專利名稱：便攜式冷房裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式冷房裝置。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，冷房裝置為利用冷凍循環(huán)，適于冷房居住空間、餐廳或辦公室等室內(nèi)空間的裝置。下面參照附圖1說(shuō)明利用冷凍循環(huán)的冷房裝置的運(yùn)行。
通常，利用冷凍循環(huán)的冷房裝置由壓縮器(2)、冷凝器(4)、膨脹裝置(6)、蒸發(fā)器(8)通過(guò)冷媒配管相連接而設(shè)置。其中，壓縮器(2)用于將冷媒壓縮為高溫高壓的氣態(tài)冷媒；冷凝器(4)用于將通過(guò)上述壓縮器(2)的冷媒冷凝為高溫高壓的液態(tài)冷媒；膨脹裝置(6)由將通過(guò)上述冷凝器(4)的冷媒減壓到低溫低壓的冷媒的毛細(xì)管或電子膨脹閥等構(gòu)成；蒸發(fā)器(8)則用于將通過(guò)上述膨脹裝置(6)的冷媒蒸發(fā)為低溫低壓的氣態(tài)冷媒。
與此同時(shí)，上述冷凝器(4)的一側(cè)設(shè)置有室外送風(fēng)裝置(圖中未示)，其包含有用于將室外空氣強(qiáng)制吹送到上述冷凝器(4)側(cè)的放熱風(fēng)扇(12)及電機(jī)(圖中未示)。上述蒸發(fā)器(8)的一側(cè)則設(shè)置有室內(nèi)送風(fēng)裝置(圖中未示)，其包含有用于將室內(nèi)空氣強(qiáng)制吹送到上述蒸發(fā)器(8)側(cè)的冷卻風(fēng)扇(14)及電機(jī)(圖中未示)。
此時(shí)，通過(guò)上述冷凝器(4)的冷媒將與室外空氣進(jìn)行熱交換而冷凝；通過(guò)上述蒸發(fā)器(8)的冷媒則與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換而蒸發(fā)，同時(shí)冷卻室內(nèi)空氣。
當(dāng)然，用于驅(qū)動(dòng)上述壓縮器(2)、放熱風(fēng)扇(12)、冷卻風(fēng)扇(14)的電機(jī)的運(yùn)行由控制部(圖中未示)進(jìn)行控制，根據(jù)需要冷房的室內(nèi)空間的大小而決定壓縮器(2)、放熱風(fēng)扇(12)、冷卻風(fēng)扇(14)的容量，并由上述控制部調(diào)節(jié)其運(yùn)行。
在如上結(jié)構(gòu)的冷房裝置中，壓縮器(2)、冷凝器(4)、膨脹裝置(6)、蒸發(fā)器(8)，以及室外送風(fēng)裝置和室內(nèi)送風(fēng)裝置將包含在一個(gè)單元制作，并固定設(shè)置于墻壁或窗口；也可將壓縮器(2)、冷凝器(4)、膨脹裝置(6)，以及室外送風(fēng)裝置制作成一個(gè)室外單元并固定設(shè)置于室外空間，同時(shí)將室內(nèi)送風(fēng)裝置制作成一個(gè)室內(nèi)單元并固定設(shè)置于室內(nèi)空間。
如上述結(jié)構(gòu)的冷房裝置在當(dāng)壓縮器(2)工作時(shí)，冷媒沿著冷凍循環(huán)而循環(huán)的同時(shí)，上述放熱風(fēng)扇(12)及冷卻風(fēng)扇(14)附加驅(qū)動(dòng)，以將室外空氣及室內(nèi)空氣分別強(qiáng)制吹送到上述冷凝器(4)及蒸發(fā)器(8)側(cè)。
具體來(lái)說(shuō)，隨著上述壓縮器(2)開始工作，冷媒將壓縮為高溫高壓的氣態(tài)冷媒，通過(guò)上述壓縮器(2)的冷媒繼而通過(guò)上述冷凝器(4)，與室外空氣進(jìn)行熱交換并冷凝為高溫高壓的液態(tài)冷媒，通過(guò)上述冷凝器(4)的冷媒將通過(guò)上述膨脹裝置(6)得到膨脹，從而減壓為低溫低壓的冷媒，通過(guò)上述膨脹裝置(6)的冷媒繼而通過(guò)上述蒸發(fā)器(8)，與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換并以氣態(tài)冷媒蒸發(fā)，同時(shí)冷卻室內(nèi)空氣。
與此同時(shí)，隨著上述放熱風(fēng)扇(12)開始工作，室外空氣強(qiáng)制吹送到上述冷凝器(4)側(cè)，使通過(guò)上述冷凝器(4)的冷媒和室外空氣間進(jìn)行流暢的熱交換作用；隨著上述冷卻風(fēng)扇(14)開始工作，室內(nèi)空氣強(qiáng)制吹送到上述蒸發(fā)器(8)側(cè)，通過(guò)上述蒸發(fā)器(8)的冷媒和室內(nèi)空氣間也進(jìn)行流暢的熱交換作用。
但是，在現(xiàn)有的冷房裝置中，由于冷媒壓縮為高壓狀態(tài)，使其要求高壓冷媒循環(huán)的壓縮器及冷媒配管具有較高的耐壓性，導(dǎo)致其重量及體積變大。同時(shí)，由于各結(jié)構(gòu)通過(guò)冷媒配管相連接，限定其安裝及移動(dòng)，當(dāng)用戶移動(dòng)到其它空間時(shí)則無(wú)法起到冷房效果。
此外，在現(xiàn)有的冷房裝置中，由于壓縮器與其它結(jié)構(gòu)通過(guò)冷媒配管相連接，壓縮器的振動(dòng)及噪音傳達(dá)到室內(nèi)側(cè)，使用戶產(chǎn)生不適感。并且，由于通常使用氟利昂系列的冷媒，造成對(duì)環(huán)境的污染。
