[发明专利]半导体吸收式制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种将两种制冷方式相互结合的制冷装置，尤其是能够利用半导体致冷过程中产生的热量进行吸收式制冷的半导体吸收式制冷系统。

背景技术

目前，半导体致冷与吸收式制冷是两种不同类的制冷方式，尚未实现有效的结合，从半导体致冷的热量转换方程中：冷面冷量＝热面热量-2倍焦耳热量，例如，现常用的一级半导体温差电器件，其冷热面积为40×40(mm²)，工作电压12V，工作电流为4～6安培，在热面温度≤43℃的条件下，冷面温度可达到-18℃，依照制冷器具测试标准，环境温度应设定在32℃，由于热流密度与热量较大，为了保持热面温度≤43℃，在接触半导体温差电器件热面的散热器温升ΔT≤11℃，则需要很高的传散热速度，即必须将半导体温差电器件工作产生的两倍的焦耳热量快速散出，才能从冷面得到冷量，而这两倍的焦耳热量占全部热面产生热量的大部分，因此，在理论上，温差效率曲线很陡，最大致冷效率＜25％。在吸收式制冷的热量转换方程中：制冷量＝加热量-制冷工质冷凝热量-溶液冷却热量-工质溶解热量，工质与溶液称之为工质对，其中，工质需借助气体实现扩散蒸发并利用重力回流完成循环过程，现有吸收式制冷系统，必须对浓溶液加热到＞85℃，才能发生出够量的气体工质，工质冷凝到＜40℃后，才能得到制冷工质液进入蒸发器，稀溶液经溶液热交换与冷却，以及强化工质向外界散热的条件下，才能再次溶解工质，利用与环境＞53℃的温差，能够较容易地使工质冷凝，但同时也浪费了热量，溶液冷却与气体热交换，进一步加大热量的内耗与浪费，因此，对发生器加热的过程中所产生的热量，在大部分被浪费掉了以后，才换来很少的制冷量，故在理论上温差效率曲线也很陡，最大制冷效率＜26％。在实际产品中，半导体致冷存在传导热阻与热桥，吸收式制冷工质在蒸发吸热后，重新溶解不完全，循环存在逆流，又较大幅度地降低制冷效率，造成实用效率≤20％，由于存在热源浪费的弊端，因此这两种制冷方式只能应用在特殊的制冷产品中。

发明内容

为了克服上述不足，本发明针对现有半导体致冷与吸收式制冷热源浪费的弊端，提供将两种不同类的制冷方式结合起来技术方案，解决半导体致冷与吸收式制冷相互结合的结构，解决半导体致冷与吸收式制冷相互结合所使用的低温差工质对，解决半导体致冷与吸收式制冷相互结合的循环动力及其过程的单向性，即将吸收式制冷工质对及气体的三路循环管路安置在半导体致冷的散热系统中，将半导体致冷散热系统中的循环热管结构进行功能细分，形成吸收式制冷所需的三路循环的结构，利用半导体致冷热面产生的焦耳热量为动力去发生吸收式制冷系统中的低温差工质，以蒸气压与温度的高低推动吸收式制冷工质对的循环过程，使半导体致冷与吸收式制冷各自独立工作时热量浪费的劣势转变为相互利用的优势，既利于半导体致冷热面的传散热，得到良好的半导体致冷量，又得到了吸收式制冷的制冷量，同时借助于低温差工质对，降低吸收式制冷过程中的工质冷凝与溶液冷却的热量浪费，其中，工质借助第三方气体促进加快扩散蒸发吸收热量的过程，从而产生一种新型制冷方式，使得半导体致冷与吸收式制冷的产冷量叠加，达到利用半导体致冷过程中产生的低温差热源实现高效率制冷的目的。