一种汽车热电暖风空调的制作方法

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种汽车热电暖风空调。

背景技术：

目前的车用空调，制冷方面一般采用传统的压缩机制冷技术；制热方面，传统汽车使用发动机余热，纯电动汽车使用ptc加热，为了提高冷车启动制热响应速度，部分传统汽车也加装了ptc加热器。冬季挡风玻璃的快速除霜除雾和车内制热，必须使用大功率ptc加热器，加剧了汽车功耗，特别是对于纯电动汽车，续航里程将降低30％以上。汽车厂商也在逐渐推广使用热泵型汽车空调，能效虽然能够提高，但低温制热能力受到条件限制，还需要进一步改进，并且还存在制冷剂的泄漏、爆炸、以及成本较高等问题。

热电器件具备快速制冷和快速加热的功能，尤其是与单纯电阻加热的ptc加热器相比，热电加热元件不仅具有电阻加热的效应，同时还具有特有的热泵功能，其加热效率即制热cop可达1.5～2.0，如果用热电空调技术取代ptc加热技术，整车暖风空调系统功率将下降30％～50％，电动汽车的有效续航里程将显著提升。

公开号de102010021901a1的德国专利公开了一种技术，该技术提供了一种热电器件的一维阵列，其具有以这样的方式交织在热电器件阵列之间的一对蛇形管道，使得一个管道仅与每个热电器件的热侧接触并提供加热的流体流，而另一个管道则仅与每个热电器件的冷测接触并提供冷却的流体流。但是产生足够的加热和冷却所需的一维阵列的长度将超出空调系统中的可用封装空间。此外，蛇形管道的制造和组装将为热交换器增加不期望的复杂性和成本。

专利号zl201220178212.5、能够提供两种不同的排放温度的热电式热交换器的中国专利公开了一种技术，该技术在管道内封装一定量的有机制冷剂，管道的下侧与热电器件的热侧接触，加热管道内制冷剂使之蒸发，管道的上侧与热电器件的冷侧接触，制冷剂气体冷凝放出气化潜热，被热电器件吸收，热量通过制冷剂的蒸发和冷凝，在上侧和下侧热电器件之间传递；热电器件的另一面与散热翅片接触，气流通过散热翅片，流经管道上侧部位翅片的形成热风，流经管道下侧部位翅片的形成冷风。此项技术同样存在制冷剂泄漏问题，且其结构也不利于整个系统制热cop的提高。

公开号cn107020920a、一种车载空调制热装置、方法及汽车的中国专利文献公开了一种技术，该技术将热电器件冷端与外部换热装置相连，外部换热装置设置于汽车外部的空调风道中，热电器件热端与内部加热装置相连，用于加热车载空调使用的载冷剂，加热后的载冷剂通过循环回路送往车内空调系统的换热器。冷端换热器直接置于外部的空调风道中，从空气中吸取的外部热量有限，影响制热cop的提升；热端通过载冷剂将热量送往车内空调换热器，这种间接换热结构增加了系统热阻，降低了系统制热效率，影响了空调升温速率。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种适合于车用的、能够替代汽车ptc加热系统的热电暖风空调。

本发明是通过以下技术方案实现的。本发明包括车载冷却系统、鼓风机和暖风芯体，其中暖风芯体包括热电器件、散热翅片和水通道。暖风芯体位于鼓风机与车内出风口之间的导风通道内。所述热电器件直接加热所述暖风芯体中的散热翅片，所述暖风芯体中的水通道直接与所述车载冷却系统相连形成回路。

本发明的汽车热电暖风空调，能有效吸收车载冷却系统中的热量，热电器件直接加热散热翅片,提高空调制热效率，减少汽车的电量消耗。进一步而言，此暖风空调利用热电器件直接加热暖风芯体中的散热翅片，暖风芯体中的水通道直接与车载冷却系统相连形成回路，能有效吸收车载冷却系统中的热量，降低暖风空调系统热阻，提高了整体制热效率。本发明结构简单、能耗低、适合大功率热源，可实现汽车挡风玻璃的快速除霜除雾，并为乘客提供舒适的乘坐环境。

优选地，热电器件的放热面与散热翅片相贴合，热电器件的吸热面与水通道外壁贴合。

由此，热电器件通电后，吸热面吸取水通道中液体的热量，连同热电器件自身产生的焦耳热，一起传递至散热翅片，由鼓风机吹出的空气流经散热翅片被加热后，经由出风口最终导入车内。

