本發(fā)明涉及一種空氣調(diào)節(jié)裝置，尤其是一種由半導(dǎo)體制冷片制冷，采用蓄冷結(jié)構(gòu)、導(dǎo)冷鰭片等多種方式，通過風(fēng)冷或水冷方式進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，并能夠?qū)Π雽?dǎo)體制冷片產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收發(fā)電的空調(diào)模組。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的空調(diào)一般采用壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)，通過幾十年的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步完善和改進(jìn)，成熟性和可靠性使其在市場中也得到了大面積應(yīng)用。但是它也存在諸多不足，例如制冷介質(zhì)(氟利昂)存在泄漏危險，不環(huán)保，耗電大，熱污染和噪音大等。隨著技術(shù)的發(fā)展，尤其是半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的日新月異，出現(xiàn)了采用半導(dǎo)體制冷片設(shè)計的新型空調(diào)，能夠較好的解決上述問題。它的關(guān)鍵部件為半導(dǎo)體制冷片，也叫熱電制冷片，是一種熱泵。其利用半導(dǎo)體材料的peltier效應(yīng)，當(dāng)直流電通過兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實(shí)現(xiàn)制冷的目的。由于不需要化學(xué)反應(yīng)且無機(jī)械移動部分，因此具有節(jié)能環(huán)保、空氣凈化，可以除濕，體積小可移動、結(jié)構(gòu)簡單、無噪聲、啟動快等優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用。

在現(xiàn)有技術(shù)中，已公開有利用半導(dǎo)體制冷片進(jìn)行制冷制熱的空調(diào)，利用半導(dǎo)體制冷片冷端產(chǎn)生的冷和熱端產(chǎn)生的熱，通過控制器的開關(guān)控制，以及鼓風(fēng)機(jī)的送風(fēng)，從而實(shí)現(xiàn)對空調(diào)周圍空氣的溫度調(diào)節(jié)。該技術(shù)方案雖然能夠充分利用半導(dǎo)體制冷片工作的制冷和制熱功能，但是對于空調(diào)在制冷過程中，難以對熱端產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收利用，而且還需要對熱端的熱量進(jìn)行降溫；在制冷過程中，鼓風(fēng)機(jī)難以長距離的進(jìn)行制冷，結(jié)構(gòu)上不能采用水冷結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)上難以實(shí)現(xiàn)模塊化，在生產(chǎn)和使用過程中，無法進(jìn)行多種安裝和組合使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述不足，提供一種通過風(fēng)冷或水冷方式調(diào)節(jié)空氣溫度，并對半導(dǎo)體制冷片產(chǎn)生的多余熱量回收發(fā)電的空調(diào)模組。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用蓄冷、導(dǎo)冷鰭片等多種方式，通過風(fēng)冷或水冷方式進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，并能夠?qū)Π雽?dǎo)體制冷片產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收發(fā)電的空調(diào)模組。其技術(shù)方案如下：一種半導(dǎo)體空調(diào)模組，包括有箱體、半導(dǎo)體制冷片和導(dǎo)冷板，其特征在于所述半導(dǎo)體制冷片的冷端固定有導(dǎo)冷板，所述導(dǎo)冷板表面固定有蓄冷結(jié)構(gòu)和/或?qū)Ю漩捚鲂罾浣Y(jié)構(gòu)、導(dǎo)冷鰭片分別位于箱體內(nèi)部，箱體表面設(shè)置有至少兩個接口。

所述箱體接口連接有鼓風(fēng)機(jī)和過濾網(wǎng)。

所述箱體的內(nèi)部安裝有發(fā)熱器，呈網(wǎng)狀分布。

所述箱體接口連接有導(dǎo)冷管，所述導(dǎo)冷管連接冷交換器、水泵和箱體形成循環(huán)通路，所述通路內(nèi)部填充有防凍儲冷夜，在所述冷交換器的一側(cè)固定有鼓風(fēng)機(jī)。

