專利名稱：低碳空調的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制冷/熱領域，尤其涉及一種低碳空調。
背景技術：
低碳，英文為low carbon，意指較低的溫室氣體(二氧化碳為主)排放。隨著世界工業(yè)經濟的發(fā)展、人口的劇增和生產生活方式的無節(jié)制，世界氣候面臨越來越嚴重的問題，二氧化碳排放量越來越大，地球臭氧層正遭受前所未有的危機，全球災難性氣候變化屢屢出現，已經嚴重危害到人類的生存環(huán)境和健康安全，人類曾經引以為豪的高速增長或膨脹的GDP也因為環(huán)境污染、氣候變化而大打折扣。現如今，低碳的概念被大面積的運用到家電方面，很多廠商針對低碳領域推出了眾多低碳家電，其中水空調在生活中應用廣泛。水空調又被稱為水冷式空調，使用地下水做為循環(huán)，地下15米左右的水溫通常是 18度左右，夏天里用水泵把水抽上來，經過室內的風機盤管來達到制冷目的，回水經管道流回地下。冬天這樣循環(huán)可以達到制熱目的?，F有的這種水冷式空調，通常能耗較高、噪聲大、不便于攜帶，而且安全性較差，不適合惡劣環(huán)境使用，另外其用電量也較大。因此，需要提供一種低碳空調以解決上述問題。

發(fā)明內容
為了解決該問題，本發(fā)明公開了一種低碳空調，所述低碳空調包括電源裝置、制冷 /熱裝置以及散熱裝置，其中所述制冷/熱裝置、所述散熱裝置與所述電源裝置連接，所述制冷/熱裝置包括熱電半導體制冷組件。較佳地，所述低碳空調還包括溫度顯示裝置。較佳地，所述電源裝置包括制冷/熱片電流輸出部分、散熱裝置輸出部分和溫度傳感器，所述制冷/熱裝置包括制冷/熱片和風扇，所述散熱裝置包括水冷散熱部分和風扇散熱部分，所述溫度顯示裝置包括顯示設備和傳感器。較佳地，所述電源裝置為電控箱，所述制冷/熱裝置包括制冷/熱片和風扇，所述制冷/熱裝置包括水冷散熱裝置和風扇散熱裝置，較佳地，所述低碳空調還包括外殼、出風口和控制面板，所述出風口和所述控制面板設置在所述低碳空調的正面。較佳地，所述低碳空調還包括隔熱層和過濾網。較佳地，所述隔熱層設置在所述制冷/熱片和所述風扇散熱裝置之間較佳地，所述低碳空調還包括溫控裝置和遠程遙控裝置。較佳地，所低碳空調進一步包括報警和自動糾錯裝置。本發(fā)明的低碳空調具有以下優(yōu)點低耗能(無壓縮機)、超靜音(無室外機)、 便于攜帶(以12伏直流電源供電)、安全(全電路低于人體安全電壓)、適合惡劣環(huán)境工
3況，-40 60°C環(huán)境下可不間斷運；超低量用電，節(jié)能環(huán)保。在發(fā)明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式
部分中進一步詳細說明。本發(fā)明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。以下結合附圖，詳細說明本發(fā)明的優(yōu)點和特征。


圖1是根據本發(fā)明一個實施例的低碳空調的框圖；圖2是根據本發(fā)明一個實施例的低碳空調的內部結構示意圖；圖3是圖2所示的低碳空調的正面示意圖；圖4是根據本發(fā)明一個實施例的低碳空調的制冷量Q、輸入功率W、制冷系數ε隨電流I的變化曲線圖；圖5是蓄冷介質與熱端溫差分別為Δ Tl = 1°C、Δ Τ2 = 3°C、Δ Τ3 = 5°C情況下， 制冷量Q、輸入功率W、制冷系數ε隨電流I變化曲線圖。
