制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种制冷设备。

背景技术

家用冰箱/冷柜能效已达到1级/2级水平，但能耗在家电产品中仍然较高，为了降低冰箱/冷柜的能耗，通过节能技术来实现冰箱/冷柜能效等级的提升。

相关技术中，冰箱/冷柜的制冷设备包括压缩机、蒸发器和冷凝器等，采用提升压缩机效率或改进蒸发器(或冷凝器)等节能技术，但节能效果有待提升。

发明内容

本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种制冷设备，通过半导体发电件将压缩机排气的热量和蒸发器排出的冷量进行回收利用，并转化成可利用的电能，从而提升节能效果。

根据本发明实施例的制冷设备，包括：

压缩机；

冷凝器；

蒸发器；

节流装置，所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置和所述蒸发器连接形成循环回路；

半导体发电件，所述半导体发电件的热端适于从所述压缩机与所述冷凝器之间吸收热量，所述半导体发电件的冷端适于从所述蒸发器与所述压缩机之间吸收冷量。

根据本发明实施例的制冷设备，通过半导体发电件的热端吸收压缩机排气的热量，以及通过半导体发电件的冷端吸收蒸发器出口的冷量，从而在半导体发电件的热端和冷端之间形成较大温差，利用半导体发电件两端面(热端和冷端)之间的温差进行温差发电，从而将制冷系统的冷量和热量进行充分回收利用，并转化成可利用的电能，进而达到有效节能的目的。

根据本发明的一个实施例，所述半导体发电件位于温差发电装置内，所述温差发电装置的第一流道连通所述压缩机的出口与所述冷凝器的入口，所述温差发电装置的第二流道连通所述蒸发器的出口与所述压缩机的入口，所述半导体发电件的热端从所述第一流道吸收热量，所述半导体发电件的冷端从所述第二流道吸收冷量。

根据本发明的一个实施例，所述节流装置包括毛细管，所述冷凝器的出口通过所述毛细管与所述蒸发器的入口连通，所述蒸发器的出口通过回气管与所述压缩机的入口连通，所述回气管与所述毛细管接触导热；所述回气管的进口端通过所述第二流道与所述蒸发器的出口连通，或，所述回气管的出口端通过所述第二流道与所述压缩机的入口连通。

根据本发明的一个实施例，还包括稳压装置，所述半导体发电件通过所述稳压装置与电器负载电连接。

根据本发明的一个实施例，所述蒸发器为冷冻蒸发器。

根据本发明的一个实施例，所述电器负载包括风扇、传感器与无线通信装置中的至少一种。

根据本发明的一个实施例，所述温差发电装置包括：

第一换热器，内部构造有所述第一流道，所述第一换热器具有第一导热面和第一绝热面，所述第一流道位于所述第一导热面和所述第一绝热面之间；

第二换热器，内部构造有所述第二流道，所述第二换热器具有第二导热面和第二绝热面，所述第二流道位于所述第二导热面和所述第二绝热面之间；

所述半导体发电件设置于所述第一换热器和所述第二换热器之间，所述半导体发电件的热端与所述第一导热面相接触，所述半导体发电件的冷端与所述第二导热面相接触。

根据本发明的一个实施例，所述第一流道包括依次相连通的若干第一主体段；所述若干第一主体段平行间隔设置，所述若干第一主体段通过第一弧形连接段和/或第一直线连接段连接；

所述第二流道包括依次相连通的若干第二主体段，所述若干第二主体段平行间隔设置，所述若干第二主体段通过第二弧形连接段和/或第二直线连接段连接，所述第二主体段的中心线与所述第一主体段的中心线平行。

根据本发明的一个实施例，所述第一流道的横截面为圆形、矩形、椭圆形中的任一种，和/或，

所述第二流道的横截面为圆形、矩形、椭圆形中的任一种。

根据本发明的一个实施例，所述半导体发电件的热端与所述第一换热器的第一导热面之间设有导热层，和/或，

所述半导体发电件的冷端与所述第二换热器的第二导热面设有导热层。

根据本发明的一个实施例，还包括绝热件；

所述第一换热器和所述第二换热器均呈板状，所述半导体发电件设置于所述第一导热面和所述第二导热面之间的区域；

所述绝热件套设于所述半导体发电件外圈。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

根据本发明实施例的制冷设备，通过半导体发电件的热端吸收压缩机排气的热量，以及通过半导体发电件的冷端吸收蒸发器出口的冷量，从而在半导体发电件的热端和冷端之间形成较大温差，利用半导体发电件两端面(热端和冷端)之间的温差进行温差发电，从而将压缩机排气的热量进行充分回收利用，并转化成可利用的电能，进而实现有效节能的目的。

