專利名稱：高效熱電制冷器的制作方法
高效熱電制冷器，屬應(yīng)用電的制冷裝置。
目前，熱電元件的優(yōu)值系數(shù)與其材料的優(yōu)值系數(shù)相等，并決定了熱電制冷的效果。因此，為了使熱電制冷效果更好，近三十年來，基本上都在研究和開發(fā)優(yōu)值系數(shù)較高的熱電材料，以便制作優(yōu)值系數(shù)較高的熱電元件，從而達(dá)到好的熱電制冷效果。但是，至今熱電材料的優(yōu)值系數(shù)仍處在二十世紀(jì)六十年代末的水平，其值小于4×10-3K-1，因此熱電制冷的效果也沒有多大提高。CN2327959Y公開了一種新型電子制冷器，由電偶臂、連接片、冷板和熱板組成，具有熱阻小、耗電少、效率高、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。但其電偶臂就是熱電元件，而熱電元件與熱電材料的優(yōu)值系數(shù)相等，且值小于4×10-3K-1，故制冷效果沒有實(shí)質(zhì)性提高，因此應(yīng)用范圍受到局限。
本發(fā)明的目的，在于提供一種成本低、耗電少、溫差大、制冷效果明顯提高的高效熱電制冷器。
本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)上述目的的。在熱電元件上采取設(shè)置阻熱層、改變結(jié)構(gòu)以及在熱電元件之中設(shè)置一定長度的強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱件等措施，使熱電元件的導(dǎo)熱面積小于其導(dǎo)電面積，從而使熱電元件的優(yōu)值系數(shù)大于其熱電材料的優(yōu)值系數(shù)，熱電元件的優(yōu)值系數(shù)可以達(dá)到13×10-3K-1，甚至更高。隨著熱電元件的優(yōu)值系數(shù)增大，熱電制冷效果明顯提高，最大溫差可高于原來的1倍以上。然后再在熱電元件的一端或兩端連接上一定長度的強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱件組合成電偶臂。熱電堆由該電偶臂、連接片、冷板和熱板組成。通過控制強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱件的長度，可以調(diào)整冷板和熱板、元件冷端和熱端相互間的距離，盡量減少冷、熱量損失，保持最佳制冷效果，同時(shí)又可節(jié)約30％左右的熱電材料，從而降低了成本。熱電堆中熱電偶的電路采用串聯(lián)連接，吸熱(或放熱)端采用并聯(lián)連接。在冷、熱板間以絕電絕熱材料充填或采取絕熱處理。
為更好地散熱、吸熱，在熱電堆冷板、熱板上安裝吸熱、散熱裝置，例如安裝散熱片、吸熱片、散熱水箱等，構(gòu)成熱電制冷器件。
本發(fā)明具有成本低，耗電少、溫差大、制冷效果明顯提高的特點(diǎn)。所組成的熱電制冷器件結(jié)合牢固、工作可靠、壽命長，適用于冷凍、冷藏及冰箱、空調(diào)、飲水機(jī)等作制冷器件，還可用于溫差發(fā)電、熱泵和制造熱電儀器、儀表等。


圖1為熱電堆中單個(gè)制冷電偶結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明用框架固定的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明用陶瓷板固定的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1中，熱電堆的單個(gè)制冷電偶由2個(gè)電偶臂和連接片1組成，其中1個(gè)電偶臂由導(dǎo)熱面積小于導(dǎo)電面積的P型熱電元件3和強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱件2、4組成。另一個(gè)電偶臂由導(dǎo)熱面積小于導(dǎo)電面積的n型熱電元件6和強(qiáng)導(dǎo)熱件5、7組成。
圖2中，熱電堆3的上方有導(dǎo)熱絕緣層2，外部為冷端1，下方配有熱端散熱器4。
圖3中，熱電堆3上方的外部配有冷端吸熱器5，下方的外部配有熱端散熱器4。
實(shí)施例一，用框架固定的熱電堆。熱電材料選用區(qū)熔法制成的熱電元件，在每個(gè)熱電元件上設(shè)置阻熱層，使其導(dǎo)熱面積小于導(dǎo)電面積，在熱電元件上焊上強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱件。采用空心電堆制作方法。焊接成型后，在熱電堆空隙中充注泡沫塑料。熱端裝上散熱器。
實(shí)施例二，用雙面金屬化陶瓷板固定的熱電堆。熱電材料配用粉末冶金法制得導(dǎo)熱面積小于導(dǎo)電面積的熱電元件，焊上強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱件，用隔板式電堆法制作。絕熱絕緣材料固定成型。并在冷端裝上吸熱器、熱端裝上散熱器。
權(quán)利要求
1.一種由電偶臂、連接片、冷板、熱板及固定器件組成的高效熱電制冷器，其特征在于電偶臂由熱電元件和強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱件組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效熱電制冷器，其特征在于熱電元件的導(dǎo)熱面積小于其導(dǎo)電面積。
全文摘要
高效熱電制冷器，屬應(yīng)用電的制冷裝置，其特征在于電偶臂由熱電元件和強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱件組成，其中采取措施使熱電元件的導(dǎo)熱面積小于其導(dǎo)電面積。熱電堆中制冷電偶的電路采用串聯(lián)連接，吸(或放)熱端采用并聯(lián)。本發(fā)明具有成本低，耗電少，熱電元件優(yōu)值系數(shù)高的特點(diǎn)，其優(yōu)值系數(shù)可以達(dá)到或超過13×10
文檔編號(hào)F25B21/00GK1395073SQ0111457
公開日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2001年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月5日
發(fā)明者尹雙鳳 申請(qǐng)人:尹雙鳳