本發(fā)明涉及一種個人冷卻系統(tǒng)，特別是一種基于人體表面散熱量分布及人體熱舒適性要求，利用模塊化制冷組件和熱舒適性冷卻服實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境下人體溫度調(diào)控的個人冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
最早的個人冷卻裝置是為了適應(yīng)現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的需要，解決在高熱環(huán)境下由于熱應(yīng)激效應(yīng)造成的作業(yè)人員體能消耗過快、注意力不集中、大腦反應(yīng)遲鈍等問題而研發(fā)的。目前，其應(yīng)用范圍已逐步擴(kuò)展到軍用、航天、消防、冶金、采礦、醫(yī)療和體育等眾多領(lǐng)域，主要用于在高溫環(huán)境中避免人體過熱，增強(qiáng)人體熱舒適性，以及應(yīng)用于某些疾病的治療等。國外已研發(fā)了適合不同行業(yè)人員穿著要求的冷卻服。1989年美國海軍艦船水兵將裝有冰水的軟管縫在背心里，利用水泵使其在軟管內(nèi)循環(huán)而實(shí)現(xiàn)了水兵的冰水降溫。1991年海灣戰(zhàn)爭期間，美國空軍采用了一種新型間歇性多人降溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)由空調(diào)器、化學(xué)戰(zhàn)劑過濾器和背心等組成?？照{(diào)器產(chǎn)生的冷氣流通入化學(xué)戰(zhàn)劑過濾器，再通入防護(hù)服的背心內(nèi)而降低人體的溫度，可同時為10名地勤人員供送冷氣。美國海軍航空兵系統(tǒng)司令部正開發(fā)一種稱為“制冷盔甲”的背心式空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過一套過濾吹風(fēng)管將周圍的空氣吸進(jìn)位于進(jìn)氣口一側(cè)的空調(diào)器，經(jīng)過調(diào)節(jié)的空氣從出氣口進(jìn)入飛行服內(nèi)的導(dǎo)管而達(dá)到降低飛行員體溫的目的。該空調(diào)系統(tǒng)采用電池供電，不受飛機(jī)供電系統(tǒng)的影響，即使飛行員離開飛機(jī)后也可以使用。瑞士聯(lián)邦材料測試與研究實(shí)驗(yàn)室已研發(fā)出供多發(fā)性硬化癥患者使用的超輕降溫服。該降溫服有3層，兩層化纖膜夾著一層織物，形成可以注水的空間，使用者可通過醫(yī)用注射器向降溫服內(nèi)部注水，每次注水可給身體降溫60分鐘。從1980開始，我國研發(fā)了直升機(jī)飛行員用液冷頭盔和便攜式局部液冷服，1985和1986年液冷服應(yīng)用于“遠(yuǎn)洋號”測量船。我國也研發(fā)了新型便攜式單兵降溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)由降溫背心和制冷系統(tǒng)組成，背心前后布滿蛇形塑料軟管,制冷系統(tǒng)包括作為冷源的冰袋、泵和電池等。使用時將背心和制冷系統(tǒng)相連接，開啟電源后，水泵將冰袋的冰水注入背心的塑料軟管中，通過冰水循環(huán)達(dá)到人體降溫的目的。上述個人冷卻系統(tǒng)所采用的壓縮式、吸收式和渦流管等制冷方式，均不同程度地存在體積大、噪音高、抗震能力較差、調(diào)節(jié)不方便等問題。