半導體致冷器空調機的製作方法
2023-08-01 05:08:01
專利名稱：半導體致冷器空調機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於室內用空調機一半導體致冷器空調機。
現有空調機脫離不開這樣一種工作過程，即電能變換成壓縮的機械能，然後由壓縮機將機械能轉換成冷媒材料的內能(改變冷媒的存在狀態即氣態一液態)通過冷媒的傳遞和自身內能在空調中各部分的變化與冷凝器、壓縮機、蒸發器、散熱器發生能量交換，在冷凝器和散熱器產生溫度的相對變化，對周圍的空氣產生加熱或冷卻的效果，從而達到了空氣溫度調節的目的。從現有空調機的工作過程，可以客觀的看出空調機有著不可避免的技術缺陷1．現有空調機的整體效率低，平均只有0.46～0.62(致冷、熱量與電能消耗之比值)，所以要達到空氣調節的目的，則必須加大工作功率，即耗能大，給國家電網供電造成一定壓力，也給消費者增加了經濟負擔。2、冷媒材料大多數會對大氣層造成破壞，形成一定的大氣環境汙染。3、由於現有空調對電網的幹擾很大，對供電電網中的傳輸線提出更加苛刻的要求，也給區域內原有線路帶有一定威脅。4．體積龐大，結構工藝複雜，成本高，機械部件多，所以故障率高，維修難度大，這樣給消費者帶來大的開支和負擔。
本實用新型的目的提供一種不用壓縮機的空調器，即半導體致冷器空調機，它採用了半導體致冷組件當給它一定電壓的直流電時的工作特性而設計的，該空調機結構簡單、體積小，成本低；對環境無汙染；耗電小。
本實用新型以下列技術方案來實現它由機械部分和電氣部分組成，其中機械部分包括有空調機外殼，外殼內有散熱器，散熱器左右端的散熱孔分別設置有渦流式高速風泵，而電氣部分包括有溫度調節控制電路，在外殼及散熱器的中間位置設置有密封隔離板，半導體致冷組件鑲嵌在散熱器的中部、並由隔離板加固，將外殼內分成兩個相互隔離的工作室，即室內空氣調節溫度循環室、室外散熱循環室；電氣部分設有半導體致冷組件工作電源電路及電源逆變觸發電路，其中電源電路由抗幹擾吸收電路在其輸出接有功率因數校正電路，功率因數校正電路輸出端通過整流濾波電路，依次連接有高頻逆變降壓電路，低壓整流濾波電路及電路極性切換輸出電路所組成，由逆變觸發電路去控制高頻逆變降壓電路。所述的抗幹擾吸收電路是由電感L1、L2及並接的一組電容器C1、C2、電阻R1、R2組成；而IC1晶片為功率因數校正電路。所述的高頻逆變降壓電路是由平面磁性變壓器PT，在其初級的兩端分別接一可控矽SRC1、SRC2、在兩端還並接有電容C5，初級的中間抽頭接一電感L4所組成。電源逆變觸發電路是在變壓器T的輸出端接有IC4晶片及電容C7構成的降壓整流濾波電路，其輸出接一IC5晶片三端穩壓電路，在三端穩壓的一端並聯了一組相同的脈衝觸發電路，它們都是分別由晶片IC5(時基集成電路NE5555)主電路及分流二極體D1、D2，電容器C8、C9，電阻R3、R4，可調電阻RW2這些外圍電路所組成。
該空調機的優點是1．體積小，取消了複雜的機械零部件，使成本大大降低，該空調機是現有空調成本的1/1.8，工作穩定，故障率低。2、工作效率高，平均在0.95～0.99是現有空調的1.5～1.8倍，在相同的工作面積及環境條件下，單位時間的能耗降低了1/3～1/2.5。減小對供電電網的要求，節約大量電能。3．該空調機為冷暖雙向空調，與現有同功效的空調機相比僅為1/3左右的價格。它靈活多變、可以是室內機、也可以是室外機，或窗機，若是室外機，它通過高速渦流風泵、風管、風管上的分柵等，室內可達到無噪音。
下面結合說明書附圖對本實用新型的整體結構及其工作原理過程作一詳細描述
