本发明专利技术提供了一种对温差半导体冷热两个端面同时进行液体循环热传导，并且既可制冷制热，又可用于温差发电的多功能模块。它由至少两个内部带有蛇形水槽的导热盒、温差半导体组件、隔热层、固定板、管道及接头、盘管散热器、水泵等构成。该装置可取代压缩机直接安装在现有的冰箱和空调中。且该装置制造结构简单、安装简易、全机械固定、体积小、重量轻、成本低、通用性强、使用价值高，有利于产业化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种基于双液体循环导热的温差半导体集制热制冷及温差发电等功能于一体的 模块，涉及半导体制冷制热及温差发电领域。二、
技术介绍
温差半导体是一种利用半导体材料的Petier效应和Seebeck效应，通过对P.N型半导休 材料两端通直流电来吸热放热或者在P.N型半导体材料两端提供温差来发电的技术而制成的 一种半导体器件。该半导体器件由于有重量轻、体积小、无噪声、无污染以及启动快，能精 确控温和利用各种热源来发电等特点而被广泛的应用于各个领域。目前温差半导体采用的导热技术主要是空气导热和液体循环导热两种。空气导热是通过 在温差半导体的制热面安装庞大的采用紫铜、铝等导热较好的材料制成的各种散热器和风扇通过散热器和空气接触的方法来导热，这种方法体积大，质量大，导热效果差，成本高。另 外现有温差半导体的液体循环导热装置主要是在温差半导体制热面安装一个内部有循环液体 容器热传导器，通过热传导器的壁和内部的液体循环来传热，这种方法只是对温差半导体的 单个工作面进行液体循环热传导，导致了对需要利用的冷能或热能传递效果差。制冷或制热 时，冷量或热量无法有效的传导到欲控温物体。而且这种方法对于欲冷却或加热的物体有着 形状和体积上的约束。现有的温差半导体液体循环设计都没有考虑到装置的耐压能力。无法承受大功率液泵产 生的巨大液压。更无法在潜水设备、海底设备等高压环境下安全运行。另外目前市面上的温差半导体的应用产品功能单一，旧有的半导体制冷制热设备，只能 用来制冷或制热，其结构无法再应用于温差发电装置中，而用于温差发电的设计又无法应用 于制冷制热，当调换功能进行使用时，就不可运行或者效率不彰。现有的温差发电装置可用的能源形式单一，通常只是针对某-一形式的热源而设计，当更换 热源形式时，就不可运行或效率不彰。现有的温差半导体应用装置的安装设计是采用粘贴法、机械固定法、焊接固定法。其中 粘贴法和焊接法属于一次性安装，无法拆卸与维修，再加上整个导热装置的受力都集中在脆弱的制冷片上，导致整套装置的强度很低，温差半导体元件很容易受到外力的作用而损坏。 其中焊接法的制作工艺和成本都很高，良品率低，不合适大规模生产。而现有的机械固定法 大都直接使用金属螺丝固定，温差半导体会因为螺丝的导热性而造成热短路，使得系统效率 大大下降，而且安装的固定力度不易调节，制冷片很可能因为螺丝拧的过紧而被压碎。总的 来说现有各种固定方式的可靠性都很不理想。三、
技术实现思路
根据上述情况，本专利技术提供一种基于温差半导体的高效的即可制冷制热，又可用于温差 发电的多功能模块。该模块制造结构简单、安装简易、全机械固定、体积小、重量轻、成本 低、通用性强。在制冷制热的工况下，对欲冷却或加热的物体没有形状或体积上的约束，控 温灵活准确。在用于温差发电的工况下，热源的形式无限制，可以直接或间接的利用太阳能、 地热能、燃烧能、废热等热源。该装置使用价值高，有利于产业化。为达到上述目的，本专利技术提供了一种对温差半导体冷热两个端面同时进行液体循环热传 导的装置，该设计能使所使用的半导体热电偶的制冷或温差发电能力接近于其理论值。上述多功能模块由至少一个温差半导体组件，和至少两个导热盒、固定板、隔热层、液 体循环动力系统及热交换装置组成。所述导热盒，包括一开口腔室、 一进水口和出水口、 一密封盖、 一密封圈、若干螺丝及 匹配的螺母。所述出水口进水口有内螺纹。用于安装各种规格的水管接头，所述密封盖固连在腔室的 丌口面上，正好使腔室关闭。所述密封盖上有一法兰，用于放置密封圈，该法兰上有若干个与导热盒对应的固定螺孔。所述开口腔室周围有一法兰，该法兰与开口腔室连为一体，有较高的刚性。法兰上有若 干通孔与盲孔。通孔用于安装密封固定螺丝，盲孔用于安装固定侧板。上述导热盒幵口腔室内有一蛇形水槽，槽内有若干分流翅片，进水口与出水口是通过蛇 形水槽连通的。上述导热盒管道的底部具有一定的粗糙度，其作用在于增大底部的表面积和水流在底部 的湍流，减小层流底层的厚度，使得导热液能与导热盒的底部充分的接触。有效地增强了导 热盒管道的导热能力。上述导热盒的金属底面与温差半导体组件的冷端或热端平行接触，该金属平滑面与温差半导体冷热端间均附有一层介质，该介质可为导热硅脂或其他高导热率的胶状物。其作用在 于增强导热盒与温差半导体的接触效果，减小因接触不良引起的有害温差。上述导热盒与密封盖的金属部分为铝或铜。上述密封盖与腔室开口面上的连接处有密封垫圈。上述液体循环动力系统包括水泵、管道、蓄液罐。