[实用新型]可随身佩挂的半导体制冷片高效吹风调温装置

说明书

本实用新型针对目前不少行业工作因环境温度超出常温许多(主要是高温)，需要合适的随身装置给个人吹风调温以得到改善，但现有各种技术、包括相关的二个利用半导体制冷片的新专利都难以满足的现状，指明各种技术的问题并专门分析出二专利存在问题的根源在于进风平行于热交换器沟槽使热交换效率损失不少，找到初步改进方法与二专利实际进行比较得到初步数据，证明热交换效率已有提高后，提出再改进热交换器设计致其更合理的方法和新组装固定方法并随之产生一个更好的通用方案和一个衍生的特殊方案，从而获得一种可随身佩挂的半导体制冷片高效吹风冷热调温装置及一种功能相同但具有一定特殊性的衍生装置。

技术领域

本实用新型涉及特种控温服装行业及极端温度环境下需要以吹风来对人体或其它物体高效调温的场合和半导体制冷片(下称TEC)应用。

应用背景及技术现状

目前有不少行业工作因环境温度超出常温许多(主要是高温)，比如交警、环卫、消防、外卖、快递、冶金、电焊、演员、安保/军事巡逻和某些旷野(高空电力线路与塔架上、农田田野)中的作业以及一些高温封闭空间(行车/长途货车的驾驶室、飞机、船、压力容器、隧洞甚至坦克、潜艇) 的驾驶、停电下的维修类作业，就需要能有某种可便携甚至可随身佩挂的调温装置以得到改善。现有相关技术中最简单的是随身披挂若干个微型风扇，其它的有水循环(要有泵并有水重量)、冰袋、相变材料储能袋、背负式微型空调(要有微型制冷压缩机并有工质重量)以及涡流管制冷(要有空压机且其难以悬挂/背负于身上)等，此外还有一种重要的技术就是使用TEC。

用TEC进行吹风调温既可降温又可升温，而且还可以借助风速使人体感受超过TEC本身调温的效果，此外还有其它优点，所以已有此类专利出现，其中最新、最贴近此类个人调温应用的是 CN208048066U(下称专利1)与CN208687868U(下称专利2)。此专利1和2应该都是没怎么考虑加热调温，而其核心部分都是用TEC将空气调温并形成吹风的几个基本部件，并且二者都把核心部分组合进一个盒子致其没有成为独立的部分。专利1是披挂式的，专利2是携带式的。除核心部分外，专利1和2中的其它智能控制与附属功能都要依附于此核心部分、相关技术也很成熟故设计不难。专利1和2因在其分别内含的进风用涡流风扇(专利1用)/轴流风扇(专利2用，以下不会混淆时轴流风扇简称风扇)与热交换器(俗称散热器，本文因考虑TEC既可制冷也可加热而称为热交换器) 的相互位置上及热交换器的形状设计上因循守旧而存在不合理，影响很重要的热交换效率(专利2还有多用风扇、风道不畅、体积更大等问题)。

这种依靠TEC实现吹风调温的应用中TEC两面各自都要有紧贴着的热交换器(即两个热交换器)。考虑到TEC每个面都可为制冷或加热面而另一面则成为相反的加热或制冷面(取决于电流方向)，这使得下面按功能叙述每个热交换器时带来麻烦。为此，把二热交换器中对吹进的空气进行调温再吹向人体或目标物体的那个称为主热交换器，另一个(所涉空气只吹向大气)为辅热交换器。

上述问题的核心是因为专利1和2中被进风风扇(轴流/涡流)吹进的风之风向与主热交换器的制冷/加热面按常规那样呈平行(参见后面的图1～图2)。这有其有利的一面，就是减小风阻以基本保持通过主热交换器的风压，但是也有其不利的一面，就是导致热交换效率这一核心指标受到大大影响(具体待后面详述)。不过在进风用轴流风扇的专利2中上述优点却因如下原因被抵消了：主热交换器到盒子整体最终出风口之间增加的若干部件形成的额外风道迂回曲折致总风阻不合理的加大了；而在进风用涡流风扇的专利1中也存在不合理之处：因该风扇出风口比轴流风扇的小致风口截面与主热交换器进风截面的相交面积就不如用轴流风扇的大而影响热交换了，尽管该风扇更便于安装固定在盒子壳上。

此外专利1和2都以一个盒子来集成许多部件，而不是适当分散它们，造成盒子体积较大不便于随身佩挂。