而現(xiàn)有利用熱電制冷的個人冷卻與加熱系統(tǒng)則存在未考慮人體熱舒適性因素、系統(tǒng)復(fù)雜、耗電設(shè)備多、效率低、負(fù)荷調(diào)節(jié)不便等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于熱電制冷原理的便攜式個人全身冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有體積小、無噪聲、抗震能力強(qiáng)、響應(yīng)時間短、調(diào)節(jié)方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，可以 滿足軍用、航天、消防、冶金、采礦、醫(yī)療等特殊情況下作業(yè)人員的散熱或熱舒適性要求，而且可根據(jù)不同使用工況的要求，靈活選擇和調(diào)節(jié)其體積、重量和最大工作負(fù)荷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：一種個人冷卻系統(tǒng)，包括冷卻服，所述冷卻服內(nèi)置有載冷劑循環(huán)換熱管，所述載冷劑循環(huán)換熱管連通至冷卻服外與循環(huán)輔助裝置連接，循環(huán)輔助裝置與模塊化制冷組件連接，循環(huán)輔助裝置和模塊化制冷組件均由控制裝置進(jìn)行控制；所述模塊化制冷組件包括微型載冷劑換熱器，利用熱電制冷通過循環(huán)輔助裝置為冷卻服內(nèi)載冷劑循環(huán)換熱管提供載冷劑，實(shí)現(xiàn)冷卻服內(nèi)循環(huán)降溫。所述冷卻服包括連體保溫服和冷卻帽，載冷劑循環(huán)換熱管分布于連體保溫服和冷卻帽內(nèi)部，并將連體保溫服和冷卻帽連接起來。所述連體保溫服和冷卻帽均由保溫材料制成，在連體保溫服和冷卻帽的表面涂防熱輻射涂銀材料，可以很好地隔絕外部高溫環(huán)境與載冷劑循環(huán)換熱管和人體之間的換熱。所述載冷劑循環(huán)換熱管為抗折彎PVC軟管，盤布于連體保溫服和冷卻帽的整個空間，依靠其內(nèi)的載冷劑循環(huán)帶走人體產(chǎn)生的熱量。所述模塊化制冷組件包括硬質(zhì)安裝板，所述硬質(zhì)安裝板上部設(shè)有絕熱層，硬質(zhì)安裝板上表面設(shè)有第一凹槽，微型載冷劑換熱器嵌于第一凹槽內(nèi)；所述微型載冷劑換熱器上表面與熱電制冷片貼合，熱電制冷片上部設(shè)有若干根熱管和熱管夾板；所述熱管兩端分別為吸熱端和散熱端；所述熱管夾板上帶有第二凹槽，所述熱管吸熱端嵌裝于第二凹槽內(nèi)并與熱管夾板共同形成一個換熱平面；所述熱管散熱端與散熱翅片相連，散熱翅片上部還連接有散熱風(fēng)扇。硬質(zhì)安裝板、微型載冷劑換熱器、熱電制冷片、熱管、熱管夾板、固定片、散熱翅片、散熱風(fēng)扇一一對應(yīng)，由下到上依次安裝固定為一體，形成模塊化制冷組件。進(jìn)一步的，所述硬質(zhì)安裝板的側(cè)面設(shè)有卡扣或卡槽，可便于硬質(zhì)安裝板之間互相拼接的結(jié)構(gòu)，用于在改變模塊化制冷組件套數(shù)時模塊之間互相拼接固定?？筛鶕?jù)使用的環(huán)境溫度及冷負(fù)荷的大小靈活選擇模塊化制冷組件的套數(shù)。當(dāng)使用多套模塊化制冷組件共同組成一套系統(tǒng)時，模塊化制冷組件之間可直接將各自的硬質(zhì)安裝板拼插組成一體，必要時還可進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼尺B或焊接固定。用載冷劑管將微型載冷劑換熱器按照一定的串并聯(lián)方式聯(lián)接起來，可形成一套完整的低溫載冷劑制取裝置內(nèi)部的載冷劑流通道。所述微型載冷劑換熱器分為預(yù)冷層和制冷層，制冷層位于預(yù)冷層上方；所述預(yù)冷層的流道為二次折返流道，液體進(jìn)入微型載冷劑換熱器的入口端與預(yù)冷層的入口連通，液體流出微型載冷劑換熱器的出口端與預(yù)冷層的出口連通，所述預(yù)冷層內(nèi)設(shè)有肋片，將預(yù)冷層的入口和預(yù)冷層的出口分隔為兩個互相隔絕的腔體；所述制冷層的流道為蛇形流道；所述預(yù)冷層和制冷層之間還設(shè)有金屬薄片， 通過金屬薄片的導(dǎo)熱實(shí)現(xiàn)預(yù)冷層內(nèi)液體的預(yù)冷。所述金屬薄片上開有進(jìn)液通孔和出液通孔，所述進(jìn)液通孔和出液通孔均將制冷層與預(yù)冷層連通，以供液體進(jìn)出制冷層。