基于热电材料的冷暖两用送风装置的制作方法

本发明涉及空气调节技术领域，具体是基于热电材料的冷暖两用送风装置。

背景技术：

热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，1823年发现的塞贝克效应和1834年发现的珀耳帖效应为热电能量转换器和热电制冷的应用提供了理论依据。

热电材料的特性是：对其通电时，其一个工作面表现为温度下降的冷却面，冷却面上的热量则转移到另一个工作面，因此另一个工作面将表现为温度升高的散热面，散热面的温度保持高于冷却面；相应的，改变其电流方向后，热电材料的冷却面和散热面互换。在工作过程中，如果散热面的温度较高，冷却面的温度也成比例地升高，而如果散热面的温度偏低，冷却面的温度将成比例地降低。因此，热电元件的冷却性能由散热面的温度降低程度决定。

为降低散热面的温度，现有技术多如图1所示，在使用热交换材料的现有技术中，待冷却的目标物体2紧贴热电元件1的冷却面1a，而相对面的散热面1b上装有散热器3，通过大面积接触空气冷却散热面1b。上述现有技术中的散热器的结构采用平行排列多个散热片3a的形式，系采用铝材挤型工艺制成。因此，受工艺限制无法在散热器上形成更多散热片，直接局限了散热器与空气接触的热交换面积，不可避免地造成热交换效率降低的问题，进而导致热电元件的冷却性能受到掣肘。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供了一种基于热电材料的冷暖两用送风装置，采用更为小型化的热交换构造仍能有效的改善热电材料的冷却性能。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案。

基于热电材料的冷暖两用送风装置，包括内部具有容腔的外壳，外壳的容腔内安装有风机、热电单元、控制单元，以及为风机、热电单元、控制单元供电的供电模组，控制单元用于控制风机和热电单元，外壳的壳体上还设有供电模组连接外部电源的电源端子；外壳上具有进气口、出气口和散热口，风机在经进气口自外界导入空气、并分别经出气口和散热口构成风路向外界导出空气；热电单元采用热电材料制成的热电片，其正面设置在经进气口至出气口的风路中，其反面则设置在经进气口至散热口的风路中；

热电单元还包括叠加在热电片的正面构成热传递配合并与进气口至出气口的风路中的气流进行热交换的第一换热结构、以及叠加在热电片的反面构成热传递配合并与进气口至散热口的风路中的气流进行热交换的第二换热结构，第一换热结构、第二换热结构皆具有若干在风路中构成流道的散热片；

热电单元还包括一个叠加在第一换热结构的顶面构成热传递配合的薄膜加热器。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

第一换热机构与进气口至出气口的风路中的气流进行热交换、与进气口至散热口的风路中的气流进行热交换，热电元件的冷热得以快速地传递到经由出气口或散热口排出的空气进而实现高效的热交换，确保采用更为小型化的热交换构造之后仍能有效的改善热电片的冷却性能，因此可以最小化体积，同时还可以提高制冷/供暖效率。

下面，结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的结构分解示意图。

图3是本发明中热电元件的结构示意图。

图4是本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

如图1到图4所示，基于热电材料的冷暖两用送风装置，包括内部具有容腔的外壳1，外壳1的容腔内安装有风机2、热电单元3、控制单元4，以及为风机2、热电单元3、控制单元4供电的供电模组5，控制单元4用于控制风机2和热电单元3，外壳1的壳体上还设有供电模组5连接外部电源的电源端子6；外壳1上具有进气口11、出气口12和散热口13，风机2在经进气口11自外界导入空气、并分别经出气口12和散热口13构成风路向外界导出空气；热电单元3采用热电材料制成的热电片30，其正面设置在经进气口11至出气口12的风路中，其反面则设置在经进气口11至散热口13的风路中；

相较于现有技术，其中：

热电单元3还包括叠加在热电片30的正面构成热传递配合并与进气口11至出气口12的风路中的气流进行热交换的第一换热结构31、以及叠加在热电片30的反面构成热传递配合并与进气口11至散热口13的风路中的气流进行热交换的第二换热结构32，第一换热结构31、第二换热结构32皆具有若干在风路中构成流道的散热片；

热电单元3还包括一个叠加在第一换热结构31的顶面构成热传递配合的薄膜加热器33。

上述技术方案中的基于热电材料的冷暖两用送风装置，第一换热机构与进气口11至出气口12的风路中的气流进行热交换、与进气口11至散热口13的风路中的气流进行热交换，热电元件的冷热得以快速地传递到经由出气口12或散热口13排出的空气进而实现高效的热交换，确保采用更为小型化的热交换构造之后仍能有效的改善热电片30的冷却性能，因此可以最小化体积，同时还可以提高制冷/供暖效率。

