热电制冷系统及制冷设备技术方案

本实用新型专利技术公开了一种热电制冷系统及制冷设备，所述热电制冷系统包括直流电源、与所述直流电源连接的半导体电路、连接于所述直流电源两端的开关电路，所述开关电路用于改变所述半导体电路中的电流流向，从而切换半导体电路处于制冷模式或者储能模式。与现有技术相比，本实用新型专利技术提供了一种能够与冷库设备相辅相成的热电制冷系统，其能在冷库设备正常供电时存储电能，还能在电网发生故障时进行辅助制冷，保证冷库内的温度能够维持稳定。保证冷库内的温度能够维持稳定。保证冷库内的温度能够维持稳定。

【技术实现步骤摘要】
热电制冷系统及制冷设备


[0001]本技术涉及制冷领域，特别是一种热电制冷系统及制冷设备。

技术介绍

[0002]随着制冷技术的不断普及，已有多种行业使用冷冻冷藏产品，目前市场上售卖的制冷产品一般包括冷风机、冷凝机、冷藏车、冰箱等，少部分机组配套使用，通过冷风机的蒸发换热可满足用户贮藏食品、果蔬、肉类等农产品的需求。此种成套的制冷设备一般由大功率电网进行供电，但在电网负载过大的时候，会出现断电的情况，因此在此种情况发生的时候，冷库的制冷效果则不能保证，因此需要一套附加的系统保证那些电网不稳定地区的冷库供电，从而保证储存货物的质量。
[0003]因此，如何设计一种能保持冷库内温度稳定的热电制冷系统及制冷设备，是业界亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中，电网断电影响冷库制冷效果的问题，本技术提出了一种热电制冷系统及制冷设备。
[0005]本技术的技术方案为，提出了一种热电制冷系统，包括直流电源、与所述直流电源连接的半导体电路、连接于所述直流电源两端的开关电路，所述开关电路用于改变所述半导体电路中的电流流向，从而切换半导体电路处于制冷模式或者储能模式。
[0006]进一步，所述半导体电路包括用于形成冷端的第一金属板、用于形成热端的第二金属板和第三金属板、连接于所述第一金属板与第二金属板之间的P型半导体、连接于第一金属板与第三金属板之间的N型半导体，所述直流电源的两极分别连接第二金属板和第三金属板。
[0007]进一步，当直流电源供电时，所述P型半导体处的载流子从第一金属板流向第二金属板、所述N型半导体处的载流子从第一金属板流向第三金属板，所述载流子从第一金属板流向P型半导体和N型半导体时吸热，使所述第一金属板形成冷端，所述载流子从P型半导体和N型半导体流向第二金属板和第三金属板时放热，使所述第二金属板和第三金属板形成热端。
[0008]进一步，所述冷端的制冷量为：φ0=α
·
I
·
Tc
‑
K
·
△
T
‑
1/2
·
I
²
·
R；
[0009]其中，α为温差电动势率、I为半导体电路的电流、Tc为冷结点的温度、K为半导体的热导、
△
T为金属板吸收或放出的热量、R为热电制冷电路整个回路的电阻。
[0010]进一步，所述直流电源为可充电直流电源，当所述第一金属板与第二金属板和第三金属板存在温差时，所述半导体电路给所述直流电源充电。
[0011]进一步，当开关电路切换至使载流子流出第一金属板时，所述半导体电路工作于制冷模式，通过冷端制冷；
[0012]当开关电路切换至使载流子流向第一金属板时，所述半导体电路工作于储能模
式，通过温差电动势给直流电源供电。
[0013]进一步，所述开关电路包括开关S1、开关S2、开关S3和开关S4，所述开关S1一端连接第二金属板、另一端串联开关S2后连接到第三金属板，所述开关S3一端连接第二金属板、另一端串联开关S4后连接到第四金属板，所述直流电源的正极连接到所述开关S1与开关S2之间、负极连接到开关S3与开关S4之间；
[0014]当所述开关S2和开关S3闭合时，所述半导体电路工作于制冷模式；
[0015]当所述开关S1和开关S4闭合时，所述半导体电路工作于储能模式。
[0016]进一步，还包括串联连接于所述开关电路与所述半导体电路之间的热敏电阻，当所述半导体电路工作于制冷模式时，所述热敏电阻控制半导体电路中的电流进而控制制冷量的大小。
[0017]进一步，所述半导体电路的最大电流为：Imax=α
·
Tc/R；
[0018]其中，α为温差电动势率、Tc为冷结点的温度、R为热电制冷电路整个回路的电阻。
[0019]本技术还提出了一种制冷设备，所述制冷设备采用上述热电制冷系统。
[0020]进一步，所述制冷设备为冷风机、冷凝机、冷藏车以及冰箱中的任意一种。
[0021]与现有技术相比，本技术至少具有如下有益效果：
[0022]1、通过半导体电路的设置，使其能够在电网发生故障时，进行辅助制冷，维持冷库内的温度稳定。
