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“挑戰(zhàn)杯”申報(bào)書填寫參考范本(科技發(fā)明制作B類)改進(jìn)型高效率溫差電空調(diào)項(xiàng)目名稱:改進(jìn)型高效率溫差電空調(diào)科技發(fā)明制作B類本作品使用半導(dǎo)體制冷芯片作為空調(diào)的核心組件,因此在反應(yīng)速度方面明顯優(yōu)于現(xiàn)有的壓縮機(jī)空調(diào)。并且整機(jī)完全不包含制冷劑,安全環(huán)保,能耗低。正常使用情況下,只需要壓縮機(jī)空調(diào)50%以下的電力消耗即可達(dá)到相同的制冷效果。本機(jī)在全馬力輸出時(shí),噪聲等級(jí)≤10dB。其噪聲人耳無(wú)法察覺(jué)真正實(shí)現(xiàn)了空調(diào)機(jī)的無(wú)噪聲運(yùn)轉(zhuǎn)。本設(shè)計(jì)首次將液體回路結(jié)構(gòu)用于溫差電空調(diào),徹底解決了以往溫差電空調(diào)不便于安裝、破壞房屋…(查看更多)整體裝修結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn),使得本設(shè)計(jì)成為了真正意義上可以用于民用領(lǐng)域的空調(diào)機(jī)設(shè)詳細(xì)介紹:本設(shè)計(jì)利用溫差電技術(shù)代替了現(xiàn)家用空調(diào)的利用壓縮機(jī)產(chǎn)熱傳輸?shù)倪^(guò)程。本設(shè)計(jì)中溫差電材料通電,使兩側(cè)溫度上升或降低,經(jīng)熱量傳導(dǎo)至容器內(nèi)比熱容很小的液體導(dǎo)熱劑,再經(jīng)導(dǎo)熱液體的流動(dòng)經(jīng)熱量傳送到散熱片出已達(dá)到對(duì)室內(nèi)進(jìn)行制熱或制冷的過(guò)程。由于直接將溫差片產(chǎn)生的熱量經(jīng)均勻涂在溫差片上的導(dǎo)熱硅膠傳導(dǎo)到容器中的液體內(nèi),再經(jīng)液體直接傳到散熱片上即完成了冷熱交換。過(guò)程中熱量傳導(dǎo)充分,循環(huán)回路短,可將制冷...(查看更多)或加熱的效率大大提高且耗能少,同比將會(huì)節(jié)約60%的能耗。并且過(guò)程中沒(méi)有壓縮機(jī)或較大規(guī)模的葉輪扇工作,噪音量也將大大減少。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長(zhǎng),人們生活水平不斷提高,人們對(duì)居住室內(nèi)環(huán)境的要求也日益提高,再加上空調(diào)價(jià)格持續(xù)下跌,在大中城市里,原來(lái)在人們心目中屬于奢侈品的空調(diào)也逐步走入了普通百姓家庭,成了家居必備用品。如果使用我們的產(chǎn)品,家用空調(diào)一項(xiàng)的耗電指標(biāo)就可以降低20o億千瓦時(shí)以上,直接降低經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)100億元人民幣以上。從而大大緩解我作品專業(yè)信息設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)、發(fā)明目的:基于目前市場(chǎng)上采用壓縮機(jī)制冷的空調(diào)存在的能耗高、效率低、噪音大、成本高等缺點(diǎn),我們?cè)O(shè)計(jì)了這款高效率的溫差電空調(diào),用以彌補(bǔ)現(xiàn)有空調(diào)在能耗、制冷制熱效率,噪音、成本等方面的缺陷?;舅悸罚含F(xiàn)有家用空調(diào)之所以存在上述諸多缺點(diǎn),其根源就在于現(xiàn)有主流空調(diào)制冷方式為壓縮機(jī)循環(huán)制冷。在制冷系統(tǒng)中,壓縮機(jī)作為制冷系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié)之一,其能量消耗非常大。通常情況下占到總能耗的…(查看更多)25%~50%。所以要從根本上解決現(xiàn)有家用空調(diào)的這些問(wèn)題,只有兩種方法可供選用。一種是改進(jìn)現(xiàn)有壓縮機(jī)技術(shù),但是現(xiàn)有壓縮機(jī)技術(shù)已經(jīng)處于成熟階段,很難出現(xiàn)大的技術(shù)革新。第二種就是尋找一種替代品代替壓縮機(jī)的功能。