換熱液體首先由預(yù)冷層的入口進(jìn)入預(yù)冷層，流經(jīng)預(yù)冷層流道后，通過進(jìn)液通孔進(jìn)入制冷層，在制冷層流道內(nèi)換熱后，又通過出液通孔流回預(yù)冷層，并從預(yù)冷層的出口流出。所述熱電制冷元件的冷端向下，與微型載冷劑換熱器貼合；熱電制冷元件的熱端向上，與熱管及熱管夾板形成的換熱平面貼合。進(jìn)一步的，所述微型載冷劑換熱器與熱電制冷片采用部分交叉串并聯(lián)的連接方式，部分交叉串并聯(lián)是指相互串聯(lián)的微型載冷劑換熱器，與其一一對應(yīng)的熱電制冷片在電路中為并聯(lián)關(guān)系，且相互串聯(lián)的熱電制冷片，與其一一對應(yīng)的微型載冷劑換熱器也為并聯(lián)關(guān)系。所述循環(huán)輔助裝置包括與載冷劑循環(huán)換熱管進(jìn)口端連接的載冷劑流入管路和與載冷劑循環(huán)換熱管出口端連接的載冷劑流出管路，所述載冷劑流入管路和載冷劑流出管路上均設(shè)有逆止閥與載冷劑循環(huán)換熱管連接；所述載冷劑流入管路上還設(shè)有依次連接的循環(huán)載冷劑泵、過濾器和流量計，所述流量計與微型載冷劑換熱器的出口端連接；所述載冷劑流出管路還設(shè)有儲液罐，所述儲液罐入口與載冷劑流出管路連通，儲液罐出口與微型載冷劑換熱器的入口端連接。循環(huán)輔助裝置、模塊化制冷組件和冷卻服內(nèi)的載冷劑循環(huán)換熱管，共同組成了完整的系統(tǒng)載冷劑循環(huán)環(huán)路。儲液罐的作用是儲存部分循環(huán)液體，并向外排出液體環(huán)路中滲入的空氣。過濾器的作用是過濾掉循環(huán)液體中的雜質(zhì)，一般采用阻力較低的表面過濾方式。流量計的作用是精確測量循環(huán)載冷劑流量，當(dāng)系統(tǒng)需要自動調(diào)節(jié)流量時，可與循環(huán)載冷劑泵配合實(shí)現(xiàn)自動控制。逆止閥的作用是防止系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)液體倒流，尤其是系統(tǒng)停止運(yùn)行后，可避免高位液體流向儲液罐，從儲液罐排氣口溢出。儲液罐的作用是儲存部分循環(huán)液體，并向外排出液體環(huán)路中滲入的空氣。當(dāng)系統(tǒng)用于特殊情況時，可采用較大體積的儲液罐體為蓄冷灌，裝入冰水混合物等低溫蓄冷液體，有效提高冷卻速度和效率。載冷劑循環(huán)管路則用于連接各部分循環(huán)輔助裝置，并將其與冷卻服、模塊化制冷組件的進(jìn)出口互相連接。所述循環(huán)載冷劑泵、散熱風(fēng)扇和熱電制冷片由同一電源供電；若干個風(fēng)扇串聯(lián)后與若干個串聯(lián)的熱電制冷片并聯(lián)后與控制開關(guān)串聯(lián)，形成制冷模塊；若干個并聯(lián)的制冷模塊與循環(huán)載冷劑泵并聯(lián)后，通過總開關(guān)與電源連接。通過開關(guān)的串并聯(lián)布置，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)啟動時必須先啟動循環(huán)載冷劑泵，才能啟動散熱風(fēng)扇和熱電制冷片，而散熱風(fēng)扇與熱電制冷片則是一一對應(yīng)同時啟閉，這樣可有效避免因散熱不良而損壞熱電制冷片。本發(fā)明的有益效果為：1.本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)基于人體表面散熱量分布及舒適性要求，利用熱電制冷實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境下的個人熱舒適性溫度調(diào)控。2.本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)形成了模塊化制冷組件，組件之間可方便拼接，可根據(jù)使用的環(huán)境溫度和最大冷負(fù)荷的需求靈活選用系統(tǒng)的模塊化制冷組件的套數(shù)。3.