一種半導體深度除濕機的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種半導體深度除濕機，包括殼體，殼體內設有半導體制冷片，半導體制冷片的一側設有吸熱翅片組，另一側設有散熱翅片組；殼體上設有第一進風口、第二進風口和出風口，機外濕空氣從第一進風口和第二進風口進入到殼體內，由第一進風口進入的濕空氣先流經吸熱翅片組后再流向散熱翅片組，由第二進風口進入的機外濕空氣直接流向散熱翅片組；流過散熱翅片組后的空氣由出風口排出殼體；第一進風口的進風量小于第二進風口的進風量。本發明使穿越吸熱翅片組的空氣的顯熱在制冷片制冷量中的占比大幅、精確降低，空氣中水蒸汽的相變潛熱在半導體制冷片制冷量中的占比得到有效提高、精確提高，保證吸熱翅片組在低相對濕度條件下從空氣中濾除水分。
【專利說明】
一種半導體深度除濕機
技術領域
[0001 ]本發明涉及除濕裝置設計技術領域，尤其涉及一種半導體深度除濕機。
【背景技術】
[0002] 半導體制冷技術，又稱溫差電制冷技術，自20世紀50年代快速發展起來。半導體制 冷，它利用半導體材料組成的P-N結，通上直流電即可產生制冷效果，幾秒鐘就可以使冷端 結霜;它沒有壓縮機等復雜的機械結構，更不需要制冷劑。
[0003] 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°C，使用方便，運用廣泛;③可以連續調節，改變制冷片的供 電電壓，制冷量可以連續變化;④重量輕，體積小，可以做成微型、亞微型、小型半導體制冷 器。
[0004] 半導體制冷技術在微小空間，例如工業電氣柜、家庭衣柜櫥柜等等，在沒有大濕負 荷潮濕空氣連續產生的條件下，解決柜內除濕防霉、提高電氣絕緣等級防止擊穿方面，具有 獨特的優勢。
[0005] 采用半導體制冷，進行除濕，已經成功并且獲得推廣。如何進一步提高除濕深度， 將相對濕度降低到50%以下，提高空氣的干燥性，防止霉菌產生與發展，成為市場的迫切需 求。
[0006] 發霉是一種常見的自然現象，可出現在食物和木質家具中。木質家具、衣物等受潮 時間長后，容易導致發霉。如果水份活度值低，霉菌不能吸收水分而難以發展;在受潮后水 分活度值升高，霉菌就會吸收水分進而分解和食用食物、纖維中的糖類、碳類養分，快速生 長甚至瘋長。
[0007] 霉菌發生和抑制的溫濕度條件：
[0009] 從上表可以看出，要將相對濕度降低到50%以下，霉變就不易發生;而要將整個空 間的相對濕度降低到50%，除濕機必須有在低于50 % (例如40 % )以下的相對濕度條件中濾 除空氣中水分的能力。
[0010] 目前市場上半導體除濕機，如圖1中所示，運行時半導體制冷片17通入直流電，制 冷片右側吸熱、左側放熱，風機11將空氣壓向與制冷片左側緊密接觸的散熱翅片12帶走熱 量從出風口 18排出除濕機體外；同時，風機11在腔內造成負壓，吸引進風口 15的空氣流入； 自進風口 15流入的空氣，一小部分流過與制冷片右側緊密接觸的吸熱翅片16,這一小部分 空氣被降溫除濕后與大部分未流過吸熱翅片的主體空氣匯合，再流向散熱翅片。這種半導 體除濕機的吸熱翅片的通風量，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，不能精準配風，只能在高濕度例如80%RH條件下除濕，而不能在相對較低的濕度例如 40%RH條件下除濕，致使半導體制冷技術的深度除濕"防霉"功能不能實現的問題。
【發明內容】
[0011] 為了解決上述問題，本發明提供了一種半導體深度除濕機，包括殼體，所述殼體內 設置有半導體制冷片，所述半導體制冷片的一側設有吸熱翅片組，另一側設有散熱翅片組； 所述殼體上設置有第一進風口、第二進風口和出風口，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，且由第一進風口進入的濕空氣先流經所述吸熱翅 片組后再流向所述散熱翅片組，由第二進風口進入的濕空氣直接流向所述散熱翅片組;流 經過散熱翅片組后的空氣經由所述出風口排出所述殼體;其中，所述第一進風口的進風量 小于第二進風口的進風量。
[0012] 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；
[0013] 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。
[0014] 較佳地，第一通孔的直徑或當量直徑 < 第二通孔的直徑或當量直徑，所述第一通 孔的數量<所述第二通孔的數量
[0015] 較佳地，所述第一通孔和/或所述第二通孔為，所述第一通孔、所述第二通孔為圓 形、橢圓形、矩形、菱形、三角形或其它多邊形。
[0016] 較佳地，所述吸熱翅片組下方設置有接水盤。
[0017] 較佳地，所述接水盤連接有一水箱。
[0018] 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 內空氣的流動。
