一種溫差電制冷器梯級供冷蓄冷裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種溫差電制冷劑梯級供冷蓄冷裝置，采用溫差電制冷器結合低溫位供冷循環技術，無需采用傳統溫差電制冷器中的空氣散熱器或循環冷卻水系統，有效提高溫差電制冷器的效率，結合蓄冷技術，可以使系統的操作彈性大，采用梯級供冷技術，溫差電制冷器系統的綜合效率可達50%以上，設備的維修工作量較傳統的溫差制冷器有較大程度的降低，經濟、社會、環保效益十分顯著。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種溫差電制冷器梯級供冷蓄冷裝置，具體屬低溫制冷

技術介紹
現代制冷技術作為一門科學，是十九世紀中期和后期發展起來的，在此之前，追溯到人類的祖先，人們很早就懂得冷的利用和簡單的人工制冷了 用地窖作冷貯室，用泉水冷卻貯藏室已有5000年之久的歷史。二十世紀后，制冷技術有了更大的發展1910年家用冰箱問世，1917年在美國開始作為商品投放市場。1930年，氟利昂制冷工質的出現和氟利昂制冷機的使用給制冷技術帶來新的變革。二十世紀七十年代，人們對混合工質進行了大量的研究，并開始使用共沸混合工質，為蒸汽壓縮式制冷機的發展開辟了新的道路。制冷技術發展到今天，已經從保存食品和調節一定空間的溫度，擴展、滲透到國民經濟的各個部門，并與人們的日常生活有了更加緊密的聯系。溫差電致冷裝置又稱半導體致冷器，它沒有復雜的運轉機械結構，利用特種半導體材料組成P— N結，通上直流電就能制冷，且制冷迅速，改變電源供電方向，可以從制冷轉為制熱。它的這些特點為高新技術提供了應用領域，作為制冷技術的一個重要分支，世界各國對此非常重視并組織了較大規模的工藝生產、研究，特別是美國、俄羅斯、德國、法國、日本等國發展較快。1821年，德國科學家塞貝克(Seebeck)第一個發現了溫差電現象，即在由兩種不同的導體組成的開路中，如果導體的兩個結點存在溫度差，開路中將產生電動勢Etl,這就是塞貝克效應。由塞貝克效應所產生的電動勢稱溫差電動勢。之所以稱為溫差電，是因為后來人們認識到指南針的偏轉是由于溫差使回路產生電流而引起的。約12年后，法國的帕爾帖(Peltier)發現電流流過兩種不同導體的界面時，將從外界得到或放出熱量，這就是帕爾帖效應。由帕爾帖效應產生的熱流量稱帕爾帖熱。但他沒有意識到他的發現的本質以及與塞貝克效應之間的關系。直到1838年，帕爾帖現象的本質才由楞次給予了正確的解釋。1855年，湯姆遜發現并建立了塞貝克效應與帕爾帖效應的關系，并預言了第三種溫差電現象，即湯姆遜效應的存在；后來他又從實驗上證明了這種效應。湯姆遜關系的發現對后來的溫差電學和熱力學發展起了極大的推動作用。1949年原蘇聯的約飛提出了關于半導體溫差電的理論，同時在實際應用方面做了許多工作，1953年研制出溫差電家用冰箱樣機，并與1956年出版了《半導體熱電元件與熱電制冷》一書，可以認為是溫差電轉換效應實用化電器產品的開端，此后的發展十分迅速。但與其它半導體器件的發展相比，卻是緩慢的。影響溫差電轉換功率應用的最大制約因數是它們的轉換效率太低，難以與傳統的功率轉換器相比，研究一度進入低潮。然而，1959年齊納博士預言溫差電材料能夠實現類似于氟利昂壓縮式制冷或渦輪發電機那樣的性能，這無疑給溫差電器件的產業化注入了強心劑、興奮劑。60年代初期，一下子就出現了上百家專業工廠，也大大激發了科學家們為尋求更高優值材料而在基礎理論和新材料探索方面的熱情。人們對以碲化鉍(Bi2Te3)為基礎的膺二元、膺三元合金系進行了深入的研究。盡管如此，數十年來材料性能的提高卻十分緩慢。相比而言，器件的制備工藝則日趨完善，產品形成標準化、系列化，生產形成規模化。