵、升降溫控制鍵及恆溫控制鍵之一主控介面器，由此設定所需的恆溫或升降溫度，就能調整出散熱設備與冷循環器對車廂內外預定冷熱空調溫度，改進本發明人先前此類發明能更適用於車用空調者。

Description

一種以半導體為致冷核心之車用空調設備

本發明係有關於一種以半導體為致冷核心之車用空調設備，尤指一種應用熱電致冷晶片導電發功產生一端發熱另端發冷性質，搭配冷循環器、散熱設備、及電源供應兼溫控器之更新穎適於車用可調溫之冷熱交換機結構，其冷循環器由表面遍佈傳熱鰭片之繞管迴流箱、風扇及具有電動水泵水流之輔助傳溫設備所組成，使其改進本發明人先前此類發明能更適用於車用空調者。

習知車用冷暖氣機，如第一圖之習見車用空調迴路圖所示結構，均使用冷媒與壓縮機為致冷循環主角，來達成冷氣空調功能，其冷氣空調管路上以冷媒液儲存桶1、膨脹閥2、蒸發器3、壓縮機4、以及冷凝器5環序迴串而成，使冷媒在管路中由高壓中溫液態經體膨脹變成高壓中溫液態氣態，再受蒸發成低壓低溫氣態流入壓縮機4，由壓縮機4壓縮出高壓高溫氣態送到冷凝器5凝結變回高壓中溫液態送回冷媒液儲存桶1，如此一再循環，於冷媒蒸發過程中，吸溫產生冷氣流泵入車廂降低車內溫，並於冷媒凝結過程中，往外散溫導出車內高溫，由於壓縮機4之體積龐大笨重，增加不少車載負載，且壓縮機4運轉會產生不小噪音，耗電量又高，連帶間接降低車輛行駛能源效率，如何再提高車用冷氣在冷熱交換效率充足下，藉由 冷氣結構更輕便得以使開車能更省能，就一直是本發明人致力追求的目標。

先前本發明人曾發明一件運用半導體冷暖電器，並於2007/08/07發證日取得美國專利號7,251,943，此發明已初具理想有效結構簡便，但冷熱交換循環效率仍有改進空間，接著本發明人於民國一○五年七月十九日向我國提出申請案號105122672號，發明名稱”以半導體為致冷核心之冷暖循環機”之發明案，對冷熱循環機制及熱交換效率更為精進，該案並承蒙鈞局核准專利，為便於審查於此再略說明前該發明案，如第二圖之流程圖及第三圖之立體實施例圖所示，其亦為一種以半導體為致冷核心之空調設備，主要由至少一熱電致冷晶片100、101、一冷循環器200、一散熱設備300、及一電源供應兼溫控器500所組成，其中該些熱電致冷晶片100、101接電端電連接電源供應兼溫控器500導入電力時，其一端形成冷產生面，同時冷產生面另端形成熱產生面，而冷產生面緊接冷循環器200，熱產生面緊接散熱設備300，且冷循環器200及散熱設備300皆由表面遍佈傳熱鰭片201、,202、301、302之繞管迴流箱203、303、風扇205、305及特別加入具有電動水泵402、403加速水流之輔助傳溫設備400、401所組成，使繞管迴流箱203、303內之空腔蓄水受溫導板204、304緊貼熱電致冷晶片100、101對應片面，風扇205、305設於傳熱鰭片201、202、301、302周圍，電動水泵402、403設於能對繞管迴流箱203、303循環泵流適當位置，至於電源供應兼溫控器500供電輸出端電接該些熱電致冷晶片100、101，且其電力輸入端電接電源，主要為面板上設有電源開啟鍵501、升降溫控制鍵502及恆溫控制鍵503之一主控介面器504，由此設定所需的恆溫或升降溫度，就能調整出散熱設備與 冷循環器對內外預定冷熱氣溫交換度的冷暖氣機者，具有冷熱循環效率強制提升效果，其結構使用到建物空間，冰箱等不需常常移動之固定設施自不成問題，但對使用到房車上來說，結構依然笨重不夠精巧靈便，必須針對汽車特性再做改進，尤其因應車輛行駛當中，就有自然地相對運動氣流進入引擎室，幫助從車廂內往引擎室排出熱氣進行散發的特性，其中的散熱設備300可以更簡化地以氣冷結構實現，以減輕車輛負載，以提升用車能源效率。