我們小組就是沿用第二種思路,利用半導(dǎo)體芯片的帕爾貼效應(yīng)為空調(diào)提供冷熱交換,取代壓縮機(jī)。創(chuàng)新點(diǎn):環(huán)保本作品由于使用半導(dǎo)體制冷芯片作為空調(diào)的核心組件,因此在反應(yīng)速度方面明顯優(yōu)于現(xiàn)有的壓縮機(jī)空調(diào)。并且整機(jī)完全不包含制冷劑,安全環(huán)保。能耗低正常使用情況下,只需要壓縮機(jī)空調(diào)50%以下的電力消耗即可達(dá)到相同的制冷效果。無(wú)噪聲本機(jī)在全馬力輸出時(shí),噪聲等級(jí)≤10dB。其噪聲人耳無(wú)法察覺(jué),真正實(shí)現(xiàn)了空調(diào)機(jī)的無(wú)噪聲運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)用性強(qiáng)本設(shè)計(jì)首次將液體回路結(jié)構(gòu)用于溫差電空調(diào),徹底解決了以往溫差電空調(diào)不便于安裝、破壞房屋整體裝修結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn),使得本設(shè)計(jì)成為了真正意義上可以用于民用領(lǐng)域的空調(diào)機(jī)設(shè)備。技術(shù)關(guān)鍵:(1)利用環(huán)氧樹脂將芯片和部分導(dǎo)熱管以及導(dǎo)熱硅膠進(jìn)行包覆,使其絕熱絕緣密封;(2)該工作芯片的冷熱溫差不能過(guò)高,否則會(huì)降低其效率(保證△T應(yīng)小于15K);(3)通過(guò)變壓器對(duì)芯片兩端的電壓加以限制,提高效率(U為2.5伏時(shí),致冷效率r達(dá)到4~5);(4)使用大面積散熱板,用于降低散熱器與周圍環(huán)境溫差;(5)用于與外界傳導(dǎo)熱量的液體選用比熱容小的常溫穩(wěn)定無(wú)害液體。主要技術(shù)指標(biāo)(1)鍺硅半導(dǎo)體溫差電芯片堆,優(yōu)值系數(shù)z≥3;(2)選用導(dǎo)熱良好的導(dǎo)熱硅膠對(duì)溫度進(jìn)行傳導(dǎo),導(dǎo)熱系數(shù)為o.90;(3)整個(gè)管路循環(huán)系統(tǒng)與外界完全隔絕,熱損比≤1%科學(xué)性、先進(jìn)性現(xiàn)有家用空調(diào)絕大部分采用壓縮機(jī)制冷,其功耗大,噪聲大,效率低,且作為其制冷劑的氟利昂為有害物質(zhì),散入大氣中會(huì)對(duì)大氣造成嚴(yán)重破壞。如果使用氟利昂的替代品,如R22等,會(huì)使得生產(chǎn)及維護(hù)成本大幅上升。本設(shè)計(jì)利用溫差電技術(shù)代替了現(xiàn)家用空調(diào)的利用壓縮機(jī)產(chǎn)熱傳輸?shù)倪^(guò)程。本設(shè)計(jì)中溫差電材料通電,使兩側(cè)溫度上升或降低,熱量傳導(dǎo)至容器內(nèi)比熱容很小的液體導(dǎo)熱劑,再經(jīng)導(dǎo)熱液體的流動(dòng)將熱量傳送到散熱片…(查看更多)導(dǎo)出,以達(dá)到對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行冷熱調(diào)節(jié)的目的。使用溫差電組件制冷的空調(diào),首先擺脫了對(duì)制冷劑的依靠,從而從根本上杜絕了有害物質(zhì)對(duì)大氣的破壞,其次,使用無(wú)毒無(wú)害的液體導(dǎo)熱劑進(jìn)行熱量的傳導(dǎo),增強(qiáng)了空調(diào)運(yùn)行的穩(wěn)定性,降低了整個(gè)裝機(jī)的重量,減小了整個(gè)設(shè)備的體積,節(jié)省了許多空間。沒(méi)有壓縮機(jī)的工作環(huán)境,使得本空調(diào)的工作噪音大幅下降,同時(shí)在保持原功率輸出的情況下,可以降低80%的能耗,大大提高空調(diào)的能效,也就意味著沒(méi)有損失冷熱轉(zhuǎn)換效率。目前為數(shù)不多的對(duì)溫差電空調(diào)研究,如專利號(hào)為200520123945.9的設(shè)計(jì)中,仍然存在諸多缺陷,不能用于空調(diào)的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)。上述專利設(shè)計(jì)的空調(diào)設(shè)備采用溫差電技術(shù),在每一個(gè)熱傳導(dǎo)單元上集成有四片溫差片,共10組,將流動(dòng)的氣體加熱或制冷,經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)將熱量傳輸出去,風(fēng)機(jī)有縱橫共14個(gè)葉輪扇組成。