一種帶中間換熱器半導體深度除濕機的制作方法

　　本實用新型涉及除濕裝置設計技術領域，尤其涉及一種帶中間換熱器半導體深度除濕機。

　　背景技術：

　　半導體制冷技術，又稱溫差電制冷技術，自20世紀50年代快速發(fā)展起來。半導體制冷，它利用半導體材料組成的P-N結(jié)，通上直流電即可產(chǎn)生制冷效果，幾秒鐘就可以使冷端結(jié)霜；它沒有壓縮機等等復雜的機械結(jié)構，更不需要制冷劑。

　　雖然半導體制冷的能效比，即制冷量與輸入電功的比值，相對較低，只有使用氟利昂制冷劑的蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的1/10左右；但是半導體制冷技術具有無可比擬的特點和優(yōu)勢：①無機械運動、無制冷劑、制冷迅速；②可以模塊化任意組合，制冷量可以從毫瓦級到千瓦級，制冷溫差可達30---150℃，使用方便，運用廣泛；③可以連續(xù)調(diào)節(jié)，改變制冷片的供電電壓，制冷量可以連續(xù)變化；④重量輕，體積小，可以做成微型、亞微型、小型半導體制冷器。

　　半導體制冷技術在微小空間，例如工業(yè)電氣柜、家庭衣柜櫥柜等等，解決柜內(nèi)除濕防霉、提高電氣絕緣等級防止空氣擊穿方面，具有獨特的優(yōu)勢。

　　如圖1所示，目前市場上半導體除濕機，運行時半導體制冷片3通入直流電，制冷片右側(cè)吸熱、左側(cè)放熱，風機14將空氣壓向與制冷片左側(cè)緊密接觸的散熱翅片組2帶走熱量從出風口13排出除濕機體外；同時，風機14在腔內(nèi)造成負壓，吸引進風口12的空氣流入；自進風口13流入的空氣，一小部分流過與制冷片右側(cè)緊密接觸的吸熱翅片組9，這一小部分空氣被降溫除濕后與大部分未流過吸熱翅片組的主體空氣匯合，再流向散熱翅片組。

　　由此可見，現(xiàn)有的半導體除濕機的吸熱翅片組的通風量，具有不確定性，任何一個外界的擾動都能造成通風量的變化。半導體除濕機，由于制冷效率較低，通常制冷量都比較小，以“w”為單位時，制冷量通常只有10的1次方數(shù)量級或2次方數(shù)量級，如果穿越半導體制冷片的吸熱翅片組的空氣流量較大，半導體制冷片就沒有對空氣進行深度除濕(將空氣相對濕度降低到50％以下)的能力；因為，空氣只有在溫度降低到露點溫度之下才能濾出水分,而當穿越半導體制冷片的吸熱翅片組的空氣流量較大時，制冷片的制冷量首先用于空氣露點溫度以上的顯熱的吸收，并在吸收位于露點溫度以上的空氣顯熱時制冷片的制冷量通常就消耗殆盡，因而沒有多余的制冷量用于空氣中水蒸汽冷凝熱的吸收，即不再有能力將將空氣中水蒸汽冷凝為水，此時除濕能力為零。

　　技術實現(xiàn)要素：

　　為了解決上述問題，本實用新型提供了一種帶中間換熱器半導體深度除濕機，包括：

　　殼體，其上設置有第一進風口、第二進風口和出風口；

　　半導體制冷片，設置在所述殼體內(nèi)，所述半導體制冷片的一側(cè)設有吸熱翅片組，另一側(cè)設有散熱翅片組；

　　中間換熱器，設置在所述殼體內(nèi)，所述中間換熱器上設有低溫流體通道和高溫流體通道；

　　除濕機外濕空氣自所述分別從第一進風口和第二進風口進入到所述殼體內(nèi)；由所述第一進風口進入的濕空氣首先流經(jīng)所述中間換熱器的高溫流體通道初步降溫預冷，再流經(jīng)所述吸熱翅片組進行降溫除濕，再流經(jīng)所述中間換熱器的低溫流體通道用于對高溫流體通道的空氣進行降溫實現(xiàn)預冷，最后流向所述散熱翅片組；由所述第二進風口進入的濕空氣直接流向所述散熱翅片組，與來自中間換熱器低溫流體通道的空氣一起流過散熱翅片組吸熱升溫后由所述出風口排出。