[0019] 本發明由于采用以上技術方案，使之與現有技術相比，具有以下的優點和積極效 果：
[0020] 本發明提供的一種半導體深度除濕機，通過將進風口分為兩個進風口，并對兩進 風口的風量進行精準的分配、控制，使得穿越吸熱翅片組的風量小于穿越散熱翅片組的風 量，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 除濕機所處空間內的相對濕度降低到50%以下，以有效抑制霉菌的發生。
【附圖說明】
[0021] 結合附圖，通過下文的述詳細說明，可更清楚地理解本發明的上述及其他特征和 優點，其中：
[0022] 圖1為現有技術中半導體除濕機的結構示意圖；
[0023] 圖2為本發明提供的半導體深度除濕機的結構示意圖；
[0024] 圖3為本發明中吸熱翅片組、散熱翅片組的結構示意圖；
[0025] 圖4為本發明中通孔為圓孔的第一配分板的結構示意圖；
[0026] 圖5為本發明中通孔為圓孔的第二配分板的結構示意圖；
[0027] 圖6為本發明中通孔為矩形孔的第一配分板的結構示意圖；
[0028] 圖7為本發明中通孔為矩形孔的第二配分板的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 參見示出本發明實施例的附圖，下文將更詳細地描述本發明。然而，本發明可以以 許多不同形式實現，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發明的范圍。這些附 圖中，為清楚起見，可能放大了層及區域的尺寸及相對尺寸。
[0030] 采用半導體制冷進行除濕操作，其關鍵，在于半導體制冷片的散熱翅片組和吸熱 翅片組的風量控制，在于如何解決"散熱翅片組需要大風量與吸熱翅片組需要小風量"這樣 一對矛盾。
[0031] 當前的半導體除濕機制冷片，由于半導體P-N結自身的物理特性，其制冷效率較 低，一般只有0.3左右;通常制冷片的制冷量都比較小，以V為單位時，制冷量通常只有10 的1次方數量級或2次方數量級。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。
[0032] 本發明提供了一種半導體深度除濕機，通過將進風口分為兩個進風口，使得穿越 吸熱翅片組的風量小于穿越散熱翅片組的風量，使穿越吸熱翅片組的微小風量得到精確控 制，從而使穿越吸熱翅片組的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、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 機所處空間內的相對濕度降低到50%以下，以有效抑制霉菌的發生。
[0033] 具體的，參照圖2,本發明提供的半導體深度除濕機包括有一殼體10,殼體10內設 置有半導體制冷片3,半導體制冷片3的一側設置有吸熱翅片組7,另一側設置有散熱翅片組 2;殼體10上設置有第一進風口、第二進風口和出風口9，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10內，且由第一進風口進入的濕空氣先流經吸熱翅片組7后再流向 散熱翅片組2，由第二進風口進入的濕空氣直接流向散熱翅片組2;來自第一進風口和第二 進風口的空氣一起流經散熱翅片組2后經由出風口9排出殼體10;其中，第一進風口的進風 量小于第二進風口的進風量。
[0034] 如圖3中所示，吸熱翅片組7和散熱翅片組2具體由一基板和多個平行間隔設置基 板上的翅片組成，吸熱翅片組7、散熱翅片組2的基板一側壓制在半導體制冷片3上；當半導 體制冷片3通電工作后，吸熱翅片組7吸熱、散熱翅片組2放熱，濕空氣流經吸熱翅片組7被降 溫除濕，變成低溫飽和空氣，然后流經散熱翅片組2帶走散熱翅片組2上的熱量。
[0035] 第一進風口連通有第一進風通道，吸熱翅片組7位于第一進風通道內；第二進風口 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 9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流向散熱翅片組2,帶走散熱翅片 組2上的熱量后經由出風通道從出風口 9排出殼體。
[0036] 第一進風口上設置有第一配風板8，第二進風口上設置有第二配風板4，第一配風 板8和第二配風板4用于實現對第一進風口、第二進風口的進風量的精確分配，在本實施例 中第一配風板8準確控制小流量空氣進入，第二配風板4準確控制相對較大的空氣流量進 入。本發明將流過吸熱翅片組的風量控制為小于散熱翅片組的通風量，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尚、精確提尚。
