基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统及方法

本发明涉及制冷设备，尤其涉及一种基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统及方法。

背景技术：

1、随着薄膜制备技术的发展，具有电卡效应的薄膜的性能大幅提升，厚度可达到数微米，在电场作用下出现＞10k的温度变化，使得新型电卡制冷器件具有广泛的应用前景。电卡制冷器件采用电卡材料作为核心部件，使用电能驱动进行制冷，无需压缩机、永磁体等触发二次能量转换的设备，具备高能效、高制冷功率密度、高集成度、易维护、低噪音等优点，有望成为新一代固态制冷技术替代传统压缩机制冷技术。

2、现有的电卡制冷器件的冷（量）热（量）分离方法，主要通过驱动电卡制冷器件在冷端和热端间往复运动，将器件产生的冷量和热量分离。但电卡制冷器件在运动过程中，由于摩擦产生多余的热量，会导致制冷效果下降；且使用电机作为驱动力来源，会使装置消耗能量增大。鉴于此，本专利提出了一种基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统及方法。

技术实现思路

1、针对以上不足，本发明提供一种基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统及方法，能够解决现有的冷热分离方法会影响制冷效果的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一方面，本发明提供一种基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统，该系统包括有：

4、电卡制冷模块；

5、微槽道换热器，其安装在所述电卡制冷模块上并能够将所述电卡制冷模块产生的热量或冷量转移到所述微槽道换热器上；

6、冷流体流路，其两端分别与所述微槽道换热器相连通以形成一个循环回路，所述冷流体流路上设置有第一流体泵、蓄冷箱和第一电磁通断阀，所述冷流体流路的管道盘绕所述蓄冷箱；

7、热流体流路，其两端分别与所述微槽道换热器相连通以形成一个循环回路，所述热流体流路上设置有第二流体泵、蓄热箱、散热装置和第二电磁通断阀，所述热流体流路连通所述蓄热箱；

8、所述冷流体流路和热流体流路与微槽道换热器形成的循环回路内注入有流体。

9、进一步地，所述微槽道换热器包括有换热器入口管、微槽道结构和换热器出口管；

10、所述微槽道结构位于所述换热器入口管和换热器出口管之间，所述微槽道结构包括有多根并排紧密分布的微槽道管，多根所述微槽道管的两端分别与所述换热器入口管和换热器出口管相连通；

11、所述冷流体流路一端与所述换热器入口管相连通，另一端与所述换热器出口管相连通；

12、所述热流体流路一端与所述换热器入口管相连通，另一端与所述换热器出口管相连通。

13、进一步地，还包括有时间继电器，所述时间继电器分别安装在所述电卡制冷模块以及冷流体流路和热流体流路上，用于控制所述电卡制冷模块的通断电、控制所述第一流体泵和第一电磁通断阀的同步运行以及控制所述第二流体泵和第二电磁通断阀的同步运行。

14、进一步地，所述蓄冷箱包括有内壳、箱盖、保温层和外壳；

15、所述内壳为上端敞口结构，所述外壳套设在所述内壳外部，所述保温层位于所述内壳和外壳之间，所述箱盖匹配盖设在所述内壳和外壳的敞口处以使得所述蓄冷箱形成一个致密的腔体结构；

16、所述冷流体流路的管道盘绕所述内壳的外壁。

17、进一步地，所述散热装置包括有散热器底座、散热片和散热器流道，所述散热片设置于所述散热器底座上，所述散热器流道贴合于散热器底座。

18、进一步地，所述散热器底座上开设有蛇形分布的凹槽，所述散热器流道贴合设置在所述散热器底座上的蛇形分布的凹槽内。

19、进一步地，所述散热器流道与所述散热器底座的凹槽的间隙处涂抹有导热硅脂。

20、进一步地，所述电卡制冷模块包括有顶电极、电卡材料、底电极和电源；

21、所述顶电极与底电极分别与电源的正负极连接，所述电卡材料位于所述顶电极和底电极之间。

22、进一步地，所述换热器入口管和换热器出口管均为单端开口结构，所述冷流体流路和热流体流路分别连通所述换热器入口管和换热器出口管的单端开口；

23、所述微槽道结构与所述换热器入口管和换热器出口管的侧壁相连通。

24、另一方面，本发明提供一种基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离方法，使用上述任一项所述的基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统，包括以下步骤：

25、s1、所述电卡制冷模块通电升温并能够将所述电卡制冷模块产生的热量转移到所述微槽道换热器上，通电时间为所述电卡制冷模块内部偶极子由无序排列变为有序排列；第一流体泵和第一电磁通断阀断电，所述冷流体流路被隔断，同时第二流体泵和第二电磁通断阀通电运行，所述热流体流路导通，流体在所述热流体流路和微槽道换热器形成的回路中流通，流经所述微槽道换热器时将热量带走并给电卡制冷模块降温，流出所述微槽道换热器的流体流到所述蓄热箱内存储，流过所述散热装置的流体经散热装置冷却；

26、s2、所述电卡制冷模块断电并能够将所述电卡制冷模块产生的冷量转移到所述微槽道换热器上，所述电卡制冷模块断电时间与步骤s1中的通电时间一致；第二流体泵和第二电磁通断阀断电，所述热流体流路被隔断，同时第一流体泵和第一电磁通断阀通电运行，所述冷流体流路导通，流体在所述冷流体流路和微槽道换热器形成的回路中流通，流经所述微槽道换热器时将冷量带走，流出所述微槽道换热器的流体流经所述蓄冷箱并将冷量传递到所述蓄冷箱；

27、s3、重复步骤s1和步骤s2，以实现基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出一种可以利用铁电材料的电卡效应作为冷源，利用微槽道换热器辅助进行冷热分离的系统，该系统使用流体泵作为主要驱动部件，定时控制各部件运行，制冷效率高，自动化程度高，运行稳定，冷热分离效果好，解决了目前电卡制冷器件整体装置过大，驱动部件过大，驱动能耗大，且冷热分离效果差等问题，具有结构简单、能耗低、冷热分离效果好的效果。还提出一种电卡制冷的冷热分离方法，该方法使用上述系统，并能够实现结构简单、能耗低、冷热分离效果好的效果。

技术特征：

1.一种基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统，其特征在于，该系统包括有：

2.根据权利要求1所述的基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统，其特征在于，

9.根据权利要求2所述的基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统，其特征在于，

10.一种基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离方法，其特征在于，使用如权利要求1至9任一项所述的基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于微槽道换热器的电卡制冷的冷热分离系统及方法，该系统包括电卡制冷模块、微槽道换热器、冷流体流路和热流体流路，可以利用铁电材料的电卡效应作为冷源，利用微槽道换热器辅助进行冷热分离的系统，该系统使用流体泵作为主要驱动部件，定时控制各部件运行，制冷效率高，自动化程度高，运行稳定，冷热分离效果好，解决了目前电卡制冷器件整体装置过大，驱动部件过大，驱动能耗大，且冷热分离效果差等问题，具有结构简单、能耗低、冷热分离效果好的效果。还提出一种电卡制冷的冷热分离方法，该方法使用上述系统，并能够实现结构简单、能耗低、冷热分离效果好的效果。

技术研发人员：陈雪,孟相朋,常启泰,林宁
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15