具體實施例方式在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領域技術人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的結構。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于本領域的技術人員所熟習的特殊細節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。以下參考附圖對本發(fā)明的實施例做出詳細描述。參考圖1，是根據本發(fā)明一個實施例的低碳空調100的框圖。低碳空調100包括電源裝置110、制冷/熱裝置120、散熱裝置130以及溫度顯示裝置140，其中制冷/熱裝置 120、散熱裝置130、溫度顯示裝置140都與電源裝置110連接，制冷/熱裝置120包括熱電半導體制冷組件。電源裝置110向制冷/熱裝置120、散熱裝置130、溫度顯示裝置140提供電源，使得制冷/熱裝置可以制冷/熱、散熱裝置進行散熱以及溫度顯示裝置140進行溫度顯示?？梢岳斫獾氖牵鲜龅臏囟蕊@示裝置140并非必須設置的，在一個實施例中可以省略該溫度顯示裝置140。進一步的，上述的電源裝置110包括制冷/熱片電流輸出部分111、散熱裝置輸出部分112和溫度傳感器113。制冷/熱裝置120包括制冷/熱片121和風扇122。散熱裝置130包括水冷散熱部分131和風扇散熱部分132。溫度顯示裝置140包括顯示設備141 和傳感器142。制冷/熱片電流輸出部分111與制冷/熱裝置120連接，用以向其輸出電能。散熱裝置輸出部分112與散熱裝置130連接，用以向其輸出電能。進一步參考圖2，是根據本發(fā)明一個實施例的低碳空調200的內部結構示意圖。同時參考圖3，是圖2所示的低碳空調200的正面示意圖。低碳空調200包括電控箱210、溫度傳感器213、制冷/熱片221、風扇222、水冷散熱裝置231、風扇散熱裝置232、外殼250、出風口 251和控制面板252，制冷/熱片221、風扇222、風扇散熱裝置232都與電控箱210電連接。出風口 251和控制面板252設置在所低碳空調200的正面?？梢岳斫獾氖?，圖2中所述的低碳空調200是以圖1中的框圖為依據的。例如，電控箱210相當于電源裝置110， 制冷/熱片221和風扇222相當于制冷/熱裝置120，水冷散熱裝置231和風扇散熱裝置 232相當于散熱裝置130。為了簡潔，在圖2中未示出圖1中的溫度顯示裝置。圖2所示的低碳空調200還包括隔熱層沈0、過濾網270。所述隔熱層260設置在制冷/熱片221和風扇散熱裝置232之間。下面詳細描述本發(fā)明的低碳空調的電源裝置和制冷/熱裝置。電源裝置電源裝置可以是直流穩(wěn)壓電源，其由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成。其中(1)電源變壓器是降壓變壓器，它將電網220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變化由變壓器的副邊電壓確定。(2)整流電路利用單向導電元件，把50Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電。(3)濾波電路可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。(4)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網電壓和負載的變化而變化。制冷/熱裝置制冷/熱裝置中的制冷/熱片的材料用熱電半導體制冷組件，帕爾貼。因為熱電半導體制冷組件分為兩面，當電流通過熱電偶時，其中一個結點散發(fā)熱而另一個結點吸收熱， 熱電半導體制冷組只是起到導熱作用，本身不會產生冷。半導體體制冷組件由N型半導體和P型半導體組成。N型材料有多余的電子，有負溫差電勢。P型材料電子不足，有正溫差電勢；當電子從P型穿過結點至N型時，結點的溫度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相當于結點所消耗的能量。