此過(guò)程中將空氣加熱為冷風(fēng)或熱風(fēng)的時(shí)間較長(zhǎng),且空氣經(jīng)葉輪扇吹動(dòng)大規(guī)模流動(dòng),使得熱量損耗率較大,不能有效的提高效率,且?guī)?dòng)40個(gè)溫差片及14個(gè)葉輪扇所用的功耗較大,葉輪扇在快速轉(zhuǎn)動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生大的噪音。本作品在設(shè)計(jì)中采用不到20個(gè)溫差片單排或多排并列,直接將產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至導(dǎo)熱系數(shù)良好的液體中,由兩個(gè)微型泵帶動(dòng)液體在管道中流動(dòng),流至散熱片中進(jìn)行熱量交換,冷卻或升溫的液體繼續(xù)回流到原容器中繼續(xù)加熱或制冷,此過(guò)程中導(dǎo)熱劑充滿容器管道及散熱片的微型管中。由于直接將溫差片產(chǎn)生的熱量經(jīng)均勻涂在溫差片上的導(dǎo)熱硅脂傳導(dǎo)到容器中的液體內(nèi),再經(jīng)液體直接傳到散熱片上即完成了冷熱交換,過(guò)程中熱量傳導(dǎo)充分,循環(huán)回路短,可將制冷或加熱的效率大大提高且耗能少,同比將會(huì)節(jié)約60%的能耗。且過(guò)程中沒(méi)有壓縮機(jī)或較大規(guī)模的葉輪扇工作,噪音量也將大大減少。最重要的一點(diǎn)是本設(shè)計(jì)不再使用氟利昂作為制冷加熱的中間媒介產(chǎn)熱或制冷,而是借助溫差片的加熱制冷,以及無(wú)害的液體導(dǎo)熱劑來(lái)導(dǎo)熱,不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何的污染,且能耗低。本設(shè)計(jì)兼具了壓縮機(jī)式空調(diào)和已有的溫差電空調(diào)的雙重優(yōu)點(diǎn),基本達(dá)到了綠色環(huán)保節(jié)能空調(diào)的要求。參考文獻(xiàn)[1]陳傳涓,王如竹,夏再忠,胡金強(qiáng)瞬態(tài)平面熱源法測(cè)量硅膠混合吸附劑導(dǎo)熱系數(shù)。工程熱物理學(xué)報(bào),2008,29(5):1-4[2]關(guān)于印發(fā)《公共建筑室內(nèi)溫度控制管理辦法》的通知,發(fā)布日期:2008.06.25,實(shí)施日期:2008.07.01,建科[2008]115號(hào),中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,20##年07月02日[3]韓寶琦,李樹林制冷空調(diào)原理及應(yīng)用。機(jī)械工業(yè)出版社,2002.6[4]亢雅君,殷立新熱固性樹脂[M]。1995,10(2):1-5[5]梁海波陶瓷工程。1998,32(2):18-20[6]沈晉明重癥監(jiān)護(hù)病房環(huán)境控制依據(jù)與實(shí)施[J],潔凈與空調(diào)技術(shù),ContaminationControl&Air-ConditioningTechnology。20##年02期[7]田健,朱瑞琪,馮金科風(fēng)冷變頻制冷系統(tǒng)運(yùn)行能耗分析與實(shí)驗(yàn)[J],家電科技。20##年3期:1-2[8]王鐵民,王澤深,林磊,張建中.《對(duì)溫差電空調(diào)系統(tǒng)效率的探討》[9]王鐵民,馬洪奎,陳學(xué)軍,張昕琰,葛曉麗一體制冷與應(yīng)用技術(shù)[M]。上海:交通大學(xué)出版社,l992,7.P41[11]朱國(guó)輝錄音演播間的設(shè)計(jì)與實(shí)施[J]。音響技術(shù),20##年01期[12]張翊中高粘度范圍的標(biāo)準(zhǔn)粘度液一甲基硅油。上海大學(xué)機(jī)械電子與自動(dòng)化學(xué)院,上海計(jì)量測(cè)試2006,33(5):22-24[13]英C?W?伊文思.膠管工藝學(xué).1983.04第1版[14]G.A.Slack,inCRCHandbookThermoelectrics,D.M.Rowe,Ed.