CN201266038Y - 用于半导体热泵热水器的综合热管取热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于半导体热泵热水器的综合热管取热器。包括冷凝段铜板(1)、热管(2)、散热器(5)、蓄冷箱(11)和半导体制冷片(12)，其特征是蓄冷箱(11)支路和/或散热器(5)支路作为热管(2)的支路与热管(2)相连。冷凝段铜板(1)的上下两端开口分别与热管(2)的两端连接，构成回路热管。蒸发段的一条支路和蓄冷箱(11)连接，蓄冷箱之前安装有蓄冷箱阀门(3)；另一支路和散热器(5)连接，散热器之前安装有散热器阀门(4)。本实用新型结构简单紧凑，体积小，运动部件少，震动小，噪声小，寿命长，导热系数高。此外，本实用新型可以方便地利用冷量，将冷量导入蓄冷器后可再分配到冰箱或空调等制冷场所。

Description

用于半导体热泵热水器的综合热管取热器

技术领域

本实用新型涉及一种用于半导体热泵热水器的综合热管取热器，是一种充分利用半导体制冷片取热所产生的冷量的热管取热器。

背景技术

半导体制冷技术是利用半导体电偶对显著的珀尔贴效应来实现制冷的，它具有体积小、重量轻、温差大、效率高、使用方便、无公害、耐用可靠等特点，现被广泛用于制冷量比较小的场所。

半导体热泵热水器利用半导体制冷的特性从外界吸收热量来加热水，同时所消耗的电能也转化为热能用于加热水，其效能系数大于1，相对于常规的电热水器具有效率高的特点；另外，半导体热泵热水器不像压缩式热泵热水器，没有运动部件，无振动，使用寿命长。

热管是人们所知的最有效的传热元件之一，它可将大量热量通过很小的截面积远距离地传输而无需外加动力。热管是依靠自身内部的工作液体相变来实现传热的传热元件，具有高导热性、优良的等温性、热流密度可变、热流方向可逆、环境适应性强等优点。

曾经出现过的半导体制冷热交换器，其取热器换热体上设置有流体环流通道，半导体内藏于换热体。制冷片产生的冷量通过环流通道中的工作液体导出，工作液体通过循环泵进行强制循环流动。此热交换器存在如下缺点：半导体和导热工质直接接触，从而需要处理半导体和换热体结合处的密封问题，容易出现泄露现象；导热工质是通过循环泵来强制流动的，消耗了额外的电能，使换热器整体效率降低，同时也使热交换器的复杂程度大大增加；热量和冷量不能远距离传输。

此外，若直接用金属翅片来取热，半导体制冷片所产生的冷量就不能得到利用，从而降低了能源的利用率，也使设备的整体效能降低了；若想增加换热强度就必须增加翅片的数量或者增大翅片的尺寸，这样不仅增加了材料成本，翅片的效率(肋效率)也降低了，达不到理想的效果。

发明内容

本实用新型提供一种结构更加简单紧凑，冷量可远距离传输且易分配，导热效率更高的综合热管取热器。同时，充分利用半导体热泵取热时所产生的冷量，将冷量用于冰箱制冷或者家用空调的制冷。

本使用新型的目的可以通过以下措施来达到：

一种用于半导体热泵热水器的综合热管取热器，包括冷凝段铜板1、热管2、散热器5、蓄冷箱11和半导体制冷片12，其特征是蓄冷箱11支路和/或散热器5支路作为热管2的支路与热管2相连。

所述蓄冷箱阀门3开启，散热器阀门4关闭，蓄冷箱11支路作为热管2的支路与热管2相连。

所述蓄冷箱阀门3关闭，散热器阀门4开启，散热器5支路作为热管2的支路与热管2相连。

所述蓄冷箱阀门3开启，散热器阀门4开启，散热器5支路和蓄冷箱11支路同时作为热管2的支路。

所述半导体制冷片12的冷面所制得的冷量用于冰箱制冷或者家用空调的制冷。

所述散热器5的散热器热管蒸发段6上加装散热翅片7实现对流换热。

所述散热器5通过散热风扇8进行强制对流换热。

所述散热器5通过自然对流换热；同时，增加散热器热管蒸发段6的分叉数量，以增大换热面积。

所述热管2内的工质为水或氟利昂。

所述热管2为分离式热管、重力式热管或带吸液芯的热管。

本实用新型的优点：

1、结构简单紧凑，体积小，便于安装；

2、运动部件少，震动小，噪声小，寿命长；

3、冷量可远距离传输和分配，便于多用途利用；

4、热管的结构可变性提高了产品的整体布局的灵活性和紧凑性；

5、只有半导体制冷片和散热风机需要电能的输入，没有附加能源消耗，节约能源且运行成本低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1是本实用新型技术原理图，图中标明部件的说明如下：

