專利名稱：半導(dǎo)體冷暖空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空氣溫度調(diào)節(jié)裝置，具體地說(shuō)是一種半導(dǎo)體冷暖空調(diào)器。
中國(guó)專利CN98236326公開(kāi)了一種半導(dǎo)體空調(diào)機(jī)，其結(jié)構(gòu)是在機(jī)殼中裝有由半導(dǎo)體制冷器和上、下溫度傳導(dǎo)器組成的機(jī)芯組件，以及由整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路串接組成的控制電路，在上溫度傳導(dǎo)器上部有循環(huán)水冷卻裝置，在下溫度傳導(dǎo)器下部連接有冷凝室。該半導(dǎo)體空調(diào)機(jī)利用珀?duì)柼碇瞥砂雽?dǎo)體，以多片組成串聯(lián)或者并聯(lián)的電偶對(duì)，由此形成半導(dǎo)體制冷器?？刂齐娐窞橹评淦魈峁┑蛪褐绷麟娫矗拱雽?dǎo)體制冷器的一面產(chǎn)生熱量，另一面則形成低溫制冷。上溫度傳導(dǎo)器將熱量不斷傳遞給循環(huán)水冷卻裝置，而下溫度傳導(dǎo)器則將低溫傳入冷凝室，再通過(guò)風(fēng)機(jī)將低溫氣體從出風(fēng)口吹入房間內(nèi)，達(dá)到調(diào)節(jié)空氣溫度的目的。這種半導(dǎo)體空調(diào)機(jī)由于不需用氟里昂制冷而具有很重要的環(huán)保意義和市場(chǎng)前景，但由于存在一個(gè)較大的缺陷而不能投入實(shí)際生產(chǎn)和使用。這個(gè)缺陷就是控制電路在為半導(dǎo)體制冷器提供相應(yīng)所需的直流電壓的同時(shí)，還須提供較大的直流電流。目前均是采用變壓器作為降壓器件來(lái)使用，在正常的變壓器重量體積下，在滿足降壓的需要后，不能提供所需的較大直流電流。而要滿足半導(dǎo)體制冷器所需要的工作電壓和電流，則變壓器的體積和重量將是非常之大，以致不能夠裝入家用中小型空調(diào)器的機(jī)殼或機(jī)柜中。另外，現(xiàn)有半導(dǎo)體空調(diào)機(jī)均需配置水箱作為冷卻裝置，以循環(huán)水冷卻散熱器，這既增加了空調(diào)器的部件和聯(lián)接安裝難度，又因?yàn)檠h(huán)動(dòng)力的存在而增加了電耗和使用成本。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種可供實(shí)用且結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體冷暖空調(diào)器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在機(jī)殼中裝有由半導(dǎo)體制冷器和上、下溫度傳導(dǎo)器組成的機(jī)芯組件，以及由整流電路和濾波電路串接組成的控制電路，在上溫度傳導(dǎo)器上部有冷卻裝置，在控制電路的整流電路之前接有由兩并聯(lián)電容C9、C10和在兩電容上分別并聯(lián)的泄流電阻R1、R2組成的電容降壓電路。本電容降壓電路由于輸入電壓和頻率基本恒定，故此容抗基本不變，而半導(dǎo)體制冷器的阻抗也恒定，故此該電路的工作電流也是恒定的。采用電容降壓電路取代變壓器的優(yōu)點(diǎn)就是可以為半導(dǎo)體制冷器提供所需的較大直流電流，從而滿足了半導(dǎo)體制冷器直流低電壓、大電流的工作特性，使之能夠保持正常的工作狀態(tài)。同時(shí)該電容降壓電路中的元器件均為常規(guī)電子元件，重量和體積甚小，完全可以滿足控制電路在中小型空調(diào)器的機(jī)殼或機(jī)柜中的安裝和使用需要，由此解決了原有半導(dǎo)體空調(diào)機(jī)由于變壓器的原因而不能實(shí)用的問(wèn)題。