半导体空调支架的制作方法

本实用新型涉及一种用于摆放书籍、平板电脑等的支架，尤其是一种能够对局部区域的空气温度进行调节的支架。

背景技术：

半导体制冷的工作原理是基于珀尔帖原理：利用两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时，在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其他的热量，而另一个接头处则吸收热量，且珀尔帖效应所引起的这种现象是可逆的，改变电流方向时，放热和吸热的接头也随之改变，吸收和放出的热量与电路强度成正比，且与两种导体的性质及热端的温度有关。

但是，目前半导体空调技术相对于传统的空调技术，如蒸汽压缩式空调技术，上不成熟，存在如下缺点：1)为了达到较好的制冷效果，热端采用大面积散热片及较大电风扇，导致半导体制冷模块体积、厚度较大，便携性差；2)由于制热模式容易使半导体热端温度过高，致使半导体制冷模块损坏，因此现有技术中的半导体空调一般只有制冷模式；3)目前，半导体制冷时冷端表面普遍存在结露情况，并无水凝处理装置，容易造成制冷量减少，卫生性差，甚至缩短制冷模块的寿命。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：怎样提供一种半导体空调支架，满足人们在使用书籍和平板电脑时，对局部区域空气温度调节的需求，能够实现制冷模式与制热模式的切换，能避免制热模式下热端温度过高，在制冷模式下能避免冷端结露。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：一种半导体空调支架，包括正面设有安装夹持部的中间板，所述中间板左右两侧分别连接有左翼板、右翼板；所述左翼板与右翼板均包括面板及用于遮盖面板背面的后盖板，面板背面贴合有吸热盘管，吸热盘管通过管路连接有水泵，面板上设有散热孔，面板正面对应于散热孔的位置设有电风扇；所述中间板背 面设有散热肋片，所述后盖板与中间板背面设有将吸热盘管与散热肋片连通的引流管；

还包括至少两组空调单元，每组空调单元由一个半导体制冷片组成或者由至少两个半导体制冷片串联而成，所述半导体制冷片安装在散热孔内并与吸热盘管贴合；还包括用于切换半导体制冷片通电电流方向的电流切换电路。

上述技术方案，半导体制冷片贴合在吸热盘管上，通过电流切换电路切换半导体制冷片通电电流方向，实现制冷与制热模式的切换，这样，在进行制冷时，半导体制冷片的热端能够通过水冷循环作用快速散热，这样冷端的热量能被快速、持续性的传递到热端，使得冷端能够持续性制冷，并且制冷效率得到提高，改变了需要强力电风扇进行散热和增大热端散热面积以达到持续性制冷的局面。

具体实施时可采用现有技术中的电流切换电路来实现半导体制冷片通电电流方向的切换，但是采用现有技术中的电流切换电路不能降低半导体制冷片在制热模式下的电流，因此制热模式容易使半导体热端温度过高，致使半导体制冷模块损坏，为了能避免制热模式下热端温度过高，优选的，所述每组空调单元由3个半导体制冷片串联而成，共有4组空调单元：第一空调单元、第二空调单元、第三空调单元以及第四空调单元；

第一空调单元与第二空调单元并联后，再并联有开关S7，在第一空调单元与开关S7的第一供电端上接入开关S13，第二空调单元与开关S7的第二供电端上接入开关S5，从而形成左翼核心空调模块；

第三空调单元与第四空调单元并联后，再并联有开关S9，在第三空调单元与开关S9的第一供电端接入开关S10，第四空调单元与开关S9的第二供电端接入开关S6，从而形成右翼核心空调模块；

