[实用新型]套管式半导体组件、空调及温差发电装置

说明书

本实用新型提供一种套管式半导体组件、空调及温差发电装置。套管式半导体组件包括第一导热管、第二导热管、外套管及多个半导体单元；半导体单元包括N型半导体、P型半导体与第一导电件，第一导电件连接N型半导体与P型半导体；间隔设置的所述N型半导体与所述P型半导体通过第二导电件连接；第一导热管内以及外套管内，分别通过存在温差且流动方向相逆的两股流体；第一导电臂与第二导电臂分别与N型半导体与P型半导体连接后，均与直流供电装置连接；或者，第一导电臂与第二导电臂均与电器负荷连接。本实用新型提供的套管式半导体组件结构紧凑，换热效率更高，可广泛应用于制冷空调及采暖空调，冰箱、冷库、温差发电、余热利用等许多领域。

技术领域

本实用新型涉及半导体热电技术领域，尤其涉及一种套管式半导体组件、空调及温差发电装置。

背景技术

随着半导体材料的发展，1960年出现了半导体制冷器，它是由半导体所构成的一种冷却装置。半导体制冷器对材料的要求比较高，要同时具备N型和P型两种半导体特性，还要根据需要掺入杂质来改变半导体的温差电动势率、导电率和导热率，从而使这种特殊半导体能作为制冷的材料。

目前，在中国可以见到的半导体常用材料是以碲化铋为基体的三元固溶体合金。在碲化铋中混合不纯物之后经过一系列的特殊处理制成N型或P型半导体温度差原件，其中Bi2Te3―Sb2Te3的是P型，Bi2Te3―Bi2Se3的是N型。半导体制冷器中有许许多多的P型和N型颗粒，它们之间相互紧密排列，并且与普通的导体，比如铜、铝等金属导体相连接，形成通路，接着在外面夹上两片陶瓷片，将其包裹起来，对陶瓷片也有一定的要求，首先是绝缘性好，其次是导热性好。

另外，半导体制冷元件具有其他材料制成的制冷片所不具有的一些优势：(1)环保无污染，不破坏生态，不产生有毒有害物质。(2)半导体制冷器件功率低，量小质轻，适合人们对微型化的需求。(3)不受失重、超重影响。(4)只要变换电源极性，就能切换制冷与制热模式。(5)无压缩机，有效解决由于泵振动带来的噪声影响。

因为这些优势，半导体制冷技术在低温生物学、超导技术、低温外科学、低温电子学、通讯技术、红外技术、激光技术、以及空间技术等领域具有广泛的应用前景。

半导体制冷技术是在半导体制冷技术的基础上发展起来的一项新型制冷技术，其理论基础是热电制冷原理。由于其无需制冷剂，无噪音，无污染等优势，加上常规能源短缺和太阳能源的开发利用优势，使得太阳能半导体制冷技术受到越来越多的相关学者关注，并取得很大程度的突破。

中国是一个能耗大国，如何能降低能耗，实现可持续发展，研究和开发具有环境友好型的技术就成为一种必然。半导体制冷作为一种新兴发展起来的制冷技术，是一种具有良好前景的制冷方式。由于半导体制冷具有清洁、即没有噪音污染，又没有有害物质排放，寿命长、坚固、可靠性高，稳定性好等一系列优点，符合绿色环保要求，对国民经济的可持续发展具有很重要的战略意义。目前，我国的半导体制冷领域正处于快速发展的阶段，应继续加强对该领域的研究，我国企业也应加大创新力度，完善优化系统结构，以实现半导体制冷的普遍应用。半导体制冷由于应用范围很广泛，除主要用于制冷、通风及温度控制的系统外，其他领域的涉及也很多。

因此，我们可以通过VEN数据库及CNABS数据库查到许多相关的半导体制冷、制热及温差发电的专利，其中VEN中的文献11666篇，CNABS中的文献5214篇。从1970年起半导体制冷的专利申请逐年相对稳定增长，我国应用半导体制冷的第一件专利申请出现在1987年。世界范围内在1970年～1988年这段时间申请量较少，1988年以后，申请量开始逐年稳定增长。近两年的时间里，随着半导体制冷材料的不断改进，半导体制冷技术正处于一个快速发展的时期，并且由于半导体制冷技术存在着一些缺点和不足，还有很大发展的空间，需要改进与完善的地方还有许多，半导体制冷领域的专利申请大部分都在中国，可见我国对于该领域给予了很高的重视。