进一步的，通过半导体发电件的热端对压缩机排气热量的吸收，使得进入冷凝器入口的气体温度降低，避免压缩机排气的热量直接进入冷凝器造成冷凝器侧壁发烫，进而避免冷凝器安装在制冷设备侧壁引起用户烫手，提高用户的使用体验。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的制冷设备的原理示意图之一；

图2是本发明实施例提供的温差发电装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的温差发电装置的剖视图之一；

图4是本发明实施例提供的温差发电装置的剖视图之二；

图5是本发明实施例提供的温差发电装置的剖视图之三；

图6是本发明实施例提供的第一换热器上的第一流道的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的第二换热器上的第二流道的结构示意图；

图8是图4中A处的局部放大示意图；

图9是本发明实施例提供的半导体发电件和绝热件的配合示意图；

图10是本发明实施例提供的制冷设备的原理示意图之二；

图11是本发明实施例提供的制冷设备的原理示意图之三。

附图标记：

1、压缩机；

2、冷凝器；

3、蒸发器；

4、温差发电装置；41、第一换热器；411、第一流道；4111、第一主体段；4112、第一弧形连接段；42、第二换热器；421、第二流道；4211、第二主体段；4212、第二弧形连接段；43、半导体发电件；44、绝热件；

5、回热组件；51、节流装置；52、回气管；

6、稳压装置；

7、电器负载。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本发明实施例提出一种制冷设备，图1示例了本发明实施例提供的制冷设备的结构示意图，如图1所示，该制冷设备包括压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、节流装置51和半导体发电件43。

其中，压缩机1、冷凝器2、节流装置51(图1中未示出)和蒸发器3连接形成循环回路；半导体发电件43的热端适于从压缩机1与冷凝器2之间吸收热量，半导体发电件43的冷端适于从蒸发器3与压缩机1之间吸收冷量。

可以理解的是，将压缩机1排出的高温气体所携带的热量(余热)传递至半导体发电件43的热端，蒸发器3出口的冷量传递至半导体发电件43的冷端，由于压缩机1排气的热量和蒸发器3出口的冷量之间存在温差，从而在半导体发电件43的热端与冷端之间形成温差，利用半导体发电件43的热端和冷端之间的温差进行温差发电，将制冷系统的热量和冷量进行回收利用。

根据本发明实施例的制冷设备，通过半导体发电件43的热端吸收压缩机1排气的热量，以及通过半导体发电件43的冷端吸收蒸发器3出口的冷量，从而在半导体发电件43的热端和冷端之间形成较大温差，利用半导体发电件43两端面(热端和冷端)之间的温差进行温差发电，从而将制冷系统的热量和冷量进行充分回收利用，并转化成可利用的电能，进而达到有效节能的目的。

需要说明的是，在相关制冷系统中，制冷剂经过压缩机做功产生高温高压气体，高温高压气体通过冷凝器冷凝放热后的低温高压制冷剂，经过节流装置节流降压形成低温低压制冷剂，然后通过蒸发器吸热，随后制冷剂蒸发成高温低压制冷剂后回到压缩机入口，完成制冷剂循环。其中，此处的高温、低温、高压、低压均为相对概念，并不限定具体的数值。然而，从压缩机排出的高温高压制冷剂通过冷凝器直接散热，冷凝器放出的热量逐渐消散于周围空气中，未合理利用制冷系统中制冷剂的热量，导致该部分热量浪费。而本发明实施例的制冷设备通过半导体发电件43对该部分热量(压缩机1出口的高温高压制冷剂)进行热量回收，并转化成可以利用的电能，以实现节能增效。

需要说明的是，本发明实施例半导体发电件43的热端适于在压缩机1之后、冷凝器2之前吸收热量，从而尽量的吸收压缩机1排出的高温高压制冷剂所携带的热量，这部分热量以显热形式存在，进而提高半导体发电件43的发电量。

需要说明的是，相关技术中，压缩机排出的高温高压制冷剂直接进入冷凝器，会造成冷凝器侧壁发烫，冷凝器安装在制冷设备的侧壁，外壳与发泡层之间，较容易被摸到，在冷凝器超过45℃时会引起用户烫手的风险，影响用户使用感受。而本发明实施例的制冷设备通过半导体发电件43的热端对压缩机1排出的高温高压制冷剂所携带的热量进行吸收，使得进入冷凝器2入口的气体温度降低，从而避免压缩机1排出的高温气体直接进入冷凝器2所造成的冷凝器2(制冷设备，比如冰箱)侧壁发烫，避免引起用户烫手，提高用户的使用体验。