(CRCPress,BocaRaton,FL,1995)[15]G.S.Nolas.J.Sharp,H.J.GolNewMaterialsDevelopments(Springer-Verlag,NewYork,2001)[16]I-YuHuanga,Jr-ChingLinb,Kun-DianShea,Ming-ChanLia,Jiann-HengShunKuob.Developmentoflow-costmicro-thermoelectriccoolersutMEMStechnology.ElsevierB.V.2008.07[17]RecentDevelopmentsinThermoelectricity.Blatt.Science27OctoberSemiconductorRoadmap(SematechandAustin,TX,1994).[19]ThermoelectricityatVeryLowTemperatures.M獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果20##年4月,華東理工大學(xué)第八屆“奮進(jìn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽,二等獎(jiǎng)20##年6月,第十一屆上海市大學(xué)生學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽,特等獎(jiǎng)作品所處階段中試階段技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式作品可展示的形式實(shí)物、產(chǎn)品、圖紙、磁盤、圖片、現(xiàn)場(chǎng)演示技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):本設(shè)計(jì)打破了傳統(tǒng)空調(diào)使用壓縮機(jī)制冷的常規(guī)做法,在現(xiàn)有溫差電芯片制冷效率達(dá)到4~5的基礎(chǔ)之上,利用溫差電芯片替代傳統(tǒng)壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)。不使用任何制冷劑,不污染大氣,能耗降低50%以上,制冷反應(yīng)速度提高80%,噪音≤10dB,體積減少30%,重量降低70%。技術(shù)及實(shí)用性均完全高于傳統(tǒng)的壓縮機(jī)制冷空調(diào)。適應(yīng)范圍:由于結(jié)構(gòu)條件所限,目前溫差電制冷空調(diào)還僅限于家用。也就…(查看更多)是說(shuō),單個(gè)溫差電空調(diào)制冷面積≤10om。但隨著本產(chǎn)品的進(jìn)一步改進(jìn),其適用面積將逐步提高,最終可以完全替代現(xiàn)有空調(diào)產(chǎn)品。市場(chǎng)分析及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè):本土電力資源緊缺來(lái)自國(guó)家電網(wǎng)的最新報(bào)告顯示,全國(guó)出現(xiàn)拉閘限電的地區(qū),已經(jīng)從20##年的12個(gè)省級(jí)電網(wǎng)擴(kuò)大到21個(gè),預(yù)計(jì)今后兩三年內(nèi)用電緊張局面將日趨嚴(yán)重。造成電力緊張的諸多原因中,居民家庭電器用電,特別是空調(diào)用電的大幅度增長(zhǎng)不可忽視。僅家用空調(diào)一項(xiàng)年耗電量就達(dá)到400億KW?H以上,超過(guò)電網(wǎng)負(fù)荷的30%。我國(guó)已經(jīng)成為世界上電力消費(fèi)第二大國(guó),家用電器是耗能大戶,推廣節(jié)能產(chǎn)品,我們責(zé)無(wú)旁貸。20##年10月份,我國(guó)出臺(tái)了《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》,這是我國(guó)制定的第一個(gè)節(jié)能中長(zhǎng)期規(guī)劃。規(guī)劃中確定將開(kāi)展十大重點(diǎn)節(jié)電工程,電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能是重點(diǎn)工程之一。在20##年4月10日舉行的“20##年中國(guó)家電變頻技術(shù)與節(jié)約經(jīng)濟(jì)論壇”上,作為國(guó)內(nèi)主推變頻節(jié)能技術(shù)的30多個(gè)家電企業(yè)代表以及中國(guó)消費(fèi)者協(xié)會(huì)、國(guó)家發(fā)改委等機(jī)構(gòu)代表共同簽名,號(hào)召社會(huì)使用節(jié)能家電產(chǎn)品。