雙效多導體電子變頻吸收製冷器的製作方法

2023-09-21 07:01:25

專利名稱：雙效多導體電子變頻吸收製冷器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種吸收製冷器，尤其涉及一種雙效多導體電子變頻吸收製冷器。
背景技術：
目前，公知共識的製冷行業多數採用壓縮機利用冷媒來製取冷暖，這種方法具有 耗能大、損耗大、噪音大、體積大、物損大、用料考究、能效比差、危害大、汙染環境等不利因 素。也有採用其它方法來製冷的，但應用效果一般，不夠實際、達不到減排的要求或是製冷 效果不理想。
發明內容本實用新型的主要目的在於提供一種雙效多導體電子變頻吸收製冷器，擴大了制 冷輸出功率，增大了能效比，減小的物力損耗。為了達到上述目的，本實用新型提供了一種雙效多導體電子變頻吸收製冷器，其 包括吸收製冷單元和熱電製冷片，所述熱電製冷片的熱端植入於所述吸收製冷單元的發生 器裡，所述熱電製冷片的冷端所述吸收製冷單元的吸收器中。優選的，在所述吸收製冷單元的蒸發器和吸收器之間設有節流裝置。優選的，所述節流裝置為電磁閥。優選的，在所述吸收製冷單元的蒸發器上盤繞一組管路，該管路的另一端在所述 吸收器的內部。優選的，所述發生器為兩個時，所述熱電製冷片的熱端設於一所述發生器和另一 所述發生器之間的連結管路上，並且所述連結管路中設有單向導通閥。與現有技術相比，本實用新型所述的雙效多導體電子變頻吸收製冷器，將熱電制 冷片和吸收製冷單元結合起來，利用熱電製冷片的散熱，通過吸收製冷單元將散熱轉化為 製冷，以再利用能源，擴大了製冷輸出功率，增大了能效比，減小的物力損耗。

圖1是本實用新型包括的熱電製冷片的結構圖；圖2是本實用新型包括的吸收製冷單元的結構圖。
具體實施方式
本實用新型提供了一種雙效多導體電子變頻吸收製冷器，將吸收製冷單元和熱電 製冷片相結合。如圖1所示，熱電製冷片是由半導體所組成的一種冷卻裝置，其是由許多N型和P 型半導體的顆粒互相排列而成，而N型半導體和P型半導體之間以一般的導體相連接而成 一完整線路，最後由兩片陶瓷片像夾心餅乾一樣夾起來，陶瓷片必須絕緣而且導熱良好。[0014]然而，在原理上，熱電製冷片只能算是一個熱傳遞的工具，雖然熱電製冷片會主動 為晶片散熱，但依然要將熱端的高於晶片的發熱量散發掉。在熱電製冷片工作期間，只要冷 端和熱端之間出現溫差，熱量便不斷地通過晶格的傳遞，將熱量移動到熱端並通過散熱設 備散發出去。因此，製冷片對於晶片來說是主動製冷的裝置，而對於整個系統來說，只能算 是主動的導熱裝置，因此，在單獨使用熱電製冷片來進行降溫時，需採用主動散熱的方式對 熱電製冷片的熱端進行降溫。通常熱端的溫度在沒有散熱裝置時會達到100度左右，極易 超過製冷片的承受極限，而且半導體製冷效率的關鍵就是要儘快降低熱端溫度以增大冷端 和熱端之間的溫差，提高製冷效果，因此在熱端採用大型的散熱片以及主動的散熱風扇將 有助於散熱系統的優良工作。當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯結成電偶對 時，在這個電路中接通直流電流後，就能產生能量的轉移。所述吸收製冷單元包括發生器、冷凝器、蒸發器和吸收器，在其運行過程中，當吸 收劑在發生器內受到熱媒水加熱後，吸收劑中的水不斷汽化，水蒸氣進入冷凝器，被冷卻降 溫後凝結；隨著水的不斷汽化，發生器內的吸收劑的濃度不斷升高，進入吸收器；當冷凝器 中的水通過節流閥流入蒸發器時，急速膨脹而汽化，並在汽化過程中大量吸收蒸發器內冷 媒水的熱量，從而達到降溫製冷的目的；在此過程中，低溫水蒸氣進入吸收器，被吸收器內 的濃度大的吸收劑吸收，吸收劑的濃度逐步降低，由溶液泵送回發生器，完成整個循環。