相反，當電子從N型流至P型材料時，結點的溫度就會升高。半導體元件可以用各種不同的連接方法來滿足使用者的要求。把一個P型半導體元件和一個N 型半導體元件聯結成一對熱電偶，接上直流電源后，在接頭處就會產生溫差和熱量的轉移。 在上面的接頭處，電流方向是從N至P，溫度下降并且吸熱，這就是冷端；而在下面的一個接頭處，電流方向是從P至N，溫度上升并且放熱，因此是熱端。因此是半導體致冷片由許多N 型和ρ型半導體之顆?；ハ嗯帕卸?，而N/P之間以一般的導體相連接而成一完整線路，通常是銅、鋁或其他金屬導體，最后由兩片陶瓷片像夾心餅干一樣夾起來，陶瓷片必須絕緣且導熱良好。雙層制冷片是采用了底層片對上層片吸熱的原理制作成的，所以為了更好的使上層的冷面有一個最低的溫度，上下兩層是采用了不等的粒子對。另外，本發(fā)明的低碳空調還可以包括溫控裝置和遠程遙控裝置，進一步還可以包括設置報警和自動糾錯裝置。制冷試驗結果
參考圖4，是根據本發(fā)明一個實施例的低碳空調的制冷量Q、輸入功率W、制冷系數 ε隨電流I的變化曲線圖。本實驗研究水冷系統(tǒng)在不同電流下，熱電堆的制冷量Q、輸入功率W及制冷系數ε的變化趨勢，同時驗證以等功率狀態(tài)作為工作狀態(tài)的適用性。在室溫為 30°C、冷端盤管中冷凍水流量為36kg/h的實驗條件下，通過測冷端進出口溫差求得制冷量 Q，測輸入電流、輸入電壓計算輸入功率W，制冷量Q、輸入功率W、制冷系數ε隨電流I的變化如圖4所示。從圖4中可以看出，在水冷情況下，熱電堆的工作性能與理論中的描述基本一致， 其制冷效率與熱電堆的輸入電流密切相關。電流太小，制冷功率不夠；電流太大，焦耳熱增加，加重制冷負荷。在Qmax狀態(tài)，最大制冷量可達180W，每個熱電堆的制冷量30W，為最大制冷量的60%，但此時的制冷系數ε卻很??；而在^max狀態(tài)時的電流IO很小，實驗中無法測量該電流下的Q、ε值，所以無法確定ε _狀態(tài)時的電流Ιο，從曲線趨勢上看，此狀態(tài)下制冷量Q很小。按等功率狀態(tài)設計理論，取曲線Q與W的交點E作為理想工作狀態(tài)，在此狀態(tài)下，IE = 219Α，ε = 1，QE = 170W，每個熱電堆的制冷量為最大制冷量的55% ；如果取I =216A，則Q = 155W，ε = 112，這時每個熱電堆的制冷量恰為最大制冷量的50%，取I = 210Α時，則Q = 120W，ε = 1165，每個熱電堆的制冷量為最大制冷量的40%，這是一種傾向于獲得較大制冷系數的設計，實驗結果與設計基本一致。參考圖5，是蓄冷介質與熱端溫差分別為ΔΤ1 = 1°C、ΔΤ2 = 3°C、Δ T3 = 5°C情況下，制冷量Q、輸入功率W、制冷系數ε隨電流I變化曲線圖。本實驗研究風冷系統(tǒng)在不同電流電壓下，使同質量的水產生相同溫差變化時熱電堆的制冷量Q、輸入功率W、制冷系數ε的變化趨勢。實驗測得在蓄冷介質與熱端溫差分別為ΔΤ1 = 1 、ΔΤ2 = 3 、ΔΤ3 =5°〇情況下，0、1、ε隨電流I變化曲線，如圖5所示。從圖中可以看出，在同一溫差Δ T下，制冷系數ε、制冷量Q、輸入功率W隨電流I 變化趨勢與水冷實驗相似。即系統(tǒng)工作時存在Qmax狀態(tài)，該狀態(tài)下的工作電流^ii為310八左右；而由于在狀態(tài)時的電流IO很小，實驗中無法測量該電流所對應的制冷量Q、制冷系數ε等，所以無法確定ε _狀態(tài)時的電流10;輸入功率W隨電流I的增大而不斷增大，并不具有極大值。在同一電流電壓下，制冷量Q、制冷系數ε隨溫差ΔΤ的增大而減小；輸入功率W保持不變，與溫差A T無關。由此可知，要提高系統(tǒng)制冷效率增大制冷量Q，須盡量減小冷熱端溫差ΔΤ，即做好熱端散熱從上述的實驗分析來看就說明了水冷系統(tǒng)的優(yōu)越性。就熱端散熱方式而言，水冷散熱效率高于強迫風冷散熱；熱端換熱散熱面積越大，換熱系數越大，當熱端換熱系數一定時，工作電流的選取存在一最佳值。