家電變頻聯(lián)盟同時(shí)成立。如果使用我們的產(chǎn)品,家用空調(diào)一項(xiàng)的耗電指標(biāo)就可以降低200億KW?H以上,直接降低經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)100億元人民幣以上。住宅空調(diào)市場(chǎng)需求空間巨大1.我國(guó)空調(diào)遠(yuǎn)未普及。目前,我國(guó)住宅空調(diào)的普及率及人均住宅制冷量相對(duì)較低,我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的住宅平均制冷量也僅相當(dāng)于日本、美國(guó)六七十年代的水平。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長(zhǎng),人們生活水平不斷提高,人們對(duì)居住室內(nèi)環(huán)境的要求也日益提高,再加上空調(diào)價(jià)格持續(xù)下跌,在大中城市里,原來(lái)在人們心目中屬于奢侈品的空調(diào)也逐步走入了普通百姓家庭,成了家居必備用品。但我國(guó)人口主要分布在中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū),這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后,目前居民家庭空調(diào)的擁有率還處于一個(gè)非常低的水平,正逐步接受空調(diào)產(chǎn)品,可以說(shuō),這是一個(gè)比大中城市更為廣闊的市場(chǎng),其市場(chǎng)容量非常巨大。2.氣候特征變化使空調(diào)需求區(qū)域不斷擴(kuò)大。我國(guó)西部地區(qū)日照時(shí)間長(zhǎng),夏季非常炎熱,許多城市一年內(nèi)超過(guò)35℃的天數(shù)很多,最熱月平均溫度比我國(guó)許多南方城市還高,如西安一年內(nèi)超過(guò)35℃的天數(shù)為24.3天,高于武漢的21天。近幾年,我國(guó)華北、東北地區(qū)夏季氣溫逐年提高,東北地區(qū)的最高氣溫連續(xù)多年超過(guò)了36℃,哈爾濱在夏季的最高氣溫有時(shí)高達(dá)39℃,華北地區(qū)夏季38~39℃的天氣已屢見(jiàn)不鮮。隨著這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件的改善,空調(diào)需求量也非??捎^。3.我國(guó)每年新增大量住宅,對(duì)空調(diào)需求量很大。目前我國(guó)城市住宅總體水平仍然不高,城鎮(zhèn)住宅人均建筑面積與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有較大差距。前幾年,我國(guó)取消了福利分房制度,人們停止了對(duì)單位分房的等待,再加上許多需要改善住房條件的人紛紛從房地產(chǎn)市場(chǎng)購(gòu)買住房,我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)迅速發(fā)展,每年新增大量住宅。隨著城市改造進(jìn)程的加快,城市中大量拆遷戶需要購(gòu)買住房,同時(shí)人們對(duì)居住面積、居住檔次要求越來(lái)越高,再加上農(nóng)村有大量富余勞動(dòng)力進(jìn)入城市就業(yè),城市人口急劇增長(zhǎng),住宅的開(kāi)發(fā)面積越來(lái)越大,空調(diào)需求也將隨之膨脹。隨著我國(guó)農(nóng)村人口生活水平的逐步提高,他們的住房條件也在迅速改善,再加上農(nóng)村電網(wǎng)價(jià)格與城市電價(jià)接軌,農(nóng)村人們對(duì)空調(diào)需求將出現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。同類課題研究水平概述的競(jìng)爭(zhēng)取決于核心競(jìng)爭(zhēng)力領(lǐng)先所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì),包括總生產(chǎn)成本、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)研究開(kāi)發(fā)等多個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)??