所述箱體表面的半導(dǎo)體制冷片熱端固定有至少兩層均溫板。

所述均溫板表面固定有溫差發(fā)電芯片。

所述溫差發(fā)電芯片和/或均溫板上設(shè)置有絕緣層，絕緣層上設(shè)置有線路層，線路層與驅(qū)動電源連接。

所述的溫差發(fā)電片和均溫板之間交錯固定多層疊加。

所述溫差發(fā)電芯片隨著層數(shù)的增加逐漸減少。

所述溫差發(fā)電芯片的冷端固定有半導(dǎo)體制冷片。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明不僅可以采用風(fēng)冷或水冷的方式，尤其是水冷方式適合于長距離的制冷傳輸，或者是風(fēng)冷和水冷同時使用，短距離時采用風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，長距離時采用水冷結(jié)構(gòu)進(jìn)行制冷傳輸。

通過在半導(dǎo)體制冷片的冷端固定蓄冷結(jié)構(gòu)，能夠加速制冷并在半導(dǎo)體制冷片停止工作時，延長制冷效果，減少制冷時的溫度波動，甚至出現(xiàn)短時間停電時，蓄冷結(jié)構(gòu)仍能發(fā)揮作用，能夠在一定時間內(nèi)減緩空調(diào)周圍空氣的溫度上升。

在半導(dǎo)體制冷片的熱端固定溫差發(fā)電芯片，從而實(shí)現(xiàn)熱量的回收發(fā)電。通過溫差發(fā)電片和/或均溫板的多層疊加結(jié)構(gòu)設(shè)置，對熱量進(jìn)行充分利用發(fā)電回收，基本上實(shí)現(xiàn)無熱排放，尤其是在溫差發(fā)電芯片的冷端固定有半導(dǎo)體制冷片的冷端，提高溫差發(fā)電芯片兩端的溫度差，從而進(jìn)一步提高發(fā)電效率。

均溫板采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，多個模組進(jìn)行組合使用，能夠根據(jù)不同的應(yīng)用場景來選擇不同的功率大小和安裝方式，適用范圍廣泛。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的立體示意圖；

圖2為本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的剖面示意圖；

圖3為本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的導(dǎo)冷板與導(dǎo)冷鰭片的示意圖；

圖4為本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的立體示意圖；

圖5為本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的剖面示意圖；

圖6為本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的導(dǎo)冷板與導(dǎo)冷鰭片的示意圖；

圖7為本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的剖面示意圖；

圖8為本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的導(dǎo)冷板與導(dǎo)冷鰭片的示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、2、3所示，為本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例主要由箱體1、導(dǎo)冷板2、固定板3、蓋板4、導(dǎo)冷鰭片5、第一半導(dǎo)體制冷片6、第一均溫板7、第二均溫板8、溫差發(fā)電芯片9、第三均溫板10、第二半導(dǎo)體制冷片11、散熱器12、水泵13、交換器14、鼓風(fēng)機(jī)15、過濾網(wǎng)16、導(dǎo)冷管17、防凍儲冷夜18等部件組成。其中，第一半導(dǎo)體制冷片6的冷端固定有導(dǎo)冷板2，導(dǎo)冷板2表面固定有導(dǎo)冷鰭片5，導(dǎo)冷鰭片5位于箱體1的內(nèi)部，在箱體1表面設(shè)置有至少兩個接口。在本實(shí)施例中，上述接口連接有導(dǎo)冷管17，導(dǎo)冷管17連接冷交換器14、水泵13和箱體1形成循環(huán)通路。在通路內(nèi)部填充有防凍儲冷夜18，冷交換器14的一側(cè)固定有鼓風(fēng)機(jī)15，在冷交換器14的另一側(cè)固定有過濾網(wǎng)16，過濾網(wǎng)16位于鼓風(fēng)機(jī)15的進(jìn)風(fēng)口一側(cè)，過濾空氣后，使吸入到鼓風(fēng)機(jī)15內(nèi)的空氣保持清潔和衛(wèi)生。尤其是過濾網(wǎng)采用活性炭、pm2.5濾網(wǎng)的材料后，能更進(jìn)一步凈化空氣，使模組可以單獨(dú)作為空氣凈化器來使用。

