一种热电制冷与蒸汽压缩制冷耦合复叠式制冷系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种热电制冷与蒸汽压缩制冷耦合复叠式制冷系统，包括蒸汽压缩制冷模块和热电制冷模块，所述蒸汽压缩制冷模块的冷端设于目标制冷场所、热端与所述热电制冷模块连接，所述热电制冷模块的另一端设于目标热量排放场所，所述热电制冷模块吸收所述蒸汽压缩制冷模块热端的热量并将其排放至所述目标热量排放场所；所述蒸汽压缩制冷模块依次包括通过管路相连的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀，所述节流阀通过管路与所述蒸发器相连以循环管路中的制冷剂，所述蒸发器设于所述目标制冷场所；所述热电制冷模块包括半导体制冷片和散热组件，所述半导体制冷片的冷端与冷凝器导热连接、热端与散热组件导热连接，散热组件设于目标热量排放场所。于目标热量排放场所。于目标热量排放场所。

【技术实现步骤摘要】
一种热电制冷与蒸汽压缩制冷耦合复叠式制冷系统


[0001]本技术属于制冷
，尤其涉及一种热电制冷与蒸汽压缩制冷耦合复叠式制冷系统。

技术介绍

[0002]通常使用蒸汽压缩制冷得到零下
‑
40℃以下的低温时，单级蒸汽压缩制冷系统需要高压比压缩机，对制冷剂和管路的可靠性要求较高。因此低温场合通常使用复叠式蒸汽压缩制冷作为冷源，通过串联两个制冷系统，以中间换热器作为串联高温循环和低温循环的媒介，降低对压缩机和管路的要求。
[0003]申请号为CN201510586843.9的技术专利公开了一种吸附与蒸汽压缩复叠式制冷装置及其控制方法，该制冷装置包括两级吸附制冷系统、相变蓄冷系统和蒸汽压缩制冷系统，两级吸附制冷系统在低品位热能驱动下实现制冷，两级吸附制冷系统中第一蒸发器通过相变蓄冷系统与蒸汽压缩制冷系统中第二冷凝器耦合，使得蒸汽压缩制冷系统的蒸汽压缩制冷剂可以以较低冷凝温度对外放热，在实现相同制冷温度时，该吸附与蒸汽压缩复叠式制冷装置与单级蒸汽压缩制冷装置相比，耗电量大大减小。两级吸附制冷系统的第一蒸发器上设置了相变蓄冷系统。
[0004]使用复叠式蒸汽压缩制冷系统存在一系列缺点，由于存在多个制冷循环，制冷系统复杂占地体积较大，在设计工作温度较低时，系统COP较低，经济性较差，并且存在管路漏热、制冷剂泄露、可维修性差等一系列问题。