在本发明的一个实施例中，制冷设备还包括稳压装置6，半导体发电件43通过稳压装置6与电器负载7电连接。

可以理解的是，半导体发电件43所产生的电能可以直接供用户使用或将电能存储起来作为备用电源，也可以作为供电电源，半导体发电件43发电产生的电能可以驱动电器负载7工作，进而实现有效节能的目的。

可以理解的是，电器负载7可以为制冷设备内的直流电器负载，比如传感器、风扇、无线通信装置等小型直流器件；其中，无线通信装置可以为wifigprs；电器负载7可以为制冷设备内的交流电器负载，将半导体发电件43所产生的电能转换为交流电即可。

本发明实施例中，稳压装置6可以采用DC/DC稳压装置，电器负载7为风扇、IoT传感器等小型直流器件，并可以采用无线供电方式。

在本发明的一个实施例中，半导体发电件43位于温差发电装置4内，温差发电装置4的第一流道411连通压缩机1的出口与冷凝器2的入口，温差发电装置4的第二流道421连通蒸发器3的出口与压缩机1的入口，半导体发电件43的热端从第一流道411吸收热量，半导体发电件43的冷端从第二流道421吸收冷量。

其中，温差发电装置4具有不连通的第一流道411和第二流道421，第一流道411作为热端流道，第二流道421作为冷端流道，热端流道的进口端作为温差发电装置4的热端入口，热端流道的出口端作为温差发电装置4的热端出口；冷端流道的进口端作为温差发电装置4的冷端入口，冷端流道的出口端作为温差发电装置4的冷端出口；则温差发电装置4的热端入口与压缩机1的出口连通，温差发电装置4的热端出口与冷凝器2的入口连通，冷凝器2的出口与蒸发器3的入口连通，蒸发器3的出口与温差发电装置4的冷端入口连通，温差发电装置4的冷端出口与压缩机1的入口连通。

可以理解的是，将压缩机1排气的热量引入热端流道，通过热端流道对压缩机1排气的热量进行收集，以及通过冷端流道对蒸发器3出口的冷量进行收集，并通过半导体发电件43的热端从热端流道吸收热量、半导体发电件43的冷端从冷端流道吸收冷量，由于热端流道内的流体和冷端流道内的流体之间存在温差，从而半导体发电件43的热端与冷端之间形成温差，利用半导体发电件43的热端和冷端之间的温差进行温差发电，实现将制冷系统压缩机1排气的热量进行回收利用。

需要说明的是，半导体发电件43和温差发电装置4可以为独立的两个部件，半导体发电件43装配于温差发电装置4内；还可以是半导体发电件43是温差发电装置4组成的一部分，本实施例以温差发电装置4包括半导体发电件43为例。

需要说明的是，制冷系统中从压缩机1到冷凝器2间的热量散热至外界，这部分是制冷循环带来的无法避免的热量，也是低品位余热(低于200℃的热源称为低品位热源)；而余热回收技术作为节能增效的重要补充技术，现有余热回收的手段包括直接热交换、余热制冷、热-功转化、热-电转化等方式，但对于该低品位余热，其回收利用率较低；半导体发电件43基于半导体温差发电技术进行发电，半导体温差发电技术是利用半导体材料的塞贝克效应将余热造成的温差直接驱动半导体的不同载流子分布变化，即P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子会分别向高低温端积累，从而形成电势差，经过多组P型和N型的交替连接就能形成一定的电压和电流，具有结构紧凑，投资成本低，无运动部件，可靠性高的优势，具有较大的技术优势和应用前景，尤其适合温差低、可靠性要求高、尺寸受限、有静音要求的家用场景。因此，本发明实施例温差发电装置4采用半导体温差发电技术对低品位热源进行余热回收，从而具有节能增效、结构紧凑的特点。

图2示例了本发明实施例提供的温差发电装置的结构示意图，图3示例了本发明实施例提供的温差发电装置的剖视图之一，图4示例了本发明实施例提供的温差发电装置的剖视图之二，图5示例了本发明实施例提供的温差发电装置的剖视图之三，如图2至图5所示，温差发电装置4包括第一换热器41和第二换热器42。