上述热交换器可以是盘管式散热器或其他高效散热器，该换热器上还有一风机。 上述循环动力系统连通导热盒与热交换器，形成一封闭循环系统。上述导热液可以是水-乙二醇混合液，离子液体、蒸馏水或其他在室温下呈液态并具有较 宽液态温度范围的介质。上述隔热层可以是聚氨酯泡沫板或岩棉板等低导热率材料。上述固定板为硬质低导热率材料，用于两导热盒与温差半导体组件间的机械固定。四附图说明图1是本专利技术第一较佳实例的立体拆装示意图。图2为本专利技术第一较佳实例的剖视图。图3为本专利技术第二较佳实施例的剖视图。图4为本专利技术第三较佳实施例的剖视图。图5为导热盒开口腔俯视图。图6为本专利技术第四较佳实施例的剖视图。图7为一带有蛇形浅槽和分流翅片的密封盖的立体图。图8为温差半导体制冷制热的工作示意图。图9为本专利技术一温差发电实施例示意图。图中l.导热盒2.导热盒3.温差半导体组件4.密封圈5.密封盖6.密封螺丝7.固 定板8.隔热层9.螺母IO.水管接头ll.水管接口 12.水管接头13.水管接头14.隔热 层15.螺丝16.分流翅片17.蓄液罐18.水泵19.水泵20.保温库21.电磁阀22.电磁 阀23.盘管式散热器24.风机25.导热盒26.导热盒27.太阳能集热器28.保温蓄液罐 29.通孔30.散热翅片31.蛇形浅槽32.冷端导热盒33.热端导热盒34.双面导热盒35. 直流稳压器36.蓄电池37.逆变器38.盲孔39.槽口五具体实施方式图1、 2、 5是本专利技术第一较佳实施例，图1为立体装卸图，图2为模块的剖视图，图5 为导热盒〈1〉、 〈2〉的开口腔俯视图。该实施例中具有两个导热盒〈1〉、 〈2〉、温差半导体组 件〈3〉、隔热层〈8〉、 〈14〉，固定板〈7〉，其中由图l、图5可看出导热盒〈1〉、 〈2〉内部有一蛇形水槽，槽内有若干分流翅片〈16〉， 蛇形水槽及分流翅片〈16〉的设计使得导热盒开口腔内具有较大的表面积，加强了与导热液 的热交换能力。另外水槽底部加工成具有一定粗糙度的底面，其作用在于增大底部的表面积和导热液在 水槽底部的湍流程度，减小层流底层的厚度，使得导热液能与导热盒〈1〉、 〈2〉的水槽底部 充分的接触，有效地增强了导热盒〈1〉、 〈2〉的导热能力。导热盒〈1〉、 〈2〉上均设有一个进水口与一个出水口，该进水口与出水口是通过蛇形水 槽连通的。进水口和出水口都安装有水管接头。当导热盒〈1〉中的导热液由水管接头〈10〉 进，从水管接口 〈11〉出时，导热盒〈2〉中的导热液由水管接头〈12〉进，从水管接头〈13〉 出，这使得温差半导体各部位冷热端的温差均匀。导热盒〈1〉由密封盖〈5〉、密封圈〈4〉、密封螺丝〈6〉、和水管接头〈10〉、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种集制冷制热及温差发电功能的温差半导体模块，它由两个以上导热盒、温差半导体组件、固定板、隔热层、两套液体循环导热装置组成，其特征在于所述导热盒包括一个开口腔室、一个进水口和出水口、一个密封盖、一个密封圈、若干个固定螺丝及匹配螺母，所述固定板包括至少两个槽口，所述液体循环导热装置包括水泵、管道、保温蓄液罐、盘管式散热器。
【技术特征摘要】
1. 一种集制冷制热及温差发电功能的温差半导体模块，它由两个以上导热盒、温差半导体组件、固定板、隔热层、两套液体循环导热装置组成，其特征在于所述导热盒包括一个开口腔室、一个进水口和出水口、一个密封盖、一个密封圈、若干个固定螺丝及匹配螺母，所述固定板包括至少两个槽口，所述液体循环导热装置包括水泵、管道、保温蓄液罐、盘管式散热器。2、 根据权利要求1所述的集制冷制热及温差发电功能的温差半导体模块，其特征在于所 述导热盒的开口腔室内有一蛇形水槽，槽内有若干分流翅片，进水口与出水口通过蛇形水槽 连通，开口腔室周围有一法兰，用于放置密封圈，所述法兰和密封圈上有若干个与导热盒对 应的通孔，开口腔室由密封圈和密封盖通过螺丝及螺母固紧，使得导热盒开口腔封闭，所述 密封盖的底部正好和开口腔室吻合安置，使得导热盒内的导热液体能沿蛇形管道流动，而不 至于在开口腔与密封盖底部的间隙相互窜流，所述导热盒与温差半导体组件由固定板进行固 定，所述固定板与导热盒由隔热层进行隔热。3、 根据权利要求l所述的集制冷制热及温差发电功能的温差半导体模块，其特征在于所 述密封盖上有散热翅片，密封盖底部有与开口腔相对称的蛇形浅槽，散热翅片上安装有风机。4、 根据权利要求1所述的集制冷制热及温差发电功能的温差半导体模块，其特征在于所 述密封盖上有与开口腔相对称的蛇形浅槽，蛇形浅槽上设有分流翅片，分流翅片顶部与导热 盒内的蛇形水槽底部的缝隙在0.02 lrnrn之间，分流翅...
【专利技术属性】
技术研发人员：林世明，姜少华，林晓纯，邹其志，陈耿平，陈宇成，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：44[]
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