一种温差电制冷器梯级供冷蓄冷装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种温差电制冷剂梯级供冷蓄冷装置，采用温差电制冷器结合低温位供冷循环技术，无需采用传统温差电制冷器中的空气散热器或循环冷却水系统，有效提高温差电制冷器的效率，结合蓄冷技术，可以使系统的操作弹性大，采用梯级供冷技术，温差电制冷器系统的综合效率可达50%以上，设备的维修工作量较传统的温差制冷器有较大程度的降低，经济、社会、环保效益十分显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种温差电制冷器梯级供冷蓄冷装置，具体属低温制冷

技术介绍
现代制冷技术作为一门科学，是十九世纪中期和后期发展起来的，在此之前，追溯到人类的祖先，人们很早就懂得冷的利用和简单的人工制冷了 用地窖作冷贮室，用泉水冷却贮藏室已有5000年之久的历史。二十世纪后，制冷技术有了更大的发展1910年家用冰箱问世，1917年在美国开始作为商品投放市场。1930年，氟利昂制冷工质的出现和氟利昂制冷机的使用给制冷技术带来新的变革。二十世纪七十年代，人们对混合工质进行了大量的研究，并开始使用共沸混合工质，为蒸汽压缩式制冷机的发展开辟了新的道路。制冷技术发展到今天，已经从保存食品和调节一定空间的温度，扩展、渗透到国民经济的各个部门，并与人们的日常生活有了更加紧密的联系。温差电致冷装置又称半导体致冷器，它没有复杂的运转机械结构，利用特种半导体材料组成P— N结，通上直流电就能制冷，且制冷迅速，改变电源供电方向，可以从制冷转为制热。它的这些特点为高新技术提供了应用领域，作为制冷技术的一个重要分支，世界各国对此非常重视并组织了较大规模的工艺生产、研究，特别是美国、俄罗斯、德国、法国、日本等国发展较快。1821年，德国科学家塞贝克(Seebeck)第一个发现了温差电现象，即在由两种不同的导体组成的开路中，如果导体的两个结点存在温度差，开路中将产生电动势Etl,这就是塞贝克效应。由塞贝克效应所产生的电动势称温差电动势。之所以称为温差电，是因为后来人们认识到指南针的偏转是由于温差使回路产生电流而引起的。约12年后，法国的帕尔帖(Peltier)发现电流流过两种不同导体的界面时，将从外界得到或放出热量，这就是帕尔帖效应。由帕尔帖效应产生的热流量称帕尔帖热。但他没有意识到他的发现的本质以及与塞贝克效应之间的关系。直到1838年，帕尔帖现象的本质才由楞次给予了正确的解释。1855年，汤姆逊发现并建立了塞贝克效应与帕尔帖效应的关系，并预言了第三种温差电现象，即汤姆逊效应的存在；后来他又从实验上证明了这种效应。汤姆逊关系的发现对后来的温差电学和热力学发展起了极大的推动作用。1949年原苏联的约飞提出了关于半导体温差电的理论，同时在实际应用方面做了许多工作，1953年研制出温差电家用冰箱样机，并与1956年出版了《半导体热电元件与热电制冷》一书，可以认为是温差电转换效应实用化电器产品的开端，此后的发展十分迅速。但与其它半导体器件的发展相比，却是缓慢的。影响温差电转换功率应用的最大制约因数是它们的转换效率太低，难以与传统的功率转换器相比，研究一度进入低潮。然而，1959年齐纳博士预言温差电材料能够实现类似于氟利昂压缩式制冷或涡轮发电机那样的性能，这无疑给温差电器件的产业化注入了强心剂、兴奋剂。60年代初期，一下子就出现了上百家专业工厂，也大大激发了科学家们为寻求更高优值材料而在基础理论和新材料探索方面的热情。人们对以碲化铋(Bi2Te3)为基础的膺二元、膺三元合金系进行了深入的研究。尽管如此，数十年来材料性能的提高却十分缓慢。相比而言，器件的制备工艺则日趋完善，产品形成标准化、系列化，生产形成规模化。但是作为一类固体换能器件，它的优点又是无可比拟的，随着应用领域的不断拓展和水平的提高，日趋成熟的各类温差电器件的优点得到更多的重视，在众多的领域中得到应用。这些特点包括无运动部件、无噪声、容易微型化、易于控制、可靠性高、寿命长等，可靠性高是其主要优点，通常设计中无需采用其他形式的传热工质，因此就避免了诸如振动、压力、密封系统等许多设备制造中常碰到的问题。在许多不是以能量转换效率为主要考虑因数的应用场合，温差电具有不可取代的优点。在保护环境呼声日高的今天，温差电转换器件又因其不污染环境、可利用废热和可再生能源的潜力而进一步得到重视。上世纪末，蓬勃发展的超导转变温度在液氮温度以上的高温超导材料及其应用堪称为最重大的科技成果，为适应这一未来应用前景十分广阔的对低温条件的需求，温差电制冷也把获得这样的低温作为一项重要内容。这一努力包括进一步选择可能的材料。令人遗憾的是齐纳的预言至今未能实现。而且到目前为止，还难以确定能否实现，也就是说，单纯从能量转换效率的角度来看，温差电制冷还不能与传统的模式蒸汽压缩式制冷或吸收式制冷相比拟。之所以未能取得重大突破，其根本原因是没有正确的制冷理论指导、未意识到温差电转换装置真正适宜的高效率的应用领域是低于环境温度的低温领域，即冷能的冷电转换领域，且未能找到冷能发电的高效模式。