上述技术方案中的基于热电材料的冷暖两用送风装置，用于送出冷风时，通过控制单元4启动风机2，并通过控制单元4控制热电片30的工作电流方向，以使热电片30的正面成为制冷面，进而使第一换热机构的温度被降低，而第一换热机构与进气口11至出气口12的风路中的气流进行热交换，最终从出气口12送出所需的冷风。与此同时，热电片30的散热面通过第二换热机构散热，而第二换热机构与进气口11至散热口13的风路中的气流进行热交换，最终从散热口13排放热量，确保冷却面的制冷性能。

上述技术方案中的基于热电材料的冷暖两用送风装置，用于送出热风时，通过控制单元4启动风机2，并通过控制单元4断开热电片30的工作电流，并为薄膜加热器33通电，薄膜加热器33使第一换热机构的温度升高，而第一换热机构与进气口11至出气口12的风路中的气流进行热交换，最终从出气口12送出所需的热风。

上述技术方案中的基于热电材料的冷暖两用送风装置，用于送出热风时，还可以通过控制单元4启动风机2，并通过控制单元4控制热电片30的工作电流方向，以使热电片30的正面成为散热面，同时也为薄膜加热器33通电，以此使第一换热机构的温度更为快速的升高，而第一换热机构与进气口11至出气口12的风路中的气流进行热交换，最终从出气口12送出所需的热风。

上述技术方案中的基于热电材料的冷暖两用送风装置，其控制单元4可采用单片机进行构建，通过单片机的指令编程和io输出实现电路控制在本领域是公知的，因此不予赘述。

较佳的，热电单元3还包括采用隔热泡棉制成的隔热套34，热电片30沿风路方向的两侧被隔热套34覆盖，第一换热结构31和第二换热结构32的相对于风路的外缘也被隔热套34覆盖。通过隔热套34的配合，有助于对热电片30的两个工作面实现热隔离，并且利于分别针对第一换热结构31和第二换热结构32构成彼此独立的风道。

进一步的，外壳1的容腔内壁成型有恰容热电单元3嵌入的u型支架14，u型支架14对隔热套34构成挤压使之向从u型支架14两侧向内与热电片30、第一换热结构31和第二换热结构32紧密接触。

更进一步的，外壳1的容腔内设有将热电元件扣装于u型支架14的封盖15，封盖15采用可拆卸的方式固定在外壳1的容腔内壁，封盖15朝向外壳1的容腔内壁挤压隔热套34使之从厚度方向与第一换热结构31和第二换热结构32紧密接触。

作为上述技术方案的改进之一，第一换热结构31的散热片采用连续迂回弯曲形成波浪形的一体式结构，其波谷的底面紧密接触并固定至热电片30的正面，其波峰的顶面紧密接触并固定至薄膜加热器33的底面；第二换热结构32的散热片也采用连续迂回弯曲形成波浪形的一体式结构，其波峰的顶面紧密接触并固定至热电片30的反面。第一换热结构31、第二换热结构32可以使用具有良好热传递的金属材料，例如铝、铜等薄片，其厚度为0.05至0.25mm，弯曲高度为8至15mm，该规格具有更佳的结构强度和热交换性能。

作为上述技术方案的改进之一，出气口12内装有向外伸出的风咀16，风咀16的内端与第一换热结构31提供的流道对接。通过风咀16直接与第一换热结构31提供的流道对接，可以确保该处风道得到较佳的密闭较少冷/热外泄。

作为上述技术方案的改进之一，热电单元3包括水平并排的多个，热电单元3分别由控制单元4独立控制。采用该改进的方案，可以根据所需冷/热风的流量来选择热电片30的工作数量。例如，当需要大量冷风时，可以启用全部热电单元3的热电片30，而当需要的冷风并不是很多时，则可以按比例选择启用部分或单个热电片30。再例如，当需要大量热风时，可以启用全部热电单元3的薄膜加热器33，而当需要的热风并不是很多时，则可以按比例选择启用部分或单个薄膜加热器33。

作为上述技术方案的改进之一，风机2具有固定在外壳1的容腔内的机罩20，机罩20成型有与进气口11相对的进风口21、与出气口12相对的出风口22；外壳1的容腔内设有扣装于内壁上的风套7，风套7一端与第一换热结构31提供的流道、第一换热结构31提供的流道并联接通，风套7另一端与风机2的出风口22接通。

对于本领域技术人员而言，本发明的保护范围并不限于上述示范性实施例的细节，在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，本领域技术人员基于本发明的要件所做出的等同含义和保护范围内的所有变化的实施方式均应囊括在本发明之内。