專利名稱：集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空氣調(diào)節(jié)裝置，具體涉及一種應(yīng)用半導(dǎo)體致冷芯片組 件的集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)。
技術(shù)背景目前，致冷與空調(diào)在工業(yè)、商業(yè)、民用及日常生活中得到了十分廣泛的應(yīng) 用，已成為現(xiàn)代社會不可缺少的重要技術(shù)。在致冷與空調(diào)技術(shù)中，致冷系統(tǒng)均 以氟利昂為致冷劑，這種以氟利昂為致冷劑的空調(diào)產(chǎn)品滿足不了環(huán)境保護(hù)的需 要氟利昂破壞大氣臭氧層，對人類的生存環(huán)境有一定的破壞和影響，同時， 氟利昂空調(diào)致冷效率低，成本昂貴，控制難以做到精確，影響了空調(diào)產(chǎn)品整體 性能的進(jìn)一步提升。在未來的二三十年內(nèi)，以氟利昂為致冷劑的傳統(tǒng)空調(diào)產(chǎn)品，必將退出空調(diào) 致冷的歷史舞臺。因此，大力開展致冷及相關(guān)技術(shù)的研究，開發(fā)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)、適 用的綠色產(chǎn)品，對傳統(tǒng)空調(diào)產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)升級，成為現(xiàn)代社會和家庭的普遍渴 求，也是我國空調(diào)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和社會發(fā)展的必然要求。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提 供一種節(jié)能、高效、安全、經(jīng)濟(jì)、適用、控制精確、保護(hù)環(huán)境和人類身體健康、 極大提升整機(jī)品質(zhì)和技術(shù)性能的集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這種集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)由集成電子
熱泵組、室內(nèi)機(jī)、室外散熱器及循環(huán)泵、電磁閥、連接管道組成，集成電子熱 泵組由多個半導(dǎo)體致冷芯片和多個換能箱相間平行排列緊貼集成化連接組成， 即換能箱、半導(dǎo)體致冷芯片、換能箱、半導(dǎo)體致冷芯片、換能箱、半導(dǎo)體致冷 芯片……依次排列連接固定，半導(dǎo)體致冷芯片一邊緊貼的換能箱與室內(nèi)機(jī)、循 環(huán)泵連接連通，構(gòu)成室內(nèi)循環(huán)通道，半導(dǎo)體致冷芯片另一邊緊貼的換能箱與室 外散熱器、循環(huán)泵連接連通，構(gòu)成室外循環(huán)通道。 上述技術(shù)方案中，換能箱為鰭片式換能箱。上述技術(shù)方案中，室內(nèi)循環(huán)通道的鰭片式換能箱相互串聯(lián)后與室內(nèi)機(jī)連通， 室外循環(huán)通道的鰭片式換能箱串、并聯(lián)組合后與室外散熱器連通。 上述技術(shù)方案中，鰭片式換能箱為鰭片式水箱。上述技術(shù)方案中，半導(dǎo)體致冷芯片組件采用專利申請人鄧賢金的實(shí)用新型 專利申請"大功率半導(dǎo)體熱電芯片組件"或采用現(xiàn)有技術(shù)湖南晶派電子熱泵有限 公司生產(chǎn)的半導(dǎo)體致冷芯片組件(鄧賢金的實(shí)用新型專利)。上述技術(shù)方案中，室外散熱器為水媒和風(fēng)機(jī)蒸發(fā)散熱。本實(shí)用新型的集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用了一種結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)的電 子熱泵組件，即半導(dǎo)體致冷芯片，這種電子熱泵組件可采用湖南晶派電子熱泵 有限公司生產(chǎn)的系列半導(dǎo)體致冷芯片。半導(dǎo)體致冷芯片具有五大優(yōu)點(diǎn)1. 無污染，體積小，重量輕，致冷迅速；2. 致冷量能實(shí)現(xiàn)真正意義的無級調(diào)功輸出，安裝使用方便；3. 集成式電子熱泵式可保持高效低耗的恒溫運(yùn)行；4. 突破了小尺寸型號和規(guī)格，釆用集成的大規(guī)模大功率致冷芯片。5. 本實(shí)用新型完全區(qū)別于壓縮機(jī)式冷媒的空調(diào)，無高壓，無泄漏，其冷媒