圖1為本實用新型整體結構平面示意圖。
圖2為本實用新型電路工作原理框圖。
圖3為本實用新型電路工作原理圖。
該空調機由機械部分和電氣部分組成，如
圖1所示，它的機械部分，包括有空調機外殼1，外殼內裝有散熱器2，散熱器的左右端分別設有散熱孔3，靠近左右散熱孔裝有渦流式高速風泵4，風泵上有整流罩5，整流罩5端部裝有風管6，由它將機內轉換氣體送出。在外殼1、散熱器2的中間位置設置有密封隔離板8，半導體致冷組件9鑲嵌在散熱器的中部並由隔離板8加固，使它們將外殼及散熱器內分成兩個互相隔離的工作室，即室內空氣調節溫度循環室，室外散熱循環室。
圖1中所示的右半部分是由高速渦流風泵4、整流罩5、風管6、7及散熱器2、外殼1的部分組成的室內空氣調節溫度循環室，它將半導體致冷件9右面工作的溫度變化與空間中的空氣進行熱交換，也將散熱器的溫度變化通過熱交換，通過循環而達到空氣溫度調節之目的，其中風管6管口上有分風柵11，是將高速空氣流分散成低速漫流，避免高速空氣流所引起的直吹和高噪音。風管7的管口有過濾網12，是對室內空氣進行過濾以達淨化空氣之目的。
圖1中所示的左半部分是由散熱器2、高速渦流式風泵4、整流罩5、風管6及外殼1的一部分，其中外殼的左邊為過濾網狀10組成的室外散熱循環室。因為半導體致冷件9是基於帕爾帖效應而製做的一種致冷器件，對其通入一定電壓的直流電時，半導體致冷器的兩個工作端面將呈現一定的溫差變化，一個工作面溫度降低，而另一個工作面溫度升高。所以當右面致冷降溫時，其左面在溫度上升，所以需外界空氣進入(從過濾網10進入)調節，使熱流通過左邊的渦流式風泵4排出，保證半導體致冷件左、右兩個面有一個正常的工作溫差。
空調機正常工作，主要是保證半導體致冷件的正常工作，即就是要有一個穩定的工作電壓、電流。如圖2、3所示，半導體致冷件的工作電源電路由抗幹擾吸收電路，在其輸出接有功率因數校正電路，功率因數校正電路輸出端通過整流濾波後依次連接有高頻逆變降壓電路，低壓整流濾波電路及電路極性切換輸出電路所組成。由所設的逆變觸發電路去控制高頻逆變降壓電路。由圖3所示，市電220V交流電經過短路過流保護Fu進入總電源開關XK1控制整個電路通斷，經XK1後分兩路，一路是半導體致冷器件工作電源電路首先由電感L1、L2及並接的一組電容器C1、C2，電阻R1、R2組成的抗幹擾吸收電路去幹擾並吸收掉雜波對電網的幹擾，而後進入功率因數校正電路IC1(採用美國BI公司7700)晶片，完成功率因數校正工作，使功率因數達到COSθ≥0.85，經由IC2(MIC5A400V)晶片、電容器C3、C4、L3組成的整流濾波電路，而後得到高壓直流電，再經由平面磁性變壓器PT，在其初級的兩端分別接一可控矽SRC1、SRC2，在兩端還並接有電容C5，初級的中間抽頭接一電感L4所組成的高頻逆變降壓電路，完成將高壓直流電轉換成高頻低壓交流電，平面磁性變壓器PT次級的兩組線圈端部分別接一由IC3(MIC30A200V)晶片、電容C6及電感L5組成的同樣的整流濾波電路，高頻低壓交流電通過控制繼電器KA1後經該電路整流濾波再經換向開關XK2(通過換向開關XK2的轉換改變了半導體致冷器件(CT1)的電源極性，從而也改變致冷器件(CT1)的冷熱端的位置，達到冷暖雙向空調的換向目的)到達半導體致冷器件(CT1)。而另一路引入到電源逆變觸發電路，該電路在變壓器T的輸出端接有IC4(MIC2A60V)晶片及電容C7組成的降壓整流濾波電路、其輸出接一IC5(LM7812)晶片三端穩壓電路，在三端穩壓的一端並聯了一組相同的脈衝觸發電路，它們都是分別由晶片IC6(時基集成電路NE555)主電路及分流二極體D1、D2，電容器C8、C9，電阻R3、R4，可調電阻RW2這些外圍電路所組成，它們各自產生的觸發脈衝，經電阻R5、電容器C10構成的限流隔離電路後分別去觸發可控矽SRC1、SRC2。兩個觸發脈衝的時間相隔一個脈衝寬度是通過改變電阻R5、電容C10來實現。