有鑑於習知車用冷氣機使用壓縮機有笨重、噪音大、耗電高等問題，而本發明先前發明”以半導體為致冷核心之冷暖循環機“雖已有充足地冷熱交換循環效率，仍不適合直接套用到汽車上，仍有待改進成更輕便適合車用之結構，因此，本發明人再更精進研究解決之道，經過一番努力終於有本發明產生。

因此，本發明以前發明為基礎，但更改進適於汽車使用，其係提供一種以半導體為致冷核心之車用空調設備，主要由至少一熱電致冷晶片、一冷循環器、一散熱設備、及一電源供應兼溫控器所組成，其中該些熱電致冷晶片接電端電連接電源供應兼溫控器導入電力時，其一端形成冷產生面，同時冷產生面另端形成熱產生面，而冷產生面緊接冷循環器，熱產生面緊接散熱設備，且冷循環器由表面遍佈降溫傳導鰭片之繞管迴流箱、受溫水箱、受溫導板、風扇及具有電動水泵加速水流之輔助傳溫設備所組成，使迴繞管接繞管迴流箱之受溫水箱疊接受溫導板緊貼熱電致冷晶 片之冷產生面，風扇設於降溫傳導鰭片周圍，由風扇抽送至車廂空氣循環流經內置降溫傳導鰭片之繞管迴流箱，電動水泵設於繞管迴流箱循環泵流回受溫水箱適當管段位置，而散熱設備係為車輛引擎室之散熱風扇及散熱風扇前置濾氣網所構成，至於電源供應兼溫控器供電輸出端電接該些熱電致冷晶片，且其電力輸入端電接車上電源，主要為面板上設有電源開啟鍵、升降溫控制鍵及恆溫控制鍵之一主控介面器，由此設定所需的恆溫或升降溫度，就能調整出散熱設備與冷循環器對車廂內外預定冷熱空調溫度的冷暖氣機，改進本發明人先前此類發明能更適用於車用空調，且又沒有傳統車用冷氣仰賴壓縮機體積龐大笨重，增加車載負載，運轉產生噪音，耗電量高，導致車輛行駛能源效率降低之缺失，此即為本發明之主要目的。

又，本發明此種以半導體為致冷核心之車用空調設備，其受溫水箱疊接受溫導板之箱內邊，復可倒垂設凸出一桿身緊密串列數傳導片之降溫傳導桿伸入受溫水箱之箱內水裏，使冷產生面產生之冷溫透過受溫導板，再傳入受溫水箱內時，能藉由降溫傳導桿加大傳導降溫表面積，得以更快速地把從繞管迴流箱管流回到受溫水箱內部的水進行降溫，讓車廂致冷效率更快，此為本創作之又一目的。