由于本控制電路大大降低了成本和縮小了體積，使得半導(dǎo)體空調(diào)便于推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型還可以這樣實(shí)現(xiàn)空調(diào)器硬件部分中的下溫度傳導(dǎo)器是在溫度傳導(dǎo)板上固定平行翅片，再外包殼體，進(jìn)風(fēng)管和出風(fēng)管分別連通在下溫度傳導(dǎo)器的兩端，出風(fēng)管與抽風(fēng)機(jī)相接。在半導(dǎo)體制冷器與上、下溫度傳導(dǎo)器之間分別夾有鋁質(zhì)導(dǎo)溫層。在機(jī)殼內(nèi)上溫度傳導(dǎo)器上部的冷卻裝置為風(fēng)扇，風(fēng)扇電機(jī)通過(guò)支架與機(jī)殼相接。本實(shí)用新型就是通過(guò)改造下溫度傳導(dǎo)器的結(jié)構(gòu)并同時(shí)增加鋁質(zhì)導(dǎo)溫層，使溫度傳遞效果明顯增強(qiáng)，半導(dǎo)體制冷器所產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)上溫度傳導(dǎo)器(即散熱器)很好地散出。而通過(guò)對(duì)上溫度傳導(dǎo)器的直接吹風(fēng)，加之環(huán)境氣溫由于低于上溫度傳導(dǎo)器的工作溫度而具有一定的自然降溫作用，所以，本實(shí)用新型就可以用風(fēng)扇代替循環(huán)水箱對(duì)散熱器進(jìn)行冷卻。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試和試用，采用風(fēng)扇冷卻上溫度傳導(dǎo)器，也完全可以實(shí)現(xiàn)本空調(diào)器的正常制冷。本裝置既簡(jiǎn)化了空調(diào)器的結(jié)構(gòu)，又節(jié)省了運(yùn)行用電及費(fèi)用。另外在出風(fēng)管上連接抽風(fēng)裝置，還可以在下溫度傳導(dǎo)器內(nèi)產(chǎn)生一定的負(fù)壓，這就更促進(jìn)了冷凝的效果，提高了本空調(diào)器的制冷效果。另外，本空調(diào)器的進(jìn)風(fēng)管與出風(fēng)管均通向房間室內(nèi)，這就使得空調(diào)器在運(yùn)行時(shí)不會(huì)加大室內(nèi)氣壓，消除了使用原有空調(diào)使人產(chǎn)生的不適感；而且不會(huì)有外部的塵土吹入室內(nèi)，保持了室內(nèi)清潔衛(wèi)生；重要的是可以使室內(nèi)的空氣不斷地經(jīng)過(guò)空調(diào)器的冷卻，還加速了房間整體溫度的下降。在控制電路輸出反相的情況下，半導(dǎo)體制冷器的產(chǎn)熱和制冷隨之反向，本空調(diào)器即可由制冷空調(diào)變成為供暖空調(diào)，而上述的優(yōu)點(diǎn)和積極效果依然存在。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述。


圖1是本實(shí)用新型的控制電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是控制電路一個(gè)實(shí)施例的電原理圖。
圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是下溫度傳導(dǎo)器中平行翅片的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
如
圖1所示，本實(shí)用新型中的控制電路是由電容降壓電路I、整流電路II和濾波電路III串接組成，其輸出端接半導(dǎo)體制冷器IV。為防止由于某一半導(dǎo)體電偶對(duì)由于擊穿而造成整個(gè)半導(dǎo)體制冷器出現(xiàn)連鎖損壞，在本控制電路中還加入了檢測(cè)和保護(hù)電路，具體就是在與控制電路的輸出端并聯(lián)有負(fù)載電壓檢測(cè)電路V，檢測(cè)電路的輸出接邏輯識(shí)別控制電路VI，邏輯識(shí)別電路的控制端接在電容降壓電路I的輸入端上。