冷交換器14是一種將其內(nèi)部的冷與外部空氣進(jìn)行冷熱交換的裝置，為提高其冷熱交換效率，在本實(shí)施例中，導(dǎo)冷管17采用多個u字型結(jié)構(gòu)，其表面固定多個導(dǎo)冷片，如鋁合金材質(zhì)制作的，將導(dǎo)冷管17內(nèi)的冷快速傳到導(dǎo)冷片的表面，從而實(shí)現(xiàn)其與空氣之間的高效冷熱交換。在冷交換器14一側(cè)固定的鼓風(fēng)機(jī)15，吸入進(jìn)過冷交換器14后溫度下降的空氣，從鼓風(fēng)機(jī)15的出風(fēng)口處吹出，從而實(shí)現(xiàn)空氣的制冷。

在箱體1采用塑料或金屬材料制作，在箱體1的內(nèi)部表面設(shè)置有保溫層，從而實(shí)現(xiàn)箱體1內(nèi)外部溫度的隔離，為上方開口的長方體結(jié)構(gòu)。在箱體1的上方固定有蓋板4，蓋板4上設(shè)置有眾多的開孔，在開孔內(nèi)固定有第一半導(dǎo)體制冷片6及其導(dǎo)冷結(jié)構(gòu)。固定方式為：第一半導(dǎo)體制冷片6的冷端固定有導(dǎo)冷板2，導(dǎo)冷板2的表面安裝有導(dǎo)冷鰭片5，第一半導(dǎo)體制冷片6、導(dǎo)冷板2和導(dǎo)冷鰭片5通過固定板3緊壓后，由螺絲固定在蓋板4上，并進(jìn)行密封。

通過上述結(jié)構(gòu)的固定，從而將第一半導(dǎo)體制冷片6冷端產(chǎn)生的冷密封在箱體1的內(nèi)部空間，通過導(dǎo)冷板2延伸到箱體1的內(nèi)部，并在導(dǎo)冷板2的表面固定導(dǎo)冷鰭片15，擴(kuò)大冷傳導(dǎo)的接觸面，提高冷傳導(dǎo)效率。在箱體1內(nèi)部空間填充有防凍儲冷夜18，其在通過在箱體1內(nèi)部與導(dǎo)冷管17、冷交換器14等結(jié)構(gòu)的內(nèi)部管路循環(huán)，將導(dǎo)冷鰭片15的冷進(jìn)行快速傳導(dǎo)。

導(dǎo)冷板2作為冷傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，作用是將第一半導(dǎo)體制冷片6冷端的冷傳導(dǎo)到眾多的導(dǎo)冷鰭片15。導(dǎo)冷板2的形狀一般為平面的板狀結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)類似于均溫板，內(nèi)部設(shè)置有眾多的熱管。在本實(shí)施例中，導(dǎo)冷板2通過彎曲，實(shí)現(xiàn)了從水平分布到垂直分布的位置轉(zhuǎn)換，在垂直面固定有眾多的導(dǎo)冷鰭片15。

防凍儲冷液18是指具有防凍、儲(蓄)冷和導(dǎo)冷功能為一體的液體，含有高分子聚合物，如高分子納米聚合碳粉，可以長時間穩(wěn)定在零下15-18度的低溫范圍。

上述通過水冷方式進(jìn)行冷傳導(dǎo)，尤其適合于長距離的制冷傳輸，例如大型的中央空調(diào)等。

在第一半導(dǎo)體制冷片6的熱端直接或間接的固定有溫差發(fā)電芯片，例如在半導(dǎo)體制冷片6熱端固定有至少兩層均溫板。優(yōu)選的固定方式為：在半導(dǎo)體制冷片6的熱端固定有第一均溫板7，再在第一均溫板7的另一端固定有第二均溫板8、在第二均溫板8的另一端固定溫差發(fā)電芯片9，溫差發(fā)電芯片9的另一端固定有第三均溫板10，第三均溫板10的另一端固定有第二半導(dǎo)體制冷片11，在第二半導(dǎo)體制冷片11的另一端(熱端)固定于散熱器12的底部表面，通過散熱器12表面的散熱片進(jìn)行散熱。