還有，現(xiàn)有的冷房裝置用于整個(gè)室內(nèi)空間的冷房，從而無(wú)法都能滿足室內(nèi)用戶每個(gè)人的要求。同時(shí)，由于對(duì)用戶不在的區(qū)域也進(jìn)行冷房，導(dǎo)致降低冷房的效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有冷產(chǎn)裝置存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種便攜式冷房裝置，其重量及體積較小，便于用戶移動(dòng)場(chǎng)所而使用；其無(wú)噪音及振動(dòng)，同時(shí)不使用冷媒，從而可提供舒適的環(huán)境；并可根據(jù)用戶個(gè)人的需要而調(diào)節(jié)冷房，從而提高滿意度，和冷房效率。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
一種便攜式冷房裝置，其特征是，包括熱電模塊，用于吸收周圍熱量的吸熱部和用于向周圍發(fā)散熱量的放熱部相對(duì)應(yīng)形成，當(dāng)供給電流時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行吸熱作用和放熱作用；送風(fēng)裝置，其設(shè)置于上述吸熱部側(cè)并用于吹送空氣，使上述吸熱部和空氣間進(jìn)行熱交換作用；放熱裝置，其設(shè)置于上述放熱部側(cè)，用于蒸發(fā)冷卻上述放熱部；控制部，用于調(diào)節(jié)上述熱電模塊和送風(fēng)裝置及放熱裝置的運(yùn)行。
前述的便攜式冷房裝置，其中熱電模塊由一對(duì)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體構(gòu)成，上述P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的兩端形成有上述吸熱部和放熱部。
前述的便攜式冷房裝置，其中熱電模塊是多個(gè)串聯(lián)連接。
前述的便攜式冷房裝置，其中吸熱部中設(shè)置有多個(gè)吸熱片，用于擴(kuò)展導(dǎo)熱面積。
前述的便攜式冷房裝置，其中放熱部中設(shè)置有多個(gè)放熱針，用于擴(kuò)展導(dǎo)熱面積。
前述的便攜式冷房裝置，其中送風(fēng)裝置包含有吸熱流路引導(dǎo)裝置，其內(nèi)形成有用于吸入、排出空氣的吸入口及排出口，上述吸入口及排出口之間內(nèi)設(shè)有上述吸熱部或吸熱片，用于引導(dǎo)空氣；冷卻風(fēng)扇及電機(jī)，其設(shè)置于上述吸熱流路引導(dǎo)裝置的內(nèi)側(cè)，使空氣沿著上述吸熱流路引導(dǎo)裝置吹送。
前述的便攜式冷房裝置，其中吸入口形成于下側(cè)，上述排出口形成于上側(cè)，上述冷卻風(fēng)扇設(shè)置于上述排出口的內(nèi)側(cè)。
前述的便攜式冷房裝置，其中冷卻風(fēng)扇為橫流式風(fēng)扇。
前述的便攜式冷房裝置，其中放熱裝置包含有噴霧嘴，用于向上述放熱部側(cè)噴射水；放熱風(fēng)扇及電機(jī)，用于向上述放熱部側(cè)吹送空氣，使從上述噴霧嘴向上述放熱部噴射的水得到蒸發(fā)，從而冷卻上述放熱部。
前述的便攜式冷房裝置，其中放熱裝置還包含有放熱流路引導(dǎo)裝置，其內(nèi)形成有用于吸入排出空氣的吸入口及排出口，并且上述吸入口及排出口之間內(nèi)設(shè)有上述放熱部，用于引導(dǎo)空氣。
前述的便攜式冷房裝置，其中在上述放熱流路引導(dǎo)裝置中，上述吸入口形成于上部，上述排出口形成于下部，上述放熱風(fēng)扇則設(shè)置于上述吸入口的內(nèi)側(cè)。
前述的便攜式冷房裝置，其中放熱裝置還包含有儲(chǔ)水池，其設(shè)置于上述放熱流路引導(dǎo)裝置的下部，用于回收上述噴霧嘴中噴射的水并存儲(chǔ)；機(jī)泵，用于將上述儲(chǔ)水池中存儲(chǔ)的水抽吸到上述噴霧嘴。
前述的便攜式冷房裝置，其中噴霧嘴設(shè)置于上述放熱流路引導(dǎo)裝置的吸入口內(nèi)側(cè)，以便水從上述放熱部的上側(cè)噴射。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是利用一般冷凍循環(huán)的冷房裝置的工作狀態(tài)圖。
圖2是本發(fā)明中的便攜式冷房裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明中的便攜式冷房裝置主要部分的側(cè)截面圖。
圖4是本發(fā)明中的便攜式冷房裝置工作在最佳狀態(tài)時(shí)，輸入到熱電模塊的電壓對(duì)應(yīng)的制冷量及性能系數(shù)的圖表。
圖5是本發(fā)明中的便攜式冷房裝置工作于最佳狀態(tài)時(shí)，輸入到機(jī)泵的電壓對(duì)應(yīng)的制冷量及性能系數(shù)的圖表。
