[发明专利]半导体冷热灶

说明书

本发明涉及一种半导体冷热灶，其结构包括锅体、半导体制冷片、灶架、隔热填充层、隔热外套、内层散热水管、外层散热水管、电源控制器、第一温度传感器以及第二温度传感器。本发明将半导体制冷片的制热高效率的特点应用于制作高效烹饪锅中，可替代常规的民用燃气灶、电饭锅、电磁灶、微波炉等炊事加热设备，具有清洁卫生、有利环保的特点，适于推广应用。本发明半导体冷热灶不仅具有制冷、制热的多用途，而且还具有显著的节能效果，其热损耗极小，加热速度很快，比电磁灶可节约电能50%以上，比电饭锅节能55%。

技术领域

本发明涉及一种民用灶具，具体地说是一种半导体冷热灶。

背景技术

半导体制冷技术已逐步成熟，其主要是利用了半导体制冷片（碲化铋）的帕尔贴制冷原理，就是在通电后发生热的转移，可同时实现制冷和制热。如果在半导体制冷片的两端面提供冷源和热源，当两端面达到一定的温差时，就可以发电（称为“温差发电”），因此，这种半导体材料一般多在海洋区域用作温差发电。

目前，半导体制冷片已广泛应用在冰箱、空调、饮水机及恒温控制等领域，并以其体积小、重量轻、无噪音等优点而备受业界的青睐，在军事及航天领域也有应用。其不足之处，一是由于冷却方式的局限性，使得制冷温度难以突破到0℃以下，即便采用最好的水循环冷却方式，也会因为水温的逐步升高而难以产生0℃以下的温度。二是由于存在温差限制，使得制热方面的应用难以做到持续高效的升温。究其原因，主要是当半导体的冷端温度超过环境温度时，就没有足够的热量被半导体制冷片吸收和转移，从而使得制热效率明显下降，升温逐步变得艰难，最终导致难以生成超过100℃的实用温度。将半导体制冷片应用在饮水机中作为加热源时，其对水的加热温度一般只能到达70℃左右。

半导体制冷片的制冷效率是60%，而其制热效率则大于100%。其原理是，制热的同时也同时在制冷，而制冷的本质就是将冷端的热量转移到热端，并与热端热量相叠加，如果冷端温度低于外部环境温度，就相当于原始的99%的制热效率再叠加60%的制冷效率，其制热效率就高达159%。但是，这个制热高效率会因为温差的限制而在实际应用中有大幅降低，从而限制了超过100℃以上的较高温度的产生。

发明内容

本发明的目的就是提供一种半导体冷热灶，以突破半导体制冷片在制冷、制热方面的温度局限，实现制冷制热的实际应用。

本发明是这样实现的：一种半导体冷热灶，包括：

锅体，为平底锅，锅体外壁的下段为棱台形的棱台段；

半导体制冷片，分别附着在锅体的底面以及锅体外壁棱台段的各平面上；

灶架，包覆在锅体的底部、锅体外壁棱台段和棱台段上的半导体制冷片的外部，用于支撑锅体，并兼做半导体制冷片的外散热器；

散热片，附着在半导体制冷片的外侧表面，并与灶架的内壁相贴合，作为半导体制冷片的内散热器；

隔热填充层，填充在锅体与灶架之间的缝隙中，用于降低内外散热器之间的互传损耗；

隔热外套，包覆在灶架的外部，用以减少能量散失；

内层散热水管，分布在隔热填充层中，用以通过水循环对锅体进行散热；

外层散热水管，分布在隔热外套中，用以通过水循环对灶架进行散热；

电源控制器，通过接线端子与半导体制冷片电连接，用于控制半导体制冷片的制冷、制热，以实现半导体冷热灶的烹饪、制冷饮或制冰操作；

第一温度传感器，贴附在锅体上，用以向电源控制器传递检测锅体的温度；以及

第二温度传感器，贴附在灶架上，用以向电源控制器传递检测灶架的温度。