照{(diào)產(chǎn)業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)…(查看更多)化產(chǎn)業(yè),要革命性創(chuàng)新是十分困難的,例如格蘭仕不銹鋼高級(jí)空調(diào)在一些沿海城市,長(zhǎng)江流域較潮濕的地區(qū)優(yōu)勢(shì)十分顯著,而且時(shí)尚,但在干燥地區(qū)只能體現(xiàn)空調(diào)時(shí)尚,而產(chǎn)品的實(shí)用優(yōu)點(diǎn)卻難以體現(xiàn),今后空調(diào)主要是在智能化、材料、款式等上面的變化。目前在數(shù)字化技術(shù)、新材料等方面,不管是新牌子,還是老牌子,都是站在一條起跑線上的。由于熱電空調(diào)器具有抗震、耐壓、無(wú)制冷劑泄漏和使用直流電等一系列優(yōu)點(diǎn),因此目前許多國(guó)家已經(jīng)投入這方面的研究。但縱觀國(guó)內(nèi)外的研究,從一個(gè)整體水平來(lái)看,還是有待提高的。就我們國(guó)內(nèi)的一些相關(guān)研究來(lái)看,如專利號(hào)200520123945.9中的設(shè)計(jì),包括溫差電組件兩面冷端換熱單元、熱端換熱單元及其圍成的通道;冷端換熱單元依次為溫差電組件冷面、導(dǎo)塊、散冷器;所述熱端換熱單元依次緊貼有溫差電組件熱面、散熱器;通道壁為散冷器圍成;其特點(diǎn)是:所述散熱器為高密度刨削散熱器,所述散冷器為高密度散冷器;所述通道為上、下兩層;所述散熱器外面上設(shè)置有與所述通道垂直的散熱風(fēng)扇;所述通道出風(fēng)口設(shè)置有出風(fēng)口風(fēng)扇。由于采用雙層結(jié)構(gòu)和輕質(zhì)、高密度鋁散熱器,溫差電空調(diào)器的效率達(dá)到了4.7[1];由于采用冷風(fēng)道氣流方向與散熱風(fēng)道氣流方向呈垂直的交叉流換熱以及上、下兩個(gè)冷端換熱風(fēng)道并行的結(jié)構(gòu),致冷功率達(dá)到40oW以上[2]。但它的改進(jìn)之處略顯狹窄,未對(duì)空調(diào)內(nèi)外機(jī)的交換管道進(jìn)行一些改進(jìn),有助于提高制冷功率。就國(guó)外的一些相關(guān)研究來(lái)看,如專利號(hào)US7,325,407B2中的設(shè)計(jì),包括一個(gè)框架和基礎(chǔ)組件?;A(chǔ)組件包括:熱電冷卻芯片,熱/冷導(dǎo)管,散熱片,溫度控制器和電扇;運(yùn)行過(guò)程中,熱電冷卻芯片產(chǎn)生冷/熱空氣,接著這些空氣通過(guò)超導(dǎo)體導(dǎo)管傳送到散熱片,再由用戶推動(dòng)面板上的按鈕,從而達(dá)到在短時(shí)間內(nèi)控制室內(nèi)溫度的效果。其中的溫度控制器被分為了2個(gè)部分,一個(gè)冷空氣控制器和一個(gè)熱空氣控制器,以確保冷熱溫度控制得當(dāng)[3]。不過(guò)這個(gè)專利也沒(méi)有具體闡述其導(dǎo)熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì),基本屬于理論文獻(xiàn),里面的數(shù)據(jù)缺乏翔實(shí)可信性,設(shè)計(jì)存在一些漏洞。參考文獻(xiàn)[1]I-YuHuanga,Jr-ChingLinb,Kun-DianShea,Ming-ChanLia,Jiann-HengChencandJin-ShunKuob.Developm國(guó)專利:200520123945.9,20##-12-13.[3]ChantingChen.ThermoelectricAirConditioner.美國(guó)專利:US7,325基本信息項(xiàng)目名稱:高功率LED燈相變脈動(dòng)熱翅板散熱器機(jī)械與控制簡(jiǎn)介:功率僅有15至20%轉(zhuǎn)換成光,其余80至85%則轉(zhuǎn)換成熱。隨著LED功率的增大,發(fā)熱詳細(xì)介紹:LED(LightEmittingDiode)是一種半導(dǎo)體發(fā)光綠色照明光源,以其節(jié)能和環(huán)保的特性在未來(lái)的10~20年內(nèi)成為新一代理想的固態(tài)照明光源。但是LED在工作過(guò)程中,輸入功率僅有15至20%轉(zhuǎn)換成光,其余8o至85%則轉(zhuǎn)換成熱。隨著LED功率的增大,發(fā)熱量增多,如果散熱問(wèn)題解決不好,將對(duì)LED的壽命、可靠性造成嚴(yán)重的影響。