如能有效解决上述问题，温差电材料完全能够实现类似于氟利昂压缩式制冷那样的性能，实现齐纳博士的预言，本专利技术即是对上述问题的理论和实践的探索。传统制冷理论的主要基础是热力学，即采用同温差的卡诺逆循环分析制冷循环过程，制冷循环的经济性指标是制冷系数，就是得到的收益和耗费的代价之比值，并且以大气环境温度Ttl与温度为Tc低温热源(如冷库)之间的一切制冷循环，以逆向卡诺循环的制冷系数为最闻:1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温差电制冷器梯级供冷蓄冷装置，该装置包括温差电制冷装置极低温位制冷循环、低温位制冷循环及蓄冷循环，其特征在于：所述的温差电制冷装置极低温位制冷循环，是指从制冷剂贮罐(1)出来的液体制冷剂(2)，经低温液体泵(3)增压后送入温差电制冷器(4)，直流电转换装置(4?4)对温差电偶组(4?1)输入直流电，使制冷剂通道(4?2)的制冷剂获得电能转化的一部分冷能并降低温度，制冷过程产生的热量通过温差电偶组(4?1)传递给回热通道(4?3)中通过的制冷剂(9)，从温差电制冷器(4)出来的制冷剂送入冷量使用单元(5)，再回到制冷剂贮罐(1)，从而形成温差电制冷装置极低温位制冷循环回路；所述的温差电制冷装置低温位制冷循环，是指从制冷剂贮罐(8)出来的液体制冷剂(9)，经低温液体泵(10)送入回冷器(11)、温差电制冷器(4)的回热通道(4?3)，吸收温差电偶组(4?1)制冷过程产生的热量，再送入低温位冷量用户(12)，形成制冷剂过热蒸汽(13)，进入膨胀机(14)膨胀做功拖动制动设备(18)，膨胀机(14)出口乏汽(15)经回冷器(11)、返流管线(16)，回到制冷剂贮罐(8)，从而形成温差电制冷装置低温位制冷循环过程；所述的温差电制冷装置蓄冷循环，是指从制冷剂贮罐(1)出来的液体制冷剂(2)，经低温液体泵(3)增压后送入温差电制冷器(4)，直流电转换装置(4?4)对温差电偶组(4?1)输入直流电，使制冷剂通道(4?2)的制冷剂获得电能转化的一部分冷能并降低温度，制冷过程产生的热量通过温差电偶组(4?1)传递给回热通道(4?3)中通过的制冷剂(9)，从温差电制冷器(4)出来的制冷剂经冷量使用单元(5)的旁路管线(7)直接进入制冷剂贮罐(1)，此时制冷剂贮罐(1)相当于蓄冷器，从而形成温差电制冷装置蓄冷循环回路。...

【技术特征摘要】
1.一种温差电制冷器梯级供冷蓄冷装置，该装置包括温差电制冷装置极低温位制冷循环、低温位制冷循环及蓄冷循环，其特征在于: 所述的温差电制冷装置极低温位制冷循环，是指从制冷剂贮罐(I)出来的液体制冷剂(2)，经低温液体泵(3)增压后送入温差电制冷器(4)，直流电转换装置(4-4)对温差电偶组(4-1)输入直流电，使制冷剂通道(4-2)的制冷剂获得电能转化的一部分冷能并降低温度，制冷过程产生的热量通过温差电偶组(4-1)传递给回热通道(4-3)中通过的制冷剂(9)，从温差电制冷器(4)出来的制冷剂送入冷量使用单元(5)，再回到制冷剂贮罐(1)，从而形成温差电制冷装置极低温位制冷循环回路； 所述的温差电制冷装置低温位制冷循环，是指从制冷剂贮罐(8)出来的液体制冷剂(9)，经低温液体泵(10)送入回冷器(11)、温差电制冷器(4)的回热通道(4-3)，吸收温差电偶组(4-1)制冷过程产生的热量，再送入低温位冷量用户(12)，形成制冷剂过热蒸汽(13)，进入膨胀机(14)膨胀做功拖动制动设备(18)，膨胀机(14)出口乏汽(15)经回冷器(11)、返流管线(16)，回到制冷剂贮罐(8)，从而形成温差电制冷装置低温位制冷循环过程; 所述的温差电制冷装置蓄冷循环，是指从制冷剂贮罐(1)出来的液体制冷剂(2)，经低温液体泵(3)增压后送入温差电制冷器(4)，直流电转换装置(4-4)对温差电偶组(4-1)输入直流电，使制冷剂通道(4-2)的制冷剂获得电能转化的一部分冷能并降低温度，制冷过程产生的热量通过温差电偶组(4-1)传递给回热通道(4-3)中通过的制冷剂(9)，从温差电制冷器(4)出来的制冷剂经冷量使用单元(5)的旁路管线(7)直接进入制冷剂贮罐(1)，此时制冷剂贮罐(1)相当于蓄冷器，从而形成温差电制冷装置蓄冷循环回路。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于: 设有节流阀(6): 从制冷剂贮罐(1)出来的液体制冷剂(2)，经低温液体泵(3)增压后送入温差电制冷器(4)，直流电转换装置(4-4)对温差电偶组(4-1)输入直流电，使制冷剂通道(4-2)的制冷剂获得电能转化的一部分冷能并降低温度，制冷过程产生的热量通过温差电偶组(4-1)传递给回热通道(4-3)中通过的制冷剂(9)，从温差电制冷器(4)出来的制冷剂送入冷量使用单元(5)，再经节流阀(6)回到制冷剂贮罐(1)，从而形成温差电制冷装置极低温位制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海波，
申请(专利权)人：南京瑞柯徕姆环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：