CN105299950B - 一种太阳能半导体制冷*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能半导体制冷***，包括太阳能发电板、蓄电池、控制装置和制冷装置，所述太阳能发电板与蓄电池连接，所述蓄电池与制冷装置连接，且所述蓄电池与制冷装置之间设有控制装置；所述制冷装置包括至少1个制冷机构，此制冷机构包括热管散热器、半导体制冷片和导冷块，所述热管散热器与半导体制冷片的热端连接，所述导冷块与半导体制冷片的冷端连接。本发明不需要外接能源，其结构紧凑，减小了整个***的体积，且太阳能为洁净能量，不会产生污染，达到节能环保的效果。同时，本发明的制冷机构可根据环境的变化而增减数量，以最大限度的适应负荷变化。

Description

一种太阳能半导体制冷***
技术领域
本发明涉及制冷技术，具体来说是一种太阳能半导体制冷***。
背景技术
当前大部分制冷设备不仅存在的耗电大的问题，同时制冷设备的工质对环境的污染破坏也是目前亟待解决的难题。如何做到节能环保且大规模的应用是制冷领域研究的重要问题。
半导体制冷技术是发展起来的新型技术。其理论基础是热电制冷。其优点是不需要制冷剂，结构紧凑，对环境无污染，故受理广泛使用。但目前的使用的半导体制冷***还会存在以下缺陷：1、***需要与市电或其他供能机构连接，其体积较大，且制造成本较高；2、散热和导冷的效率较低，制冷效率不理想。3、目前的半导体制冷***的功率恒定，无法满足不断变化的环境。
发明内容
本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、体积小、结构紧凑且效率、节能环保的太阳能半导体制冷***。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种太阳能半导体制冷***，包括太阳能发电板、蓄电池、控制装置和制冷装置，所述太阳能发电板与蓄电池连接，所述蓄电池与制冷装置连接，且所述蓄电池与制冷装置之间设有控制装置；所述制冷装置包括至少1个制冷机构，此制冷机构包括热管散热器、半导体制冷片和导冷块，所述热管散热器与半导体制冷片的热端连接，所述导冷块与半导体制冷片的冷端连接。制冷机构的数量可根据实际需要而决定，本发明中制冷机构一般选用1～5个。
优选的，所述制冷机构还包括热管、散热翅片和导热面板，所述导热面板与半导体制冷片的热端贴合连接，所述热管的一端与导热面板连接，所述散热翅片套接于热管的另一端。
优选的，所述制冷机构还包括热风风道、冷风风道、散热风扇和冷风风机，所述热风风道包裹热管的另一端和散热翅片，所述散热风扇安装于热风风道的一端内；所述冷风风道包裹导冷块、导热面板和半导体制冷片，所述冷风风机安装于冷风风道的一端内。
优选的，所述冷风风道的内径于中部沿两端逐渐减小；所述热风风道的内径于中部沿两端逐渐减小。
优选的，所述导冷块包括导冷面板和导冷翅片，所述导冷面板的一侧与半导体制冷片的冷端贴合连接，所述导冷翅片与导冷面板的另一侧连接。
优选的，每个制冷机构中包括2张半导体制冷片，此2张半导体制冷片的热端分别与导热面板的两侧相贴合；所述导冷块具有2个，此2个导冷块分别与2张半导体制冷片的冷端贴合连接。
优选的，所述制冷机构还包括冷风风道和冷风风机，所述冷风风道包裹导冷块和半导体制冷片，所述冷风风机安装于冷风风道的一端。
优选的，所述冷风风道内设有导流板。
优选的，当所述制冷机构的数量为2个以上时，各个制冷机构依次连接。
优选的，所述控制装置包括单片机、温湿度传感器、驱动电路和继电器电路，所述单片机通过驱动电路与蓄电池连接，所述单片机通过继电器电路与制冷装置连接，所述温湿度传感器与单片机连接。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
1、本太阳能半导体制冷***主要由太阳能发电板、蓄电池、控制装置和制冷装置构成，其利用太阳能为制冷装置提供能量，实现能量自给，故不需要外接能源，故结构紧凑，减小了整个***的体积，且太阳能为洁净能量，不会产生污染，达到节能环保的效果。
2、本太阳能半导体制冷***中的制冷装置至少有1个制冷机构，此制冷机构可根据环境的变化而增减数量，以最大限度的适应负荷变化。