再者，本發明此種以半導體為致冷核心之車用空調設備，其受溫導板可為良傳導性之鋁合金，使傳遞冷產生面低溫性能確實，此為本創作之再一目的。

另外，本發明此種以半導體為致冷核心之車用空調設備，其繞管迴流箱之降溫傳導鰭片周圍所設之風扇可為滾輪風扇，以拉寬向車廂吹出 之冷風範圍。

至於本發明之詳細構造、應用原理、作用與功效，則參照下列依附圖所作之說明即可得到完全的了解。

1‧‧‧冷媒液儲存桶

2‧‧‧膨脹閥

3‧‧‧蒸發器

4‧‧‧壓縮機

5‧‧‧冷凝器

10、11‧‧‧熱電致冷晶片

20‧‧‧冷循環器

21、22‧‧‧降溫傳導鰭片

23‧‧‧繞管迴流箱

24‧‧‧受溫水箱

25‧‧‧受溫導板

26、27‧‧‧風扇

28A、28B‧‧‧傳導片

29‧‧‧降溫傳導桿

30‧‧‧散熱設備

31‧‧‧散熱風扇

32‧‧‧散熱風扇前置濾氣網

40‧‧‧輔助傳溫設備

41‧‧‧電動水泵

50‧‧‧電源供應兼溫控器

51‧‧‧電源開啟鍵

52‧‧‧升降溫控制鍵

53‧‧‧恆溫控制鍵

54‧‧‧主控介面器

60‧‧‧車廂內空間

100、101‧‧‧熱電致冷晶片

200‧‧‧冷循環器

201、202、301、302‧‧‧傳熱鰭片

203、303‧‧‧繞管迴流箱

204、304‧‧‧空腔蓄水受溫導板

205、305‧‧‧風扇

300‧‧‧散熱設備

402、403‧‧‧電動水泵

400、401‧‧‧輔助傳溫設備

500‧‧‧電源供應兼溫控器

501‧‧‧電源開啟鍵

502‧‧‧升降溫控制鍵

503‧‧‧恆溫控制鍵

504‧‧‧主控介面器

第一圖係習見車用空調迴路圖。

第二圖係本發明人先前發明以半導體為致冷核心之冷暖循環機之流程圖。

第三圖係本發明人先前發明以半導體為致冷核心之冷暖循環機之立體實施例圖。

第四圖係本發明此種以半導體為致冷核心之車用空調設備之結構暨流程圖。

第五圖係本發明此種以半導體為致冷核心之車用空調設備之另一結構實施例圖，第五圖中繞管迴流箱23、電動水泵41僅是擺設位置與第四圖不同，其功能、作用相同。

第一圖係習見車用空調迴路圖，其使用壓縮機缺失，以及第二圖至第三圖所示本發明人先前發明以半導體為致冷核心之冷暖循環機結構上不夠輕巧簡便的缺失已如前述，此處不再贅述。

第四圖係本發明此種以半導體為致冷核心之車用空調設備之結構暨流程圖，請同時參照第五圖本發明另一結構之立體實施例圖，由該些圖所示可知本發明此種以半導體為致冷核心之車用空調設備，主要由至少一熱電致冷晶片10、11、一冷循環器20、一散熱設備30、及一電源供 應兼溫控器50所組成，其中該些熱電致冷晶片10、11接電端電連接電源供應兼溫控器50導入電力時，其一端形成冷產生面，同時冷產生面另端形成熱產生面，而冷產生面緊接冷循環器20，熱產生面緊接散熱設備30，且冷循環器20由表面遍佈降溫傳導鰭片21、22之繞管迴流箱23、受溫水箱24、受溫導板25、風扇26、27、及具有電動水泵41加速水流之輔助傳溫設備40所組成，使迴繞管接繞管迴流箱23之受溫水箱24疊接受溫導板25緊貼熱電致冷晶片10、11之冷產生面，風扇26、27設於降溫傳導鰭片21、22周圍，由風扇26、27抽送車廂空氣循環流經內置降溫傳導鰭片21、22之繞管迴流箱23，電動水泵41設於繞管迴流箱23循環泵流回受溫水箱24適當管段位置，而散熱設備30係為車輛引擎室之散熱風扇31及散熱風扇前置濾氣網32所構成，如第五圖所示，可將散熱風扇31豎置於貼近熱電致冷晶片10、11之熱產生面，至於電源供應兼溫控器50供電輸出端電接該些熱電致冷晶片10、11，且其電力輸入端電接車上電源，主要為面板上設有電源開啟鍵51、升降溫控制鍵52及恆溫控制鍵53之一主控介面器54，由此設定所需的恆溫或升降溫度，就能調整出散熱設備與冷循環器對車廂內外預定冷熱空調溫度的冷暖氣機，就如第四圖第五圖所示，風扇26、27抽送車廂內空間60之空氣循環降溫，且電源供應兼溫控器50所凸出之電源開啟鍵51、升降溫控制鍵52及恆溫控制鍵53各個鍵面，當然能併入或直接當成車廂內空間60凸出空調溫度調控儀表區之調控溫操作介面，達到改進本發明人先前此類發明能更適於車用。