圖6是本發(fā)明中的便攜式冷房裝置工作于最佳狀態(tài)時(shí)，輸入到冷卻風(fēng)扇的電壓對(duì)應(yīng)的制冷量及性能系數(shù)的圖表。
圖7是本發(fā)明中的便攜式冷房裝置工作于最佳狀態(tài)時(shí)，輸入到放熱風(fēng)扇的電壓對(duì)應(yīng)的制冷量及性能系數(shù)的圖表。
圖8是本發(fā)明中的便攜式冷房裝置工作于最佳狀態(tài)時(shí)，空氣的濕度對(duì)應(yīng)的制冷量及性能系數(shù)的圖表。
圖9是本發(fā)明中的便攜式冷房裝置工作于最佳狀態(tài)時(shí)，空氣的溫度對(duì)應(yīng)的制冷量及性能系數(shù)的圖表。
具體實(shí)施例方式
如圖2及圖3所示，本發(fā)明中的便攜式冷房裝置包括熱電模塊(50)，吸熱部(52)和放熱部(54)相對(duì)應(yīng)形成，當(dāng)供給電流時(shí)，上述吸熱部(52)中進(jìn)行吸收周圍熱量的吸熱作用，上述放熱部(54)中進(jìn)行向周圍發(fā)散熱量的放熱作用；送風(fēng)裝置(60)，其設(shè)置于上述吸熱部(52)側(cè)，用于將空氣吹送到上述吸熱部(52)側(cè)，使上述吸熱部(52)和空氣間進(jìn)行熱交換作用；放熱裝置(70)，其設(shè)置于上述放熱部(54)側(cè)，用于將水噴射到上述放熱部(54)側(cè)，使其蒸發(fā)冷卻上述放熱部(54)；控制部(80)，用于調(diào)節(jié)上述熱電模塊(50)和送風(fēng)裝置(60)及放熱裝置(70)的運(yùn)行。
具體來(lái)說(shuō)，上述熱電模塊(50)是以作為能量變換材料的熱電半導(dǎo)體為基本材料的片狀電子冷卻元件，由一對(duì)電子不足的P型半導(dǎo)體(P)和電子盈余的N型半導(dǎo)體(N)構(gòu)成，上述P型半導(dǎo)體(P)和N型半導(dǎo)體(N)其一端通過(guò)金屬電極多個(gè)交替串聯(lián)連接。當(dāng)相加直流電壓時(shí)，不同的半導(dǎo)體內(nèi)，電子以相同方向傳輸熱量，使上述P型半導(dǎo)體(P)和N型半導(dǎo)體(N)的一端形成進(jìn)行吸熱作用的吸熱部(52)的同時(shí)，上述P型半導(dǎo)體(P)和N型半導(dǎo)體(N)的另一端則形成進(jìn)行放熱作用的放熱部(54)。
其中，上述熱電模塊(50)各連接有如陶瓷等構(gòu)成的電熱板(52a，54a)，使熱量直接傳達(dá)到上述P型半導(dǎo)體(P)和N型半導(dǎo)體(N)。上述吸熱部(52)側(cè)的電熱板(吸熱板52a)中形成有多個(gè)吸熱片(52b)，用于擴(kuò)展吸熱面積；上述放熱部(54)側(cè)的電熱板(放熱板54a)中形成有多個(gè)放熱針(54b)，用于擴(kuò)展放熱面積。連接上述P型半導(dǎo)體(P)和N型半導(dǎo)體(N)的電極通過(guò)軟焊等方法固定于上述電熱板(52a，54a)上。
在此，上述熱電模塊(50)在上述吸熱部(52)和放熱部(54)之間的一部分夾有絕熱壁(56)，同時(shí)，上述P型半導(dǎo)體(P)和N型半導(dǎo)體(N)內(nèi)設(shè)于分劃壁(57)中。使其通過(guò)上述絕熱壁(56)，延遲上述放熱部(54)側(cè)的熱量熱傳導(dǎo)到上述吸熱部(52)側(cè)；同時(shí)，通過(guò)上述分劃壁(57)，分劃上述吸熱部(52)側(cè)的空間和放熱部(54)側(cè)的空間，從而防止流動(dòng)于各空間的空氣間通過(guò)對(duì)流產(chǎn)生熱傳達(dá)，繼而提高熱交換效率。
與此同時(shí)，直流電源(DC power supply58)連接到上述金屬電極并提供設(shè)定電壓。其中，上述設(shè)定電壓設(shè)定為，當(dāng)上述熱電模塊(50)中相加設(shè)定電壓時(shí)，使上述吸入部(52)的溫度降低到一定溫度以下，同時(shí)防止上述放熱部(54)的溫度升高到一定溫度以上，從而提高冷房性能。
如上結(jié)構(gòu)的熱電模塊利用了珀?duì)栙N效應(yīng)，上述珀?duì)栙N效應(yīng)是由法國(guó)的物理學(xué)家‘ATHAHASE PELTIER(1785-1845)’發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，指的是由一種金屬形成閉環(huán)，當(dāng)電流相加到閉環(huán)中間時(shí)，一端的接合部產(chǎn)生熱量，另一端接合部則吸收熱量。
此外，上述送風(fēng)裝置(60)包含有吸熱流路引導(dǎo)裝置(62)，其固定設(shè)置于上述分劃壁(57)的一側(cè)，內(nèi)設(shè)有上述吸熱部(52)側(cè)的吸熱板(52a)及吸熱片(52b)，并形成吸入口(62a)及排出口(62b)間空氣流動(dòng)的流路；冷卻風(fēng)扇(64)及電機(jī)(圖中未示)，其設(shè)置于上述吸熱流路引導(dǎo)裝置(62)的內(nèi)側(cè)，使空氣沿著上述吸熱流路引導(dǎo)裝置(62)吹送。
