专利名称：热电制冷器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及流体制冷器，特别是流体的电偶式的热电制冷器。
背景技术：
已有的流体制冷器，大多采用蒸气压缩制冷设备，如通常的空调器，由管道连接的压缩机、节流阀、蒸发器、冷凝器、制冷剂等构成。压缩机将液态的制冷剂压经节流阀，在蒸发器中气化吸热而制冷，气态制冷剂吸热后送回冷凝器，冷凝成液态制冷剂，如此循环连续制冷。这类蒸气压缩制冷设备，由于使用制冷剂存在制冷剂的泄漏和污染环境的问题。组件多，结构复杂，体积庞大，因此成本高、能耗高、效率低。压力机运行时噪音大，易磨损，寿命短、需要维护及维修。
实用新型内容鉴于上述，本实用新型的目的在于提供一种无制冷剂、控制简单、结构简单的热电制冷器。
本实用新型依据导体的“塞贝克效应”和“珀尔帖效应”理论的热电制冷或称温差电制冷或半导体制冷。采用串并联的电偶来实现制冷流体的目的。
本实用新型的热电制冷器(参见附图)，包含制冷水管及其相连的制冷件(5、6)，其特征在于有相连的至少一个制冷块(1、2、3、4)，各制冷块的制冷水管连接成由至少一个U形串接成的曲折形，上述的制冷件是电偶(29)，位于相邻的两个制冷块之间，制冷件的制冷端与制冷水管相连、制热端与散热件相接。
上述相邻的制冷件(5、6)之间可以有保温件(28)或散热件。
上述的制冷件可以有串联的至少一对电偶(29)，电偶的P型半导体(P)与N型半导体(N)的同一端用金属片(30)连接，P型半导体和N型半导体另一端分别与金属片(30)连接再与电源连接。
上述的制冷块(1、2、3、4)可以有基块(7)和分别与基块两端连接的端接块(15、18)，基块上有至少两条并列的纵向水道(11、12、13、14)且纵向水道的制冷段的断面呈矩形，端接块中有与首条纵向水道的道进口连通的块进口22，有连通前一条纵向水道的道出口和紧接的后一纵向水道的道进口的横向水道(16、17、19)，有与尾条纵向水道的道出口连通的块出口(23)，次个制冷块(2)的块进口为制冷水的进口，前一个制冷块的块进口(22)与紧接的后一个制冷块的块出口(23)连通，次尾个制冷块(3)的块出口为制冷水的出口。
上述的基块(7)的块面(8)的侧边有翅板(9)，翅板为散热件。上述的制冷件(5、6)容纳在块面与翅板之间，所说的制冷件与制冷块1、2、3、4)之间有绝缘片32)。
上述的各制冷块(1、2、3、4)呈平行叠置。
上述的各制冷块(1、2、3、4)依靠连接件33)连接成一体。
上述的相连通的制冷块(1、2、3、4)的块出口(23)与块进口(22)间可以连通有密封接头(25)。
上述的进口有进口接头(24)，出口有出口接头(26)。
本实用新型的将电偶与电源接通，水流流经制冷水管，被制冷后持续输出。
本实用新型与现有的蒸气压缩制冷设备相比较，具有如下的优点和效果。
一、本实用新型的电偶制冷结构，不使用制冷剂，没有象蒸气压缩制冷设备那样制冷剂的泄漏和环境污染问题，清洁卫生。
二、本实用新型的电偶制冷结构，运行具有可逆性，可以通过改变工作电流的方向来达到制冷端和制热端互换的目的，既可制热，又可制冷，适用性较广。
三、本实用新型由多个制冷块和制冷件构成的组合式结构，制冷块和制冷件的数量，可以按需确定，随意拼装。多个电偶可以串联构成单级热电堆，也可以采用串联、并联或串并联构成多级复叠热电堆，因此本制冷器的功率范围大。冷却速度和制冷温度可以通过改变工作电流的大小任意调节，灵活性很大，具有较高的控制精度。
四、本实用新型的制冷水管的制冷段呈矩形断面的结构，使制冷水管能与制冷件密切接触。制冷水管制冷段矩形断面的长边与短边的比值越大，则与制冷件的接触面积越大，制冷效果越好。因此，本电制冷器的热效率极高。
五、本实用新型的制冷结构，结构简单，体积紧凑，系统中无任何机械运动部分，因而具有噪音小，无磨损，寿命长、便于维护及维修等特点。
六、本实用新型的制冷块的空腔结构，容纳制冷件，特别的翅板结构，既能容纳制冷件，以能作为散热件使用。此外，既能实现水电分离，保护制冷件，又具有加强筋的作用，其机械强度较高，不易变形损坏制冷件。
七、本实用新型的制冷块的基块结构简单，能采用拉制方法制造，制造容易；拼装拆卸方便，成本低廉，易于推广。
本实用新型适用于冷却流体，特别适用于制冷水。
下面，再用实施例及其附图对本实用新型作进一步地说明。