圖2給出了上述控制電路一個(gè)實(shí)施例的電原理圖。由圖2可見(jiàn)，電容降壓電路I是由兩個(gè)電容C9、C10并聯(lián)，在每個(gè)電容上還分別并聯(lián)有電阻R1、R2，為電路斷電后提供放電回路。整流電路II由四個(gè)二極管D4-D7組成全波整流橋。濾波電路III由兩個(gè)并聯(lián)電容C1、C2組成，接于整流電路II的輸出端。220V交流電源經(jīng)過(guò)該主控電路后，即可為半導(dǎo)體制冷器提供144V的直流電壓(即12個(gè)半導(dǎo)體電偶對(duì)相串聯(lián)，每個(gè)電偶對(duì)需12V直流電壓)和所需的工作電流。
負(fù)載電壓檢測(cè)電路V由串聯(lián)的電阻R3、R4、穩(wěn)壓器W1和串聯(lián)的電阻R5、R6穩(wěn)壓管DW兩支路并聯(lián)構(gòu)成電壓平衡橋路，平衡橋路的兩輸出端分別經(jīng)電阻R7、R8接兩三極管T1、T2的基極，兩三級(jí)管T1、T2的集電極并聯(lián)后串接電阻R9和發(fā)光二極管LED。在檢測(cè)電路中，兩三極管T1、T2采用的是PNP管，兩三極管的輸入端接入平衡橋路輸出端的極性相反，分別在負(fù)載電壓變高或變低時(shí)導(dǎo)通。當(dāng)半導(dǎo)體制冷器無(wú)論短路或開(kāi)路時(shí)，以及由于某一半導(dǎo)體電偶對(duì)損壞而出現(xiàn)電壓變化時(shí)，三極管T1、T2中都會(huì)有一只導(dǎo)通，經(jīng)電阻R9使發(fā)光二極管LED點(diǎn)亮發(fā)光，發(fā)出檢測(cè)信號(hào)。
邏輯識(shí)別控制電路VI以時(shí)基電路IC2和電阻R12、電容C5、C11接成雙穩(wěn)態(tài)電路，光敏電阻GR接于時(shí)基電路IC2的6腳輸入端，IC2的3腳輸出端分別通過(guò)電阻R10、R11分接兩三極管T3、T4的基極，在兩三極管T3、T4的集電極和穩(wěn)壓輸入電源之間接有兩繼電器J1、J2，兩繼電器J1、J2各有一常開(kāi)融點(diǎn)J1-1、J1-2分別串聯(lián)在電容降壓電路I中的兩電容支路上。接在集成芯片IC2輸入端的光敏電阻GR與發(fā)光二極管LED封裝在一起，組成光耦合器。當(dāng)光敏電阻GR接到發(fā)光管LED的光信號(hào)后，將使雙穩(wěn)態(tài)電路的3腳輸出端由高電位變?yōu)榈碗娢?，從而使三極管T3、T4由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，則與之相連的兩繼電器J1、J2斷電，其觸點(diǎn)J1-1和J1-2由閉合變?yōu)獒尫艩顟B(tài)，由此切斷了控制電路以及制冷器的電源，從而防止了其他半導(dǎo)體電偶對(duì)出現(xiàn)的連鎖損壞。在圖2的邏輯識(shí)別控制電路中，電阻R12和電容C11為集成芯片IC2的觸發(fā)輸入端，提供初始的負(fù)脈沖信號(hào)，使雙穩(wěn)態(tài)電路首先輸出高電位，經(jīng)IC2的3腳輸出，再經(jīng)電阻R10、R11為三極管T3、T4提供基極電流。二極管D3和電阻R13支路的作用是，當(dāng)主電路切斷后，LED熄滅，而光敏電阻GR的阻值變大，IC2輸入端電位將變低，但由于電源切斷(即繼電器釋放)時(shí)，三極管T3的集電極電位將由低變高，而這個(gè)高電位經(jīng)電阻R13使二極管D3正偏導(dǎo)通，并維持了IC2輸入端的高電位，IC2輸出端也就維持了低電位。開(kāi)關(guān)K1、K2是為維修人員檢測(cè)電路工作狀態(tài)而設(shè)置。為邏輯識(shí)別控制電路所提供的低壓直流電源也是從同一交流電源中引入，經(jīng)小型變壓器B降壓，二極管D1、D2全波整流和電容C3、C4濾波，再經(jīng)三端穩(wěn)壓集成電路IC1穩(wěn)壓后，為邏輯識(shí)別控制電路提供3-5V的直流工作電源。
在圖2中，控制電路的輸出端上還接有雙刀雙擲開(kāi)關(guān)K3，以控制直流輸出電壓的正反相，由此決定本空調(diào)器是制冷還是供暖。