這里，在上述吸熱流路引導(dǎo)裝置(62)中，上述吸入口(62a)形成于下側(cè)，使相對(duì)較輕的熱空氣從下側(cè)吸入并流動(dòng)于上側(cè)方向，以便上述吸熱板(52a)及吸熱片(52b)進(jìn)行流暢的熱交換；上述排出口(62b)則形成于上側(cè)，使相對(duì)較重的冷空氣從上側(cè)排出并流動(dòng)于下側(cè)方向，以便空氣流動(dòng)更加流暢。上述吸入口(62a)和排出口(62b)之間的流路垂直形成，以使空氣流動(dòng)的損失最小化。
并且，上述冷卻風(fēng)扇(64)及電機(jī)最好設(shè)置于上述排出口(62b)的內(nèi)側(cè)，使排出于用戶的冷氣風(fēng)量變大，并通過(guò)上述控制部(80)控制其運(yùn)行。上述冷卻風(fēng)扇(64)最好采用橫流式風(fēng)扇(Cross flow fan)，以便提高風(fēng)量的同時(shí)減少噪音。
與此同時(shí)，上述吸熱流路引導(dǎo)裝置(62)的排出口(62b)側(cè)還連接有流量計(jì)(Flow meter66)及干濕溫度計(jì)(Psychrometer68)，用于檢測(cè)排出于用戶的冷氣風(fēng)量和溫度及濕度，上述控制部(80)則通過(guò)上述數(shù)據(jù)控制各結(jié)構(gòu)。
此外，上述放熱裝置(70)包含有放熱流路引導(dǎo)裝置(72)，其固定設(shè)置于上述分劃壁(57)的另一側(cè)，內(nèi)設(shè)有上述放熱部(54)側(cè)的放熱板(54a)及放熱針(54b)，并形成吸入口(72a)及排出口(圖中未示)之間空氣流動(dòng)的流路；噴霧嘴(74)，用于向上述放熱板(54a)及放熱針(54b)側(cè)噴射水；放熱風(fēng)扇(76)及電機(jī)(圖中未示)，用于向上述放熱板(54a)及放熱針(54b)側(cè)吹送空氣，使從上述噴霧嘴(74)向上述放熱板(54a)及放熱針(54b)噴射的水得到蒸發(fā)，從而冷卻上述放熱板(54a)及放熱針(54b)。
這里，在上述放熱流路引導(dǎo)裝置(72)中，上述吸入口(72a)最好形成于上部，上述排出口形成于下部，上述放熱風(fēng)扇(76)及電機(jī)則設(shè)置于上述吸入口(72a)的內(nèi)側(cè)。上述噴霧嘴(74)設(shè)置于上述放熱風(fēng)扇(76)及電機(jī)的正下方，以便水從上述放熱板(54a)及放熱針(54b)的上側(cè)流下并噴射，噴射水的孔(74h)則向上述放熱板(54a)及放熱針(54b)的上側(cè)設(shè)置。
其中，上述放熱風(fēng)扇(76)及電機(jī)也通過(guò)上述控制部(80)控制其運(yùn)行，上述放熱風(fēng)扇(76)也采用橫流式風(fēng)扇(Cross flow fan)，以便提高風(fēng)量的同時(shí)減少噪音。
與此同時(shí)，上述放熱裝置(70)還包含有儲(chǔ)水池(77)，其設(shè)置于上述放熱流路引導(dǎo)裝置(72)的下部，用于回收上述噴霧嘴(74)中噴射的水并存儲(chǔ)；機(jī)泵(78)，用于將上述儲(chǔ)水池(77)中存儲(chǔ)的水抽吸到上述噴霧嘴(74)。上述機(jī)泵(78)也通過(guò)上述控制部(80)控制其運(yùn)行。
此外，上述控制部由如下部分組成數(shù)據(jù)輸入部(82)，用于獲取向上述吸熱流路引導(dǎo)裝置的排出口(62b)側(cè)的冷氣風(fēng)量及溫度和濕度數(shù)據(jù)；運(yùn)行控制部(84)，其連接到上述數(shù)據(jù)輸入部(82)，用于將上述數(shù)據(jù)與用戶設(shè)定的設(shè)定值或事先存儲(chǔ)的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)各結(jié)構(gòu)的運(yùn)行。
其中，上述控制部(80)調(diào)節(jié)用于驅(qū)動(dòng)上述冷卻風(fēng)扇(64)及放熱風(fēng)扇(76)的電機(jī)中輸入的直流電壓，或是調(diào)節(jié)輸入到上述機(jī)泵(78)側(cè)的直流電壓。調(diào)節(jié)輸入到各結(jié)構(gòu)中的直流電壓時(shí)，需要考慮到制冷量(Qc)及性能系數(shù)(Performance factorCOP)。
當(dāng)然，上述熱電模塊(50)可直接連接于上述直流電源而供給到設(shè)定電壓，也可通過(guò)上述控制部(80)，調(diào)節(jié)從上述直流電源輸入的電壓大小并輸入到上述熱電模塊(50)中。
這里，上述制冷量(Qc)為吸收到上述熱電模塊的吸熱部(52)的熱量，由如下的數(shù)學(xué)式1表示；上述性能系數(shù)(COP)為輸入到上述熱電模塊(50)和冷卻風(fēng)扇(64)及放熱風(fēng)扇(76)和機(jī)泵的功率對(duì)應(yīng)的制冷量的比，并由如下的數(shù)學(xué)式2表示。
數(shù)學(xué)式1Qc＝mCpΔT其中，上述Qc是制冷量，上述m是冷氣流量，上述Cp是空氣比熱，上述ΔT是通過(guò)上述熱電模塊的吸熱部(52)前/后的空氣的溫度差。