工作電流設定根據不同的需要和使用傾向，有ε_、 Qmax、Ε、S四種狀態(tài)可以作為設計依據。按等功率狀態(tài)設計理論，取曲線Q與W的交點E作為理想工作狀態(tài)。在此狀態(tài)下，IE = 219Α，ε = 1，QE = 170W，每個熱電堆的制冷量為最大制冷量的55% ；取I = 210Α時，則Q = 120W, ε = 1165，每個熱電堆的制冷量為最大制冷量的40%，這是一種傾向于獲得較大制冷系數的設計。實驗結果與設計設想基本一致。本發(fā)明的低碳空調具有以下優(yōu)點低耗能(無壓縮機)、超靜音(無室外機)、 便于攜帶(以12伏直流電源供電)、安全(全電路低于人體安全電壓)、適合惡劣環(huán)境工況，-40 60°C環(huán)境下可不間斷運；超低量用電，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明已經通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內。此外本領域技術人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據本發(fā)明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權利要求書及其等效范圍所界定。
權利要求
1.一種低碳空調，其特征在于，所述低碳空調包括電源裝置、制冷/熱裝置以及散熱裝置，其中所述制冷/熱裝置、所述散熱裝置與所述電源裝置連接，所述制冷/熱裝置包括熱電半導體制冷組件。
2.根據權利要求1所述的低碳空調，其特征在于所述低碳空調還包括溫度顯示裝置。
3.根據權利要求2所述的低碳空調，其特征在于所述電源裝置包括制冷/熱片電流輸出部分、散熱裝置輸出部分和溫度傳感器，所述制冷/熱裝置包括制冷/熱片和風扇，所述散熱裝置包括水冷散熱部分和風扇散熱部分，所述溫度顯示裝置包括顯示設備和傳感器。
4.根據權利要求1所述的低碳空調，其特征在于所述電源裝置為電控箱，所述制冷/ 熱裝置包括制冷/熱片和風扇，所述制冷/熱裝置包括水冷散熱裝置和風扇散熱裝置。
5.根據權利要求4所述的低碳空調，其特征在于所述低碳空調還包括外殼、出風口和控制面板，所述出風口和所述控制面板設置在所述低碳空調的正面。
6.根據權利要求5所述的低碳空調，其特征在于所述低碳空調還包括隔熱層和過濾網。
7.根據權利要求6所述的低碳空調，其特征在于所述隔熱層設置在所述制冷/熱片和所述風扇散熱裝置之間。
8.根據權利要求3-7中任一項所述的低碳空調，其特征在于所述低碳空調還包括溫控裝置和遠程遙控裝置。
9.根據權利要求3-7中任一項所述的低碳空調，其特征在于所低碳空調進一步包括報警和自動糾錯裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低碳空調，該低碳空調包括電源裝置、制冷/熱裝置以及散熱裝置，其中該制冷/熱裝置、該散熱裝置與該電源裝置連接，制冷/熱裝置包括熱電半導體制冷組件。本發(fā)明的低碳空調具有以下優(yōu)點低耗能(無壓縮機)、超靜音(無室外機)、便于攜帶(以12伏直流電源供電)、安全(全電路低于人體安全電壓)、適合惡劣環(huán)境工況，-40～60℃環(huán)境下可不間斷運；超低量用電，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號F24F5/00GK102168872SQ20111011375
公開日2011年8月31日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權日2011年5月4日
發(fā)明者吳長貴, 宋志鵬 申請人:南通職業(yè)大學