本空調(diào)器的硬件結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示，半導(dǎo)體制冷器10的兩面分別有上溫度傳導(dǎo)器5和下溫度傳導(dǎo)器7，由三者連接所構(gòu)成的機(jī)芯組件安裝于機(jī)殼1內(nèi)，機(jī)殼1上開(kāi)有通風(fēng)孔，端蓋8與機(jī)殼1固定連接。下溫度傳導(dǎo)器7是將密封的殼體固定于溫度傳導(dǎo)板9上，在殼體內(nèi)連接有平行翅片14。也可將平行翅片14與溫度傳導(dǎo)板9整體鑄造于一體，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。由圖4可見(jiàn)，平行翅片14的一端有折彎，其目的是用以增大風(fēng)阻，提高導(dǎo)溫效率。在殼體兩端分別連通有進(jìn)風(fēng)管和出風(fēng)管11。平行翅片14的翅片方向與進(jìn)風(fēng)管的走向相同。進(jìn)出風(fēng)管分別穿出機(jī)殼1，再引入在房間內(nèi)安裝的室內(nèi)機(jī)中，室內(nèi)機(jī)中可裝入抽風(fēng)機(jī)并與出風(fēng)管11相接，實(shí)現(xiàn)向室內(nèi)送風(fēng)。
上溫度傳導(dǎo)器5的結(jié)構(gòu)是在溫度傳導(dǎo)板12上制有或連接有平直的平行翅片。在半導(dǎo)體制冷器10與上、下溫度傳導(dǎo)器5、7之間分別夾有鋁質(zhì)導(dǎo)溫層6，緊固螺釘13固定于上、下溫度傳導(dǎo)器5、7之間，同時(shí)將鋁質(zhì)導(dǎo)溫層6夾緊在半導(dǎo)體制冷器10的兩面。上、下溫度傳導(dǎo)器5、7均由鋁材制成，以保證良好的溫度傳導(dǎo)效果。
由于這種機(jī)芯組件的結(jié)構(gòu)所具有的良好導(dǎo)溫性能，使得該空調(diào)器的冷卻裝置無(wú)需循環(huán)水冷卻，而直接采用風(fēng)扇冷卻。如圖3所示，風(fēng)扇4位于溫度傳導(dǎo)器5的上部，與風(fēng)扇電機(jī)3相接，風(fēng)扇電機(jī)3通過(guò)支架2與機(jī)殼1相接。
本空調(diào)器的工作機(jī)理是當(dāng)半導(dǎo)體制冷器10的下面制冷時(shí)，通過(guò)鋁質(zhì)導(dǎo)溫層6使下溫度傳導(dǎo)器7冷卻，抽風(fēng)機(jī)通過(guò)出風(fēng)管11連續(xù)不斷地從下溫度傳導(dǎo)器7中抽出經(jīng)與傳導(dǎo)器交換而冷卻的空氣，并將該冷空氣送入室內(nèi)降溫。而半導(dǎo)體制冷器10上面產(chǎn)生的熱量，則通過(guò)鋁質(zhì)導(dǎo)溫層6使上溫度傳導(dǎo)器5升溫，在風(fēng)扇4的吹風(fēng)作用下實(shí)現(xiàn)散熱，由此同時(shí)由于環(huán)境溫度最高在40℃左右，遠(yuǎn)低于制冷器的工作溫度(約70℃)，所以大氣環(huán)境本身對(duì)上溫度傳導(dǎo)器5也具有一定的冷卻降溫作用，保證了半導(dǎo)體制冷器10的連續(xù)正常工作。
扳動(dòng)開(kāi)關(guān)K3，則控制電路即提供反相的直流電壓，此時(shí)半導(dǎo)體制冷器10的下面產(chǎn)生熱量，通過(guò)下溫度傳導(dǎo)器7向室內(nèi)送熱風(fēng)。半導(dǎo)體制冷器10上面制冷，并通過(guò)鋁質(zhì)導(dǎo)溫層6和上溫度傳導(dǎo)器5傳出。由于此時(shí)上溫度傳導(dǎo)器5成為了散冷器，因此也無(wú)需啟動(dòng)風(fēng)扇4，因而更進(jìn)一步節(jié)省了電力。
本空調(diào)器由于沒(méi)有使用循環(huán)水冷卻裝置，因而不存在冬季因室外氣溫過(guò)低而出現(xiàn)的凍結(jié)現(xiàn)象，所以是一種更適合于冬夏兩季使用的冷暖空調(diào)器。