所述左翼核心空调模块与右翼核心空调模块之间通过开关S8串联；还包括直流电源，所述直流电源的供电正端分别通过左分流支路、右分流支路向左翼核心空调模块、右翼核心空调模块输入电流，所述左分流支路上设有开关S2，右分流支路上设有开关S3；所述直流电源的供电负端连接有回流总路；所述左翼核心空调模块、右翼核心空调模块分别通过左回流支路、右回流支 路汇集到回流总路上，回流总路上设有电源总开关S₀，左回流支路或右回流支路上设有制冷指示灯L1；所述右翼核心空调模块的供电正端还通过回流副路连接到回流总路上，回流副路上设有制热指示灯L2以及开关S4；还包括开关S1与开关S_b，开关S1两端分别与开关S2的供电正端、左翼核心空调模块的第一供电端连接，所述水泵串联开关S_b后与直流电源并联；

所述开关S1、S7、S8、S9、S4组成制热开关组；所述开关S2、S13、S11、S5、S10、S3、S6、S12以及开关S_b组成制冷开关组；所述电流切换电路包括制冷开关组、制热开关组、制热指示灯、制冷指示灯以及电源总开关S₀。这样，所述制冷开关组闭合后空调单元之间并联，电流方向为从半导体制冷片的N区流向P区；所述制热开关组闭合后，空调单元之间串联，电流方向为从半导体制冷片的P区流向N区。从制冷切换到制热模式，无需改变直流电源本身的电流方向，而是通过制冷开关组与制热开关组的切换使得流过半导体制冷片的电流方向改变，同时由于空调单元从并联变为了串联，使得制热人模式下的电阻值增大，电流减小，从而降低制热功率，这样就能避免半导体制冷片在制热时热端温度过高而损坏。

上述技术方案中，制冷开关组闭合时，制热开关组断开，此时第一空调单元、第二空调单元、第三空调单元以及第四空调单元并联，制冷指示灯亮，水泵通电，带动吸热盘管内的水进行循环，从而加速半导体制冷片热端散热；同时，电风扇启动，加速半导体制冷片冷端的冷空气进行流动，加速对局部环境进行降温，使人在看书、使用平板电脑时更加舒适，特别是使手部和面部感觉凉爽。制热开关组闭合时，制冷开关组断开，此时第一空调单元、第二空调单元、第三空调单元以及第四空调单元串联在一起，制热指示灯亮，电流方向从第一空调单元依次流向第二空调单元、第三空调单元以及第四空调，从回流副路回到直流电源，并且半导体制冷片的电流方向与制冷模式时流过半导体制冷片的电流方向相反，这样就使得左翼板、右翼板正面为制热面，同时，电风扇启动，加速半导体制冷片热端散热和热空气的流动，加速对局部环境进行升温，使人在看书、使用平板电脑时更加舒适，特别是使手部和面部感觉温暖，也进一步避免制热模式下的热端温度过高而导致半导体 制冷片损坏。

优选的，所述电风扇的数量数为12个，相互串联后并联在直流电源上，12个电风扇串联后的总电阻6Ω。这样，每一个半导体制冷片均对应有一个电风扇，能够缩短局部环境温度调节的时间，起到快速制冷或制热的作用。

优选的，所述半导体制冷片的规格为：额定电压12V，最大电流12A，最大制冷功率86.4W；电风扇的规格为：额定电压12，额定功率2W。这样，在制冷模式下，半导体制冷片总电阻约为0.8Ω，电路总电流约为17A；在制热模式下，半导体制冷片总电阻约为20Ω，电流总电流约为2.6A。这样的电压电流设置取得了制冷功率与制热功率之间的平衡，可以避免在制冷模式下出现冷凝水结露现象，还能避免在制热模式下热端温度过高。

优选的，所述直流电源为可充电电源并设有USB充电接口。这样，能够不受电源线长短的束缚，可以插充电宝使用，还能在户外使用，使用更加方便。

优选的，所述左翼板、右翼板分别与中间板铰接，对应于所述铰接处的引流管为软管。这样，左翼板、右翼板可向中间板折叠，缩小占地空间，方便携带。

优选的，所述安装夹持部包括四个分别布置在中间板四角上的卡扣，所述卡扣通过螺栓连接在中间板上并能通过螺母锁紧固定在中间板上。这样，卡扣将平板电脑或书籍定的四个角卡住，从而将平板电脑或书籍固定在中间板上。