更進一步地，本發明此種以半導體為致冷核心之車用空調設備， 其受溫水箱24疊接受溫導板25之箱內邊，復可倒垂設凸出一桿身緊密串列數傳導片28A、28B之降溫傳導桿29伸入受溫水箱24之箱內水裏，使該些熱電致冷晶片10、11之冷產生面產生低溫透過受溫導板25，再傳入受溫水箱24內時，能藉由降溫傳導桿29加大傳導降溫表面積，得以更快速地把從繞管迴流箱23管流回到受溫水箱24內部的水進行降溫，另外，該受溫導板25可為良傳導性之鋁合金，使傳遞冷產生面低溫性能確實，而該繞管迴流箱23之降溫傳導鰭片21、22周圍所設之風扇26、27可為滾輪風扇者，由此整套結構完全不需用到習見汽車空調倚賴更沉重且工作音量大之壓縮機，得以收到間接提高行車能源效率，且空調工作同時有降噪成效。

綜上所述，本發明此種以半導體為致冷核心之車用空調設備，確實達到所述適於車用，能減少車載空調負荷，以間接提高行車能源效率，且空調同時有降噪之功效，而且未見諸公開使用，合於專利法之規定，懇請賜准專利，實為德便。

須陳明者，以上所述者乃是本發明較佳具體的實施例，若依本發明之構想所作之改變，或其產生之功能作用，仍未超出說明書與圖示所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。

Claims (2)

1. 一種以半導體為致冷核心之車用空調設備，主要由至少一熱電致冷晶片、一冷循環器、一散熱設備、及一電源供應兼溫控器所組成，其中該些熱電致冷晶片接電端電連接電源供應兼溫控器導入電力時，其一端形成冷產生面，同時冷產生面另端形成熱產生面，而冷產生面緊接冷循環器，熱產生面緊接散熱設備，其特徵在於：冷循環器由表面遍佈降溫傳導鰭片之繞管迴流箱、受溫水箱、受溫導板、風扇、及具有電動水泵加速水流之輔助傳溫設備所組成，使迴繞管接繞管迴流箱之受溫水箱疊接受溫導板緊貼熱電致冷晶片之冷產生面，風扇設於降溫傳導鰭片周圍，由風扇抽送至車廂空氣循環流經內置降溫傳導鰭片之繞管迴流箱，電動水泵設於繞管迴流箱循環泵流回受溫水箱適當管段位置；散熱設備係為車輛引擎室之散熱風扇及散熱風扇前置濾氣網所構成，至於電源供應兼溫控器供電輸出端電接該些熱電致冷晶片，且其電力輸入端電接車上電源，主要為面板上設有電源開啟鍵、升降溫控制鍵及恆溫控制鍵之一主控介面器，由此設定所需的恆溫或升降溫度，就能調整出散熱設備與冷循環器對車廂內外預定冷熱空調溫度適於車用之空調者；其中該受溫水箱疊接受溫導板之箱內邊，倒垂設凸出一桿身緊密串列數傳導片之降溫傳導桿伸入受溫水箱之箱內水裏者。
2. 如請求項1所述之以半導體為致冷核心之車用空調設備，其中該繞管迴流箱之降溫傳導鰭片周圍所設之風扇為滾輪風扇者。