[0037] 進一步的，第一配風板8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、第二通孔可以為如圖4-5中所示的圓孔，也可為如圖6-7中所示的矩形 孔;在其他實施例中，第一通孔、第二通孔也可為橢圓形、菱形、三角形或其它多邊形，此處 均不作限制。本發明可以通過控制第一通孔、第二通孔的設置數量、尺寸來精確控制第一配 風板8和第二配風板4的進風量，從而來精確控制吸熱翅片組7、散熱翅片組2的通風量;例如 在本實施例中，第一通孔和第二通孔的尺寸相同，通過控制第一配風板8上第一通孔的設置 數目少于第二配風板4上第二通孔的設置數目，從而準確控制第一進風口的通風量小于第 二進風口的進風量，準確控制吸熱翅片組7的通風量小于散熱翅片組2的通風量。又例如，第 一通孔的直徑或當量直徑 < 第二通孔的直徑或當量直徑，第一通孔的數量 < 所述第二通孔 的數量，從而使得吸熱翅片組7的通風量小于散熱翅片組2的通風量。
[0038] 當第一配風板8和第二配風板4均為孔板的時候，即第一通孔和第二通孔均為圓孔 的時候，通過對孔板上圓孔的直徑和數量的設置，調節空氣流過孔板的阻力，就可以精確調 節吸熱翅片組、散熱翅片組的通風量，可以精確調整吸熱翅片組通風量與散熱翅片組通風 量的比例；即可以實現"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"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與家用空間的相對濕度降低到50%以下。
[0039] 當第一配風板8和第二配風板4均為縫板的時候，即第一通孔和第二通孔均為矩形 縫眼，的時候，通過對縫板上縫眼的長度寬度和數量的設置，調節空氣流過縫板的阻力，就 可以精確調節吸熱翅片組、散熱翅片組的通風量，可以精確調整吸熱翅片組通風量與散熱 翅片組通風量的比例；即可以實現"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"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與家用空間的相對濕度降低 到50%以下。
[0040] 吸熱翅片組7的下方設置有接水盤6,用于收集吸熱翅片組7上形成的冷凝水;接水 盤6還連接有一水箱5，接水盤6內的水直接排到水箱內。
[0041] 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，風機1 用于推動殼體內空氣的流動。風機1啟動后，使得殼體內部形成負壓，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。
[0042]下面就本發明提供的半導體深度除濕機的工作原理做進一步的說明：
[0043]首先，半導體制冷片3通電啟動后，右側的吸熱翅片組7吸收熱量，右側的散熱翅片 組2散發熱量;風機1啟動，使得外界濕空氣分別從第一進風口、第二進風口進入到殼體內； 從第一進風口進入的濕空氣經過第一配風板8后均勻流過吸熱翅片組7,被降溫除濕，成為 低溫飽和空氣后流向散熱翅片組2;從第二進風口進入的濕空氣經過第二配風板8后均勻流 向散熱翅片組2;來自第一進風通道內的低溫飽和空氣與來自第二進風通道內的濕空氣一 起流向散熱翅片組2,并對散熱翅片組2降溫，最后再從出風口 9排出，如此循環達到除濕的 效果。
[0044]下面就具體實施例對本發明做進一步的說明：
[0045] 實施例1
[0046] 在本實施例中，半導體制冷片功率為50W，制冷量為15W，制熱量為65W;通過控制第 一配風板、第二配風板上通孔的數量、尺寸，使得吸熱翅片組風量為2m3/h，散熱翅片風量為 50m 3/h;因此，吸熱端通風量只有散熱端的1/25,進出散熱翅片組的溫差為3.9°C;采取本發 明的第一配風板、第二配風板的配風技術，能精確控制吸熱翅片組和散熱翅片組的通風量， 保證低濕度條件下的除濕效果。
[0047] (1)3(TC60%RH 工況下
[0048] 吸熱翅片組的進風露點21.392Γ，焓71.302kJ/kg，含濕量16.039g/kg，處理焓差 為 15/(2*1.2/3.6) =22.5kJ/kg，處理后的空氣狀態點為 17.304°C，焓48.802kJ/kg，含濕量 為 12 · 367g/kg 干，除濕量為 2*1 · 2( 16 · 039-12 · 367) =8 · 8g/h [0049] (2)在30°C40%RH 工況下
[0050] 吸熱翅片組的進風露點15°C，焓57.402kJ/kg，含濕量10.601g/kg，處理焓差為15/ (2*1.2/3.6) = 22.5kJ/kg，處理后的空氣狀態點為12.3 °C，焓34.902kJ/kg，含濕量為 8 · 907g/kg 干，除濕量為 2*1 · 2 (10 · 601-8 · 907) = 4 · 06g/h
[0051]如果不采用本發明提供的除濕機，吸熱翅片組的通風量將輕易超過lg/s，即大于 3m3/h，則半導體制冷片的15W制冷量將被流過吸熱翅片組的空氣的顯熱消耗殆盡，半導體 制冷片沒有制冷量再用于空氣中水蒸汽的冷凝熱吸收，沒有冷凝水濾出.