其中，第一换热器41作为温差发电装置4的热端，第二换热器42作为温差发电装置4的冷端，第一换热器41内部构造有第一流道411，第一换热器41具有第一导热面和第一绝热面，第一流道411位于第一导热面和第一绝热面之间；第二换热器42内部构造有第二流道421，第二换热器42具有第二导热面和第二绝热面，第二流道421位于第二导热面和第二绝热面之间；半导体发电件43设置于第一换热器41和第二换热器42之间，半导体发电件43的热端与第一换热器41的第一导热面相接触传热，半导体发电件43的冷端与第二换热器42的第二导热面相接触传热。

可以理解的是，第一换热器41与半导体发电件43相接触的表面为第一导热面，其余表面(与空气接触的表面)为第一绝热面；第二换热器42与半导体发电件43相接触的表面为第二导热面，其余表面(与空气接触的表面)为第二绝热面。

可以理解的是，对于第一换热器41，第一绝热面是避免第一流道411内的热量散出，第一导热面是为了将第一流道411内的热量传热给半导体发电件43，从而实现半导体发电件43的热端对第一流道411内热量的完全吸收，充分利用压缩机1排气的热量；对于第二换热器42，第二绝热面是避免第二流道421内的热量散出，第二导热面是为了将第二流道421内的冷量传热给半导体发电件43，从而实现半导体发电件43的冷端对第二流道421内冷量的完全吸收，充分利用蒸发器3出口的冷量，从而提高压缩机1排气的热量的充分利用。

根据本发明实施例，第一换热器41内部构造有第一流道411，第一流道411包括依次相连通的若干第一主体段4111；第二换热器42内部构造有第二流道421，第二流道421包括依次相连通的若干第二主体段4211，第二流道421的流体温度小于第一流道411的流体温度；半导体发电件43的热端与第一换热器41的第一导热面相接触，半导体发电件43的冷端与第二换热器42的导热面相接触。

可以理解的是，第二流道421的流体温度小于第一流道411的流体温度，则第一流道411内的流体和第二流道421内的流体之间存在温差，从而在半导体发电件43的热端与冷端之间形成温差，利用半导体发电件43两端面(热端和冷端)之间的温差进行温差发电。

可以理解的是，将压缩机1排气的热量引入第一换热器41的第一流道411，通过第一换热器41的第一流道411对压缩机1排气的热量进行收集并传热至半导体发电件43的热端，并通过半导体发电件43进行发电，可实现将制冷系统压缩机1排气的热量的回收利用。

需要说明的是，相关技术中通常是利用结构简单的直管换热器进行与半导体发电件进行热传导，之后通过金属翅片完成热量传递，传热效率较低。而本发明实施例通过在第一换热器41内构造第一流道411以及在第二换热器42内构造第二流道421，可减小传热热阻，并且第一流道411的多个第一主体段4111和第二流道421的多个第二主体段4211增加了与半导体发电件43的传热面积，从而提高了压缩机1排气的热量的利用率。

需要说明的是，半导体发电件43冷端和热端之间的温差与输出功率之间存在公式(1)的关系：

其中，P

由公式(1)可以看出，输出功率与冷热端温差(冷端和热端之间的温差)的平方成正比，这样半导体发电件43的输出功率的提升在于冷热端温差的提高。

需要说明的是，将压缩机1排气的热量引入温差发电装置4的热端流道，温差发电装置4的冷端流道可以选用自然空气对流或者强制风冷来，从而在半导体发电件43的热端与冷端之间形成温差进行温差发电，进而将压缩机1排气的热量进行回收利用，并转化成可利用的电能，但是采用自然空气对流或者强制风冷作为冷端流道中的流体，对流换热系数相对较低，限制了半导体发电件43大温差的实现。而本发明实施例应用于制冷系统中，通过压缩机1排出的高温气体的热量作为热端流道的热源，为了提高半导体发电件43热端和冷端之间的温差，利用制冷系统的蒸发器3出口的冷量作为冷端流道的冷源，最大程度提高半导体发电件43热端和冷端之间的发电温差，从而提高压缩机1排气带出的热量转化为电能的转化率，进而提高发电量，并增大冷凝散热能力，提升制冷系统能效。

在本发明的一个实施例中，图6示例了本发明实施例提供的第一换热器上的第一流道的结构示意图，如图4和图6所示，第一流道411的若干第一主体段4111平行间隔设置，若干第一主体段4111通过第一连接段连接，第二流道421的若干第二主体段4211平行间隔设置，若干第二主体段4211通过第二连接段连接，第二主体段4211的中心线与第一主体段4111的中心线平行。

可以理解的是，第一流道411呈蛇形形状延伸，则第一流道411包括平行间隔设置的若干第一主体段4111以及依次连接若干第一主体段4111的第一连接段，第一连接段呈弧形，则第一连接段可以是第一弧形连接段4112，如图6所示。