　　較佳地，所述中間換熱器采用錯流式換熱器、逆流式換熱器或叉逆流換熱器，所述中間換熱器包含有若干所述低溫流體通道和高溫流體通道，且所述低溫流體通道與所述高溫流體通道交錯布置，低溫流體與高溫流體在所述低溫流體通道與高溫流體的通道內(nèi)流動并通過壁板實現(xiàn)換熱。

　　較佳地，所述低溫流體通道內(nèi)的空氣流向與所述高溫流體通道內(nèi)的空氣流向相垂直，或者，所述低溫流體通道內(nèi)的空氣流向與所述高溫流體通道內(nèi)的空氣流向交叉且逆流，或者，所述低溫流體通道內(nèi)的空氣流向與所述高溫流體通道內(nèi)的空氣流向平行且逆流。

　　較佳地，所述第一進風口上設置有第一配風板，所述第一配風板上均布有多個第一通孔；所述第二進風口上設置有第二配風板，所述第二配風板上均布有多個第二通孔。

　　較佳地，所述第一通孔、所述第二通孔為圓形或矩形。

　　較佳地，所述吸熱翅片組下方設置有接水盤，所述接水盤連接有一水箱。

　　較佳地，所述散熱翅片組的出風端與所述出風口之間設置有風機，用于推動殼體內(nèi)空氣的流動。

　　本實用新型還提供了一種帶中間換熱器半導體深度除濕機，包括：

　　殼體，其上設置有第一進風口、第二進風口、第一出風口和第二出風口；

　　半導體制冷片，設置在所述殼體內(nèi)，所述半導體制冷片的一側(cè)設有吸熱翅片組，另一側(cè)設有散熱翅片組；

　　中間換熱器，設置在所述殼體內(nèi)，所述中間換熱器上設有低溫流體通道和高溫流體通道；

　　除濕機外濕空氣自所述分別從第一進風口和第二進風口進入到所述殼體內(nèi)；

　　由所述第一進風口進入的濕空氣首先流經(jīng)所述中間換熱器的高溫流體通道初步降溫，再流經(jīng)所述吸熱翅片組進行降溫除濕，再流經(jīng)所述中間換熱器的低溫流體通道用于對高溫流體通道的空氣進行預冷，最后由第一出風口排出；

　　由所述第二進風口進入的濕空氣直接流經(jīng)所述散熱翅片組，對所述散熱翅片組進行降溫，再從所述第二出風口排出。

　　較佳地，所述第一出風口設置有第一風機，所述第二進風口設置有第二風機。

　　較佳地，所述中間換熱器采用錯流式換熱器、叉逆流換熱器或逆流式換熱器，所述中間換熱器包含有若干所述低溫流體通道和高溫流體通道，且所述低溫流體通道與所述高溫流體通道交錯布置，低溫流體與高溫流體在所述低溫流體通道與高溫流體的通道內(nèi)流動并通過壁板實現(xiàn)換熱。

　　較佳地，所述低溫流體通道內(nèi)的空氣流向與所述高溫流體通道內(nèi)的空氣流向相垂直；或者，所述低溫流體通道內(nèi)的空氣流向與所述高溫流體通道內(nèi)的空氣流向交叉且逆流；或者，所述低溫流體通道內(nèi)的空氣流向與所述高溫流體通道內(nèi)的空氣流向平行且逆流。

　　較佳地，所述第一進風口上設置有第一配風板，所述第一配風板上均布有多個第一通孔；所述第二進風口上設置有第二配風板，所述第二配風板上均布有多個第二通孔。

　　本實用新型由于采用以上技術方案，使之與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果：

　　1)本實用新型提供的帶中間換熱器半導體深度除濕機，通過中間換熱器的設置，將半導體制冷翅片的吸熱翅片組的低溫出風引入中間換熱器的低溫流體通道內(nèi)，將由第一進風口進入的高溫進風引入中間換熱器的高溫流體通道內(nèi)，利用吸熱翅片組的低溫出風對吸熱翅片組的高溫進風進行預冷，從而將高溫進風溫度降低、相對濕度提高，使之成為接近于飽和的濕空氣或飽和空氣，再進入吸熱翅片組，從而大幅度提高制冷片的濕負荷，大幅度提高除濕能效；

