[发明专利]一种基于半导体热泵效应的浸入式调温装置

说明书

技术领域

本发明涉及热交换领域，尤其是涉及一种基于半导体热泵效应的浸入式调温装置。

背景技术

“热得快”是一种在日常生活中得到极广泛应用的加热装置。它将一个产热体浸没到容器中将水煮沸，提供了从液体内部加热的一种方式，结构简单，省时、省水、省电、省力，兼顾了价廉、方便和高效。

以热得快为代表的电阻产热式加热方式技术成熟，外界提供多少电能，它产生多少热量，除去散失到环境中的热量，产热效率总是小于1。在能源供给有限的环境中希望产热效率有所突破，达到低碳环保的效果。

热泵是一种热量转移装置，是从一种接触媒质吸取热量，并把它传递给另一种接触媒质的装置。它是逆卡诺循环工作的一种实用装置。

互联网百度百科中详细介绍了半导体制冷片，它是一种使用直流电流的热泵装置，其热交换面分为有制冷面和加热面两个相对的表面，既可致冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷器上实现致冷或加热，其优点是没有机械压缩机部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无致冷剂污染的场合，这种效应就是著名的Peltier effect。

在日常生活和科研生产中，经常遇到制冷的要求。最常用的方式就是低温冰水浴。然而并非所有环境下都易得到稳定的冰水浴环境。这种方式的制冷效果有很大局限：无法产生低于零度的低温；不易固定在某一温度范围内；需要不停地添加冰块；随着冰的融化，造成系统中的水越来越多。在某些无水环境下更不适宜采用这种方式。

在航空航天领域里，系统处理微重力失重环境。在这种环境下，无法依靠液体内部自然形成的对流方式对其进行加热制冷。以水为代表的极性分子液体可以使用微波加热，但非极性分子则无法使用微波加热。单独依靠传导方式加热、制冷的效率很低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于半导体热泵效应的浸入式调温装置，该调温装置没有机械压缩机部件，可应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无致冷剂污染的场合。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于半导体热泵效应的浸入式调温装置，包括半导体制冷片和热交换体，所述的半导体制冷片设有两个热交换面，一个热交换面紧贴在热交换体的顶部，另一热交换面与空气接触，所述的热交换体浸入液面，通过改变与热交换体紧贴的热交换面，可对液体进行加热或制冷。

所述的热交换体的材料为导热性能良好的金属材料，热交换体浸入液面的部分设有用于增大与液体接触面积的突起结构。

所述的热交换体的材料包括铜、铝或银，热交换体浸入液面的部分的突起结构为螺纹。

该调温装置还包括风扇、温控组件和旋转组件中的一种或几种。

所述的风扇设在与空气接触的热交换面上，风扇的旋转轴垂直于该热交换面，加速半导体制冷片的热交换面上的空气流动，从而加速热交换。

所述的温控组件包括温度控制器和温度传感器，所述的温度控制器连接半导体制冷片和温度传感器，该温度传感器设在液体内检测液体温度，并将该温度发送至温度控制器，温度控制器根据温度控制半导体制冷片工作。

所述的旋转组件控制热交换体沿垂直于液面的转轴旋转，使液体产生湍流。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、由于采用了半导体制冷片，没有机械压缩机部件，可应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无致冷剂污染的场合。

2、热交换体设有螺纹等突起结构，增大了与液体的接触面积，使热交换效率更高。

3、通过设置温控组件自动控制加热和制冷的温度，达到自动控温的效果。

4、风扇可加速半导体制冷片表面的空气流动，从而提高热交换效率。

5、通过设置旋转组件控制热交换体沿垂直于液面的转轴旋转，使液体产生湍流，使得本发明适用于航空航天等微重力或失重环境。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1所示，一种基于半导体热泵效应的浸入式调温装置，该调温装置包括半导体制冷片1，热交换体2和风扇3。半导体制冷片1上设有两个热交换面，分别为加热面和制冷面，加热面紧贴热交换体2的顶部，制冷面上方设置风扇3，该风扇3的旋转轴垂直于热交换面，加速半导体制冷片1的热交换面上的空气流动，从而加速热交换。