专利名称：以自来水为吸热储能介质的半导体制冷空调系统的制作方法
以自来水为吸热储能介质的半导体制冷空调系统 技术领域.
本发明属于半导体空调技术领域，具,及一种以自来水为吸热储能介质的半 导体制冷空调系统。
背景技术：
目前广泛〗顿的家用空调，都是机ME縮机式空调，它是用压縮机将易挥发的 氟利昂蒸发和冷凝产生热能的交换，通过两种状态的转换实5见室内外热能的交换。 这种空调明显存在以下问题，其一，氟利昂的舰对大气臭,产生的破坏作用， 己对人类生存环境造成严重鹏，目前氟利昂R,2已柳艮制4顿和生产。其次，压縮 机式空调造价高、工作噪声大、结构复杂且不易维修。特别在夏季使用时都将热量 排向室外， 一方面在室外形成热岛效应，同时造成显著的肖巨源浪费。再者，压縮机 式空调机在运转中其蒸发器上往往积存大量污街，滋生多种病菌且难以清除，因此 容易造成对室内空气的二次污染。
针对上述问题，开发无氟节能空调已成为目前空调技术领域的重大课题。半导 体制冷片的应用，被认为是制造无氟节能空调最有效的技术方案。基于帕尔帖效应 的半导体制冷片用于帝U冷时，其热端的散热好坏是保证其制冷效果的关键，但由于 半导体制冷片的单片厚度一般只有几咖，即冷热面间距仅为几跳这给散热系统 的结构设计带来一定困难，也是半导体空调器实用化的关H^一。目前半导体制冷
片使用中的散热方式主要有两种其一，热端的散热通过散热器直接向空气中散热
或再用M^强化其散热效果。其二，以水为吸热介质，吸收热端热量。前者由于散 热效率低，只适合小功率冷却^S采用。后者则因不同的结构设计和工作方式，其 散热效果具有显著差异。专利申请号为200610051805.4、发明名称为"电子直接式 制冷制热空调"的中国发明专利，其技术特征为以半导体制冷片为制冷器件，设有 室内机和室外机，热端的散热Mil循环水将热量传向室外散热片由，强化散热。 该制冷制热空调的主要缺点在于仍然采用传统的分体式结构，结构复杂、耗能大， 特别在炎热的夏季，通过有限的水循环向外散热，使用效果难以保证。专利号为
302271711.0、发明名称为"分段式半导体空调器"的中国实用新型专利，其特征为 整机采用箱式结构，半导体制冷片的热端散热通过风扇吹热端散热器散热。这种结 构只能如传统的窗式空调一样使用，散热效率低、耗能大，制冷效果难以保证。
发明内容
本发明所要解决的技术方案在于克服上述半导体制冷空调器的缺点，皿一种 结构简单、制冷效果稳定、便于清洁、无环境污染、无噪声污染、不向空间散热、 节能效果显著的以自来水为吸热储能介质的半导体制冷空调系统。
解决上述技术问^^用的技术方案是在支架上设置有电細、半导体帝岭电 源、温控器以及吸热水箱，吸热水箱下部设置有进水管、上部设置安装有电控阔门 和泄压阀以及自来水龙头的出水管，在吸热水箱内设置有皿导线与温控器相连接 的 鹏传感器，吸热水箱的外侦腼与半导体制冷片的热面联接，半导体制冷片的冷 面与下端设置有冷^7jC聚，的吸热板联接，吸热板与吸热7jCll之间的空间设置有 隔热层，半导体制冷片通过导线与半导体制冷电源相连接，电控阀门通过导线与温 控器相连接、通过导管与热水存储箱相联通，热水存储箱下部设置有放水阀。
本发明的半导体制冷片至少有l片。本发明的吸热板为与半导体制冷片相联 接的表面为平面、迎风面为上下走向相互平行的横截面为锯齿形结构。
本发明的吸热板的迎风面横截面锯齿形结构为每一个齿边长均等的锯齿形结
构，齿尖角P为9(f 150。，齿高为10 20腿。
本发明的电风扇安辯由的轴线与吸热板上的齿尖所在面的夹角a为30° 70° 。
本发明的特点及有益效果是
1、 本发明直接采用自来水系统对半导体制冷片热端产生的热iia行吸收和储 存，以日常自然用水实现了对吸热水体的自动更换，冷却系统简单可靠、,效率 高，故障率极低，节水效果显著。
2、 本发明每行中不向空间(系统外)散热，采用热水存储箱收集的热水，同
时解决了夏季频繁的洗澡问题，具有显著的节能效果。
3、 本发明采用的吸热板和在其斜上方风扇完全暴露在外，不易藏污纳始且便
于擦洗，维护简单。
4、 本发明的吸热皿用的上下走向相互平行横截面为锯齿形的结构，增大了 热交换面积，又在反射风扇驱动的气流时产生散射作用，使反射的冷风在空间分布更均匀，人体感觉更舒适。
5、 本发明运转与否，对正常的自来水使用无任何影响，并且可由吸热水箱提 供洗涤热水。