吸收製冷單元的工作原理與循環溶液的蒸氣壓力是對平衡狀態而言的，如果蒸氣 壓力為0. 85kPa的吸收劑與具有IkPa壓力(7°C )的水蒸氣接觸，水蒸氣與吸收劑不處於平 衡狀態，此時吸收劑具有吸收水蒸氣的能力，直到水蒸氣的壓力降低到稍高於0. 85kPa(例 如0.87kPa)為止。0. 87kPa和0. 85kPa之間的壓差用於克服連接管道中的流動阻力以及由 於過程偏離平衡狀態而產生的壓差，水在5°C下蒸發時，就可能從較高溫度的被冷卻介質中 吸收汽化潛熱，使被冷卻介質冷卻。為了使水在低壓下不斷汽化，並使所產生的蒸汽不斷被 吸收，從而保證吸收過程的不斷進行，供吸收用的吸收劑的濃度必須大於吸收終了的吸收 劑的濃度。為此，除了必須不斷地供給蒸發器純水外，還必須不斷地供給新的吸收劑。如圖2所示，一吸收製冷單元可以包括發生器21、冷凝器22、蒸發器23、吸收器 24、節流閥25、溶液泵26、熱交換器27、冷劑泵28和減壓閥29。稀的吸收劑在加熱以前用溶液泵26將壓力升高，使得沸騰所產生的蒸汽能夠在 常溫下冷凝。例如，冷卻水溫度為35°C時，考慮到熱交換器27中所允許的傳熱溫差，冷凝有 可能在40°C左右發生，因此發生器21內的壓力必須是7. 37kPa或更高一些(考慮到管道阻 力等因素)。發生器21和冷凝器22 (高壓側)與蒸發器23和吸收器24(低壓側)之間的 壓差通過安裝在相應管道上的膨脹閥或其它節流機構來保持。離開發生器21的濃的吸收 劑的溫度較高，而離開吸收器24的稀的吸收劑的溫度卻相當低。濃的吸收劑在未被冷卻到 與吸收器壓力相對應的飽和溫度才開始沸騰，因此通過一臺熱交換器27，使得濃的吸收劑 和稀的吸收劑在各自進入吸收器24和發生器21之前彼此進行熱量交換，使得稀的吸收劑 溫度升高，濃的吸收劑溫度下降。由於水蒸氣的比容非常大，為了避免流動時產生過大的壓 降，需要很粗的管道，為了避免這一點，往往將冷凝器22和發生器21做在一個容器裡，將吸 收器24和蒸發器23做在另一個容器裡，也可以將這四個主要設備置於一個殼體內，高壓側 和低壓側之間用隔板隔開。吸收製冷單元的工作過程可以分為兩個部分(1)發生器21中產生的冷劑蒸氣在冷凝器22中冷凝成冷劑水，經U形管進入蒸發器23，在低壓下蒸發，產生製冷效應。這些過 程與蒸氣壓縮式製冷循環在冷凝器22、節流閥25和蒸發器23中所產生的過程完全相同； (2)發生器21中流出的濃的吸收劑降壓後進入吸收器24，吸收由蒸發器23產生的冷劑蒸 氣，形成稀的吸收劑，重新加熱，形成濃的吸收劑。本實用新型首先通過改善壓縮機製冷帶來的危害，選用了熱電製冷片作為替代壓 縮機，但是單獨依靠製冷片很難達到需要的製冷量及熱擴散難以處理的特點，因為製冷片 製冷能力比制熱能力差，解決不當就發揮不出實際應用效果，因此本實用新型採用將吸收 製冷單元與熱電製冷片相結合的方式。下面介紹本實用新型所述的雙效多導體電子變頻吸收製冷器的主要部件、功能、 組裝流程和方法1、熱電製冷片的一面安裝有散熱片，另一面安裝有導冷系統，安裝表面的平面度
不大於0. 03mm，要除去毛刺、汙物；熱電製冷片和散熱片導熱塊接觸良好，接觸面需塗有一