是普通的自來水，經(jīng)濟(jì)而安全。本實(shí)用新型的集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)其最大特點(diǎn)是多個半導(dǎo)體芯片和換 能箱相間緊貼集成化處理，即換能箱、半導(dǎo)體致冷芯片、換能箱、半導(dǎo)體致冷 芯片、換能箱、半導(dǎo)體致冷芯片……依次排列連接固定，構(gòu)成集成電子熱泵 組，因而對于換能箱來說，能實(shí)現(xiàn)一箱兩用，相對于分散獨(dú)立的電子熱泵組件， 可省掉半數(shù)的換能箱，節(jié)能、降耗、高效，本實(shí)用新型不僅具有半導(dǎo)體致冷芯 片所具有的一切優(yōu)點(diǎn)，而且克服了以往半導(dǎo)體致冷芯片的致冷效率低、生產(chǎn)成 本高的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)以湖南晶派電子熱泵有限 公司生產(chǎn)的系列電子熱泵組件為致冷核心，其性價比是其它空調(diào)系統(tǒng)無法比擬 的。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)效果是集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)是在熱電致冷、程序 數(shù)控、新材料等技術(shù)高度發(fā)展的條件下而產(chǎn)生的最新電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)。集 成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)將熱電致冷產(chǎn)生的冷以經(jīng)濟(jì)、安全、適用等特點(diǎn)，優(yōu)化 設(shè)計成能量循環(huán)的集合體，經(jīng)濟(jì)而高效集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)是運(yùn)用電子 熱泵組件的實(shí)體。在同等致冷容量下，電子致冷的原材料成本只有傳統(tǒng)致冷的 60%;而且在同等條件下，電子致冷的發(fā)熱效率高出傳統(tǒng)致冷二倍以上。內(nèi)部 設(shè)有最佳工況下電流、電壓控制，高效率前提下數(shù)字智能化控制；操作使用上， 居室的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用了遙控操作。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖圖2為圖1中A放大圖圖3為圖2中B-B剖視圖
圖4為半導(dǎo)體致冷芯片組件結(jié)構(gòu)剖視圖附圖標(biāo)注說明1——第一閘閥 4——安全閥7——感溫器2-5--電控閥 -高位水箱-第二閘閥8——室內(nèi)機(jī)6——壓力表9——室外散熱器10——第一循環(huán)泵11——第二循環(huán)泵 12——過濾器15——鰭片式換能箱18——第四閘閥21——半導(dǎo)體熱電元件13——防震接頭 14——止回閥 16——電子熱泵組17——第三閘閥19——上導(dǎo)流板 20——下導(dǎo)流板 22——中層基板具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2、圖3，這種集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)由集成電子熱泵組16、 室內(nèi)機(jī)8、室外散熱器9及循環(huán)泵10、 11、電磁閥12、連接管道組成，集成電 子熱泵組16由多個平行排列緊密連接的電子熱泵單元構(gòu)成，每個電子熱泵單元 又由半導(dǎo)體致冷芯片組件和緊貼在半導(dǎo)體致冷芯片組件上的鰭片式換能箱15 組成，半導(dǎo)體致冷芯片組件一邊緊貼的鰭片式換能箱與室內(nèi)機(jī)8、循環(huán)泵ll連 接連通，構(gòu)成室內(nèi)循環(huán)通道，半導(dǎo)體致冷芯片組件另一邊緊貼的鰭片式換能箱 與室外散熱器9、循環(huán)泵10連接連通，構(gòu)成室外循環(huán)通道。