汽車專用半導體電子冷暖空調的製作方法

2023-06-19 22:55:26 1

專利名稱：汽車專用半導體電子冷暖空調的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車專用半導體冷暖空調，尤其涉及一種採用半導體製冷器，利 用熱電致冷的溫差電效應來實現製冷和制熱的電子空調。
背景技術：
現有製冷技術是壓縮式製冷的原理利用製冷劑(一種物質)在低溫下沸騰吸熱， 由於沸騰吸熱時的溫度低於製冷對象的溫度，製冷對象的熱量就傳遞給了製冷劑，製冷對 象的溫度就降低。通過壓縮機做功，使吸熱後的製冷劑溫度和壓力升高(高於環境溫度)。 這時，製冷劑就可以把熱量傳遞給環境。然後，通過節流降壓，製冷劑重新在低溫下沸騰吸 熱。不斷循環製冷。在運行過程中由於使用機械壓縮故障率高，製冷劑萬一洩露對環境還 會造成汙染，並且運行成本高，其中汽車壓縮機空調在運行時還要使用汽車的動力、增加燃 油造成資源浪費。機械壓縮機製冷往往受到設備限制，不可能隨意調節負荷，對工作電流、 電壓要求嚴格。在低負荷下要間歇工作，且傳統壓縮機空調只能製冷不能制熱。在運行過 程中，各傳輸管路及換熱區域必須採取保溫措施，否則影響使用效果。

發明內容
為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種採用半導體製冷器的汽車專用 半導體電子冷暖空調，其所採取的技術方案為該空調包括殼體和位於殼體內的換能區A與換能區B，換能區A包括換能通道A和 位於換能通道A下方的中空區A，換能區B包括換能通道B、中空區Bi、中空區BII和中空 區BIII，其中中空區BI位於換能通道B下方，換能通道B和中空區BI位於中空區BII內， 中空區BII位於中空區BIII內，換能通道A和換能通道B相互隔離且呈十字排列，換能通 道B內設有沿通道方向前後排列的換能器BI和換能器BII，換能通道A內設有位於通道同 一橫截面上且分別與換能器BI和換能器BII相對應的換能器AI和換能器AII，換能通道A 的前端設有進風口 A，其後端設有出風口 A，換能通道B的前端設有進風口 B，其後端設有出 風口 B，中空區BI內設有製冷器I和製冷器II，製冷器I的一面通過導冷塊I與換能器BI 連接，其另一面與換能器AI連接，製冷器II的一面通過導冷塊II與換能器BII連接，其另 一面與換能器AII連接。該空調是充分利用半導體致冷器的工作特性，其工作原理是當一塊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，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端由P型元件流向N型 元件的接頭釋放熱量，成為熱端，吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導體材料N、P 的元件對數來決定。將半導體製冷片通過特殊加工，根據使用要求及使用環境進行封裝後，製造成半 導體電子製冷器。再將此半導體製冷器根據空調的風量、溫度的需求進行複試、串並連，多 級組合來達到使用的需求。因為空調使用環境的特殊需求，無論是共振、抗震、減震、輸送、輻射、換能區域、安裝等特殊使用要求，通過採用一體化封裝來解決共振、抗震、減震的目 的，換能區域及風道採用先進的多級中空隔離防護保溫技術來解決車體自身生熱、太陽輻 射熱等外界熱量對本空調的影響。製冷器根據需求多級串並連，連續式換能來達到輸出的 需求，使在設定的出風量、出風溫度下達到使用需求。該空調在風道封裝及技術應用上具有以下的優點和特點(1)、綠色環保無壓縮機，也不用冷媒劑、輸送管、冷凝器、蒸發器等，利用空氣動 力為傳導介質，大大提高了使用效率，完全符合國家環保政策，達到真正的綠色環保產品。(2)、節約能源傳統的壓縮機製冷，負荷較大，使用較多的發動機動力，啟動運行 時佔用發動機功率的15% —20%動能，影響了發動機對車輛傳動的正常傳輸，造成了耗油 量增大。而該空調可利用車輛自帶發電機轉換成直流電來工作製冷，大功率汽車空調可增 加一臺汽車發電機提供專用發電或利用電子空調特殊性能進行發電，而不影響發動機的動 力傳輸，從而節約了單位裡程15% —20%的耗油量，同時提高了車輛在開空調時的動力性 能。(3)、使用壽命長半導體製冷器為固體器件，無運動部件，因此失效率低。人為損 壞時，也便於維修，並且零件價格較低廉。(4)、環保無噪聲半導體製冷器與機械製冷系統不一樣，無運動機件，無磨損，工 作時無震動，無噪音。(5)、雙向功能既能製冷也能制熱傳統車用壓縮機空調只能製冷不能制熱，空調 該因供電方式是直流電，改變供電極性即可實現冷暖交換，不但可以製冷，還可以制熱。(6)、專用保溫隔離防護風道傳統空調的風道是利用保溫材料來實現保溫，由於 保溫材料的選擇十分重要，選擇導熱係數高的保溫材料還會嚴重影響空調使用效果，如選 擇導熱係數低的保溫材料還會增加很高的生產成本並且安裝十分不便。本專用風道利用先 進的中空隔離防護技術進行雙向、複試、分級隔離防護，可提高空調換熱區域40%以上的使 用效率，大大節約了空調的能源。(7)、調節控制方便機械壓縮機製冷往往受到設備限制，不可能隨意調節負荷，對 工作電流、電壓要求嚴格。在低負荷下必然要間歇工作。而該空調則適應電流電壓在大範 圍內調整，控制電流的大小，可實現線性調節，使用閉環溫控電路，精度可達正負1度。因此本發明具有綠色環保、節約能源、使用壽命長、製冷制熱效果好的特點。