本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)熱電制冷片冷端和熱端分別采用微型載冷劑換熱器帶走冷量和熱管換熱器加散熱風(fēng)扇散熱。4.本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)微型載冷劑換熱器內(nèi)部流道為雙層設(shè)計，包括制冷層和預(yù)冷層兩層，兩層間以金屬薄片分隔，且每一層均采用特殊設(shè)計的流道型式，以強(qiáng)化載冷劑與換熱壁面的換熱，降低出口載冷劑溫度。5.本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)微型載冷劑換熱器與熱電制冷片采用部分交叉串并聯(lián)的連接方式。6.本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)舒適性冷卻服以保溫材質(zhì)制成，表面涂有防熱輻射涂銀材料，用以隔絕外部高溫環(huán)境與載冷劑循環(huán)管和人體的換熱。并且充分考慮人體在高溫環(huán)境下的舒適性要求，根據(jù)人體表面的溫度、汗腺分布和產(chǎn)熱量的大小確定冷卻服內(nèi)載冷劑循環(huán)管的布置。7.本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)整合了系統(tǒng)供電輸入方式，循環(huán)載冷劑泵、熱電制冷片和散熱風(fēng)扇均采用同電壓的直流驅(qū)動電源。8.本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)通過開關(guān)的串并聯(lián)關(guān)系，保證系統(tǒng)啟動時必須先啟動散熱風(fēng)扇和循環(huán)載冷劑泵，才能啟動熱電制冷，避免因?qū)岵涣紦p壞熱電制冷片。附圖說明圖1為本發(fā)明的裝置示意圖；圖2為本發(fā)明的硬質(zhì)安裝板示意圖；圖3為本發(fā)明的模塊化制冷組件正面示意圖；圖4為本發(fā)明的模塊化制冷組件側(cè)面示意圖；圖5為本發(fā)明的微型載冷劑換熱器預(yù)冷層流道示意圖；圖6為本發(fā)明的微型載冷劑換熱器制冷層流道示意圖；圖7為本發(fā)明的模塊化制冷組件內(nèi)部載冷劑通道連接示意圖；圖8為本發(fā)明的控制電路示意圖；圖中，1連體保溫服，2載冷劑循環(huán)換熱管，3冷卻帽，4逆止閥，5循環(huán)載冷劑泵，6過濾器，7流量計，8模塊化制冷組件，9儲液罐，10散熱風(fēng)扇，11散熱翅片，12熱管，13熱管夾板，14熱電制冷片，15微型載冷劑換熱器，16硬質(zhì)安裝板，16A凹槽，16B卡扣，16C卡槽，17絕熱層，19固定螺栓，20固定片，21風(fēng)扇安裝螺栓，22載冷劑管，23快速插拔接頭，24彎頭。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。本發(fā)明可根據(jù)冷負(fù)荷的大小靈活選擇模塊化制冷組件的套數(shù)，此實(shí)施例僅以由4套核心制冷組件組成的系統(tǒng)為例說明。如圖1所示，基于熱電制冷的個人冷卻系統(tǒng)，包括連體保溫服1、載冷劑循環(huán)換熱管2、冷卻帽3、逆止閥4、循環(huán)載冷劑泵5、過濾器6、流量計7、模塊化制冷組件8、儲液罐9和電路及控制裝置組成。其中連體保溫服1和冷卻帽3均以保溫材質(zhì)制成，特殊高溫情況下其表面可涂以防熱輻射涂銀材料，可以很好地隔絕外部高溫環(huán)境與載冷劑循環(huán)換熱管2和人體之間的換熱。連體保溫服1和冷卻帽3可包裹人體的頭部、軀干和四肢部分，盡量增加其與人體表面的換熱面積，并阻隔外界熱量的傳入。載冷劑循環(huán)換熱管2為優(yōu)質(zhì)抗折彎PVC軟管，盤布于整個連體保溫服1和冷卻帽3內(nèi)部，并將二者連接起來，依靠其中的循環(huán)載冷劑帶走人體產(chǎn)生的熱量。管內(nèi)通入載冷劑，以帶走人體產(chǎn)生的熱量，維持冷卻服內(nèi)的低溫舒適環(huán)境。