3、本太阳能半导体制冷***中的制冷机构主要由热管散热器、半导体制冷片和导冷块，热管散热器中的热管与半导体制冷片的结构，且将散热部分(即热管散热器)和导冷部分模块化(即导冷块)，提高了散热、导冷的效率，以大大提高了制冷效率。
附图说明
图1是本发明实施例1的太阳能半导体制冷***的整体结构示意图。
图2是本发明实施例1的制冷装置的结构示意图。
图3是本发明实施例1的制冷机构的结构示意图。
图4是本发明实施例1的制冷机构的内部结构示意图。
图5是本发明实施例1的冷风风道示意图。
图6是本发明实施例1的控制装置的电路图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1至图5所示，本太阳能半导体制冷***，包括太阳能发电板1、蓄电池2、控制装置3和制冷装置4，所述太阳能发电板1与蓄电池2连接，所述蓄电池2与制冷装置4连接，且所述蓄电池2与制冷装置4之间设有控制装置3；所述制冷装置4包括至2个制冷机构5，此2个制冷机构5串联一起，如图4所示，此制冷机构5包括热管散热器501、半导体制冷片502和导冷块503，所述热管散热器501与半导体制冷片502的热端连接，所述导冷块503与半导体制冷片502的冷端连接。具体的，如图6所示，所述控制装置3包括单片机、温湿度传感器、驱动电路和继电器电路，所述单片机通过驱动电路与蓄电池连接，所述单片机通过继电器电路与制冷装置连接，所述温湿度传感器与单片机连接。其中驱动电路和继电器电路均为现有电路。在实际中，太阳能半导体制冷***安装于待冷却空间，如房屋、汽车和制冷箱等，其中温湿度传感器将待冷却空间的温湿度信号传给单片机，单片机把检测到的温湿度与设定值相比较，根据比较的结果来相应地控制驱动电路和继电器电路的通断，从而控制半导体制冷片工作时间，达到温湿度控制的目的，且不会浪费过多电能，具有节能环保的效果。
如图4所示，所述热管散热器501包括热管5011、散热翅片5012和导热面板5013，所述导热面板5013与半导体制冷片502的热端贴合连接，所述热管501的一端与导热面板5013连接，所述散热翅片5012焊接于热管5011的另一端。
所述制冷机构5还包括热风风道504、冷风风道505、散热风扇506和冷风风机507，所述热风风道504包裹热管5011的另一端和散热翅片5012，所述散热风扇506安装于热风风道504的一端内；所述冷风风道505包裹导冷块503、导热面板5013和半导体制冷片502，所述冷风风机507安装于冷风风道505的一端内。
所述冷风风道505的内径于中部沿两端逐渐减小；所述热风风道504的内径于中部沿两端逐渐减小。此结构使冷风风道505和热风风道504的形状均是对称扩缩型，则使得冷却空气以最小的压损进行换热。同时，如图5所示，所述冷风风道505内设有导流板6。此导流板6设置于在接近导冷块503处，使得待冷却空气进一步以最小的压损进行换热。
所述导冷块503包括导冷面板5031和导冷翅片5032，所述导冷面板5031的一侧与半导体制冷片502的冷端贴合连接，所述导冷翅片5032与导冷面板5031的另一侧通过焊接连接在一起。
每个制冷机构5中包括2块半导体制冷片502，此2块半导体制冷片502的热端分别与导热面板5013的两侧相贴合；所述导冷块503设有2个，此2个导冷块503分别与2张半导体制冷片502的冷端贴合连接。
在实际工作过程中，本实施例的太阳能半导体制冷***中制冷机构5数目为2个。单个制冷机构5中半导体制冷片502的数目为2片，单个半导体制冷片502额定功率为10W，半导体制冷片502的热端与导热面板5013相贴，半导体制冷片502的冷端与导冷面板5031相贴。此外，为更好的导热、导冷，半导体制冷片502的热端与导热面板5013的接合面间及半导体制冷片502的冷端与导冷面板5031的接合面间均设有导热胶；同时，导热面板5013和导冷面板5031的各裸露处均覆盖有绝热棉。本实施例中的太阳能发电板的实际功率为50W，连接着蓄电池2与自动控制装置3。
