专利名称：一种半导体制冷热交换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制冷的热交换装置，尤其是涉及一种利用液体循环散热的半导体 制冷热交换装置。
背景技术：
现在生活中，人们越来越追求生活的品质。面对炎热的夏天与寒冷的冬天人们都希望有 个凉爽的工作生活环境。虽然人们可以呆在空调的环境中，但是空调体积大，而且价格相对较 贵，功率大， 一般用于较大的空间。如冬天夏天汽车泊车于户外时候，车内温度相当高，人刚进 入车内的时候，汽车座垫的温度相当高，即使有空调也需要一段时间才能调节好温度。
目前，在同类产品中有的采用将半导体制冷片的冷或热直接传导给座垫，使得冷热传送 不均，温度不能全面均衡；也有采用管道送风，将冷风或热风从座垫的孔眼中输出，人体坐 在这种座垫被压住的孔就没有风送出，人体就感受不到良好的热量交换，舒适度不好。
半导体制冷又称电子制冷，或者温差电制冷，是从50年代发展起来的一门介于制冷技术 和半导体技术边缘的学科，它利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，产生珀尔 帖效应，即通过直流电制冷的一种新型制冷方法，与压縮式制冷和吸收式制冷并称为世界三 大制冷方式。半导体制冷片的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流 电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热。吸热和放热的大小是通过电流的大小以 及半导体材料N、 P的元件对数来决定。半导体制冷片(TE)也叫热电制冷片，是一种热泵， 它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合 。半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通 电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流 的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、 计算机控制，便于组成自动控制系统。
为此，有人申请了专利(申请号200720117328.7)。该专利主要包括半导体制冷装置、循 环水泵、冷/热量储存装置和单片机测量控制单元。该装置利用半导体制冷，体积小制热快。 但是没有考虑循环水泵中的液体如何流动，而且该方案中座垫是与冷/热量储存装置相连来降 温，而该装置在方案中作为热交换部分， 一般应该是金属类材料，显然与座垫的安装不是很方便，所以该方案的实际工作效果不佳。
实用新型内容
本实用新型主要解决的问题:在较小的空间，需要调节温度，并且能保证较好的温度控制 、迅速降温升温和功耗适当的问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的 一种半导体制冷热交换装
置，包括半导体制冷片、集热器，所述半导体制冷片的一端与集热器的中心点相连，另一端设 置有散热器，散热器下方设置有风扇，其特征在于还包括在所述集热器上方设置有增压泵，增 压泵的入口与所述集热器的出口相连，还包括软管，软管的入口与所述增压泵的出口相连，软
管的出口与所述集热器的入口相连;还包括温度控制电路，温度控制电路与所述半导体制冷
片相连。在散热器与半导体制冷片之间涂有导热硅胶。当该装置处于制冷状态时候，散热器 与风扇一起将热量散发出去。增压泵将制冷液增压后，制冷液可以加速循环，提高散热效率。 软管与需要调整温度的设备相连，可以很好的适应设备的形状。将热交换与半导体制冷部分 可以与软管部分分开，便于安装。
作为优选，集热器为涡流状散热管。
作为优选，软管的形状为涡流状。
作为优选，集热器外部设置有隔热材料。
集热器管道螺旋环绕，由中心区向四周扩大，在中心点与半导体制冷片相连，这样与半导 体制冷片可以更加高效的热交换。同时在集热器的外部包裹一层隔热材料，避免热量损失。 软管的材料可以根据被温控的设备进行灵活的选择。 一般可以选择金属或者塑料以及其它的 成品。形状设置为涡流状可以均匀充分的传导到被控设备上面。根据需要，软管可以方便的 折叠成其它形状。
作为优选，所述的集热器、增压泵、软管中容纳有制冷液。目前市场上的制冷液产品很 多，可以根据产品的档次、成本等因素来选择使用制冷液。
作为优选，集热器的温度范围为15'C-4(TC。温度控制电路通过控制流过半导体制冷片 的电流大小来控制集热器端的温度高低。由于半导体制冷的特点，温度控制的精确度可以有 很好的保证。
作为优选，半导体制冷片的制热或制冷可以由温度控制电路控制。在温度控制电路中包 含有电压切换电路。该电压切换电路可以由双刀双掷开关构成，主要实现半导体制冷片的电 压方向改变，从而改变半导体制冷片的电流方向。由于半导体制冷片的特点，温度控制电路可 以通过改变流过半导体制冷片的电流方向来改变制冷片是制冷还是制热。由于上述半导体制冷片的特点，所以本实用新型实际上也具有了体积小，制热/冷快。而 且成本也比较低，功耗小。尤其适合应用在家用的睡毯、座椅和汽车的座椅、座垫。
因此，本实用新型具有以下的有益效果1、能够均匀充分的进行热交换。2、能够适合 很多较小的空间。3、温度的控制范围较大，控制精度高。4、制冷制热速度快。5、功率消耗 少。