[0052]在本實施例中，采用本發明提供的半導體深度除濕機，其采用精準的配風板進行 配風，精確實現吸熱翅片組的小風量2m3/h，在30°C40 %RH工況下從空氣中濾出水分4.06g/ h，保證半導體除濕機所在空間的相對濕度低于50%，從而能夠有效除濕并且抑制霉菌的發 生和發展。
[0053] 實施例2
[0054] 在本實施例中，半導體制冷片的功率為50W，制冷量為15W，制熱量為65W;通過控制 第一配風板、第二配風板上通孔的數量、尺寸，使得吸熱翅片組風量為lm3/h，散熱翅片風量 為50m 3/h;因此，吸熱翅片組通風量只有散熱翅片組通風量的1/50,進出散熱翅片的溫差為 3.9°C。采取本發明的第一配風板、第二配風板的配風技術，能精確控制吸熱翅片組和散熱 翅片組的通風量，保證低濕度條件下的除濕效果。
[0055] (1)在301：80%1^工況下
[0056] 吸熱翅片組的進風露點26.14°C，焓85.44kJ/kg，含濕量21.57g/kg，處理焓差為 15/( 1*1.2/3.6) =45kJ/kg，處理后的空氣狀態點為14.408°C，焓40.44kJ/kg，含濕量為 10 · 242g/kg 干，除濕量為 1*1 · 2(21 · 57-10 · 242) = 13 · 6g/h;
[0057] (2)在3(TC60%RH 工況下
[0058] 吸熱翅片組的進風露點21.392Γ，焓71.302kJ/kg含濕量16.039g/kg，處理焓差為 15/( 1*1.2/3.6) =45kJ/kg，處理后的空氣狀態點為8.672°C，焓26.302kJ/kg，含濕量為 6 · 97g/kg 干，除濕量為 1*1 · 2( 16 · 039-6 · 97) = 10 · 9g/h [0059] (3)在3(TC40%RH 工況下
[0060] 吸熱翅片組的進風露點15°C，焓57.402kJ/kg，含濕量10.601g/kg，處理焓差為15/ (1*1.2/3.6)=451^/1^，處理后的空氣狀態點為1.695°(：，焓12.4021^/1^，含濕量為 4 · 269g/kg 干，除濕量為 1*1 · 2( 10 · 601-4 · 269) = 7 · 6g/h
[0061] 在本實施例中，采用本發明提供的半導體深度除濕機，其采用精準的配風板進行 配風，精確實現吸熱翅片組的小風量lm3/h，在30°C40%RH工況下從空氣中濾出7.6g/h水 分，保證半導體除濕機所在空間的相對濕度低于50%，從而能夠有效除濕并且抑制霉菌的 發生和發展。
[0062] 本技術領域的技術人員應理解，本發明可以以許多其他具體形式實現而不脫離本 發明的精神或范圍。盡管已描述了本發明的實施例，應理解本發明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發明精神和范圍之內作出變化和修 改。
【主權項】
1. 一種半導體深度除濕機，其特征在于，包括殼體，所述殼體內設置有半導體制冷片， 所述半導體制冷片的一側設有吸熱翅片組，另一側設有散熱翅片組;所述殼體上設置有第 一進風口、第二進風口和出風口，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，且由第一進風口進入的濕空氣先流經所述吸熱翅片組后再流向所述散 熱翅片組，由第二進風口進入的濕空氣直接流向所述散熱翅片組;流經過散熱翅片組后的 空氣經由所述出風口排出所述殼體;其中，所述第一進風口的進風量小于第二進風口的進 風量。2. 據權利要求1所述的半導體深度除濕機，其特征在于，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。3. 據權利要求2所述的半導體深度除濕機，其特征在于，第一通孔的直徑或當量直徑< 第二通孔的直徑或當量直徑，所述第一通孔的數量<所述第二通孔的數量。4. 據權利要求2或3所述的半導體深度除濕機，其特征在于，所述第一通孔、所述第二通 孔為圓形、橢圓形、矩形、菱形、三角形或其它多邊形。5. 據權利要求1所述的半導體深度除濕機，其特征在于，所述吸熱翅片組下方設置有接 水盤。6. 據權利要求5所述的半導體深度除濕機，其特征在于，所述接水盤連接有一水箱。7. 據權利要求1所述的半導體深度除濕機，其特征在于，所述散熱翅片組的出風端與所 述出風口之間設置有風機，用于推動殼體內空氣的流動。
【文檔編號】F24F3/14GK106091472SQ201610675560
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月15日 公開號201610675560.6, CN 106091472 A, CN 106091472A, CN 201610675560, CN-A-106091472, CN106091472 A, CN106091472A, CN201610675560, CN201610675560.6
【發明人】薛世山, 葉海林, 諸葛水明, 耿世彬, 韓旭, 蘇曉聲, 曾金輝, 袁麗, 朗潤澤
【申請人】浙江普林艾爾電器工業有限公司