优选的，所述中间板还连接有支柱，支柱下端连接有底座；所述中间板还连接有支柱，支柱下端连接有底座；所述支柱为可伸缩支柱。这样方便根据需要调节高度，使用更加方便灵活。

综上所述，本实用新型具有结构简单，使用方便，能够实现制冷模式与制热模式的切换，能避免制热模式下热端温度过高，在制冷模式下能避免冷端结露。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中半导体空调支架的正面结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中半导体空调支架的背面结构示意图；

图3是制冷模式下开关状态示意图；

图4是制热模式下开关状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1至图4所示，一种半导体空调支架，包括正面设有安装夹持部的中间板1，所述中间板1左右两侧分别连接有左翼板2、右翼板3；所述左翼板2与右翼板3均包括面板及用于遮盖面板背面的后盖板21、31，面板背面贴合有吸热盘管，吸热盘管通过管路连接有水泵，面板上设有散热孔，面板正面对应于散热孔的位置设有电风扇7；所述中间板1背面设有散热肋片6，所述后盖板21、31与中间板1背面设有将吸热盘管与散热肋片6连通的引流管5；

还包括至少两组空调单元，每组空调单元由一个半导体制冷片组成或者由至少两个半导体制冷片串联而成，所述半导体制冷片安装在散热孔内并与吸热盘管贴合；还包括用于切换半导体制冷片通电电流方向的电流切换电路。

上述技术方案，半导体制冷片贴合在吸热盘管上，通过电流切换电路切换半导体制冷片通电电流方向，实现制冷与制热模式的切换，这样，在进行制冷时，半导体制冷片的热端能够通过水冷循环作用快速散热，这样冷端的热量能被快速、持续性的传递到热端，使得冷端能够持续性制冷，并且制冷效率得到提高，改变了需要强力电风扇进行散热和增大热端散热面积以达到持续性制冷的局面。

具体实施时可采用现有技术中的电流切换电路来实现半导体制冷片通电电流方向的切换，但是采用现有技术中的电流切换电路不能降低半导体制冷片在制热模式下的电流，因此制热模式容易使半导体热端温度过高，致使半导体制冷模块损坏，为了能避免制热模式下热端温度过高，本具体实施方式中，所述每组空调单元由3个半导体制冷片串联而成，共有4组空调单元：第一空调单元、第二空调单元、第三空调单元以及第四空调单元；

第一空调单元与第二空调单元并联后，再并联有开关S7，在第一空调单 元与开关S7的第一供电端上接入开关S13，第二空调单元与开关S7的第二供电端上接入开关S5，从而形成左翼核心空调模块；

第三空调单元与第四空调单元并联后，再并联有开关S9，在第三空调单元与开关S9的第一供电端接入开关S10，第四空调单元与开关S9的第二供电端接入开关S6，从而形成右翼核心空调模块；

所述左翼核心空调模块与右翼核心空调模块之间通过开关S8串联；还包括直流电源，所述直流电源的供电正端分别通过左分流支路、右分流支路向左翼核心空调模块、右翼核心空调模块输入电流，所述左分流支路上设有开关S2，右分流支路上设有开关S3；所述直流电源的供电负端连接有回流总路；所述左翼核心空调模块、右翼核心空调模块分别通过左回流支路、右回流支路汇集到回流总路上，回流总路上设有电源总开关S₀，左回流支路或右回流支路上设有制冷指示灯L1；所述右翼核心空调模块的供电正端还通过回流副路连接到回流总路上，回流副路上设有制热指示灯L2以及开关S4；还包括开关S1与开关S_b，开关S1两端分别与开关S2的供电正端、左翼核心空调模块的第一供电端连接，所述水泵串联开关S_b后与直流电源并联；