圖2、3中還設置有空調機的溫度調節控制電路由三端穩壓電路的輸出端引入電路IC7(LM324)晶片為運算放大器，在電路中作比較放大，電阻R7、R8設置等效中點基準電壓，通過改變可變電阻RW的大小來設定所要求的溫度，電阻RQ1、RQ2是正負溫度係數的熱敏電阻，據不同情況選用RQ1、RQ1，當可變電阻RW不變時，熱敏電阻RQ1、RQ2隨溫度發生變化，經過比較放大器IC7後，其輸出端的電壓將發生變化，當電壓變化到某一界限時，由三極體V1V2,V3V4組成的複合放大電路分別工作而使繼電器KA動作達到控制電路的目的。當複合放大管V1V2導通時KA1動作，半導體致冷器件中有一部分停止工作，還有部分繼續工作，達到低耗保溫的作用，當比較放大器IC7的輸出端電壓變化較大時，複合放大管V3V4導通，而繼電器KA2動作，導致主電路及渦流式風泵4(M)停止工作。
權利要求1．一種半導體致冷器空調機，由機械部分和電氣部分組成，其中機械部分包括有空調機外殼，外殼內有散熱器，散熱器左右端的散熱孔分別設置有渦流式高速風泵，而電氣部分包括有溫度調節控制電路，其特徵是在外殼及散熱器的中間位置設置有密封隔離板，半導體致冷組件鑲嵌在散熱器的中部、並由隔離板加固，將外殼內分成兩個相互隔離的工作空間，即室內空氣調節溫度循環室、室外散熱循環室；電氣部分設有半導體致冷組件工作電源電路及電源逆變觸發電路，其中電源電路由抗幹擾吸收電路在其輸出接有功率因數校正電路，功率因數校正電路輸出端通過整流濾波電路，依次連接有高頻逆變降壓電路，低壓整流濾波電路及電路極性切換輸出電路所組成，由逆變觸發電路去控制高頻逆變降壓電路。
2．根據權利要求1所述的半導體致冷器空調機，其特徵是所述的抗幹擾吸收電路是由電感L1、L2及並接的一組電容器C1、C2、電阻R1、R2組成；而IC1晶片為功率因數校正電路。
3．根據權利要求1所述的半導體致冷器空調機，其特徵是所述的高頻逆變降壓電路是由平面磁性變壓器PT，在其初級的兩端分別接一可控矽SRC1、SRC2、在兩端還並接有電容C5，初級的中間抽頭接一電感L4所組成。
4.根據權利要求1所述的半導體致冷器空調機，其特徵是所述的電源逆變觸發電路是在變壓器T的輸出端接有IC4晶片及電容C7構成的降壓整流濾波電路，其輸出接一IC5晶片三端穩壓電路，在三端穩壓的一端並聯了一組相同的脈衝觸發電路，它們都是分別由晶片IC6(時基集成電路NE555)主電路及分流反饋二極體D1、D2，電容器C8、C9，電阻R3、R4，可調電阻RW2這些外圍電路所組成。
專利摘要本實用新型涉及一種半導體致冷器空調機,機械部分有空調外殼、殼內有散熱器,散熱器左右端分別設有渦流式高速泵,外殼及散熱器中部設置有密封隔離板,半導體致冷組件鑲嵌在散熱器中部將機內分為室內空氣調節循環室、室外散熱循環室。電氣部分有溫度調節電路;半導體致冷組件工作電源電路及電源逆變觸發電路。電源電路包括抗幹擾吸收電路、功率因數校正電路、整流濾波電路及電路極性切換輸出電路。該空調節能及環保優點顯著。
文檔編號F25B21/02GK2330944SQ9823246
公開日1999年7月28日 申請日期1998年2月13日 優先權日1998年2月13日
發明者宋峰濤 申請人:西安飛機工業科技開發中心航城機械廠