針對(duì)高功率LED燈的散熱問(wèn)題,作者基于…(查看更多)脈動(dòng)自激振蕩界面相變傳熱基本原理,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種新型高效的脈動(dòng)熱翅板相變散熱裝置。脈動(dòng)熱翅板散熱器(鋁制)是由板翅通道和真空充液“U”型微通道脈動(dòng)熱板間隔疊置熔焊而成,具有傳熱面積大,換熱效率高,制造成本低,存在體積小,重量輕,空間布置方便等優(yōu)點(diǎn)。其整體采用鋁合金3A21和5A02為材料,與工質(zhì)一水相容、耐腐蝕。比一般的散熱器散熱性能、成本都有很大的改進(jìn)與提高。此脈動(dòng)熱翅板散熱器由真空充液芯體和封頭兩部分組成,真空充液封頭設(shè)在芯體下部,其中封頭上設(shè)有接管,用以將微通道脈動(dòng)熱板抽成真空并充裝工作液體。芯體由若干個(gè)板翅通道和脈動(dòng)熱板微通道構(gòu)成。芯體組裝時(shí)微通道脈動(dòng)熱板和板翅通道間隔疊置。實(shí)現(xiàn)冷,熱流體間的錯(cuò)流型流動(dòng)。冷介質(zhì)通道具有翅片,翅片上、下設(shè)有隔板密封隔板),通道側(cè)邊設(shè)有封條。脈動(dòng)熱板的微通道采用化學(xué)蝕刻技術(shù)在薄鋁板上加工而成。芯體是熱翅板散熱器核心零件,它由微通道脈動(dòng)熱板和板翅通道間隔疊置熔焊而成,實(shí)現(xiàn)冷,熱流體間的錯(cuò)流型流動(dòng)以達(dá)到傳熱的目的。它結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、傳熱強(qiáng)度高。冷介質(zhì)通道具有翅片,翅片上、下設(shè)有隔板(密封隔板),通道側(cè)邊設(shè)有封條。脈動(dòng)熱板通道為微通道結(jié)構(gòu)。脈動(dòng)熱板內(nèi)有若干個(gè)U形微通道,工質(zhì)在液池蒸發(fā),上升進(jìn)入各通道,在微通道內(nèi)形成氣液柱塞。氣塞上升大蒸發(fā)段,破裂回流,產(chǎn)生相變傳熱,微通道在脈動(dòng)方向傳熱效率高,可認(rèn)為是熱的超導(dǎo)體。微通道脈動(dòng)熱板在強(qiáng)化傳熱同時(shí),增強(qiáng)了散熱器的靜壓強(qiáng)度,防止散熱器內(nèi)壓力過(guò)大而產(chǎn)生的失效。封頭用于形成液體沸騰相變所需的液池,同時(shí)對(duì)真空通道起密封作用,并提供抽真空和充裝介質(zhì)的通道。脈動(dòng)熱翅板散熱器的工作原理:真空充液通道內(nèi)充裝對(duì)環(huán)境無(wú)害的工質(zhì),散熱器底部熱源(大功率LED燈)散發(fā)出的熱量傳到工質(zhì)液槽,使工質(zhì)沸騰,蒸發(fā)的蒸汽順著脈動(dòng)熱板微通道上升,依靠熱誘發(fā)的自激振蕩產(chǎn)生動(dòng)態(tài)過(guò)程的界面相變現(xiàn)象,將熱量傳給板翅通道內(nèi)的冷風(fēng),后冷凝成液體自然回流到下面的液槽。如此循環(huán),熱量被脈動(dòng)熱板微通道中的工質(zhì)轉(zhuǎn)移給冷風(fēng),從而實(shí)現(xiàn)了熱量的傳遞,達(dá)到散熱的目的。作品專業(yè)信息設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)發(fā)明目的:LED是一種半導(dǎo)體發(fā)光綠色照明光源,以其節(jié)能和環(huán)保的特性在未來(lái)的10~20年內(nèi)成為新一代理想的固態(tài)照明光源。但LED在工作過(guò)程中,輸入功率僅有15至20%轉(zhuǎn)換成光,其余轉(zhuǎn)換成熱。隨著LED功率的增大,若散熱問(wèn)題解決不好,將對(duì)LED的壽命、可靠性造成嚴(yán)重影響。針對(duì)高功率LED燈的散熱問(wèn)題,作者設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種新型高效的脈動(dòng)熱翅板相變散熱裝置。發(fā)明基本思路:將相變冷卻技術(shù)…(查看更多)與微通道脈動(dòng)熱板結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)提出的一種散熱結(jié)構(gòu)。主體結(jié)構(gòu)由真空充液封頭和芯體兩部分組成,有利于裝配和制造。