技术实现思路

[0005]针对
技术介绍
中的问题，本技术的目的是提供一种热电制冷与蒸汽压缩制冷耦合复叠式制冷系统，包括蒸汽压缩制冷模块和热电制冷模块，所述蒸汽压缩制冷模块的冷端设于目标制冷场所、热端与所述热电制冷模块连接，所述热电制冷模块的另一端设于目标热量排放场所，所述热电制冷模块吸收所述蒸汽压缩制冷模块热端的热量并将其排放至所述目标热量排放场所；
[0006]所述蒸汽压缩制冷模块依次包括通过管路相连的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀，所述节流阀通过管路与所述蒸发器相连以循环管路中的制冷剂，所述蒸发器设于所述目标制冷场所；
[0007]所述热电制冷模块包括半导体制冷片和散热组件，所述半导体制冷片的冷端与所述冷凝器导热连接、热端与所述散热组件导热连接，所述散热组件设于所述目标热量排放场所。
[0008]较佳的，所述散热组件为翅片散热器。
[0009]较佳的，所述半导体制冷片的冷端与所述冷凝器之间、热端与所述散热组件之间均设有导热材料。
[0010]较佳的，所述导热材料为导热硅脂。
[0011]较佳的，所述热电制冷模块包括至少两个所述半导体制冷片。
[0012]较佳的，各个所述半导体制冷片沿所述冷凝器内的制冷剂通道依次设置，且至少在所述冷凝器的制冷剂入口和制冷剂出口处分别设有一个所述半导体制冷片。
[0013]较佳的，所述冷凝器的制冷剂出口处设有温度传感器。
[0014]较佳的，所述冷凝器为板式换热器。
[0015]本技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
[0016]本技术使用半导体制冷片作为复叠式制冷系统的高温级，与现有的复叠式蒸汽压缩制冷系统相比，减少了一整套的高温级循环所需要的压缩机、换热器、节流阀和管路，减少了复叠式制冷系统的体积、重量和复杂度，增加了复叠式制冷系统的可维修性；使用半导体制冷片，可以有效减少复叠式制冷系统控温的复杂程度，增强系统的温度稳定性，减少复叠式制冷系统达到工作温度过程所需的时间。
附图说明
[0017]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
[0018]图1为本技术中整体示意图；
[0019]图2为本技术半导体制冷片连接处局部放大图。
[0020]附图标记说明：
[0021]1、节流阀；2、翅片散热器；3、导热硅脂；4、冷端电极；5、热端电极；6、金属导体；7、半导体单元。
具体实施方式
[0022]以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。根据下面说明，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。
[0023]需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0024]参看图1至2，本技术的核心是提供一种热电制冷与蒸汽压缩制冷耦合复叠式制冷系统，包括蒸汽压缩制冷模块和热电制冷模块，蒸汽压缩制冷模块的冷端设于目标制冷场所、热端与热电制冷模块连接，热电制冷模块的另一端设于目标热量排放场所，热电制冷模块吸收蒸汽压缩制冷模块热端的热量并将其排放至目标热量排放场所。
[0025]目标制冷场所为需要制冷的场所，例如冷库等。目标热量排放场所为可排放热量的场所，例如外界大气环境等。
[0026]蒸汽压缩制冷模块依次包括通过管路相连的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀1，节流阀1通过管路与蒸发器相连以循环管路中的制冷剂，蒸发器设于目标制冷场所。
[0027]热电制冷模块包括半导体制冷片和散热组件，半导体制冷片的冷端与冷凝器导热连接、热端与散热组件导热连接，散热组件设于目标热量排放场所。冷凝器将热量传递给半导体制冷片，半导体制冷片再将热量通过散热组件传递给空气。
[0028]参看图2，半导体制冷片包括位于其冷端的冷端电极4、位于其热端的热端电极5、金属导体6和半导体单元7。冷端电极4和热端电极5分别通过金属导体6和半导体单元7连接，半导体单元7由N型半导体和P型半导体交替组合而成。半导体制冷片是一种没有滑动部件的制冷设备，通过半导体材料的帕尔贴效应，对两种不同半导体材料串联而成的电偶通电，在热电偶的两端可以分别进行吸热和放热，实现制冷的效果。
[0029]本实施例中散热组件为翅片散热器2，冷凝器为板式换热器，当然在其它实施例中也可为其它类型，此处不作限制。
[0030]半导体制冷片的冷端与冷凝器之间、热端与散热组件之间均设有导热材料，以强化部件之间的换热，本实施例中导热材料为导热硅脂3，导热硅脂3可提高导热能力，加快热传导速率。
[0031]具体的，热电制冷模块包括至少两个半导体制冷片。各个半导体制冷片沿冷凝器内的制冷剂通道依次设置，且至少在冷凝器的制冷剂入口和制冷剂出口处分别设有一个半导体制冷片。
[0032]进一步的，冷凝器的制冷剂出口处还设有温度传感器，用于检测冷凝器的制冷剂出口处的温度。
[0033]还包括控制系统，控制系统与各个半导体制冷片、节流阀1和温度传感器均电连接，控制系统可控制各个半导体制冷片的开启和关闭，以及控制节流阀1的开关和流量大小。通过温度传感器反馈给控制系统冷凝器制冷剂出口处的温度，以实现通过控制系统控制半导体制冷片开启数量，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热电制冷与蒸汽压缩制冷耦合复叠式制冷系统，其特征在于，包括蒸汽压缩制冷模块和热电制冷模块，所述蒸汽压缩制冷模块的冷端设于目标制冷场所、热端与所述热电制冷模块连接，所述热电制冷模块的另一端设于目标热量排放场所，所述热电制冷模块吸收所述蒸汽压缩制冷模块热端的热量并将其排放至所述目标热量排放场所；所述蒸汽压缩制冷模块依次包括通过管路相连的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀，所述节流阀通过管路与所述蒸发器相连以循环管路中的制冷剂，所述蒸发器设于所述目标制冷场所；所述热电制冷模块包括半导体制冷片和散热组件，所述半导体制冷片的冷端与所述冷凝器导热连接、热端与所述散热组件导热连接，所述散热组件设于所述目标热量排放场所。2.根据权利要求1所述的热电制冷与蒸汽压缩制冷耦合复叠式制冷系统，其特征在于，所述散热组件为翅片散热器。3.根据权利要求1所述的热电制冷与蒸汽压缩制冷耦合复...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶哲霄，张翔，侯凌霄，赵一霖，陈心锐，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：新型
国别省市：