　　2)本實用新型提供的帶中間換熱器半導體深度除濕機，通過在進風口上設置配風板實現(xiàn)了吸熱翅片組、散熱翅片組的精確配風，從而使穿越吸熱翅片組的空氣的顯熱在半導體制冷片制冷量中的占比大幅降低、精確降低，空氣中水蒸汽的相變潛熱在制冷片制冷量中的占比得到有效提高、精確提高，保證半導體制冷片的吸熱翅片組在低相對濕度(例如40％)條件下從空氣中濾除水分，從而將半導體除濕機所處空間內(nèi)的相對濕度降低到50％以下，以有效抑制霉菌的發(fā)生。

　　附圖說明

　　結(jié)合附圖，通過下文的述詳細說明，可更清楚地理解本實用新型的上述及其他特征和優(yōu)點，其中：

　　圖1為現(xiàn)有技術中半導體除濕機的結(jié)構示意圖；

　　圖2為實施例1中帶中間換熱器半導體深度除濕機的原理示意圖；

　　圖3為本實用新型中吸熱翅片組、散熱翅片組的結(jié)構示意圖；

　　圖4為實施例1中中間換熱器的結(jié)構示意圖；

　　圖5為實施例1中中間換熱器的拆分示意圖；

　　圖6為實施例2中帶中間換熱器半導體深度除濕機的示意圖；

　　圖7為圖4的A向示意圖；

　　圖8為實施例3中帶中間換熱器半導體深度除濕機的示意圖。

　　具體實施方式

　　參見示出本實用新型實施例的附圖，下文將更詳細地描述本實用新型。然而，本實用新型可以以許多不同形式實現(xiàn)，并且不應解釋為受在此提出之實施例的限制。相反，提出這些實施例是為了達成充分及完整公開，并且使本技術領域的技術人員完全了解本實用新型的范圍。這些附圖中，為清楚起見，可能放大了層及區(qū)域的尺寸及相對尺寸。

　　當前的半導體除濕機制冷片，由于半導體P-N結(jié)自身的物理特性，其制冷效率較低，一般只有0.3左右。

　　半導體除濕機運行時，如果吸熱翅片組配風不夠精準，穿越吸熱翅片組的空氣流量偏大，半導體制冷片就沒有對空氣進行深度除濕(將空氣相對濕度降低到50％以下)的能力；這是因為，空氣只有在溫度降低到其露點溫度之下才能濾出水分；而當穿越半導體制冷片的吸熱翅片組的空氣流量偏大時，半導體制冷片的制冷量首先用于空氣降溫過程中露點溫度以上的顯熱的吸收，并在吸收位于露點溫度以上的空氣顯熱時半導體制冷片的制冷量通常就消耗殆盡，因而沒有富余的制冷量再用于此時達到飽和或者接近飽和的空氣中水蒸汽冷凝熱的吸收，即不再有能力將將空氣中水蒸汽冷凝為水。

　　即便能夠?qū)崿F(xiàn)半導體除濕機吸熱翅片組小風量精確配風，濾出少量空氣中的水分，對于制冷片而言，流過吸熱翅片組空氣的顯熱占制冷量的比例也過高，造成除濕效率低下。例如，制冷片制冷量15w,在30℃40％RH工況下，通過精密配風實現(xiàn)除濕量7.6g/h；用于空氣中水蒸汽冷凝熱吸收的制冷功率也只有5.3w，只占總制冷量15w的35％；而65％的制冷量被用于吸收流過吸熱翅片組空氣的顯熱，對于除濕與防霉并沒有直接的意義。

　　針對上述問題，本實用新型提供了一種帶中間換熱器半導體深度除濕機，一方面通過在進風口上設置配風板實現(xiàn)了吸熱翅片組、散熱翅片組的精確配風，保證半導體制冷片的吸熱翅片組在低相對濕度條件下從空氣中濾除水分；另一方面通過在吸熱翅片組與進風之間設置換熱器，將高溫進風溫度降低、相對濕度提高，使之成為接近于飽和的濕空氣或飽和空氣，再進入吸熱翅片組，從而大幅度提高制冷片的濕負荷，大幅度提高除濕能效。

　　下面就具體實施例作進一步的說明。

　　實施例1

　　參照圖2，本實用新型提供了一種帶中間換熱器半導體深度除濕機，包括有一殼體11，殼體11內(nèi)設置有半導體制冷片3，半導體制冷片3的一側(cè)設置有吸熱翅片組9，另一側(cè)設置有散熱翅片組2；殼體11上設置有第一進風口a、第二進風口b和出風口10，外界濕空氣自分別從第一進風口和第二進風口進入到殼體11內(nèi)。殼體11內(nèi)還設置有中間換熱器8，中間換熱器8設置在第一進風口a和吸熱翅片組9之間，中間換熱器8上設有低溫流體通道和高溫流體通道，流經(jīng)低溫流體通道和高溫流體通道的空氣相互進行換熱