工作时，蓄电池2为散热风扇506、冷风风机507和半导体制冷片502提供12v电压，蓄电池2与控制装置3相连，散热风扇506、冷风风机507和半导体制冷片502均接在控制装置3上。单个热管散热器501的散热功率为100W，2个半导体制冷片502贴紧导热面板5013，散热翅片5012由散热风机506进行强制对流散热。半导体制冷片502冷端通过与其尺寸相同的导冷面板5031传导冷量，导冷面板5031另一侧设有排列整齐的导冷翅片5032，翅片上有三维的凹槽波纹，风横掠导冷翅片两侧，可以提高气流湍流度。该制冷装置总制冷量25W。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于：本太阳能半导体制冷***的中制冷机构5的数量为3个，单个制冷机构5中半导体制冷片502的数目为4块，导热面板5013两侧都分别均匀、对称地贴有2块半导体制冷片502，即位于同一侧的2块半导体制冷片502中的其中一块的热端紧贴导热面板5013，而这一块半导体制冷片502的冷端与另一块半导体制冷片502的热端紧贴，另一块半导体制冷片502的冷端与导冷面板5031紧贴；4块半导体制冷片502并联后与继电器电路，可由单片机进行控制调节，单个半导体制冷片502的额定功率为40W。此外，导热面板5013和导冷面板5031的各裸露处均覆盖有绝热棉。本实施例中的太阳能发电板板1的实际功率为500W，连接着蓄电池2与自动控制装置3。
工作时，蓄电池2为散热风扇506、冷风风机507和半导体制冷片502提供12v电压，蓄电池2与控制装置3相连，散热风扇506、冷风风机507和半导体制冷片502均接在控制装置上。单个热管散热器501的散热功率为350W，散热翅片5012由散热风扇506进行强制对流散热。半导体制冷片502的冷端通过与其尺寸相同的导冷面板5031传导冷量，导冷面板5031的另一端是排列整齐的导冷翅片5032，导冷翅片5032上有三维的凹槽波纹，风横掠导冷翅片两侧，可以提高气流湍流度。本实施例的制冷装置总制冷量290W。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种太阳能半导体制冷***，其特征在于：包括太阳能发电板、蓄电池、控制装置和制冷装置，所述太阳能发电板与蓄电池连接，所述蓄电池与制冷装置连接，且所述蓄电池与制冷装置之间设有控制装置；所述制冷装置包括至少2个以上制冷机构，各个制冷机构依次连接；此制冷机构包括热管散热器、半导体制冷片和导冷块，所述热管散热器与半导体制冷片的热端连接，所述导冷块与半导体制冷片的冷端连接；
所述热管散热器包括热管、散热翅片和导热面板，所述导热面板与半导体制冷片的热端贴合连接，所述热管的一端与导热面板连接，所述散热翅片套接于热管的另一端；
所述制冷机构还包括热风风道、冷风风道、散热风扇和冷风风机，所述热风风道包裹热管的另一端和散热翅片，所述散热风扇安装于热风风道的一端内；所述冷风风道包裹导冷块、导热面板和半导体制冷片，所述冷风风机安装于冷风风道的一端内；
每个制冷机构中包括2张半导体制冷片，此2张半导体制冷片的热端分别与导热面板的两侧相贴合；所述导冷块具有2个，此2个导冷块分别与2张半导体制冷片的冷端贴合连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能半导体制冷***，其特征在于：所述冷风风道的内径于中部沿两端逐渐减小；所述热风风道的内径于中部沿两端逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的太阳能半导体制冷***，其特征在于：所述导冷块包括导冷面板和导冷翅片，所述导冷面板的一侧与半导体制冷片的冷端贴合连接，所述导冷翅片与导冷面板的另一侧连接。
4.根据权利要求1所述的太阳能半导体制冷***，其特征在于：所述冷风风道内设有导流板。
5.根据权利要求1所述的太阳能半导体制冷***，其特征在于：所述控制装置包括单片机、温湿度传感器、驱动电路和继电器电路，所述单片机通过驱动电路与蓄电池连接，所述单片机通过继电器电路与制冷装置连接，所述温湿度传感器与单片机连接。
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