室內(nèi)循環(huán)通道的鰭 片式換能箱相互串聯(lián)后與室內(nèi)機(jī)8連通，室外循環(huán)通道的鰭片式換能箱串、并 聯(lián)組合后與室外散熱器9連通。鰭片式換能箱15為鰭片式水箱。半導(dǎo)體致冷芯 片組件采用現(xiàn)有技術(shù)湖南晶派電子熱泵有限公司生產(chǎn)的半導(dǎo)體致冷芯片組件。 室外散熱器9使用水媒和風(fēng)機(jī)蒸發(fā)散熱結(jié)構(gòu)。
如圖所示，致冷循環(huán)電子熱泵組16內(nèi)具有若干組半導(dǎo)體致冷芯片，而電 子熱泵組16是由鰭片式換能箱15分別鑲嵌，因此一個電子熱泵組具有平行相 間排列多個鰭片式換能箱，工作過程及原理如下(1) 開啟，電器控制電路通過檢測系統(tǒng)檢測為正常，電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)開 始運(yùn)行。(2) 冷媒水循環(huán)流程因受循環(huán)泵ll的作用，冷媒水由鰭片式換能箱輸出端 經(jīng)循環(huán)泵ll、止回閥14、電控閥2至室內(nèi)機(jī)8進(jìn)行能量交換，向室內(nèi)制冷；再 經(jīng)第一閘閥1至第二閘閥3、過濾器12進(jìn)入鰭片式換能箱15冷端進(jìn)行冷卻， 以此循環(huán)。(3) 熱媒循環(huán)流程室外熱媒循環(huán)同樣受第一循環(huán)泵10的作用，抽吸冷卻后 的熱媒液自第一循環(huán)泵10經(jīng)鰭片式換能箱15吸熱后熱媒經(jīng)管端至熱媒輸入管 流向第四閘閥18,經(jīng)室外散熱器9散熱，散發(fā)電子熱泵組16的致冷熱能，以 此連接而循環(huán)。本實(shí)用新型的主要功能部件如下(1) 電子熱泵組16:電子熱泵組是由高效低耗熱電組件(半導(dǎo)體致冷芯片) 和鰭片式換能箱15組成的，配合媒液介質(zhì)、管路及連接件等組成各應(yīng)用功能塊； 它是本系統(tǒng)的核心部分(電子熱泵組件采用湖南晶派電子熱泵有限公司生產(chǎn)的 半導(dǎo)體致冷芯片系列產(chǎn)品之一)，其性能優(yōu)越，輸入功率大，制冷效率高，配件 壽命在額定電壓條件下工作可達(dá)20年以上。(2) 室外散熱器9:室外散熱器是由噴淋裝置和風(fēng)扇組成，它與電子熱泵配合， 以實(shí)現(xiàn)致冷時的能量轉(zhuǎn)換即對外散熱。室外散熱器是采用蒸發(fā)式散熱機(jī)組，依 靠水的蒸發(fā)散發(fā)熱量達(dá)到降溫。其原理是在有水直接噴淋的濕簾中，通過風(fēng)機(jī)
的抽吸作用，其大量的熱量將被蒸發(fā)散發(fā)掉，從而實(shí)現(xiàn)高效冷卻的過程。蒸發(fā) 式冷卻機(jī)組的核心部件濕簾為多層波紋纖維疊合物，是科瑞萊蒸發(fā)式降溫(瑞 典的專利實(shí)用新型)技術(shù)，它經(jīng)特殊處理的"多層波紋纖維疊合物"。其特點(diǎn)是 具有良好的吸水性能和通風(fēng)性能，質(zhì)地結(jié)實(shí)、耐水泡浸而不變形耐腐蝕。室外 散熱器還可采用廊坊宏田制冷設(shè)備有限公司生產(chǎn)的高效冷卻水塔。(3) 室內(nèi)機(jī)8:室內(nèi)機(jī)是由金屬翅片和風(fēng)機(jī)組成，它連接在電子熱泵組的連接 管上，是實(shí)現(xiàn)室內(nèi)致冷的換能裝置。室內(nèi)機(jī)可采用國內(nèi)眾多廠家生產(chǎn)用水媒質(zhì) 的風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組。