圖1為本發明的結構示意圖；圖2為圖1的左視圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步說明如圖1所示，換能區Al與換能區B2位於殼體5內，換能區Al包括換能通道A3和 位於換能通道A3下方的中空區A6，換能區Al採用中空區A6的隔離防護保溫措施來防止外 界大氣溫度、汽車發動機溫度的侵入。換能區B2包括換能通道B4、中空區BI7、中空區BII8 和中空區BIII9，其中中空區BI7位於換能通道B4下方，換能通道B4和中空區BI7位於中空區BII8內，中空區BII8位於中空區BIII9內，換能區B2採用3級中空隔離防護保溫措 施，中空區BI7隔離防護保溫措施是為了防止製冷器內製冷片與導冷塊在工作時，因直接 表面接觸而傳遞至製冷器殼體而造成製冷片兩面對抗損耗。中空區BII8是為了解決換能 區B2在運行時不與外界大氣溫度、汽車發動機溫度接觸從而隔離防護保溫的措施。中空區 BIII9為了保證換能區B2在經過中空區BII8隔離防護後外殼與外界大氣溫度、汽車發動機 溫度不能直接侵入中空區BII8與換能區B2的中空區BI7隔離措施。如圖2所示，換能通道A3和換能通道B4相互隔離且呈十字排列，換能通道B4內 設有沿通道方向前後排列的換能器BI10和換能器BII11，換能通道A3內設有位於通道同一 橫截面上的換能器AI 12和換能器AII13，它們的位置分別與換能器BIlO和換能器BIIll 相對應。換能通道A3的前端設有進風口 A14，其後端設有出風口 A15，換能通道B4的前端 設有進風口 B16，其後端設有出風口 B17，中空區BI7內設有製冷器118和製冷器1119，制 冷器118的一面通過導冷塊120與換能器BIlO連接，其另一面與換能器AI12連接，製冷器 1119的一面通過導冷塊1121與換能器BIIll連接，其另一面與換能器AII13連接。當該空調運行時，首先是啟動換能區Al的風機，風機產生的風通過進風口 A14快 速帶走換能器AI 12和換能器AII13上產生的熱量，經出風口 A15快速排到不使用區，此時 換能區Al的風機的風機正常運行後，啟動製冷器118和製冷器1119，分別通過導冷塊120 和導冷塊1121快速傳導至換能器BIlO和換能器BII11，同時製冷器的另一面快速傳導至 換能器AI12和換能器AII13，此時製冷器118和製冷器1119快速通過換能區B2的換能器 BIlO和換能器BIIll吸走通過的風的熱量，並傳遞給換能區Al的換能器AI12和換能器 AII13,換能器AI 12和換能器AII13通過進風快速帶走它上面的熱量，此時換能區B2通過 換能器BIlO和換能器BIIll逐級帶走換能區B2的熱量，出風口 B17的風直接進入使用場 所，開始給環境調節溫度。該空調採用複試、串並聯、懸浮結構進行優化設計，結合半導體製冷器的特性，以 基本、基礎二組、兩級串聯、並聯為最小組合單位而製造也可根據需求多級串聯、並聯組合 來達到足夠的需求。在換能區域，利用先進的中空隔離技術進行雙向、複試、分級隔離防護 來有效保證換能區域的轉換效率，使半導體製冷器與外界環境完全隔離。
權利要求
一種汽車專用半導體電子冷暖空調，包括殼體(5)和位於殼體(5)內的換能區A(1)與換能區B(2)，其特徵在於換能區A(1)包括換能通道A(3)和位於換能通道A(3)下方的中空區A(6)，換能區B(2)包括換能通道B(4)、中空區BI(7)、中空區BII(8)和中空區BIII(9)，其中中空區BI(7)位於換能通道B(4)下方，換能通道B(4)和中空區BI(7)位於中空區BII(8)內，中空區BII(8)位於中空區BIII(9)內，換能通道A(3)和換能通道B(4)相互隔離且呈十字排列，換能通道B(4)內設有沿通道方向前後排列的換能器BI(10)和換能器BII(11)，換能通道A(3)內設有位於通道同一橫截面上且分別與換能器BI(10)和換能器BII(11)相對應的換能器AI(12)和換能器AII(13)，換能通道A(3)的前端設有進風口A(14)，其後端設有出風口A(15)，換能通道B(4)的前端設有進風口B(16)，其後端設有出風口B(17)，中空區BI(7)內設有製冷器I(18)和製冷器II(19)，製冷器I(18)的一面通過導冷塊I(20)與換能器BI(10)連接，其另一面與換能器AI(12)連接，製冷器II(19)的一面通過導冷塊II(21)與換能器BII(11)連接，其另一面與換能器AII(13)連接。
全文摘要
本發明公開了一種汽車專用半導體電子冷暖空調，換能區A包括換能通道A和位於換能通道A下方的中空區A，換能區B包括換能通道B、中空區BI、中空區BII和中空區BIII，換能通道A和換能通道B相互隔離且呈十字排列，中空區BI內設有製冷器I和製冷器II，製冷器I的一面通過導冷塊I與換能器BI連接，其另一面與換能器AI連接，製冷器II的一面通過導冷塊II與換能器BII連接，其另一面與換能器AII連接。本發明具有綠色環保、節約能源、使用壽命長、製冷制熱效果好的特點。
文檔編號F25B21/04GK101922767SQ20091001621
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月16日 優先權日2009年6月16日
發明者寧方霞 申請人:寧方霞