[发明专利]半导体喷射式联合制冷系统

说明书

本发明公开一种半导体喷射式联合制冷系统，包括半导体制冷单元和喷射式制冷单元；半导体制冷单元包括半导体片，喷射式制冷单元包括依次连接的工质泵、发生器、喷射器、冷凝器、节流阀和蒸发器，发生器与半导体片的热端连通，发生器内的工质由半导体片的热端加热。本发明采用半导体的热量驱动喷射式制冷，并将半导体冷量与喷射制冷的冷量结合，提高了制冷效果和能源利用率，在微小型制冷设备中具有一定的应用前景。

技术领域

本发明属于制冷系统领域，具体涉及一种半导体制冷与喷射式制冷联合的制冷系统。

背景技术

半导体制冷在小型冰箱中的使用越来越广泛，因其体积小，便于携带。但是现有的半导体冰箱制冷效率不高，因半导体自身存在电阻当电流经过半导体时就会产生热量，从而影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递相互抵消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。为了达到更低的温度，可以采取散热等方式降低热端的温度来实现。风扇以及散热片的作用主要是为制冷片的热端散热。通常半导体制冷片冷热端的温差可以达到40～65度之间，如果通过主动散热的方式来降低热端温度，那冷端温度也会相应的下降，从而达到更低的温度。这样会导致热量的损失，节能效率不高。太阳能喷射制冷系统在小型储藏箱中的应用也较为广泛，因其采用喷射器和发生器等部件来代替传统机械制冷系统中的压缩机，采用60℃以上的低品位热源就可以让喷射式制冷循环运作起来，结构简单。但现有的太阳能喷射制冷效率比较低，常出现间歇制冷的情形。现有技术多记载将半导体制冷作为喷射制冷的辅助冷源，对于喷射制冷的发生器仍采用太阳能等，热利用率不高。

发明内容

基于上述现有技术存在的不足，本发明提出一种半导体喷射式联合制冷系统，采用半导体的热量驱动喷射式制冷，并将半导体冷量与喷射制冷的冷量结合，提高制冷效果和能源利用率。

为解决上述问题，本发明提出以下技术方案：

半导体喷射式联合制冷系统，包括半导体制冷单元和喷射式制冷单元；半导体制冷单元包括半导体片，喷射式制冷单元包括依次连接的工质泵、发生器、喷射器、冷凝器、节流阀和蒸发器，发生器与半导体片的热端连通，发生器内的工质由半导体片的热端加热。

作为本发明的优选方案之一，半导体制冷单元还包括水冷头和水箱，水冷头设于半导体的热端，水箱通过水泵与水冷头连通，水箱的出水口与发生器的热源入口连通，发生器的热源出口连通水泵。

作为本发明的优选方案之一，还包括控制器，控制器根据水箱内的水温动态控制半导体片和喷射式制冷单元的开启或关闭。

作为本发明的优选方案之一，水箱内设有辅助热源，控制器还根据制冷负荷的大小控制辅助热源的开启或关闭。

作为本发明的优选方案之一，辅助热源为电热丝、太阳能集热器、汽车发动机排气管中的任一种。

作为本发明的优选方案之一，冷凝器的工质出口连接至半导体片冷端，冷凝后的工质经半导体片的冷端过冷后，进入节流阀。

作为本发明的优选方案之一，控制器还根据不同工况需求，转换半导体片的正负极。

作为本发明的优选方案之一，半导体片的冷热端还连接温差发电装置，控制器还根据制冷负荷的大小控制温差发电装置的连通与断开，温差发电装置连接蓄电池。

本发明还提供一种储藏箱，包括所述的半导体喷射式联合制冷系统，储藏箱的内壁设有所述半导体片和蒸发器。优选地，储藏箱包括第一箱体和第二箱体，第一箱体的内壁设有半导体片，第二箱体的内壁设有蒸发器。

本发明的优点和积极效果是：

1.将半导体片的热端散发的热量用于驱动喷射式制冷单元，半导体片的热端温度可接近100℃，该温度范围完全可以驱动喷射式制冷单元，使得蒸发温度达到0℃以下，半导体制冷与喷射式制冷的效率均得到明显提升；