載冷劑可以采用純凈水等介質(zhì)。載冷劑循環(huán)換熱管2的布置密度是基于人體舒適性要求，根據(jù)人體的表面溫度、汗腺分布和產(chǎn)熱量的大小而確定。額前、腋下、腿根等產(chǎn)熱量較大、溫度高、易出汗的部位，管路密度相對較大。循環(huán)載冷劑泵5的作用是為載冷劑循環(huán)提供動力，一般采用直流微型隔膜水泵。當(dāng)對流量調(diào)節(jié)要求較嚴(yán)格時，循環(huán)載冷劑泵5還可采用直流變頻水泵。過濾器6制成阻力較低的表面式過濾器，其作用是過濾掉循環(huán)載冷劑中的雜質(zhì)，一般采用阻力較低的表面過濾方式。流量計7的作用是精確測量循環(huán)載冷劑流量，便于手動或自動控制。逆止閥4的作用是防止系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)液體倒流，尤其是避免系統(tǒng)停止運(yùn)行后高位液體倒灌溢出。儲液罐9的作用是儲存部分循環(huán)液體，并向外排出液體環(huán)路中混雜的空氣。當(dāng)系統(tǒng)用于特殊情況時，可采用較大體積的儲液罐罐體作為蓄冷灌使用，提前裝入冰水混合物等低溫蓄冷液體，有效提高冷卻速度和冷卻效率。模塊化制冷組件8是本發(fā)明的核心制冷裝置，由硬質(zhì)安裝板16、微型載冷劑換熱器15、熱電制冷片14、熱管夾板13、熱管12、散熱翅片11、固定片20、散熱風(fēng)扇10、絕熱層17以及連接載冷劑環(huán)路的載冷劑管22、快速插拔接頭23、彎頭24等組成。其中，硬質(zhì)安裝板16使用一定厚度的硬質(zhì)亞克力平板加工而成。如圖2所示，其上表面雕刻的凹槽16A用以嵌裝微型載冷劑換熱器15和部分載冷劑管22，側(cè)面的凸起和凹槽分別為與其它模塊化制冷組件連接時用到的卡扣16B和卡槽16C，側(cè)面相對的兩面分別為一凹一凸，便于互相拼接，用于在改變模塊化制冷組件套數(shù)時模塊之間互相拼接固定。 載冷劑管22為硅膠或PVC等材質(zhì)的軟管，以及部分彎頭、三通、快速插拔接頭等連接管件，主要起到聯(lián)通載冷劑環(huán)路的作用。連接微型載冷劑換熱器進(jìn)出口的部分載冷劑管也可嵌于定位安裝板上的凹槽內(nèi)，和模塊化制冷組件成為一體，與其它模塊的載冷劑管之間通過快速插拔接頭連接，以便于系統(tǒng)靈活組裝。微型載冷劑換熱器15為為銅或鋁等高熱導(dǎo)率金屬材料制成，此處選用純銅質(zhì)腔體，其下表面嵌于定位安裝版的凹槽內(nèi)，上表面與熱電制冷片貼合，微型載冷劑換熱器上下兩表面均為平面。如圖3-圖4所示，微型載冷劑換熱器15、熱電制冷片14、導(dǎo)熱管12、熱管夾板13、散熱翅片11、散熱風(fēng)扇10均一一對應(yīng)，由下到上，通過固定片20和固定螺栓19連接在硬質(zhì)安裝板16上，形成模塊化制冷組件。可根據(jù)使用的環(huán)境溫度及冷負(fù)荷的大小，靈活選擇不同用途個人冷卻系統(tǒng)所需核心制冷組件的套數(shù)，通過硬質(zhì)安裝板16上的卡槽16C和卡扣16B及載冷劑環(huán)路中的快速插拔接頭23，可以很方便地將不同模塊快速組裝為一套完整的系統(tǒng)。為增加載冷劑在微型載冷劑換熱器內(nèi)流動的時間，降低出口載冷劑溫度，內(nèi)部流道分別為預(yù)冷層和制冷層的雙層設(shè)計，其中預(yù)冷層在下，靠近硬質(zhì)安裝板，其內(nèi)部液體流道形式如圖5所示，為簡單的折返流道，并將進(jìn)口和出口分隔為兩個獨(dú)立的腔體。載冷劑進(jìn)入和流出微型載冷劑換熱器的接口均直接與預(yù)冷層聯(lián)接。制冷層在預(yù)冷層上方，靠近熱電制冷片，通過微型載冷劑換熱器的金屬壁面與熱電制冷片的冷端換熱。制冷層內(nèi)液體流道如圖6所示，為蛇形流道，液體流道和肋的長、寬、高經(jīng)模擬計算及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)確定，以強(qiáng)化載冷劑與換熱壁面間的換熱。預(yù)冷層和制冷層的流道是通過金屬薄片上的兩個通孔連接的。