數(shù)學(xué)式2COP=QcWt+Wp+Wf1+Wf2]]>其中，上述COP是性能系數(shù)，上述Qc是數(shù)學(xué)式1中的制冷量，上述Wt，Wp，Wf1，Wf2分別供給到上述熱電模塊(50)、機(jī)泵(78)、冷卻風(fēng)扇(64)、放熱風(fēng)扇(76)的功率。
如上所述，當(dāng)只考慮上述制冷量(Qc)時(shí)，上述控制部(80)控制提高向上述冷卻風(fēng)扇(64)及放熱風(fēng)扇(76)和機(jī)泵(78)側(cè)提供的直流電壓，以便增大風(fēng)量的同時(shí)增大噴射的水量，從而提高熱交換量；當(dāng)同時(shí)考慮上述制冷量(Qc)和性能系數(shù)(COP)時(shí)，上述控制部(80)則控制各結(jié)構(gòu)中輸入最佳的直流電壓，從而獲得合適的制冷量(Qc)的同時(shí)，減少輸入到各結(jié)構(gòu)中的功率并獲得一定量以上的制冷量(Qc)。
如圖4至圖7所示，在如上結(jié)構(gòu)的便攜式冷房裝置中，考慮到制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)其最佳狀態(tài)的結(jié)果，最好工作于輸入到上述熱電模塊(50)、機(jī)泵(78)、冷卻風(fēng)扇(64)、放熱風(fēng)扇(76)的電壓各為Vt＝18V，Vp＝6V，Vf1＝24V，Vf2＝24V，空氣的相對(duì)濕度(Relativehumidity)為RH＝60％，空氣的溫度為Ta＝30℃的狀態(tài)。
具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)上述便攜式冷房裝置在上述最佳狀態(tài)下，通過(guò)改變輸入到上述熱電模塊(50)的電壓(Vt)而工作時(shí)，如圖4所示，供給到上述熱電模塊(50)中的電壓(Vt)在15～20V的范圍內(nèi)，其制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)顯示較高，并在18V時(shí)顯示最佳。
這是因?yàn)?，?dāng)輸入到上述熱電模塊(50)中的電壓(Vt)過(guò)低的情況下，將無(wú)法保持上述吸熱部(52)處于設(shè)定溫度以下，從而制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)較低顯示；當(dāng)輸入到上述熱電模塊(50)中的電壓(Vt)過(guò)高的情況下，上述放熱部(54)過(guò)熱，導(dǎo)致上述放熱部(54)側(cè)到上述吸熱部(52)側(cè)的熱傳達(dá)，從而制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)較低顯示。因此，輸入到上述熱電模塊(50)中的電壓(Vt)最好控制于適當(dāng)?shù)碾妷悍秶鷥?nèi)。
即，當(dāng)上述熱電模塊(50)工作時(shí)，輸入到上述熱電模塊(50)中的電壓在保證不產(chǎn)生放熱部(54)到吸熱部(52)的熱傳導(dǎo)的電壓范圍內(nèi)，控制為取最高電壓并輸入。
此外，當(dāng)上述便攜式冷房裝置在上述最佳狀態(tài)下，通過(guò)改變輸入到上述機(jī)泵(78)的電壓(Vp)而工作時(shí)，如圖5所示，供給到上述機(jī)泵(78)中的電壓(Vp)在6～9V的范圍內(nèi)，其制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)顯示較高，并在6V時(shí)顯示最佳。
這是因?yàn)?，輸入到上述機(jī)泵(78)中的電壓(Vp)在9V時(shí)，其制冷量(Qc)最大，但由于輸入到上述機(jī)泵(78)中的電壓(Vp)越低，其性能系數(shù)(COP)越高顯示，故輸入到上述機(jī)泵(78)中的電壓(Vp)也最好控制在適當(dāng)?shù)碾妷悍秶鷥?nèi)。
當(dāng)然，輸入到上述機(jī)泵(78)中的電壓可控制于，根據(jù)上述熱電模塊(50)的大小及噴霧嘴(74)的個(gè)數(shù)而決定的適當(dāng)范圍內(nèi)。
此外，當(dāng)上述便攜式冷房裝置在上述最佳狀態(tài)下，通過(guò)改變輸入到上述冷卻風(fēng)扇(64)的電壓(Vf1)而工作時(shí)，如圖6所示，供給到上述冷卻風(fēng)扇(64)中的電壓(Vf1)在23～24V的范圍內(nèi)，其制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)顯示較高，并在24V時(shí)顯示最佳。
這是因?yàn)?，?dāng)輸入到上述冷卻風(fēng)扇(64)中的電壓(Vf1)過(guò)低的情況下，由于上述冷卻風(fēng)扇(64)輸出的風(fēng)量較小，空氣無(wú)法與上述吸熱部(52)進(jìn)行充分的熱交換，從而制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)較低顯示；當(dāng)輸入到上述冷卻風(fēng)扇(64)中的電壓(Vf1)過(guò)高的情況下，輸入到上述冷卻風(fēng)扇(64)的功率(Wf1)變大，導(dǎo)致性能系數(shù)(COP)較低顯示。因此，輸入到上述冷卻風(fēng)扇(64)中的電壓(Vf1)最好控制于適當(dāng)?shù)碾妷悍秶鷥?nèi)。