较佳为，暖风芯体中的水通道通过水泵与车载冷却系统形成回路。

由此，可利用热电器件的热泵功能,将车载冷却系统中的热量搬运至散热翅片，提高暖风空调的加热效率(制热cop)。

进一步的，所述热电器件的两侧表面金属化覆铜。

借助于此，便于散热翅片与热电器件表面进行焊接连接，同时增强器件的抗震性。

进一步的，所述散热翅片材料是铜或铝。

借助于此，材料较高的热导率有利于提高与空气热交换系数，迅速的将热量送入乘员舱。

进一步的，所述热电器件和散热翅片通过焊接的方式进行连接。

借助于此，有利于降低两者之间的界面热阻。

进一步的，所述散热翅片表面设有温度传感器，可以监测散热翅片温度，防止热电器件过热。

进一步的，所述车内出风口设有温度传感器。

借助于此，可根据出风口温度调节热电暖风空调的功率。

进一步的，可以通过改变所述热电器件和鼓风机的电压或电流，实现出风口温度和风量的调控。

本发明能够将车载冷却系统中热量搬运至驾乘室，提高了暖风空调系统的制热效率，使得制热效率(制热cop)超过1.0，节省了能耗，又能降低车载冷却系统中冷却液的温度，提高冷却效果；本发明可以根据所需要来控制出风口的出风温度，实现冬季车内温度的快速提升以及挡风玻璃的快速除霜除雾。

附图说明

图1为本发明一实施形态的汽车热电暖风空调的结构示意图；

图2为图1所示汽车热电暖风空调中的热电器件与散热翅片组件的立体图。

附图标记

1.车载冷却系统

2.水泵

3.鼓风机

4.暖风芯体

5.热电器件

6.散热翅片

7水通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

在本发明的一个具体实施方式中，如图1所示，汽车热电暖风空调包括：车载冷却系统1、水泵2、鼓风机3和暖风芯体4。其中暖风芯体4由热电器件5、散热翅片6和水通道7组成。热电器件5从两侧夹持散热翅片6。暖风芯体4内部可形成多组这样的热电器件5和散热翅片6。水通道7从相邻组之间通过。具体而言，热电器件5的放热面与散热翅片6相贴合，热电器件5的吸热面与水通道7外壁贴合。暖风芯体4中的水通道7通过水泵2与车载冷却系统1形成回路。

热电器件5由n型和p型热电材料、导线以及一侧表面金属化覆铜的基板组成。图1示出在一列中有3个热电器件5并排，两个热电器件之间存在间隔。

散热翅片6结构如图2所示，将铜带或铝带滚轧成波浪形状成型，翅片的高度和翅片间的距离根据实际所需散热量进行调整。

散热翅片6通过焊接与热电器件5进行贴合连接，散热翅片6的厚度为0.05mm-0.5mm。

水泵2与水通道7通过管道进行连接，管道可以是橡胶管或是金属管。

车载冷却系统1主要指冷却发动机冷却系统，或是电动车电机冷却系统、动力电池冷却系统。水泵2与水通道7分别通过三通阀并入上述车载冷却系统1的回路中。

具体地，汽车热电暖风空调运行时，对热电器件5施加电流，热电器件5就会产生帕尔帖效应，其两侧表面分别产生吸热和放热效应。车载冷却系统1中的液体通过水泵2不断流经暖风芯体4中的水通道7，水通道7外壁与热电器件5的吸热面贴合，液体中的热量通过水通道7外壁传递至热电器件5的吸热面，再经过热电器件5后从放热面放出，最终与热电器件5自身产生的焦耳热一同传递至散热翅片6。由鼓风机3吹出的空气流经散热翅片6被加热后，经由出风口最终导入车内。

实施例1

依照前述的实施方式，发明人提供试验数据如下：

本发明与ptc暖风空调进行对比，环境温度分别选取-20℃、-10℃和0℃，热电器件与ptc的电功率恒定3000w，鼓风机功率恒定100w，分别测量两种暖风空调出风口温度随时间的变化，如表1、表2、表3所示。

表1环境温度为-20℃时ptc暖风空调与热电暖风空调性能对比

表2环境温度为-10℃时ptc暖风空调与热电暖风空调性能对比

表3环境温度为0℃时ptc暖风空调与热电暖风空调性能对比

可以看出，本发明的汽车热电暖风空调，通过热电器件将车载冷却系统中的热量导入车内，提高空调制热效率，减少汽车的电量消耗。本发明能有效吸收车载冷却系统中的热量，降低暖风空调系统热阻，提高了整体制热效率。