但是作為一類固體換能器件，它的優點又是無可比擬的，隨著應用領域的不斷拓展和水平的提高，日趨成熟的各類溫差電器件的優點得到更多的重視，在眾多的領域中得到應用。這些特點包括無運動部件、無噪聲、容易微型化、易于控制、可靠性高、壽命長等，可靠性高是其主要優點，通常設計中無需采用其他形式的傳熱工質，因此就避免了諸如振動、壓力、密封系統等許多設備制造中常碰到的問題。在許多不是以能量轉換效率為主要考慮因數的應用場合，溫差電具有不可取代的優點。在保護環境呼聲日高的今天，溫差電轉換器件又因其不污染環境、可利用廢熱和可再生能源的潛力而進一步得到重視。上世紀末，蓬勃發展的超導轉變溫度在液氮溫度以上的高溫超導材料及其應用堪稱為最重大的科技成果，為適應這一未來應用前景十分廣闊的對低溫條件的需求，溫差電制冷也把獲得這樣的低溫作為一項重要內容。這一努力包括進一步選擇可能的材料。令人遺憾的是齊納的預言至今未能實現。而且到目前為止，還難以確定能否實現，也就是說，單純從能量轉換效率的角度來看，溫差電制冷還不能與傳統的模式蒸汽壓縮式制冷或吸收式制冷相比擬。之所以未能取得重大突破，其根本原因是沒有正確的制冷理論指導、未意識到溫差電轉換裝置真正適宜的高效率的應用領域是低于環境溫度的低溫領域，即冷能的冷電轉換領域，且未能找到冷能發電的高效模式。如能有效解決上述問題，溫差電材料完全能夠實現類似于氟利昂壓縮式制冷那樣的性能，實現齊納博士的預言，本專利技術即是對上述問題的理論和實踐的探索。傳統制冷理論的主要基礎是熱力學，即采用同溫差的卡諾逆循環分析制冷循環過程，制冷循環的經濟性指標是制冷系數，就是得到的收益和耗費的代價之比值，并且以大氣環境溫度Ttl與溫度為Tc低溫熱源(如冷庫)之間的一切制冷循環，以逆向卡諾循環的制冷系數為最聞:1，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種溫差電制冷器梯級供冷蓄冷裝置，該裝置包括溫差電制冷裝置極低溫位制冷循環、低溫位制冷循環及蓄冷循環，其特征在于：所述的溫差電制冷裝置極低溫位制冷循環，是指從制冷劑貯罐(1)出來的液體制冷劑(2)，經低溫液體泵(3)增壓后送入溫差電制冷器(4)，直流電轉換裝置(4?4)對溫差電偶組(4?1)輸入直流電，使制冷劑通道(4?2)的制冷劑獲得電能轉化的一部分冷能并降低溫度，制冷過程產生的熱量通過溫差電偶組(4?1)傳遞給回熱通道(4?3)中通過的制冷劑(9)，從溫差電制冷器(4)出來的制冷劑送入冷量使用單元(5)，再回到制冷劑貯罐(1)，從而形成溫差電制冷裝置極低溫位制冷循環回路；所述的溫差電制冷裝置低溫位制冷循環，是指從制冷劑貯罐(8)出來的液體制冷劑(9)，經低溫液體泵(10)送入回冷器(11)、溫差電制冷器(4)的回熱通道(4?3)，吸收溫差電偶組(4?1)制冷過程產生的熱量，再送入低溫位冷量用戶(12)，形成制冷劑過熱蒸汽(13)，進入膨脹機(14)膨脹做功拖動制動設備(18)，膨脹機(14)出口乏汽(15)經回冷器(11)、返流管線(16)，回到制冷劑貯罐(8)，從而形成溫差電制冷裝置低溫位制冷循環過程；所述的溫差電制冷裝置蓄冷循環，是指從制冷劑貯罐(1)出來的液體制冷劑(2)，經低溫液體泵(3)增壓后送入溫差電制冷器(4)，直流電轉換裝置(4?4)對溫差電偶組(4?1)輸入直流電，使制冷劑通道(4?2)的制冷劑獲得電能轉化的一部分冷能并降低溫度，制冷過程產生的熱量通過溫差電偶組(4?1)傳遞給回熱通道(4?3)中通過的制冷劑(9)，從溫差電制冷器(4)出來的制冷劑經冷量使用單元(5)的旁路管線(7)直接進入制冷劑貯罐(1)，此時制冷劑貯罐(1)相當于蓄冷器，從而形成溫差電制冷裝置蓄冷循環回路。...