6、 本发明安装简单，将吸热水箱和热水存储箱镶嵌在墙壁中，既不占空间， 又安全美观，特别适合家庭使用。
图1是发明一个实施例的结构示意图。 图2是图1中吸热板5的结构示意图。 图3是图2的A-A剖面图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
在图1中，本实施例的以自来水为吸热储能介质的半导体制冷空调系统由支 架l、电翻2、半导体审岭电源3、鹏器4、吸热板5、鹏传繊6、吸热水 箱7、出水管8、电控阀门9、泄压闽IO、热水存储箱ll、自来水龙头12、放水 阀13、保温层14、进水管15、半导体制冷片16、冷凝水聚集槽17、隔热层18联 接构成。
在支架1上用螺纹紧固联^j牛固定联^电，2、半导体制冷电源3、 器4以及吸热水箱7，吸热水箱7下部通过螺纹联接安装有进水管15、上部通过螺 纹联接安装有出水管8，进水管15与自来水管相联通，吸热水箱7内装有水，使用 B寸吸热水箱7镶嵌在室内的墙壁上，在吸热7JCH7内上部内侧壁上安装有皿传感 器6,温度传感器6通过导线与温控器4相连接，温度传感器6将接收到吸热水 箱7内水的温度信号转换成电信号输出至U，器4。吸热水箱7的外侧面上用导热 硅胶与半导体制冷片16的热端面紧密粘贴，本实施例半导体制冷片16采用功耗为 120W陶瓷平板型一级半导体制冷片6片，也可用其它类型的半导体制冷片，半导体 制冷片16的具体片鹏按照房子的居住面积来确定，半导体制冷片16通过导线与 半导体制冷电源3相连接，半导体制冷电源3为半导体制冷片16提供电源，半导 体制冷片16与半导体帝岭电源3的电離通后，半导体制冷片16的一端面成为热端面、另一端面成为冷端面，半导体制冷片16热面的热量与吸热水箱7内的7爐 行热交换而散热。这种结构的制冷器件，没有噪声污染，克服了压縮机空调噪声污 染的弊端，半导体制冷片16的冷面上用导热硅胶与吸热板5紧密粘贴，吸热板5 与吸热水箱7之间的空间填充有隔热层18,隔热层18起隔热作用，吸热板5与半 导体制冷片16冷端面相粘接的面为平面结构。本实施例的吸热板5的迎风面是上 下走向相互平行、且横截面为每一个齿边长均等的锯齿形结构，齿尖角e为120° ， 齿高为15mra。这种结构的吸热板5，增大了热交换面积，同时对气流反射时产生散 射作用。半导体制冷片16与半导体制冷电源3接通后，半导体制冷片16的冷端面 的皿fflil降低；使得吸热板5变为《SM，吸热板5吸收所在空间的热量，并与吹 到其上的气、M行热交换，使得所在空间的驗降低，起到调节鹏的作用。电风 扇2安装轴的轴线与吸热板5上的齿尖所在面的夹角a为45° ，电风扇2吹在吸热 板5上的气流与吸热板5进行热交换，反射气流变为冷风，使室内气温斷氐。吸热 板5的下端用螺纹紧固联接件固定联,冷凝水聚，17，吸热板5上的冷凝水流 到冷凝水聚，17内。在出水管8上ffl31螺纹联接安装有电控阀门9和泄压阀10 以及自来水龙头12，自来水龙头12通过出水管8与吸热水箱7内相联通，以日常
生活用水实m^吸热水箱7内水体的自动更换，吸热水箱7通过电控阀门9和泄压
阀10与热水存储箱11相联通，电控阀门9通过导线与温控器4相连接，热7jC存储 箱11与大气相通。热水存储箱11设置在住宅房的卫生间内，热水存储箱11的侧 壁下部M^纹联接安竊^7jC阀13,热7jC存储箱11的夹层中填充有保願14， 热水存储箱11为居住者洗澡麟热水。温控器4上设定吸热水温控制值，当吸热 7嫌7内的水温达到设定的'鹏时，、鹏传繊6将所接收到的驢信号转换成电 信号输出至媪控器4，温控器4按照事先设定的水，制值控制电控阀门9的电路 接通，电控阀门9打开，在自来水的压力下，吸热水箱7内的热水流到热水存储 箱11内，同时自来水从进水管15补充到吸热水箱7内。当吸热水箱7内的水温 低于设定的，时，皿传 6将所接收到的MM言号转换成电信号输出至IJ, 器4，温控器4控制断开电控阀门9的电路，电控阀门9关闭。泄压阀10的作用是 当吸热水箱7内7jC温升高时，水的体积膨胀，吸热水箱7内压力增大，达到泄压 阀10动作压力时，泄压阀10自动打开，排出吸热7KH7内的少量水，以稳定吸热 水箱7内压力在安全范围内，压力低于泄压阀10动作的压力时，泄压阀10关闭。实施例2 .