(4) 電源及控制系統(tǒng)；電源及控制系統(tǒng)是本系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠的保障，它聯(lián) 接有一系列的傳感器和一系列電動控制設(shè)施，通過程序控制實(shí)現(xiàn)精確的自能化 運(yùn)行。參見圖4，這種半導(dǎo)體致冷芯片組件由中層基板22、半導(dǎo)體熱電元件21、 上導(dǎo)流板19、下導(dǎo)流板20組成，中層基板22為絕緣材料成型板或絕緣材料澆 注板，中層基板22上具有多個與熱電元件大小相吻合的穿孔，穿孔內(nèi)分別安裝 有P型半導(dǎo)體熱電元件和N型半導(dǎo)體熱電元件2L上導(dǎo)流板19、下導(dǎo)流板20 與中層基板22膠合固定或熱壓成型連接固定；或者上、下導(dǎo)流板之間直接安裝 半導(dǎo)體熱電元件21;上述結(jié)構(gòu)的上導(dǎo)流板19與半導(dǎo)體熱電元件21上端低溫焊 接實(shí)現(xiàn)電連接，下導(dǎo)流板20與半導(dǎo)體熱電元件2 j下端低溫焊接實(shí)現(xiàn)電連接， 然后，上、下導(dǎo)流板19、 20采用開槽或切割或印刷電路板腐蝕的方式加工成若 干相互絕緣的若干小塊，這些互相絕緣的上、下導(dǎo)流小塊與P型半導(dǎo)體熱電元 件、N型半導(dǎo)體熱電元件連接構(gòu)成半導(dǎo)體熱電芯片的并聯(lián)或串聯(lián)或串、并聯(lián)組 合，上導(dǎo)流板19上面和下導(dǎo)流板20底面陶瓷化處理，生成陶瓷絕緣層A1203，
這種陶瓷化處理可采用哈工大或哈爾濱迪思數(shù)控有限責(zé)任公司的微弧氧化工 藝。陽極氧化工藝還可采用硫酸陽極氧化或草酸、鉻酸陽極氧化。
權(quán)利要求1、 一種集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于由集成電子熱泵組、室內(nèi)機(jī)、 室外散熱器及循環(huán)泵、電磁閥、連接管道組成，集成電子熱泵組由多個半導(dǎo)體 致冷芯片和多個換能箱相間平行排列緊貼集成化連接組成，半導(dǎo)體致冷芯片一 邊緊貼的換能箱與室內(nèi)機(jī)、循環(huán)泵連接連通，構(gòu)成室內(nèi)循環(huán)通道，半導(dǎo)體致冷 芯片另一邊緊貼的換能箱與室外散熱器、循環(huán)泵連接連通，構(gòu)成室外循環(huán)通道。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于換能箱為 鰭片式換能箱。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于室內(nèi)循環(huán) 通道的鰭片式換能箱相互串聯(lián)后與室內(nèi)機(jī)連通，室外循環(huán)通道的鰭片式換能箱 串、并聯(lián)組合后與室外散熱器連通。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，鰭片式 換能箱為鰭片式水箱。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于室外散熱 器使用水媒和風(fēng)機(jī)蒸發(fā)散熱結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種集成電子熱泵式空調(diào)系統(tǒng)，由集成電子熱泵組、室內(nèi)機(jī)、室外散熱器及循環(huán)泵、電磁閥、連接管道組成，集成電子熱泵組由多個平行排列緊密連接的電子熱泵單元構(gòu)成，每個電子熱泵單元又由半導(dǎo)體致冷芯片組件和緊貼在半導(dǎo)體致冷芯片組件上的鰭片式換能箱組成，半導(dǎo)體致冷芯片組件兩邊緊貼的鰭片式換能箱分別與室內(nèi)機(jī)、室外散熱器連通，構(gòu)成室內(nèi)循環(huán)通道和室外循環(huán)通道。本實(shí)用新型節(jié)能、高效、安全、經(jīng)濟(jì)、適用，控制精確，保護(hù)環(huán)境和人類身體健康，技術(shù)性能優(yōu)良。
文檔編號F25B21/02GK201021833SQ20062005314
公開日2008年2月13日 申請日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者勇 王, 鄧賢金 申請人:鄧賢金