随身微型空调

刘宏伟

【摘要】该微型空调可以运用于各种日常生活用品之中，使得人们能够随时随地的在一个舒适的环境之中学习与工作。该空调主要运用半导体制冷技术来实现制冷，具有噪音小、无污染、能耗低等优点，因此，该技术有很好的市场应用前景。

【关键词】微型  空调  半导体技术

1、研制背景及意义

近几年，随着社会经济的不断发展，人们对生活质量的要求也越来越高，全球气温不断上升的趋势下，我国各大城市的夏季气温也都屡创新高，并且常常出现持续的高温天气，而20世纪90年代末开始全球性禁止使用CFCS、HCFCS等制冷工质，在节能环保、低碳减排的背景下，伴随着新材料、新工艺及相关技术的发展，热电制冷技术在人体热防护系统中的应用和发展逐渐成为人们关注的焦点。

2、设计方案

2.1散热装置的设计

在半导体制冷装置的热端会产生一定的热量，为保证制冷系统能够安全正常的工作，必须将热端产生的热量及时的向周围空气散发，否则，热量的不断增加最终将会使半导体的热端温度持续升高，这不仅会破坏制冷装置的正常工作，严重时就会烧毁制冷装置，甚至会产生更加严重的后果。因此，半导体制冷装置的热端必须配备与之相对应的散热装置。

由于自然对流的散热效率太低，因此，采用风扇强制对流。散热装置安装在热电偶对的热端，为了能够更好的散热，将散热装置安装在热端的两侧。

2.3换热装置的设计

为了使人体各个部位的温度都达到一个相对合适的温度，该换热装置采用水作为换热介质，然后用极细的塑料软管编制一件T恤或背心，在塑料软管中装满水，再将该装置的出水口和进水口分别连接在一个微型换热器上，最后将换热器和半导体制冷装置的冷端放在用隔热材料围成的冷室当中。考虑到细软水管的阻力比较大，采用一个小型水泵为水循环提供动力，这是与制冷系统相配合的一种特殊服装。

2.4电源装置的设计

电源装置是半导体制冷装置的动力源泉，也是微型空调的心脏。太阳能是目前人类运用最广泛和最安全的一种可再生能源。目前，已有公司研制成功了有机太阳能材料，用这种材料可以制成一种特殊的太阳能电池，这种电池具有质量轻、体积小、韧性好、成本低、使用方便等优点。用这种电池作为半导体制冷系统的电源装置不仅节能环保而且美观经济。为了能够尽可能的减小制冷系统的体积，将这种柔性的太阳能电池安装在衣服的表面，这样安装不仅减小了系统的体积而且增加了衣服的美感与时尚感。

3 装置工作原理

空调装置原理简图

A：微型泵     B：换热器       C：P-N结      D：微型散热风扇       E：冷箱  F：热箱       G：蓄电池     H：控温装置     M：背壳

上图是该服饰空调装置的原理图，从图中可以看出，整个系统中主要的装置都在“背壳”中，装置主要由四部分组成：热箱、冷箱、蓄电池、控制装置。

首先，衣服表面的太阳能电池将电能输送到蓄电池中，再由蓄电池为P—N结提供电能，P—N结通电冷端从外界吸热使得冷箱的温度下降，致使换热器内的水温也降低，然后通过微型水泵把较低温度的水输送到塑料软管编制的衣服内，对人体温度进行调节。热箱主要由热端和微型风扇组成，驱动风扇的电能由蓄电池提供，控温装置与P—N结输入电流线连接，通过控制电流的大小来控制温度。蓄电池安装在最左侧，依次连接热箱、P—N结、冷箱、微型水泵，控制装置在下部，背壳安装在服装的背后，连接方式如图所示。

5、创新点及应用

1）该新型微型空调的适用范围比较广。

2）该新型微型空调操作和控制简单，方便使用。

3）该新型微型空调具有良好的制冷效果。

4）该新型微型空调具有环保无污染的优点。

6、应用前景

我国是个人口大国，拥有13亿人口，并且随着人口的增加，社会的发展，能源资源的紧缺，人们越来越注重环境保护和新能源利用，因此无污染的微型空调服饰一定会拥有很好的市场前景。随着全球气温的变暖，在夏季，大部分城市都出现持续的高温天气，以及人们生活水平的提高，对生活环境舒适度要求的提高，将会进一步扩大该服饰空调的销售市场。

参考文献

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