附图l是本实用新型的结构示意图 附图2是本实用新型的集热器的结构示意图 附图3是本实用新型的软管的结构示意图 附图3是本实用新型的温度控制电路的框图具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如图l、 3所示， 一种半导体制冷热交换装置，包括半导体制冷片20， 一端与集热器10的中 心点相连，另一端设置有散热器30，散热器下方设置有风扇31，其特征在于还包括在所述集热 器上方设置有增压泵40，增压泵的入口41与所述集热器的出口12相连，还包括软管50，软管的 入口51与所述增压泵的出口42相连，软管的出口52与所述集热器的入口11相连；还包括温度控 制电路，温度控制电路与所述半导体制冷片相连。在散热器与半导体制冷片之间涂有导热硅 胶。当该装置处于制冷状态时候，散热器与风扇一起将热量散发出去。增压泵将制冷液增压 后，制冷液可以加速循环，提高散热效率。软管与需要调整温度的设备相连，可以很好的适应 设备的形状。将热交换与半导体制冷部分可以与软管部分分开，便于安装。
如图2所示集热器为涡流状散热管。集热器管道螺旋环绕，由中心区向四周扩大，在中心 点与半导体制冷片相连，这样与半导体制冷片可以更加高效的热交换。
如图3所示软管的形状为涡流状。软管的材料可以根据被温控的设备进行灵活的选择。 一般可以选择金属或者塑料以及其它的成品。形状设置为涡流状可以均匀充分的传导到被控 设备上面。根据需要，软管可以方便的折叠成其它形状。
如图4所示集热器外部设置有隔热材料60。同时在集热器的外部包裹一层隔热材料，避免 热量损失。
所述的集热器、增压泵、软管中容纳有制冷液。目前市场上的制冷液产品很多，可以根 据产品的档次、成本等因素来选择使用制冷液。
集热器的温度范围为15'C-4(TC 。温度控制电路通过控制流过半导体制冷片的电流大小来控制集热器端的温度高低。由于半导体制冷的特点，温度控制的精确度可以有很好的保证
半导体制冷片的制热或制冷可以由温度控制电路控制。在温度控制电路中包含有电压切 换电路。该电压切换电路可以由双刀双掷开关构成，主要实现半导体制冷片的电压方向改变 ，从而改变半导体制冷片的电流方向。由于半导体制冷片的特点，温度控制电路可以通过改变 流过半导体制冷片的电流方向来改变制冷片是制冷还是制热。
风扇和增压泵与CPU相连并受其控制。当制冷片制冷或制热时，CPU控制增压泵和风扇运 转，当集热器的温度达到预设值的时候，CPU控制增压泵和风扇停止运转，减少噪音。
与CPU相连的人机接口和显示模块主要用作设定集热器的温度高低。
温度传感器设置在集热器的表面，用来检测其表面温度。也可以根据需要设置多个温度 传感器来更加精确和多方位的来检测温度。
如果本实用新型应用于汽车座垫，则直流电源可以直接与汽车的12V电源相连。软管安装 在座垫下面，座垫可以放置于汽车座椅上面。而半导体制冷片和散热器部分则可以单独安装 在汽车座椅背后或者其它方便的空间。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技 术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不 会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求1.一种半导体制冷热交换装置，包括半导体制冷片、集热器，所述半导体制冷片的一端与集热器的中心区相连，另一端设置有散热器，其特征在于还包括在所述集热器上方设置有增压泵，增压泵的入口与所述集热器的出口相连，还包括软管，软管的入口与所述增压泵的出口相连，软管的出口与所述集热器的入口相连；还包括温度控制电路，温度控制电路与所述半导体制冷片相连。
2. 根据权利要求l所述的一种半导体制冷热交换装置，其特征在于所 述的集热器为涡流状散热管。
3. 根据权利要求l所述的一种半导体制冷热交换装置，其特征在于所述的软管的形状为涡流状。
4. 根据权利要求1或2或3所述的一种半导体制冷热交换装置，其特征 在于所述的集热器、增压泵和软管相通构成一个封闭的液体循环空间，并且容纳有制冷液。
5. 根据权利要求l所述的一种半导体制冷热交换装置，其特征在于所 述的集热器外部设置有隔热材料。
6. 根据权利要求l所述的一种半导体制冷热交换装置，其特征在于所 述集热器表面的温度由温度控制电路控制在15°C-40°C 。
7. 根据权利要求l所述的一种半导体制冷热交换装置，其特征在于所 述的半导体制冷片的制热或制冷由温度控制电路控制。
8. 根据权利要求l所述的一种半导体制冷热交换装置，其特征在于所 述的散热器的下方设置有风扇。
专利摘要本实用新型公开了一种半导体制冷热交换装置，包括半导体制冷片，一端与集热器的中心点相连，另一端设置有散热器，散热器下方设置有风扇，其特征在于还包括在所述集热器上方设置有增压泵，增压泵的入口与所述集热器的出口相连，还包括软管，软管的入口与所述增压泵的出口相连，软管的出口与所述集热器的入口相连；还包括温度控制电路，温度控制电路与所述半导体制冷片相连。本实用新型具有以下的有益效果1.能够均匀充分的进行热交换。2.能够适合很多较小的空间。3.温度的控制范围较大，控制精度高。4.制冷制热速度快。5.功率消耗少。
文档编号B60N2/56GK201402004SQ20092030091
公开日2010年2月10日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者安聪慧, 李书福, 健 杨, 陈德富 申请人:浙江吉利汽车有限公司;浙江吉利控股集团有限公司