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體冷暖空調(diào)器，在殼體(1)中裝有由半導(dǎo)體制冷器(10)和上、下溫度傳導(dǎo)器(5、7)組成的機(jī)芯組件，以及由整流電路(II)和濾波電路(III)串接組成的控制電路，上溫度傳導(dǎo)器(5)上部有冷卻裝置，其特征在于在控制電路的整流電路(II)之前接有由兩并聯(lián)電容C9、C10和在兩電容上分別并聯(lián)的泄流電阻R1、R2組成的電容降壓電路(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體冷暖空調(diào)器，其特征在于在控制電路輸出端并聯(lián)有負(fù)載電壓檢測(cè)電路(V)，檢測(cè)電路的輸出接邏輯識(shí)別控制電路(VI)，邏輯識(shí)別控制電路的控制端接在電容降壓電路(I)的輸入端上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體冷暖空調(diào)器，其特征在于負(fù)載電壓檢測(cè)電路(V)由串聯(lián)的電阻R3、R4、穩(wěn)壓器W和串聯(lián)的電阻R5、R6、穩(wěn)壓管DW兩支路并聯(lián)構(gòu)成電壓平衡橋路，平衡橋路的兩輸出端分別經(jīng)電阻R7、R8接兩三極管T1、T2的基極，兩三級(jí)管T1、T2的集電極并聯(lián)后串接電阻R9和發(fā)光二極管LED。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體冷暖空調(diào)器，其特征在于邏輯識(shí)別控制電路(VI)以時(shí)基電路IC2和電阻R12、電容C5、C11接成雙穩(wěn)態(tài)電路，光敏電阻GR接于時(shí)基電路IC2的6腳輸入端，IC2的3腳輸出端分別通過(guò)電阻R10、R11分接兩三極管T3、T4的基極，在兩三極管T3、T4的集電極和穩(wěn)壓輸入電源之間接有兩繼電器J1、J2，兩繼電器J1、J2各有一常開(kāi)融點(diǎn)J1-1、J1-2分別串聯(lián)在電容降壓電路(I)中的兩電容支路上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體冷暖空調(diào)器，其特征在于下溫度傳導(dǎo)器(7)是在溫度傳導(dǎo)板(9)上固定平行翅片(14)，再外包殼體，進(jìn)風(fēng)管和出風(fēng)管(11)分別連通在下溫度傳導(dǎo)器(7)的兩端，出風(fēng)管(11)與抽風(fēng)機(jī)相接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體冷暖空調(diào)器，其特征在于在半導(dǎo)體制冷器(10)與上、下溫度傳導(dǎo)器(5、7)之間分別夾有鋁質(zhì)導(dǎo)溫層(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體冷暖空調(diào)器，其特征在于機(jī)殼(1)內(nèi)上溫度傳導(dǎo)器(5)上部的冷卻裝置為風(fēng)扇(4)，風(fēng)扇電機(jī)(3)通過(guò)支架(2)與機(jī)殼(1)相接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種空氣溫度調(diào)節(jié)裝置,為解決半導(dǎo)體空調(diào)器不能投入實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用的問(wèn)題而設(shè)計(jì),其結(jié)構(gòu)是在機(jī)殼中裝有由半導(dǎo)體制冷器和上、下溫度傳導(dǎo)器組成的機(jī)芯組件,以及由整流電路和濾波電路串接組成的控制電路,在上溫度傳導(dǎo)器上部有冷卻裝置。所改進(jìn)之處是在控制電路的整流電路之前接有由兩并聯(lián)電容C
文檔編號(hào)F25B21/02GK2514275SQ0127586
公開(kāi)日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2001年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月7日
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