图1是本实用新型的一种热电制冷器的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图。
图4是图1的C-C剖视图。
图5是图1的D-D剖视图。
图6是图2的E-E剖视图。
图7是图2的F-F剖视图。
具体实施方式
实施例1本实用新型的一种热电制冷器，如附图所示。由四个制冷块1、2、3、4和两个制冷件5、6构成。每个制冷块由一个基块7、两个端接块15\18构成。每个制冷组件由串联的多对电偶构成。
上述的基块7，参见图2、3、6、7，采用不锈金属材料如防锈铝制成，基块7由断面为矩形的长方块，和在长方块的两块面的两侧边与块面8垂直连成一体的翅板9构成。在上述长方块中，有沿长方向被隔壁10分隔成的至少两条平行排列贯通的直线形的纵向水道。本实施例有四条纵向水道11、12、13、14，形成管壁共用的四条水管，成为本制冷器的制冷水管的制冷段。基块上纵向水道和隔壁构成的水管的断面呈矩形，矩形断面的长边即是块面8的宽边，长边应尽量大于短边，这样能使水管与制冷件的接触面积尽量的大。
上述的端接块15\18，呈长方条形，采用不锈金属材料如防锈铝制成。参见图4、5、6、7。左右端的端接块的结构大体相同。端接块的宽度a与基块7的厚度C相吻合，端接块的长度b可以大于基块的宽度A。左端的端接块15内有两条横向水道16、17，横向水道的两端贯穿端接块的内侧面分别成为进出水流的道口。右端的端接块18的中部也有一条两端贯穿端接块的内侧面的横向水道19，右端的端接块的两端分别有进水腔20和出水腔21。进水腔和出水腔分别与贯穿块壁的块进口22和块出口23连通。
将一个基块7的两端分别与端接块15和端接块18焊接成一体，构成一个制冷块。并使基块中的纵向水道与端接块中的横向水道或水道腔分别接通。从而，参见图6、7，首条纵向水道11的道进口与右端的端接块18的进水腔20连通，即与块进口22连通，其道出口与左端的端接块15的第一条横向水道16的道口连通；横向水道16的另一道口与第二条纵向水道12的道出口连通，纵向水道12的道口与右端的端接块18的横向水道19的道口连通；横向水道19的另一道口与第三条纵向水道13的道进口连通，纵向水道13的道出口与左端的端接块15的第二条横向水道17的道口连通；横向水道17的另一道口有与尾条纵向水道14的道出口连通，纵向水道14的道出口与右端的端接块18的出水腔21连通，即与块出口23连通。从而，从右端的端接块18一端的块进口22经由四条纵向水道和三条横向水道连通右端的端接块18的另一端的块出口23，形成由两个U形水道串接连通的曲折形水道。
将四个制冷块平行叠置，参见图2、3、4、5，使相邻基块的块面8相对向。参见图2，置于中间的第二个制冷块2的块进口成为本制冷器的总的进口，并在进口安装通常的进口接头24；该制冷块3的块出口23与第三个制冷块3的块进口22连通，并在连通二者的连通孔中安装通常结构的密封接头25；制冷块3的块出口成为本制冷器的总的出口，并在出口安装通常的出口接头26。从而，本制冷器从第二个制冷块的进口，经第三制冷块及其中的纵向水道、横向水道、密封接头连通第三个制冷块的出口。从而，由四个制冷块构成的本制冷器的制冷水管呈由2×2个U形管串接成的曲折形管，且位于基块上的制冷水管段的断面呈矩形。参见图2、3，在相邻的制冷块1与制冷块2之间、制冷块2与制冷块3之间、制冷块3与制冷块4之间，由基块的翅板8围成三个密闭的空腔27。在制冷块2与制冷块3之间的空腔中装填通常的保温件28，保温件可以是通常的保温材料，如(请补充保温材料的名称)。第一个制冷块1和第四个制冷块4的外侧部的翅板9为散热件。为方便设计和制造，制冷块1、4的结构与制冷块2、3的结构相同，因此，制冷块1、4中U型水道可以制成散热水道而成为散热件，即可以将道进口和道出口制成块进口和块出口，并分别安装进口接头和出口接头再与冷却水流连通(图中未表示)。
上述的两制冷件5、6的结构相同，参见图2、3，均采用通常的电偶结构。分别安装在制冷块1与制冷块2之间、制冷块3与制冷块之间形成的空腔27中。每个制冷件有串联的多对电偶29，电偶的P型半导体P与N型半导体N的同一端用导电性能好的黄铜制的金属片30连接，P型半导体和N型半导体另一端分别与金属片30连接再经电导线31与电源连接，两个制冷件用电导线31并联。电导线可以在制冷件的适当部位钻孔引出与电源连接，和连接两个所属单位件。从而本制冷器的制冷件位于相邻的两个制冷块之间。在制冷件与制冷块之间即制冷件的电偶两侧的金属片与制冷块之间安装绝缘片32。在接通电源后，各电偶的内侧端成为与制冷水管相连制冷端，各电偶的外侧端成为与散热件相接的制热端。本实施例的电偶选用？型号。