此外，當(dāng)上述便攜式冷房裝置在上述最佳狀態(tài)下，通過(guò)改變輸入到上述放熱風(fēng)扇(76)的電壓(Vf2)而工作時(shí)，如圖7所示，供給到上述放熱風(fēng)扇(76)中的電壓(Vf2)在23～24V的范圍內(nèi)，其制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)顯示較高，并在24V時(shí)顯示最佳。
這是因?yàn)?，?dāng)輸入到上述放熱風(fēng)扇(76)中的電壓(Vf2)過(guò)低的情況下，由于上述放熱風(fēng)扇(76)輸出的風(fēng)量較小，空氣無(wú)法充分蒸發(fā)冷卻上述放熱部(54)，從而制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)較低顯示；當(dāng)輸入到上述放熱風(fēng)扇(76)中的電壓(Vf2)過(guò)高的情況下，輸入到上述放熱風(fēng)扇(76)的功率(Wf2)變大，導(dǎo)致性能系數(shù)(COP)較低顯示。因此，輸入到上述放熱風(fēng)扇(76)中的電壓(Vf2)最好控制于適當(dāng)?shù)碾妷悍秶鷥?nèi)。
如上所述，上述控制部(80)在適當(dāng)范圍內(nèi)控制各輸入到上述熱電模塊(50)、機(jī)泵(78)、冷卻風(fēng)扇(64)、放熱風(fēng)扇(76)的電壓。通過(guò)上述流量計(jì)和干濕溫度計(jì)，檢測(cè)出上述吸熱流路引導(dǎo)裝置的排出口(62b)中排出的冷氣風(fēng)量及溫度和濕度時(shí)，上述數(shù)據(jù)輸入部(82)將獲取上述數(shù)據(jù)，上述運(yùn)行控制部(84)則對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行比較計(jì)算，從而控制輸入到各結(jié)構(gòu)中的電壓。
如圖8、圖9所示，當(dāng)上述便攜式冷房裝置在上述最佳狀態(tài)下，通過(guò)改變空氣的相對(duì)濕度(RH)而工作時(shí)，如圖8所示，當(dāng)空氣的相對(duì)濕度(RH)處于60％以下時(shí)，其制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)顯示較高。
這是因?yàn)椋?dāng)上述便攜式冷房裝置工作于空氣的相對(duì)濕度(RH)過(guò)高的場(chǎng)所時(shí)，上述熱電模塊的放熱部(54)側(cè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)圓滑的蒸發(fā)冷卻，從而制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)顯示較低。因此，最好在空氣的相對(duì)濕度(RH)比一定的濕度(例如，RH＝60％)更低的場(chǎng)所內(nèi)使用。
此外，當(dāng)上述便攜式冷房裝置在上述最佳狀態(tài)下，通過(guò)改變空氣的溫度(Ta)而工作時(shí)，如圖9所示，當(dāng)空氣的溫度處于30℃以上時(shí)，其制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)顯示較高。
這是因?yàn)?，?dāng)上述便攜式冷房裝置工作于空氣的溫度過(guò)低的場(chǎng)所時(shí)，由于上述熱電模塊的吸熱部(52)和空氣的溫度差較小，使其無(wú)法實(shí)現(xiàn)圓滑的熱傳達(dá)作用，同時(shí)上述熱電模塊的放熱部(54)側(cè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)圓滑的蒸發(fā)冷卻，從而制冷量(Qc)及性能系數(shù)(COP)較低顯示。因此，最好在空氣的溫度比設(shè)定溫度(例如，Ta＝30℃)更高的場(chǎng)所內(nèi)使用。
下面說(shuō)明如上結(jié)構(gòu)的本發(fā)明中便攜式冷房裝置的工作原理。
首先，當(dāng)已設(shè)定的直流電壓供給到上述熱電模塊(50)時(shí)，在上述熱電模塊(50)中，上述P型半導(dǎo)體(P)和N型半導(dǎo)體(N)中的電子以相同方向移動(dòng)，從而上述P型半導(dǎo)體(P)和N型半導(dǎo)體(N)的一端形成的吸熱部(52)保持低溫狀態(tài)并進(jìn)行吸熱作用；同時(shí)，上述P型半導(dǎo)體(P)和N型半導(dǎo)體(N)的另一端形成的放熱部(54)保持高溫狀態(tài)并進(jìn)行放熱作用。