流道外部是與載冷劑管連接，微型載冷劑換熱器的液體進(jìn)口與儲液罐連接，出口與流量計連接。本實(shí)例中，流道寬3mm，肋寬2mm,流道和肋的高度均為3mm。預(yù)冷層與制冷層之間由一層金屬薄片分隔，通過金屬薄片的導(dǎo)熱實(shí)現(xiàn)預(yù)冷層內(nèi)液體的預(yù)冷。金屬薄片加工有兩個通孔，分別為載冷劑進(jìn)出制冷層的入口和出口。如圖5-圖6所示，換熱液體首先由預(yù)冷層的入口進(jìn)入預(yù)冷層，流經(jīng)預(yù)冷層流道后，通過預(yù)冷層右端上部的開口進(jìn)入制冷層右端上部的開口，在制冷層流道內(nèi)換熱后，又通過制冷層右端下部的開口流回預(yù)冷層右端下部的開口，并從預(yù)冷層的出口流出。如圖7所示，在本實(shí)例中，四個微型載冷劑換熱器15，各自連接上硅膠材質(zhì)的載冷劑管22、彎頭24和快速插拔接頭23等管件，嵌入各自模塊的定位安裝板凹槽16A內(nèi)，再按照一定的串并聯(lián)方式，通過快速插拔接頭23和三通等管件聯(lián)接起來，形成模塊化制冷組件8內(nèi)部的載冷劑通道。熱電制冷片14采用優(yōu)質(zhì)薄膜熱電制冷片，其型號與數(shù)量可根據(jù)系統(tǒng)冷負(fù)荷的大小確定；其冷端涂抹導(dǎo)熱硅脂后與微型載冷劑換熱器15上表面貼合，其熱端涂抹導(dǎo)熱硅脂后與熱管12和熱管夾板13形成的導(dǎo)熱平面貼合。如圖8所示，為避免系統(tǒng)輸入電流過大和方便部分負(fù)荷工況下的調(diào)節(jié)，熱電制冷片14A、14B、14C、14D采用先串聯(lián)后并聯(lián)的連接方式接入電路，每個串聯(lián)支路帶有各自的控制開關(guān)。特別說明的是，微型載冷劑換熱器15與熱電制冷片14采用部分交叉串并聯(lián)的連接方式。部分交叉串并聯(lián)是指相互串聯(lián) 的微型載冷劑換熱器15，如附圖5中的微型載冷劑換熱器15A和15C，與其一一對應(yīng)的熱電制冷片即為14A和14C，在電路中是并聯(lián)關(guān)系；而相互串聯(lián)的熱電制冷片14A和14B，其一一對應(yīng)的微型載冷劑換熱器15A和15B也是并聯(lián)關(guān)系。這種連接方式的好處是，在部分負(fù)荷工況下，如實(shí)例中熱電制冷片14C和14D所在的支路斷開電源停止工作時，仍在工作的熱電制冷片14A和14B所對應(yīng)的微型載冷劑換熱器器15A和15B相互并聯(lián)，不存在因載冷劑管路串聯(lián)而導(dǎo)致的換熱溫差減小、換熱效率下降的問題。熱管12為純銅質(zhì)圓管或扁管，通常加工成U型，內(nèi)部密封裝填有工作液體，其種類、充注量、工作溫度和工作壓力須根據(jù)系統(tǒng)的使用場合不同經(jīng)過計算確定。熱管12的兩端分別為吸熱端和散熱端，吸熱端嵌入熱管夾板13的凹槽內(nèi)并焊接為一體，下表面加工成換熱平面，與熱電制冷片14的熱端緊密貼合吸熱；散熱端則穿過散熱翅片11上的熱管安裝孔，與散熱翅片11焊接為一體；吸熱端吸收熱電制冷片熱端產(chǎn)生的熱量，散熱端再將這些熱量散發(fā)給周圍環(huán)境。熱管夾板13的作用是固定導(dǎo)熱管的吸熱端，并使其形成一個換熱平面，與熱電制冷片的熱端緊密貼合。熱管夾板13為為銅或鋁等高熱導(dǎo)率金屬，此處選用純銅，其上方安裝有不銹鋼材質(zhì)的固定片20，通過固定螺栓19連接在硬質(zhì)安裝板16上。散熱翅片11安裝于導(dǎo)熱管的散熱端以增加與環(huán)境空氣的接觸面積，增強(qiáng)散熱效果，其一般為多片鋁質(zhì)或銅質(zhì)薄片組成。本實(shí)例中，散熱翅片11為多片鋁質(zhì)薄片組成，其上加工有熱管安裝孔和用于安裝散熱風(fēng)扇10的螺栓孔。為了增強(qiáng)熱管散熱端的散熱強(qiáng)度，在散熱翅片上方配備了專門的強(qiáng)制對流散熱風(fēng)扇。散熱風(fēng)扇10采用微型軸流式風(fēng)機(jī)，通過風(fēng)扇安裝螺栓21安裝于散熱翅片11上。