最后用通常结构的连接件33将制冷块1、2、3、4连接成一体。本实施例的连接件采用四根贯穿四个各制冷块四角的通孔，将四个制冷块、四个制冷件连接并紧固成一个整体。构成本制冷器。
本实用新型使用时，将进口接头24与水源接通持续输入流水，并与电源接通，制冷件5、6的内侧端制冷，经绝缘片32和基块7中的制冷水管的隔壁10，冷却制冷块中的纵向水道11、12、13、14和横向水道16、17、19等串联构成的曲折形水道中的水流，而成为冷却水流并被保温件保持温度，制冷后的冷却水从出口接头26持续输出。制冷件5、6的内侧端制热的热量，经翅板8及散热腔38发散。
本实施例的由多个电偶串联构成的单级热电堆结构，当在小制冷量的20W以下，温差小于50℃时，其效率要高于蒸气压缩制冷设备。因此特别体积小、制冷量小的场合。
权利要求1.一种热电制冷器，包含制冷水管及其相连的制冷件(5、6)，其特征在于有相连的至少一个制冷块(1、2、3、4)，各制冷块的制冷水管连接成由至少一个U形串接成的曲折形，上述的制冷件是电偶(29)，位于相邻的两个制冷块之间，制冷件的制冷端与制冷水管相连、制热端与散热件相接。
2.根据权利要求2所述的热电制冷器，其特征在于所说的相邻的制冷件(5、6)之间有保温件(28)或散热件。
3.根据权利要求1所述的热电制冷器，其特征在于所说的制冷件有串联的至少一对电偶(29)，电偶的P型半导体(P)与N型半导体(N)的同一端用金属片(30)连接，P型半导体和N型半导体另一端分别与金属片(30)连接再与电源连接。
4.根据权利要求2所述的热电制冷器，其特征在于所说的制冷件有串联的至少一对电偶(29)，电偶的P型半导体(P)与N型半导体(N)的同一端用金属片(30)连接，P型半导体和N型半导体另一端分别与金属片(30)连接再与电源连接。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的热电制冷器，其特征在于所说的制冷块(1、2、3、4)有基块(7)和分别与基块两端连接的端接块(15、18)，基块上有至少两条并列的纵向水道(11、12、13、14)且纵向水道的制冷段的断面呈矩形，端接块中有与首条纵向水道的道进口连通的块进口(22)，有连通前一条纵向水道的道出口和紧接的后一纵向水道的道进口的横向水道(16、17、19)，有与尾条纵向水道的道出口连通的块出口(23)，次个制冷块(2)的块进口为制冷水的进口，前一个制冷块的块进口(22)与紧接的后一个制冷块的块出口(23)连通，次尾个制冷块(3)的块出口为制冷水的出口。
6.根据权利要求5所述的热电制冷器，其特征在于所说的基块(7)的块面(8)的侧边有翅板(9)，所说的制冷件(5、6)容纳在块面与翅板之间，所说的制冷件与制冷块(1、2、3、(4)之间有绝缘片(32)。
7.根据权利要求5所述的热电制冷器，其特征在于所说的各制冷块(1、2、3、4)呈平行叠置。
8.根据权利要求7所述的热电制冷器，其特征在于所说的各制冷块(1、2、3、4)依靠连接件(33)连接成一体。
9.根据权利要求5所述的热电制冷器，其特征在于所说的相连通的制冷块(1、2、3、4)的块出口(23)与块进口(22)间连通有密封接头(25)。
10.根据权利要求5所述的热电制冷器，其特征在于所说的进口有进口接头(24)，出口有出口接头(26)。
专利摘要本实用新型的热电制冷器，涉及流体制冷器，特别是流体的电偶式的热电制冷器。本热电制冷器包含制冷水管及其相连的制冷件(5、6)，其特征在于有相连的至少一个制冷块(1、2、3、4)，各制冷块的制冷水管连接成由至少一个U形串接成的曲折形，上述的制冷件是电偶(29)，位于相邻的两个制冷块之间，制冷件的制冷端与制冷水管相连、制热端与散热件相接。适用于冷却流体，特别适用于制冷水。
文档编号F25B21/02GK2704000SQ200420033340
公开日2005年6月8日 申请日期2004年3月22日 优先权日2004年3月22日
发明者吴援 申请人:吴援