1、冷凝段铜板，2、热管，3、蓄冷箱阀门，4、散热器阀门，5、散热器，6、散热器热管蒸发段，7、散热翅片，8、散热风扇，9、蓄冷箱热管蒸发段，10、蓄冷剂，11、蓄冷箱，12、半导体制冷片，13、半导体热泵热水器其他部件。

具体实施方式

一种用于半导体热泵热水器的综合热管取热器，热管2通过冷凝段铜板1和半导体制冷片12连接。冷凝段铜板1与半导体制冷片12的热面用导热硅胶粘结在一起，冷凝段铜板1的四角上设有四个通孔，通过螺栓固定在热水器的一侧，之间的间隙用胶密封；冷凝段铜板1通过钻孔使其内部形成一定的空腔容积，以便工质与半导体制冷片12充分换热，形成热管的冷凝段。冷凝段铜板1的上下两端开口分别与热管2的两端连接，构成回路热管。蒸发段的一条支路和蓄冷箱11连接，蓄冷箱11之前安装有蓄冷箱阀门3，用以控制热管2中工质是否进入蓄冷箱11；另一支路和散热器5连接，散热器之前也安装有散热器阀门4，用来控制热管2中工质是否进入散热器5。散热器热管蒸发段6上加装散热翅片7实现对流换热，散热器5也可以通过散热风扇8进行强制对流换热。

热管2的回路数量通过半导体热泵热水器的负荷来确定，热管的形式也可以根据不同的工作要求做出相应的变化，可为分离式热管、重力式热管或带吸液芯的热管等。

本实用新型的冷量利用端形式可变原理，冷量进入蓄冷箱11后再进行利用，如用于冰箱和空调制冷，这都是由热管2的传热特性决定的。

本实用新型通过以下方式运行：半导体制冷片12的冷面产生的冷量通过导热硅胶和冷凝段铜板1传到热管2的工质里使工质蒸汽冷凝，冷凝后的工质向下进入热管2。当蓄冷箱阀门3开启而散热器阀门4关闭时，液态工质进入蓄冷箱11内的蓄冷箱热管蒸发段9吸收蓄冷箱11内的蓄冷剂10的热量进行蒸发；当蓄冷箱阀门3关闭而散热器阀门4开启时，液态工质进入散热器热管蒸发段6吸收环境中的热量进行蒸发。液态工质蒸发后形成的工质蒸汽汇聚回到冷凝段铜板1再一次冷凝，如此循环工作。半导体热泵热水器其他部件13与半导体制冷片12连接。

本实用新型中的两个热管回路如因压力不同而不能同时工作的，可以通过适当的控制系统来进行合理的调配，使冷量的利用达到最佳状态。

本实用新型现采用的热管2是分离式热管，当结构中热管形式改变时，如采用带吸液芯的单根热管，其具体结构也要做相应的变化。

上述变化及其相应的调整均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种用于半导体热泵热水器的综合热管取热器，包括冷凝段铜板(1)、热管(2)、散热器(5)、蓄冷箱(11)和半导体制冷片(12)，其特征是蓄冷箱(11)支路和/或散热器(5)支路作为热管(2)的支路与热管(2)相连。

2、根据权利要求1所述的用于半导体热泵热水器的综合热管取热器，其特征是所述蓄冷箱阀门(3)开启，散热器阀门(4)关闭，蓄冷箱(11)支路作为热管(2)的支路与热管(2)相连。

3、根据权利要求1所述的用于半导体热泵热水器的综合热管取热器，其特征是所述蓄冷箱阀门(3)关闭，散热器阀门(4)开启，散热器(5)支路作为热管(2)的支路与热管(2)相连。

4、根据权利要求1所述的用于半导体热泵热水器的综合热管取热器，其特征是所述蓄冷箱阀门(3)开启，散热器阀门(4)开启，散热器(5)支路和蓄冷箱(11)支路同时作为热管(2)的支路。

5、根据权利要求1所述的用于半导体热泵热水器的综合热管取热器，其特征是所述散热器(5)的散热器热管蒸发段(6)上加装散热翅片(7)实现对流换热。

6、根据权利要求5所述的用于半导体热泵热水器的综合热管取热器，其特征是所述散热器(5)通过散热风扇(8)进行强制对流换热。

7、根据权利要求1所述的用于半导体热泵热水器的综合热管取热器，其特征是所述热管(2)内的工质为水或氟利昂。

8、根据权利要求1所述的用于半导体热泵热水器的综合热管取热器，其特征是所述热管(2)为分离式热管、重力式热管或带吸液芯的热管。

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