所述开关S1、S7、S8、S9、S4组成制热开关组；所述开关S2、S13、S11、S5、S10、S3、S6、S12以及开关S_b组成制冷开关组；所述电流切换电路包括制冷开关组、制热开关组、制热指示灯、制冷指示灯以及电源总开关S₀。这样，所述制冷开关组闭合后空调单元之间并联，电流方向为从半导体制冷片的N区流向P区；所述制热开关组闭合后，空调单元之间串联，电流方向为从半导体制冷片的P区流向N区。从制冷切换到制热模式，无需改变直流电源本身的电流方向，而是通过制冷开关组与制热开关组的切换使得流过半导体制冷片的电流方向改变，同时由于空调单元从并联变为了串联，使得制热人模式下的电阻值增大，电流减小，从而降低制热功率，这样就能避免半导体制冷片在制热时热端温度过高而损坏。

上述技术方案中，制冷开关组闭合时，制热开关组断开，此时第一空调单元、第二空调单元、第三空调单元以及第四空调单元并联，制冷指示灯亮，水泵通电，带动吸热盘管内的水进行循环，从而加速半导体制冷片热端散热； 同时，电风扇启动，加速半导体制冷片冷端的冷空气进行流动，加速对局部环境进行降温，使人在看书、使用平板电脑时更加舒适，特别是使手部和面部感觉凉爽。制热开关组闭合时，制冷开关组断开，此时第一空调单元、第二空调单元、第三空调单元以及第四空调单元串联在一起，制热指示灯亮，电流方向从第一空调单元依次流向第二空调单元、第三空调单元以及第四空调，从回流副路回到直流电源，并且半导体制冷片的电流方向与制冷模式时流过半导体制冷片的电流方向相反，这样就使得左翼板2、右翼板3正面为制热面，同时，电风扇7启动，加速半导体制冷片热端散热和热空气的流动，加速对局部环境进行升温，使人在看书、使用平板电脑时更加舒适，特别是使手部和面部感觉温暖，也进一步避免制热模式下的热端温度过高而导致半导体制冷片损坏。

本具体实施方式中，所述电风扇7的数量数为12个，相互串联后并联在直流电源上，12个电风扇7串联后的总电阻6Ω。这样，每一个半导体制冷片均对应有一个电风扇7，能够缩短局部环境温度调节的时间，起到快速制冷或制热的作用。

本具体实施方式中，所述半导体制冷片的规格为：额定电压12V，最大电流12A，最大制冷功率86.4W；电风扇7的规格为：额定电压12，额定功率2W。这样，在制冷模式下，半导体制冷片总电阻约为0.8Ω，电路总电流约为17A；在制热模式下，半导体制冷片总电阻约为20Ω，电流总电流约为2.6A。这样的电压电流设置取得了制冷功率与制热功率之间的平衡，可以避免在制冷模式下出现冷凝水结露现象，还能避免在制热模式下热端温度过高。

本具体实施方式中，所述直流电源为可充电电源并设有USB充电接口。这样，能够不受电源线长短的束缚，可以插充电宝使用，还能在户外使用，使用更加方便。

本具体实施方式中，所述左翼板2、右翼板3分别与中间板1铰接，对应于所述铰接处的引流管5为软管。这样，左翼板2、右翼板2可相中间板1折叠，缩小占地空间，方便携带。

本具体实施方式中，所述安装夹持部包括四个分别布置在中间板1四角 上的卡扣8，所述卡扣8通过螺栓连接在中间板1上并能通过螺母锁紧固定在中间板1上。这样，卡扣8将平板电脑或书籍定的四个角卡住，从而将平板电脑或书籍固定在中间板1上。

本具体实施方式中，所述中间板1还连接有支柱4，支柱下端连接有底座；所述支柱4为可伸缩支柱。这样方便根据需要调节高度，使用更加方便灵活。