[发明专利]一种热电效应和弹热效应耦合的固态制冷装置

说明书

本发明提供了热电效应和弹热效应耦合的固态制冷装置，包括Π型元件组、换热装置；所述换热装置包括冷端换热器、热端换热器；冷端换热器与热端换热器分离固定设置；所述Π型元件组相对于冷端换热器和热端换热器能够位置移动；所述冷端换热器与移动的Π型元件组能够贴合和分离；所述热端换热器与移动的Π型元件组能够贴合和分离。本发明实现了热电效应和弹热效应耦合，解决单一的弹热制冷系统或热电制冷系统存在的制冷功率低下问题。

技术领域：

本发明涉及固态制冷领域，尤其是热电效应和弹热效应耦合。

背景技术：

为解决传统的蒸汽压缩式制冷技术所带来的臭氧层破坏严重、能源消耗量大等能源环境问题，具有环保、潜在高效、噪声小、振动小、运行可靠、便于小型化等优点的固态制冷技术逐渐兴起。其中弹热制冷和热电制冷均为较有应用前景、有望替代蒸汽压缩制冷技术的新型制冷技术。其中弹热制冷是由应力场驱动弹热材料相变而产生制冷效应的固态制冷技术，当对弹热材料施加轴向载荷时，弹热材料由奥氏体变为马氏体，熵减小并放热；当除去载荷时，弹热材料发生逆向相变，熵增大并吸热，产生制冷效应；热电效应则是以帕尔贴效应为原理，两种不同半导体材料，P型材料和N型材料组成P-N结，当P-N结中有直流电通过时，由于两种材料中的电子和空穴在跨越P-N结移动过程中的吸热或放热效应，使P-N结表现出制冷或制热效果，当改变电流的方向时，接点处高温与低温端会发生转换。但是上述制冷技术均存在制冷效率低、单位制冷量成本高等问题，因此本发明提出了一种将热电效应与弹热效应相耦合的制冷系统及器件，在解决传统蒸汽压缩制冷技术所带来的环境能源问题的同时，又能提升制冷系统的制冷功率密度。

发明内容

本发明实现了热电效应和弹热效应耦合，解决单一的弹热制冷系统或热电制冷系统存在的制冷功率低下问题。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

一种热电效应和弹热效应耦合的固态制冷装置，包括Π型元件组、换热装置；所述换热装置包括冷端换热器、热端换热器；冷端换热器与热端换热器分离固定设置；所述Π型元件组相对于冷端换热器和热端换热器能够位置移动；所述冷端换热器与移动的Π型元件组能够贴合和分离；所述热端换热器与移动的Π型元件组能够贴合和分离。

上述Π型元件组包括m个Π型元件，m≥1的整数；所述m个Π型元件水平并排等间距设置。

上述Π型元件包括P型复合材料、N型复合材料、电极端、直流电源、转向器、电源线；所述P型复合材料的一端与电极端连接；所述P型复合材料的另一端通过电源线与直流电源连接；所述N型复合材料的一端与电极端连接；所述N型复合材料的另一端通过电源线与直流电源连接；所述电源线上设有转向器。

上述Π型元件组包括包括Π型元件组左端固定板、Π型元件组右端固定板；所述Π型元件组左端固定板设置连接在Π型元件组中所有Π型元件的电极端侧；所述Π型元件组右端固定板设置连接在Π型元件组中所有Π型元件的电源线侧。

进一步，包括固定架、滑轨、滑轨滑块，所述固定架包括固定架上壁、固定架下壁、固定架左壁；所述滑轨竖直设置，固定于固定架上壁与下壁之间，滑轨上端与固定架上壁连接，滑轨下端与固定架下壁连接；所述Π型元件组左端固定板与滑轨滑块连接；所述滑轨滑块能够在滑轨上进行竖直移动；所述滑轨滑块的形状为夹具型；所述Π型元件组与固定架上壁、固定架下壁平行设置。

进一步，包括驱动装置、轴杆、轴杆滑块；所述轴杆一端与驱动装置连接，另一端与轴杆滑块一端连接；所述Π型元件组右端固定板与轴杆滑块连接；所述轴杆滑块的形状为夹具型。

进一步，所述换热装置包括固定冷端换热器支架、固定热端换热器支架；所述冷端换热器设置在换热装置下部，一端通过固定冷端换热器支架与固定架左壁连接；所述热端换热器设置在换热装置上部，一端通过固定热端换热器支架与固定架左壁连接。

上述换热装置包括风扇，所述风扇为若干个，接近设置在热端换热器和冷端换热器处。