第二半導(dǎo)體制冷片11的冷端固定在溫差發(fā)電芯片9的冷端，其作用是提高溫差發(fā)電芯片9兩端的溫度差，從而進(jìn)一步提高其發(fā)電效率。

通過第一半導(dǎo)體制冷片6、第一均溫板7、第二均溫板8、溫差發(fā)電芯片9和第三均溫板10之間的交錯多層疊加固定，一方面可以均勻擴(kuò)大第一半導(dǎo)體制冷片6熱端產(chǎn)生的熱量分布面積，從而提高溫差發(fā)電芯片9在均溫板上的分布，另一方面第一均溫板7和第二均溫板8的雙層疊加，可以進(jìn)行蓄熱，提高熱容。同時，均溫板可以改變熱量的傳遞方向，引申出更多不同方向和面積的安裝面，從而改變安裝在其表面的溫差發(fā)電芯片的空間和位置分布。

例如，均溫板形狀可以為長方體、棱錐體、“l(fā)”字型、“u”字型結(jié)構(gòu)等，可以改變90度方向的空間空間分布，從而實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電芯片、均溫板等不同的空間和位置分布。

溫差發(fā)電芯片隨著層數(shù)的增加逐漸減少。在本實(shí)施例中，溫差發(fā)電芯片9的數(shù)量為4片，但是隨著后期層數(shù)的增加，第一半導(dǎo)體制冷片6的熱端熱量被逐層回收了，熱量減少，因此如果采用多層溫差發(fā)電芯片，那么其隨著層數(shù)的增加而逐漸減少。

同樣的，第一均溫板7和第二均溫板8的兩片疊加，減少到第三均溫板10的一片，第一均溫板7和第二均溫板8的疊加是由于第一半導(dǎo)體制冷片6熱端的熱量集中，為了能夠更好的擴(kuò)大熱容，提高熱傳導(dǎo)效率，從而采用二片疊加方式，隨著熱量傳遞過程中的減少，應(yīng)此均溫板的數(shù)量也隨之減少。

在實(shí)際的應(yīng)用過程中，根據(jù)第一半導(dǎo)體制冷片6產(chǎn)生熱量的大小，選擇多片的均溫板進(jìn)行疊加，或是取消均溫板，直接采用溫差發(fā)電芯片進(jìn)行疊加或多層疊加。

均溫板，是指導(dǎo)熱系數(shù)高、熱阻小，受熱后能夠快速將熱量傳導(dǎo)和均勻分布的物體或裝置，常用為包括有銅、熱管、鋁合金、相變材料、碳纖維、石墨烯等中的一種金屬、非金屬或裝置。在本實(shí)施例中，以第三均溫板10為例，均溫板內(nèi)部設(shè)置有眾多的熱管，熱管內(nèi)壁設(shè)置有凹凸面或是填充有網(wǎng)狀織物，熱管內(nèi)部填充有相變材料，通過相變材料氣液態(tài)的改變，實(shí)現(xiàn)熱量的快速傳導(dǎo)。