　　其中，由第一進風口a進入的濕空氣首先流經(jīng)中間換熱器8的高溫流體通道初步降溫，再流經(jīng)吸熱翅片組9進行降溫除濕，再流經(jīng)中間換熱器8的低溫流體通道用于對高溫流體通道的空氣進行預冷，最后流向散熱翅片組2；由第二進風口b進入的濕空氣直接流向散熱翅片組2，與來自中間換熱器的空氣一起流過散熱翅片組升溫后由出風口10排出。

　　本實用新型通過設置中間換熱器8，將半導體制冷翅片的吸熱翅片組9的低溫出風引入中間換熱器8的低溫流體通道內(nèi)，將由第一進風口a進入的高溫進風引入中間換熱器8的高溫流體通道內(nèi)，利用吸熱翅片組9的低溫出風對吸熱翅片組9的高溫進風進行預冷，從而將高溫進風溫度降低、相對濕度提高，使之成為接近于飽和的濕空氣或飽和空氣，再進入吸熱翅片組9，從而大幅度提高制冷片的濕負荷，大幅度提高除濕能效。

　　在本實施例中，如圖3中所示，吸熱翅片組9、散熱翅片組2具體由多個平行設置的翅片組成，吸熱翅片組9、散熱翅片組2是壓制在半導體制冷片3上的；當半導體制冷片3通電工作后，吸熱翅片組9吸熱、散熱翅片組2放熱，濕空氣流經(jīng)吸熱翅片組9被降溫除濕，變成低溫飽和空氣，然后流經(jīng)散熱翅片組2帶走散熱翅片組2上的熱量。

　　第一進風口a連通有第一進風通道，吸熱翅片組9、中間換熱器8位于第一進風通道內(nèi)；第二進風口b連通有第二進風通道，第一進風通道和第二進風通道相互獨立，且在散熱翅片組2的進風端匯合；散熱翅片組2的出風端通過一出風通道與出風口10連通；從第一進風通道進來的被降溫除濕后的空氣和從第二進風通道進入的空氣匯合后流過散熱翅片組2，帶走散熱翅片組2上的熱量后經(jīng)由出風通道從出風口10排出殼體11。

　　本實用新型中，中間換熱器8采用錯流式或逆流式換熱器或叉逆流換熱器，相比于順流式換熱器，具有傳熱效率高、單位體積熱交換面積大、熱負荷大的特點，適于氣-氣換熱。

　　在本實施例中，參照圖4-5中間換熱器8采用錯流式換熱器，其包含有若干低溫流體通道(即A通道)和高溫流體通道(即B通道)，且低溫流體通道與高溫流體通道縱橫交錯布置，低溫流體通道內(nèi)的空氣流向與高溫流體通道內(nèi)的空氣流向相垂直；來自第一進風口a的高溫空氣流過高溫流體通道，來自吸熱翅片組9的低溫空氣流過低溫流體通道，從而使得低溫流體通道與高溫流體通道之間實現(xiàn)換熱。

　　當然，在其他實施例中，中間換熱器8也可采用逆流式換熱器，此時低溫流體通道內(nèi)的空氣流向與高溫流體通道內(nèi)的空氣流向平行且逆流。

　　當然，在其他實施例中，中間換熱器8也可采用叉逆流換熱器，此時低溫流體通道內(nèi)的空氣流向與高溫流體通道內(nèi)的空氣流向交叉且逆流。

　　在本實施例中，第一進風口a上設置有第一配風板7，第二進風口b上設置有第二配風板4，第一配風板7和第二配風板4用于實現(xiàn)對第一進風口a、第二進風口b的進風量的精確分配。

　　進一步的，第一配風板7上設置有多個第一通孔，第二配風板4上設置有多個第二通孔，其中第一通孔、第二通孔可以為圓孔或矩形孔等，此處不做限制。本實用新型可以通過調(diào)節(jié)第一通孔、第二通孔的設置數(shù)量、尺寸，來調(diào)節(jié)空氣流過第一配風板7與第二配風板4的阻力，從而來精確控制第一配風板7和第二配風板4的進風量，從而來精確控制吸熱翅片組9、散熱翅片組2的通風量；即可以實現(xiàn)“增加散熱翅片組通風量以降低散熱翅片組的工作溫度、提高半導體制冷片的制冷效率”，又可以實現(xiàn)“減少吸熱翅片組通風量使空氣的顯熱在制冷片制冷量中的占比大幅降低、精確降低，空氣中水蒸汽的相變潛熱在制冷片制冷量中的占比得到有效提高、可靠提高，從而將半導體除濕機所在的工業(yè)與家用空間的相對濕度降低到50％以下。