芯體基本結(jié)構(gòu)為隔板與翅片組成的冷風(fēng)通道與微通道脈動(dòng)熱板間隔疊置,真空熔焊的高效緊湊的板翅結(jié)構(gòu)。微通道脈動(dòng)熱板采用U型的微通道結(jié)構(gòu),強(qiáng)化傳熱。創(chuàng)新點(diǎn)及技術(shù)關(guān)鍵:散熱器由翅片通道與微通道脈動(dòng)熱板疊置、真空熔焊而成。單位體積傳熱面積大于120om2/m3。主體結(jié)構(gòu)由真空充液封頭和板翅式芯體兩部分組成,有利于裝配和制造,結(jié)構(gòu)緊湊。整體采用鋁材,進(jìn)行陽(yáng)極化處理,減少腐蝕,減輕重量,降低成本。微通道脈動(dòng)熱板采用脈動(dòng)微通道結(jié)構(gòu),以化學(xué)蝕刻方式加工微通道,加工成本低,便于批量生產(chǎn),同時(shí)增強(qiáng)了散熱器的靜壓強(qiáng)度,延長(zhǎng)了壽命。主要技術(shù)指標(biāo):環(huán)境溫度為30℃,空氣相對(duì)濕度100%,風(fēng)扇風(fēng)速為2m/s時(shí),散熱熱流密度達(dá)5×105W/m2;散熱器微通道內(nèi)部真空度為4×10-3Pa;冷介質(zhì)通道壓力降小于60Pa;體積約為傳統(tǒng)液體散熱器的1/5,重量約為傳統(tǒng)熱板的1/8;性能價(jià)格比是傳統(tǒng)散熱器的3倍;采用去離子水作為工質(zhì)??茖W(xué)性、先進(jìn)性脈動(dòng)相變熱板具有普通熱板所具有的一切優(yōu)點(diǎn),但其工作原理與普通熱板存在本質(zhì)區(qū)別。普通熱板中發(fā)生靜態(tài)的界面蒸發(fā)或冷凝過(guò)程,而脈動(dòng)熱板中依靠熱誘發(fā)的自激振蕩產(chǎn)生動(dòng)態(tài)過(guò)程的界面相變現(xiàn)象,大大強(qiáng)化了換熱過(guò)程,有部分不凝性氣體也不會(huì)影響其性能。脈動(dòng)熱翅板散熱器采用鋁制薄板化學(xué)蝕刻脈動(dòng)微通道,翅片隔板疊置、真空熔焊而成。隨著鋁合金化學(xué)蝕刻精密加工技術(shù)和熔焊工藝技術(shù)的提高,使成本大為降低…(查看更多),約為同性能散熱器成本的70%。同時(shí)采用板翅結(jié)構(gòu)使得散熱器傳熱面積大,換熱效率高,體積小,重量輕,空間布置方便,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的緊湊性和性能的高效,在芯片熱流密度達(dá)到5×105W/m2的情況下,芯片表面溫度在70~75℃之間,完全滿足大功率LED燈的散熱要求。脈動(dòng)微通道結(jié)構(gòu)使薄板單元體結(jié)構(gòu)有較高的強(qiáng)度和承壓能力,相比熱管,大大提高了散熱器的壽命。與傳統(tǒng)散熱器相比較,脈動(dòng)熱翅板散熱器具有以下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)、功能緊湊;體積小,重量輕;壽命長(zhǎng),散熱效率高;制造成本低。比同類散熱器有很大的改進(jìn)和提高。無(wú)作品所處階段中試階段技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式技術(shù)入股作品可展示的形式實(shí)物、產(chǎn)品、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片、錄像技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):本作品以抗腐蝕性能較好的鋁合金作為原材料,采用高效緊湊的板翅式芯片真空熔焊的而成,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)和功能的緊湊性。提高了傳熱效率以及綜合效能。本作品具有重量輕,體積小,便于安裝,散熱效率高,耐腐蝕,壽命長(zhǎng),制造成本低,作為工質(zhì)的蒸餾水對(duì)環(huán)境友好等突出的優(yōu)點(diǎn)。使用范圍:該作品可以廣泛應(yīng)用作各種LED燈的散熱元件。對(duì)大功率LED照明燈的…(查看更多)散熱優(yōu)勢(shì)特別明顯。市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè):該散熱器相比于傳統(tǒng)散熱器,在結(jié)構(gòu)和性能上都有了很大的改進(jìn)
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