薄層導熱矽脂；固定制冷片時既要使製冷片受力均勻，又要注意切勿過度，以防止瓷片壓 m農。2、熱電製冷片的冷端設於吸收製冷單元的吸收器中，可以根據需要與需求做到任 意或製取冰液來利用；所述熱電製冷片的熱端的一面植入於吸收製冷單元的發生器裡，給 濃的吸收劑加溫，通過吸收與釋放來製冷。3、在吸收製冷單元的蒸發器和吸收器之間設有節流裝置，所述節流裝置可以根據 需要來調節溫差與製冷量，所述節流裝置例如可以為電磁閥；本實用新型採用部分製冷液回流來實現冷卻，即在蒸發器上盤繞一組管路，該管 路的另一端在吸收器的內部，這樣也可以節約壓縮成本；另外，根據一種優選的實施方式，在蒸發器後設有軸流風機，以散發效率值。在實際應用中，所述發生器可以為多個，這裡以所述發生器是兩個為例此時熱電 製冷片的熱端設於第一發生器和第二發生器之間的連結管路上，並所述連結管路中設有單 項導通閥，以防止逆流。本實用新型所述的雙效多導體電子變頻吸收製冷器，可以解決外界冷卻不便的問 題，在實際應用時還可以根據不同的產品外加散熱器等，輔助散發熱量，達到可靠工作的目 的，平時熱電製冷片不工作，只有當吸收器中的溫度超過了設定範圍，所述熱電製冷片才工 作給與冷卻，當吸收器中的溫度達到可靠工作所設定的溫度時，這片熱電製冷片又再次停 止工作。可根據不同使用目的及不同使用方法、不同使用環境和不同熱電膜片功率等，採 用不同降溫方式及方法，主要為取得合理利用能源節約成本，節能減耗。有時也可以使用導 熱油或物理降溫等方法，如(1)自然降溫、(2)被動循環、(3)溫差循環、(4)物理降溫等。根據不同的需要與需求可以利用任何熱源來加以利用，宗旨是任何方面的厲行節 約。以下具體介紹幾種降溫方法(1)自然降溫禾Ij用使用空間溫差，自然風及行動風能(如運用到的汽車方面)；(2)被動循環降溫採用泵循環著可以流動使用而無害的液體及液面；(3)溫差循環利用熱電製冷片的熱量來帶動液體自然流動，利用高溫上行的原理，來推動液體循環達到給器件降溫的目的；(4)物理降溫利用自然流動的液體來給熱電製冷片降溫處理。本實用新型應用熱電製冷片作為主要製冷單元之一，另一技術為吸收製冷技術， 兩者相互彌補相互幫襯(簡稱「雙效」)。利用熱電製冷片的不利因素通過吸收技術處理了 散熱問題變不利為有利，經吸收處理後獲取的冷量再次利用到製冷設備中，為再利用能源 創造了條件，擴大了製冷輸出功率，增大了能效比，減小了物力損耗，變廢為寶。如果不採用 雙效直接利用熱電製冷片來獲取冷暖，能量利用只有該熱電製冷片的30%的效果，並且很 難解決散熱問題，散熱材料及製作成本上很難獲得理想效果。本實用新型涉及一種熱電製冷片及補償式吸收輔助製冷裝置(簡稱「雙效」)，是 改變目前製冷行業的最好替代品。我們可以將本裝置替代淘汰目前的壓縮機製冷模式，如 改變汽車發動機帶動壓縮機製冷，空調，冰箱等等。本實用新型採用特種冷源，在技術應用 上具有以下的優點和特點1、不需要氟製冷劑，可連續工作，沒有汙染源沒有旋轉部件，不 會產生迴轉效應(就象我們冬季使用空調當處於化霜或關機，由於氟壓的作用產生強大的 回流逆流，而引起的機器抖動震顫等現象)，沒有滑動部件是一種固體片件，工作時沒有震 動、噪音、壽命長，安裝容易。2、半導體製冷片具有兩種功能，既能製冷，又能加熱，製冷效率 一般不高，但制熱效率很高，永遠大於1。因此使用一個片件就可以代替分立的加熱系統和 製冷系統。3、半導體製冷片是電流換能型片件，通過輸入電流的控制，可實現高精度的溫 度控制，再加上溫度檢測和控制手段，很容易實現遙控、程控、計算機控制，便於組成自動 控制系統。