散熱風(fēng)扇10采用直流電源驅(qū)動，與同一模塊下對應(yīng)的熱電制冷片直接并聯(lián)連接，輸入電壓與熱電制冷片一致。模塊化制冷組件8上還安裝有絕熱層17，起到阻隔冷熱端熱量交換的作用。如圖8所示，電路及控制裝置為整個系統(tǒng)提供電源，測量系統(tǒng)工況，并進(jìn)行系統(tǒng)控制。為了優(yōu)化系統(tǒng)的電源，循環(huán)載冷劑泵采用直流輸入，其輸入電壓與熱電制冷元件的總輸入電壓相同，散熱風(fēng)扇的輸入電壓也與熱電制冷片一一對應(yīng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)采用單一直流電源驅(qū)動。另外，通過開關(guān)的串并聯(lián)布置，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)啟動時必須先啟動循環(huán)載冷劑泵，才能啟動散熱風(fēng)扇和熱電制冷片，而散熱風(fēng)扇與熱電制冷片則是一一對應(yīng)同時啟閉，這樣可有效避免因散熱不良而損壞熱電制冷片。當(dāng)系統(tǒng)控制要求不嚴(yán)時，采用開關(guān)控制的多檔調(diào)節(jié)模式，通過控制工作的熱電制冷片數(shù)量調(diào)節(jié)輸出冷量；當(dāng)系統(tǒng)控制要求嚴(yán)格時，可通過實(shí)時測量系統(tǒng)運(yùn)行的溫度、流量等參數(shù)實(shí)現(xiàn)對熱電制冷片的輸入功率或變頻載冷劑泵運(yùn)行頻率的自動調(diào)節(jié)，以達(dá)到精確控制輸出冷量的目的。以一般精度要求的手動調(diào)節(jié)系統(tǒng)為例，本實(shí)例的電路及控制裝置較為簡單。出于整合整個系統(tǒng)電源的考慮，循環(huán)載冷劑泵5采用24V直流微型隔膜水泵，水泵流量不進(jìn)行調(diào)節(jié)；其特點(diǎn)是啟動時具有自吸功能、體積小重量輕、使用壽命長、輸送介質(zhì)不泄露、與輸送液體間的換熱量小，并且具有很高的雜質(zhì)顆粒通過性能。當(dāng)對流量調(diào)節(jié)要求較高時，可采用直流變頻循環(huán)水泵，以精確調(diào)節(jié)輸送流量，達(dá)到精確控制和高效節(jié)能的目的。熱電制冷片14A與14B串聯(lián)，再與散熱風(fēng)扇10A與10B串聯(lián)形 成的支路相互并聯(lián)，使用同一個開關(guān)K2控制啟停，形成K2支路。另一套熱電制冷片14A與14B，以及散熱風(fēng)扇10A與10B的電路連接方式與K2支路相同，形成K3支路。K2與K3支路也同樣使用24V直流電源驅(qū)動。在系統(tǒng)開始運(yùn)行時，首先打開總開關(guān)K1，此時水泵即開始運(yùn)行，然后依次打開開關(guān)K2與K3，系統(tǒng)進(jìn)入滿負(fù)荷工作狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷降低時，可通過關(guān)閉一條支路降低系統(tǒng)功率，形成分檔式的控制模式。當(dāng)系統(tǒng)控制精度要求較高時，電路連接模式不變，只是在系統(tǒng)中增加溫度傳感器，并在K2與K3中的熱電制冷片支路上增加調(diào)節(jié)電路，根據(jù)溫度傳感器的信號自動調(diào)節(jié)熱電制冷片的工作電壓和電流，以實(shí)現(xiàn)輸出功率的自動和連續(xù)調(diào)節(jié)。特殊情況下還可將循環(huán)載冷劑泵5更換為直流變頻載冷劑泵，通過溫度信號調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)載冷劑流量。當(dāng)系統(tǒng)作為戶外便攜設(shè)備使用時，需單獨(dú)配備蓄電池等供電裝置。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。