[0023]2、在冷库正常工作时，可以通过金属板之间的温差产生的电动势对直流电源进行供电，起到储能作用。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本技术热电制冷系统的原理图；
[0026]图2为均匀内热源的等截面模型图。
具体实施方式
[0027]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0028]由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本技术的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本技术的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
[0029]下面结合附图以及实施例对本技术的原理及结构进行详细说明。
[0030]现有技术中，当电网发生故障时，冷库的制冷效果不能保证，从而影响货物的质
量。本技术的思路在于，提出一种热电制冷系统，其与冷库相辅相成，使其在电网故障时能够进行辅助制冷，从而维持冷库内的温度。
[0031]本技术提出的热电制冷系统包括直流电源、以及与直流电源连接的半导体电路，其中，半导体电路包括至少一个半导体，以及连接在半导体两端用于形成冷端和热端的金属板，其通过冷端进行制冷。
[0032]其基本工作原理为，由于载流子在半导体中的势能高于其在金属内的势能，当直流电源对半导体电路供电时，载流子会随着电流移动，使其从金属板流向半导体中，此时由于势能升高，载流子会吸收热量，从而导致金属板上的温度降低，从而达到制冷效果。其中，半导体分为N型半导体和P型半导体，N型半导体中充盈空穴，其流动方向与电流方向相同，P型半导体中充盈电子，其流动方向与电流方向相反，通过控制电流流向，进而调节载流子（包括空穴和电子）的流向，达到制冷效果。
[0033]请参见图1，半导体电路包括第一金属板、第二金属板和第三金属板，其中，第一金属板用于形成冷端、第二金属板和第三金属板用于形成热端，第一金属板和第二金属板之间连接有P型半导体，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.热电制冷系统，其特征在于，包括直流电源、与所述直流电源连接的半导体电路、连接于所述直流电源两端的开关电路，所述开关电路用于改变所述半导体电路中的电流流向，从而切换半导体电路处于制冷模式或者储能模式。2.根据权利要求1所述的热电制冷系统，其特征在于，所述半导体电路包括用于形成冷端的第一金属板、用于形成热端的第二金属板和第三金属板、连接于所述第一金属板与第二金属板之间的P型半导体、连接于第一金属板与第三金属板之间的N型半导体，所述直流电源的两极分别连接第二金属板和第三金属板。3.根据权利要求2所述的热电制冷系统，其特征在于，当直流电源供电时，所述P型半导体处的载流子从第一金属板流向第二金属板、所述N型半导体处的载流子从第一金属板流向第三金属板，所述载流子从第一金属板流向P型半导体和N型半导体时吸热，使所述第一金属板形成冷端，所述载流子从P型半导体和N型半导体流向第二金属板和第三金属板时放热，使所述第二金属板和第三金属板形成热端。4.根据权利要求3所述的热电制冷系统，其特征在于，所述冷端的制冷量为：φ0=α
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I
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Tc
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K
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T
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I
²
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R；其中，α为温差电动势率、I为半导体电路的电流、Tc为冷结点的温度、K为半导体的热导、
△
T为金属板吸收或放出的热量、R为热电制冷电路整个回路的电阻。5.根据权利要求3所述的热电制冷系统，其特征在于，所述直流电源为...

【专利技术属性】
技术研发人员：高益波，谢斌斌，明仁亮，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：