4、半導體製冷片熱慣性非常小，製冷制熱時間很快，在熱端散熱良好冷端空載的 情況下，通電不到一分鐘，製冷片就能達到最大溫差。5、半導體製冷片的反向使用就是溫差 發電，半導體製冷片一般適用於中低溫區發電。6、半導體製冷片的單個製冷元件對的功率 很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串、並聯的方法組合成製冷系統的話，功率就可以做 的很大，因此製冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的範圍。7、熱電製冷片的溫差範圍，從正溫 90°C到負溫度130°C都可以實現。(用金屬鉍線和銻線構成結點，當電流沿某一方向流過結 點時，結點上的水就會凝固成冰；如果反轉電流方向，剛剛在結點上凝成的冰又會立即熔化 成水.熱電效應本身是可逆的。)通過以上分析，本實用新型應用範圍有製冷、加熱、發電，製冷和加熱應用比較普 遍，有以下幾個方面1、軍事方面飛彈、雷達、潛艇等方面的紅外線探測、導行系統；2、醫療方面；冷力、冷合、白內障摘除片、血液分析儀等；3、實驗室裝置方面冷阱、冷箱、冷槽、電子低溫測試裝置、各種恆溫、高低溫實驗 儀器；4、專用裝置方面石油產品低溫測試儀、生化產品低溫測試儀、細菌培養箱、恆溫 顯影槽、電腦等；5、日常生活方面空調、冷熱兩用箱、飲水機、電子信箱等。此外，還有其它方面的應用，這裡就不一一提了。本實用新型涉及到應用的多種場 合和領域。能效比很高十分經濟，功率可大可小，可替代性十分廣泛，實用性及可塑性，延伸 性，可開發性很高，利用價值相當可觀。以上說明對實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離所附權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可做出許多修改、變化或等效， 但都將落入本實用新型的保護範圍內。
權利要求一種雙效多導體電子變頻吸收製冷器，其特徵在於，其包括吸收製冷單元和熱電製冷片，所述熱電製冷片的熱端植入於所述吸收製冷單元的發生器裡，所述熱電製冷片的冷端所述吸收製冷單元的吸收器中。
2.如權利要求1所述的雙效多導體電子變頻吸收製冷器，其特徵在於，在所述吸收制 冷單元的蒸發器和吸收器之間設有節流裝置。
3.如權利要求2所述的雙效多導體電子變頻吸收製冷器，其特徵在於，所述節流裝置 為電磁閥。
4.如權利要求1至3中任一權利要求所述的雙效多導體電子變頻吸收製冷器，其特徵 在於，在所述吸收製冷單元的蒸發器上盤繞一組管路，該管路的另一端在所述吸收器的內 部。
5.如權利要求4所述的雙效多導體電子變頻吸收製冷器，其特徵在於，所述發生器為 兩個時，所述熱電製冷片的熱端一所述發生器和另一所述發生器之間的連結管路上，並且 所述連結管路中設有單向導通閥。
專利摘要本實用新型提供了一種雙效多導體電子變頻吸收製冷器，其包括吸收製冷單元和熱電製冷片，所述熱電製冷片的熱端植入於所述吸收製冷單元的發生器裡，所述熱電製冷片的冷端所述吸收製冷單元的吸收器中。本實用新型所述的雙效多導體電子變頻吸收製冷器，將熱電製冷片和吸收製冷單元結合起來，利用熱電製冷片的散熱，通過吸收製冷單元將散熱轉化為製冷，以再利用能源，擴大了製冷輸出功率，增大了能效比，減小的物力損耗。
文檔編號F25B25/00GK201662275SQ201020000448
公開日2010年12月1日 申請日期2010年1月15日 優先權日2010年1月15日
發明者李千峰 申請人:李千峰