【技術特征摘要】
1.一種溫差電制冷器梯級供冷蓄冷裝置，該裝置包括溫差電制冷裝置極低溫位制冷循環、低溫位制冷循環及蓄冷循環，其特征在于: 所述的溫差電制冷裝置極低溫位制冷循環，是指從制冷劑貯罐(I)出來的液體制冷劑(2)，經低溫液體泵(3)增壓后送入溫差電制冷器(4)，直流電轉換裝置(4-4)對溫差電偶組(4-1)輸入直流電，使制冷劑通道(4-2)的制冷劑獲得電能轉化的一部分冷能并降低溫度，制冷過程產生的熱量通過溫差電偶組(4-1)傳遞給回熱通道(4-3)中通過的制冷劑(9)，從溫差電制冷器(4)出來的制冷劑送入冷量使用單元(5)，再回到制冷劑貯罐(1)，從而形成溫差電制冷裝置極低溫位制冷循環回路； 所述的溫差電制冷裝置低溫位制冷循環，是指從制冷劑貯罐(8)出來的液體制冷劑(9)，經低溫液體泵(10)送入回冷器(11)、溫差電制冷器(4)的回熱通道(4-3)，吸收溫差電偶組(4-1)制冷過程產生的熱量，再送入低溫位冷量用戶(12)，形成制冷劑過熱蒸汽(13)，進入膨脹機(14)膨脹做功拖動制動設備(18)，膨脹機(14)出口乏汽(15)經回冷器(11)、返流管線(16)，回到制冷劑貯罐(8)，從而形成溫差電制冷裝置低溫位制冷循環過程; 所述的溫差電制冷裝置蓄冷循環，是指從制冷劑貯罐(1)出來的液體制冷劑(2)，經低溫液體泵(3)增壓后送入溫差電制冷器(4)，直流電轉換裝置(4-4)對溫差電偶組(4-1)輸入直流電，使制冷劑通道(4-2)的制冷劑獲得電能轉化的一部分冷能并降低溫度，制冷過程產生的熱量通過溫差電偶組(4-1)傳遞給回熱通道(4-3)中通過的制冷劑(9)，從溫差電制冷器(4)出來的制冷劑經冷量使用單元(5)的旁路管線(7)直接進入制冷劑貯罐(1)，此時制冷劑貯罐(1)相當于蓄冷器，從而形成溫差電制冷裝置蓄冷循環回路。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于: 設有節流閥(6): 從制冷劑貯罐(1)出來的液體制冷劑(2)，經低溫液體泵(3)增壓后送入溫差電制冷器(4)，直流電轉換裝置(4-4)對溫差電偶組(4-1)輸入直流電，使制冷劑通道(4-2)的制冷劑獲得電能轉化的一部分冷能并降低溫度，制冷過程產生的熱量通過溫差電偶組(4-1)傳遞給回熱通道(4-3)中通過的制冷劑(9)，從溫差電制冷器(4)出來的制冷劑送入冷量使用單元(5)，再經節流閥(6)回到制冷劑貯罐(1)，從而形成溫差電制冷裝置極低溫位制...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王海波，
申請(專利權)人：南京瑞柯徠姆環?？萍加邢薰?/a>，
類型：發明
國別省市：