其中，觀察上述吸熱部(52)側(cè)的作用，上述冷卻風(fēng)扇(64)開始驅(qū)動(dòng)后，通過(guò)上述吸熱流路引導(dǎo)裝置的吸入口(62a)吸入的空氣，將沿著上述吸熱流路引導(dǎo)裝置(62)流動(dòng)于上側(cè)方向，通過(guò)上述吸熱板(52a)及吸熱片(52b)后，向上述吸熱流路引導(dǎo)裝置的排出口(62b)側(cè)排出?？諝馀c上述吸熱板(52a)及吸熱片(52b)進(jìn)行熱交換作用后，變?yōu)槔錃舛懦觥?br> 此時(shí)，由于上述吸熱板(52a)及吸熱片(52b)與空氣的接觸面積較大，上述吸熱部中可進(jìn)行充分的熱交換作用。同時(shí)，由于上述吸熱流路引導(dǎo)裝置的排出口(62b)形成于上側(cè)，從而冷氣從上側(cè)排出，流動(dòng)于下側(cè)方向并均勻混合。
此外，觀察上述放熱部(54)側(cè)的作用，上述放熱風(fēng)扇(76)開始驅(qū)動(dòng)后，通過(guò)上述放熱流路引導(dǎo)裝置的吸入口(72a)吸入的空氣，將通過(guò)上述放熱流路引導(dǎo)裝置(72)流動(dòng)于下側(cè)方向，通過(guò)上述放熱板(54a)及放熱針(54b)后，向上述放熱流路引導(dǎo)裝置的排出口側(cè)排出?？諝馀c上述放熱板(54a)及放熱針(54b)進(jìn)行熱交換作用。
與此同時(shí)，上述機(jī)泵(78)開始驅(qū)動(dòng)后，存儲(chǔ)于上述儲(chǔ)水池(77)中的水被抽吸，通過(guò)上述噴霧嘴(74)噴射到上述放熱板(54a)及放熱針(54b)側(cè)，通過(guò)上述放熱風(fēng)扇(76)吹送的空氣用于蒸發(fā)放熱板(54a)及放熱針(54b)的表面噴射的水，上述放熱板(54a)及放熱針(54b)表面的水蒸發(fā)時(shí)吸收蒸發(fā)熱，從而上述放熱部(54)得到蒸發(fā)冷卻。
當(dāng)然，噴射到上述放熱板(54a)及放熱針(54b)上的水一部分蒸發(fā)，其它水則再回收到上述儲(chǔ)水池(77)中。
此時(shí)，上述熱電模塊(50)在上述吸熱部(52)和放熱部(54)之間設(shè)置有上述絕熱壁(56)，同時(shí)在上述放熱部(54)側(cè)進(jìn)行順暢(smoothly)蒸發(fā)冷卻的放熱作用，從而防止上述吸熱部(52)和放熱部(54)間的溫度差變大引起的熱傳導(dǎo)，故可進(jìn)一步提高冷卻效率。
當(dāng)然，上述流量計(jì)(66)及干濕溫度計(jì)(68)用于檢測(cè)通過(guò)上述吸熱流路引導(dǎo)裝置的排出口(62b)排出的冷氣流量及溫度和濕度。在上述控制部(80)中，上述數(shù)據(jù)輸入部(82)獲取上述流量計(jì)(66)及干濕溫度計(jì)(68)檢測(cè)得到的冷氣流量及溫度和濕度數(shù)據(jù)，上述控制部(84)則將上述數(shù)據(jù)與用戶設(shè)定的設(shè)定值或事先存儲(chǔ)的基準(zhǔn)值比較計(jì)算，從而控制各供給到上述熱電模塊(50)、機(jī)泵(78)、冷卻風(fēng)扇(64)、放熱風(fēng)扇(76)的直流電壓的大小。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下所述第一，在本發(fā)明的便攜式冷房裝置中，在利用熱電模塊進(jìn)行吸熱作用的吸熱部，空氣通過(guò)熱交換作用生成冷氣，從而可減小產(chǎn)品的重量及體積，并可使用戶移動(dòng)場(chǎng)所便攜使用。
第二，在本發(fā)明的便攜式冷房裝置中，在利用熱電模塊的熱電(thermoelectric)過(guò)程構(gòu)成冷凍循環(huán)，故可省略壓縮器，從而防止噪音及振動(dòng)的發(fā)生并可提供舒適的環(huán)境。同時(shí)，由于不使用附加的冷媒，還可減少環(huán)境污染。
第三，在本發(fā)明的便攜式冷房裝置中，由于只在用戶位于的區(qū)域內(nèi)設(shè)置個(gè)別冷房，從而可根據(jù)用戶的個(gè)人取向調(diào)節(jié)冷房，進(jìn)而提高個(gè)人滿意度。此外，在熱電模塊中，由于對(duì)放熱部進(jìn)行蒸發(fā)冷卻，可迅速對(duì)放熱部進(jìn)行放熱，同時(shí)卡斷吸熱部和放熱部之間的熱傳導(dǎo)，從而提高冷房效率。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種便攜式冷房裝置，其特征是，包括熱電模塊，用于吸收周圍熱量的吸熱部和用于向周圍發(fā)散熱量的放熱部相對(duì)應(yīng)形成，當(dāng)供給電流時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行吸熱作用和放熱作用；送風(fēng)裝置，其設(shè)置于上述吸熱部側(cè)并用于吹送空氣，使上述吸熱部和空氣間進(jìn)行熱交換作用；放熱裝置，其設(shè)置于上述放熱部側(cè)，用于蒸發(fā)冷卻上述放熱部；控制部，用于調(diào)節(jié)上述熱電模塊和送風(fēng)裝置及放熱裝置的運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式冷房裝置，其特征是上述熱電模塊由一對(duì)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體構(gòu)成，上述P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的兩端形成有上述吸熱部和放熱部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式冷房裝置，其特征是上述熱電模塊是多個(gè)串聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中的任何一項(xiàng)所述的便攜式冷房裝置，其特征是上述吸熱部中設(shè)置有多個(gè)吸熱片，用于擴(kuò)展導(dǎo)熱面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中的任何一項(xiàng)所述的便攜式冷房裝置，其特征是上述放熱部中設(shè)置有多個(gè)放熱針，用于擴(kuò)展導(dǎo)熱面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中的任何一項(xiàng)所述的便攜式冷房裝置，其特征是上述送風(fēng)裝置包含有吸熱流路引導(dǎo)裝置，其內(nèi)形成有用于吸入、排出空氣的吸入口及排出口，上述吸入口及排出口之間內(nèi)設(shè)有上述吸熱部或吸熱片，用于引導(dǎo)空氣；冷卻風(fēng)扇及電機(jī)，其設(shè)置于上述吸熱流路引導(dǎo)裝置的內(nèi)側(cè)，使空氣沿著上述吸熱流路引導(dǎo)裝置吹送。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式冷房裝置，其特征是上述吸入口形成于下側(cè)，上述排出口形成于上側(cè)，上述冷卻風(fēng)扇設(shè)置于上述排出口的內(nèi)側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的便攜式冷房裝置，其特征是上述冷卻風(fēng)扇為橫流式風(fēng)扇。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中的任何一項(xiàng)所述的便攜式冷房裝置，其特征是上述放熱裝置包含有噴霧嘴，用于向上述放熱部側(cè)噴射水；放熱風(fēng)扇及電機(jī)，用于向上述放熱部側(cè)吹送空氣，使從上述噴霧嘴向上述放熱部噴射的水得到蒸發(fā)，從而冷卻上述放熱部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜式冷房裝置，其特征是上述放熱裝置還包含有放熱流路引導(dǎo)裝置，其內(nèi)形成有用于吸入排出空氣的吸入口及排出口，并且上述吸入口及排出口之間內(nèi)設(shè)有上述放熱部，用于引導(dǎo)空氣。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的便攜式冷房裝置，其特征是在上述放熱流路引導(dǎo)裝置中，上述吸入口形成于上部，上述排出口形成于下部，上述放熱風(fēng)扇則設(shè)置于上述吸入口的內(nèi)側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的便攜式冷房裝置，其特征是上述放熱裝置還包含有儲(chǔ)水池，其設(shè)置于上述放熱流路引導(dǎo)裝置的下部，用于回收上述噴霧嘴中噴射的水并存儲(chǔ)；機(jī)泵，用于將上述儲(chǔ)水池中存儲(chǔ)的水抽吸到上述噴霧嘴。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的便攜式冷房裝置，其特征是上述噴霧嘴設(shè)置于上述放熱流路引導(dǎo)裝置的吸入口內(nèi)側(cè)，以便水從上述放熱部的上側(cè)噴射。
全文摘要
一種便攜式冷房裝置，包括熱電模塊，用于吸收周圍熱量的吸熱部和用于向周圍發(fā)散熱量的放熱部相對(duì)應(yīng)形成，當(dāng)供給電流時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行吸熱作用和放熱作用；送風(fēng)裝置，其設(shè)置于吸熱部側(cè)并用于吹送空氣，使吸熱部和空氣間進(jìn)行熱交換作用；放熱裝置，其設(shè)置于放熱部側(cè)，用于蒸發(fā)冷卻放熱部；控制部，用于調(diào)節(jié)熱電模塊和送風(fēng)裝置及放熱裝置的運(yùn)行。本發(fā)明重量及體積較小，便于用戶移動(dòng)場(chǎng)所而使用；其無(wú)噪音及振動(dòng)，同時(shí)不使用冷媒，從而可提供舒適的環(huán)境；并可根據(jù)用戶個(gè)人的需要而調(diào)節(jié)冷房，從而提高滿意度和冷房效率。
文檔編號(hào)F25B21/02GK1746578SQ20041007181
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月6日
發(fā)明者李成華 申請(qǐng)人:樂(lè)金電子(天津)電器有限公司