如圖4、5、6所示，為本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例主要由箱體1、導(dǎo)冷板2、固定板3、蓋板4、導(dǎo)冷鰭片5、第一半導(dǎo)體制冷片6、第一均溫板7、第二均溫板8、溫差發(fā)電芯片9、第三均溫板10、第二半導(dǎo)體制冷片11、散熱器12、鼓風(fēng)機(jī)15、過濾網(wǎng)16、發(fā)熱器20、驅(qū)動電源22等部件組成。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于：在箱體1的接口連接有鼓風(fēng)機(jī)15和過濾網(wǎng)16，鼓風(fēng)機(jī)15直接安裝在箱體1的接口處，通過驅(qū)動電源21的驅(qū)動進(jìn)行工作。在鼓風(fēng)機(jī)15的外面(進(jìn)風(fēng)口)處設(shè)置有過濾網(wǎng)16，對進(jìn)行鼓風(fēng)機(jī)15內(nèi)部的空氣進(jìn)行過濾，空氣通過過濾網(wǎng)16，吸入到鼓風(fēng)機(jī)15中，經(jīng)過箱體1內(nèi)部，空氣經(jīng)過降溫或加溫后，從箱體的另一接口處吹出。

在箱體1的內(nèi)部固定有導(dǎo)冷板2、導(dǎo)冷鰭片5之外，還固定有發(fā)熱器20，發(fā)熱器20固定于箱體1的內(nèi)部上端，且成網(wǎng)狀分布。發(fā)熱器20是指將電能轉(zhuǎn)化成熱量的電器，如發(fā)熱電阻絲，發(fā)熱管等。導(dǎo)冷鰭片5上分布有百葉窗式的開孔19，導(dǎo)冷板2一側(cè)的開孔19為朝上方向，另一側(cè)的開孔19為朝下方向，通過導(dǎo)冷鰭片5和開孔19的空氣能夠快速的降溫，尤其通過百葉窗式的開孔19，增加空氣流通的路徑，可提高空氣降溫效率。

上述通過鼓風(fēng)機(jī)15的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對空氣的制冷或是制暖功能，實(shí)現(xiàn)了能暖兩用，使用功能更加廣泛。

在本實(shí)施中，溫差發(fā)電芯片和/或均溫板的表面設(shè)置有絕緣層，絕緣層上設(shè)置有線路層的表面分別設(shè)置有絕緣層，采用搪瓷或陽極氧化方式制作。絕緣層上設(shè)置有線路層，采用印刷、電鍍、復(fù)合或噴涂方式制作，線路層與驅(qū)動電源22連接，一方面半導(dǎo)體制冷片需要通過驅(qū)動電源22的電能驅(qū)動工作，另一方面溫差發(fā)電芯片發(fā)電后產(chǎn)生的電能，可以反饋到驅(qū)動電源22進(jìn)行能量補(bǔ)充使用。線路層至少包括有可焊接部位和電氣連接分布，溫差發(fā)電芯片分別固定在可焊接部位，各個溫差發(fā)電芯片之間的電氣連接為串聯(lián)和/或并聯(lián)，使每個均溫溫差發(fā)電層的溫差發(fā)電芯片形成電氣連接為整體，根據(jù)需要，每個均溫溫差發(fā)電芯片層上作為單位再進(jìn)行彼此的電氣連接，統(tǒng)一輸出電壓和電流，反饋到驅(qū)動電源22處。

在線路層上除至少包括有可焊接部位和電氣連接分布外，還可以設(shè)置有靜電保護(hù)電路，整流、限壓、電流控制等電路中的一種或多種，以滿足不同的功能需要。

如圖7、8所示，為本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例，與第二實(shí)施例相比基本相同，區(qū)別在于在導(dǎo)冷板2的表面先固定有蓄冷板21，在蓄冷板21的表面再固定導(dǎo)冷鰭片5，同樣的導(dǎo)冷鰭片5表面設(shè)置分布有百葉窗式的開孔19，增加空氣流通路徑。

蓄冷板21由一般都外殼和內(nèi)部的蓄冷液組成，其作用是儲蓄導(dǎo)冷板2傳遞的冷，并具有良好的導(dǎo)冷性能。其中，蓄冷液也叫儲冷劑或冷凍液，與防凍儲冷夜18的成分相似。

通過蓄冷板21的設(shè)置，能夠加速制冷并在第一半導(dǎo)體制冷片6停止工作時，延長制冷效果，保持導(dǎo)冷鰭片5表面溫度的穩(wěn)定性。

以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)該包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。