本实施例吸热板5的迎风面是上下走向相互平行、且横截面为每一个齿边长均 等的锯齿形结构，齿尖角P为90° ，齿高为20mm。电风扇2安装轴的轴线与吸热 板5上的齿尖所在面的夹角a为30° 。其它零部件以及零部件的联接关系与实施 例1相同。
实施例3
本实施例吸热板5的迎风面是上下走向相互平行、且横截面为每一个齿边长均 等的锯齿形结构，齿尖角0为150° ，齿高为10mm。电风扇2安装轴的轴线与吸热 板5上的齿尖所在面的夹角a为70° 。其它零部件以及零部件的联接关系与实施 例1相同。
实施例4
在以上的实施例1 3中，在吸热水箱7的外侦腼上用导热硅胶粘贴有功耗为 120W陶瓷平板型一级半导体制冷片1片。其它零部件以及零部件的联接关系与实施 例1相同。
本发明的工作原理如下
半导体制冷片16电源接通后，吸热板5 M^ffiil降低，通过风扇对吹在吸热 板5上的气流与吸热板5产生热交换，反射气流变为凉爽的冷风。吸热板5与吸热 7jC箱7间产生热交换。 一方面，凝结在吸热板5上的冷凝水收集在吸热板5下方的 冷凝水聚難17中，同时吸热7嫌7中的水不断吸收半导体制冷片16热端的热量， 使吸热水^^逐步升高。当吸热水箱7水温达到设定值后，温度传感器6将接收到吸 热水箱7内水的皿信号转换成电信号输出至媪控器4，由温控器4控制打开电控 阀门9，在自^7jC压力下，将热水排入热水存储箱ll保存备用，同时自来水由ij7jC 管15充入吸热水箱7，吸热7jCfl 7水温低于设定温度时，温控器4控制关闭电控阀 门9。泄压阀10的作用是当吸热水箱7内水温升高时，水的体积膨胀，吸热水 箱7内压力增大，达到泄压阀10动作压力时，泄压阀10自动打开，排出吸热水 箱7内的少量水，以稳定吸热水箱7内压力在安全范围内，压力低于泄压阀10动 作的压力时，泄压阀10关闭。以此保证空调系统的正常工作。本发明运行与否， 家庭的正常用水不受影响，并在空调系统运行时吸热水箱7可提供洗涤用热水。
权利要求
1、一种以自来水为吸热储能介质的半导体制冷空调系统，其特征在于在支架(1)上设置有电风扇(2)、半导体制冷电源(3)、温控器(4)以及吸热水箱(7)，吸热水箱(7)下部设置有进水管(15)、上部设置安装有电控阀门(9)和泄压阀(10)以及自来水龙头(12)的出水管(8)，在吸热水箱(7)内设置有通过导线与温控器(4)相连接的温度传感器(6)，吸热水箱(7)的外侧面与半导体制冷片(16)的热面联接，半导体制冷片(16)的冷面与下端设置有冷凝水聚集槽(17)的吸热板(5)联接，吸热板(5)与吸热水箱(7)之间的空间设置有隔热层(18)，半导体制冷片(16)通过导线与半导体制冷电源(3)相连接，电控阀门(9)通过导线与温控器(4)相连接、通过导管与热水存储箱(11)相联通，热水存储箱(11)下部设置有放水阀(13)。
2、 按照权利要求1所述的以自来水为吸热储能介质的半导体制冷空调系统， 其特征在于所说的半导体制冷片(16)至少有1片；所说的吸热板(5)为与 半导体制冷片(16)相联接的表面为平面、迎风面为上下走向相互平行的横截面为 锯齿形结构。
3、 按照权利要求2所述的以自来水为吸热储能介质的半导体制冷空调系统， 其特征在于所说的吸热板(5)的迎风面横截面锯齿形结构为每一个齿边长均等的锯齿形结构，齿尖角(e)为90。 15(T，齿高为10 20mm。
4、 按照权利要求1或2或3所述的以自来水为吸热储能介质的半导体制冷空 调系统，其特征在于所说的电风扇(2)安装轴的轴线与吸热板(5)上的齿尖所 在面的夹角(a )为30° 70° 。
全文摘要
一种以自来水为吸热储能介质的半导体制冷空调系统，在支架上设电风扇、半导体制冷电源、温控器以及吸热水箱，吸热水箱下部设进水管、上部设安装有电控阀门和泄压阀以及自来水龙头的出水管，在吸热水箱内设通过导线与温控器相连接的温度传感器，吸热水箱的外侧面与半导体制冷片的热面联接，半导体制冷片的冷面与下端设冷凝水聚集槽的吸热板联接，吸热板与吸热水箱之间的空间设隔热层，半导体制冷片通过导线与半导体制冷电源相连接，电控阀门通过导线与温控器相连接、通过导管与热水存储箱相联通，热水存储箱下部设放水阀。本发明具有制冷效果稳定、便于清洁、无环境污染、无噪声污染、节能效果显著等优点，可在家庭住宅推广使用。
文档编号F24F5/00GK101487614SQ200910021089
公开日2009年7月22日 申请日期2009年2月11日 优先权日2009年2月11日
发明者吴俊林, 张宗权, 杨宗立, 郭凯军, 鲁百佐 申请人:陕西师范大学