　　在本實施例中，吸熱翅片組9的下方設置有接水盤6，用于收集吸熱翅片組9上形成的冷凝水；接水盤6還連接有一水箱5，接水盤6內(nèi)的水直接排到水箱內(nèi)。

　　散熱翅片組2的出風端與出風口9之間設置有風機1，即設置在出風通道內(nèi)，風機1用于推動殼體內(nèi)空氣的流動。風機1啟動后，使得殼體內(nèi)部形成負壓，從而使得外界空氣順從第一進風口、第二進風口進入到殼體內(nèi)。

　　下面就本實用新型提供的帶中間換熱器半導體深度除濕機的工作原理做進一步的說明：

　　啟動后，風機1運行，在風機1吸入口產(chǎn)生負壓區(qū)，吸引半導體除濕機體外空氣流入殼體11內(nèi)；

　　在風機1的抽吸下，第一進風口的進風經(jīng)過第一配風板7的精確配風的微量空氣流經(jīng)中間換熱器8的熱流體通道放熱預冷、溫度降低、相對濕度提高，再進入吸熱翅片組9進一步降溫除濕濾出水分，成為低溫飽和空氣再流過中間換熱器8的冷流體通道吸熱升溫，然后流出中間換熱器8；

　　同時，在風機1的抽吸下，第二進風口的進風經(jīng)過第二配風板4均勻配風后與來自中間換熱器8冷流體通道的空氣混合，再流入散熱翅片組2，吸收散熱翅片組2熱量升溫，經(jīng)風機1升壓之后從出風口10排出機外。

　　實施例2

　　參照圖6-7，本實施例是在實施例1的基礎上進行的改進，相對于實施例1本實施例存在以下區(qū)別技術特征：

　　在本實施例中，第一進風口a的進風方向垂直于圖6所示的A向的方向，第二進風口b的進風方向則是平行于圖6所示的A向的方向，而且，流經(jīng)散熱翅片組氣流所在的平面(即圖6中所示的平面)，與流經(jīng)吸熱翅片組9、中間換熱器8氣流所在平面(即圖7中所示的平面)互相垂直。

　　本實用新型通過上述設計對殼體的氣流方向進行設置，有利于在實際產(chǎn)品中布置方便內(nèi)部各風道的排布。

　　實施例3

　　參照圖8，本實施例是在實施例1的基礎上進行的改進。

　　具體的，在本實施例中，帶中間換熱器半導體深度除濕機包括有一殼體11，殼體11內(nèi)設置有半導體制冷片3，半導體制冷片3的一側(cè)設置有吸熱翅片組9，另一側(cè)設置有散熱翅片組2；殼體11上設置有第一進風口15、第二進風口16、第一出風口17和第二出風口18。殼體11內(nèi)還設置有中間換熱器8，中間換熱器8設置在第一進風口15和吸熱翅片組9之間，中間換熱器8上設有低溫流體通道和高溫流體通道，流經(jīng)低溫流體通道和高溫流體通道的空氣相互進行換熱。

　　在本實施例中，第一出風口17處設置有第一風機19，第二進風口16處設置有第二風機20。

　　吸熱翅片組9和散熱翅片組2分別位于兩個獨立的空氣通道內(nèi)；

　　在第一風機19的作用下，外界濕空氣從第一進風口15進入，首先流經(jīng)中間換熱器8的高溫流體通道初步降溫，再流經(jīng)吸熱翅片組9進行降溫除濕，再流經(jīng)中間換熱器8的低溫流體通道用于對高溫流體通道的空氣進行預冷，最后由第一出風口17排出；

　　在第二風機20的作用下，外界從第二進風口16進入，直接流經(jīng)散熱翅片組2，用于對散熱翅片組2進行降溫，再從第二出風口18排出。

　　本技術領域的技術人員應理解，本實用新型可以以許多其他具體形式實現(xiàn)而不脫離本實用新型的精神或范圍。盡管已描述了本實用新型的實施例，應理解本實用新型不應限制為這些實施例，本技術領域的技術人員可如所附權利要求書界定的本實用新型精神和范圍之內(nèi)作出變化和修改。