可以理解的是，第一连接段还可以呈直状(图中未示出)，则第一连接段可以是第一直线连接段，第一流道411包括平行间隔设置的若干第一主体段4111以及依次连接若干第一主体段4111的第一直线连接段。

需要说明的是，第一流道411的所有第一连接段可以均采用第一弧形连接段4112，也可以均采用第一直线连接段，还可以采用第一弧形连接段4112和第一直线连接段组合。

图7示例了本发明实施例提供的第二换热器上的第二流道的结构示意图，如图4和图7所示，第二流道421的结构与第一流道411的结构相同，也呈蛇形形状延伸，则第二流道421包括平行间隔设置的若干第二主体段4211以及依次连接若干第二主体段4211的第二连接段，第二连接段包括第二弧形连接段4212和/或第二直线连接段连接。

可以理解的是，第二流道421的所有第二连接段可以均采用第二弧形连接段4212，也可以均采用第二直线连接段，或者采用第二弧形连接段4212和第二直线连接段的组合，图7中示出第二连接段采用第二弧形连接段4212。

需要说明的是，第二主体段4211的中心线与第一主体段4111的中心线平行，第一流道411和第二流道421的流体流动方向相逆，则第二主体段4211与第一主体段4111平行设置，且第二主体段4211与第一主体段4111内的流体流动方向相反。

这里需要说明的是，在换热器(第一换热器41和第二换热器42)内构造流道(第一流道411和第二流道421)，将流道与换热器进行一体化设计，既增加了接触面积，又避免了接触热阻，从而实现增大换热器(第一换热器41和第二换热器42)的换热面积并减小传热热阻。

在本发明的一个实施例中，若干第一主体段4111等间隔设置，若干第二主体段4211等间隔设置。

可以理解的是，第一流道411的若干第一主体段4111等距间隔设置，即相邻两个第一主体段4111之间的距离相等，这样可以使得第一换热器41对流体的热量吸收更均匀，从而提高了压缩机1排气的热量的利用率；当然，相邻两个第一主体段4111之间的距离也可以不相等。

可以理解的是，第二流道421的若干第二主体段4211也采用等距间隔设置，即相邻两个第二主体段4211之间的距离相等；当然，相邻两个第一主体段4111之间的距离也可以不相等。

在本发明的另一个实施例中，相邻两个第一主体段4111直接连接，且之间具有第一预设夹角；相邻两个第二主体段4211之间直接连接，且具有第二预设夹角。

可以理解的是，第一流道411还可以呈W型形状延伸，则第一流道411包括若干第一主体段4111，且相邻两个第一主体段4111直接连接并具有第一预设夹角。

可以理解的是，第二流道421的结构与第一流道411的结构相同，呈W型形状延伸，则第二流道421包括若干第二主体段4211，且相邻两个第二主体段4211直接连接并具有第二预设夹角。

需要说明的是，在第一流道411包括两个第一主体段4111时，第一流道411呈V型形状；当然，在第二流道421包括两个第二主体段4211时，第二流道421也呈V型形状。

在本发明的一个实施例中，第一流道411的横截面为圆形、矩形、椭圆形中的任一种。

可以理解的是，第一流道411的横截面可以设计为圆形，为了进一步降低传热热阻，提高半导体发电件43冷端和热端之间的温差，可以将第一流道411的横截面设计为矩形或者椭圆形。在第一流道411的横截面为矩形时，矩形的短边的延伸方向与半导体发电件43的传热方向相同；在第一流道411的横截面为椭圆形时，椭圆形的短轴方向与半导体发电件43的传热方向相同。

需要说明的是，半导体发电件43的传热方向为沿半导体发电件43的热端至冷端的方向。

可以理解的是，第二流道421的横截面与第一流道411的横截面相同，则第二流道421的横截面可以为圆形、矩形、椭圆形中的任一种。

根据本发明实施例的制冷设备，通过将第一流道411和第二流道421设计为横截面呈矩形(或者椭圆形)，且矩形的短边(或者椭圆形的短轴)与半导体发电件43的传热方向一致，可以减小传热热阻、增大流道与导热面的接触面积，提高半导体发电件43的热端与冷端之间的温差，从而提高了发电量，进而提高了压缩机1排气的热量的利用率。

在本发明的一个实施例中，半导体发电件43的热端与第一换热器41的第一导热面之间设有导热层，和/或，

半导体发电件43的冷端与第二换热器42的第二导热面设有导热层。

可以理解的是，在半导体发电件43与第一换热器41组装时，可以在半导体发电件43的热端表面或者第一换热器41的第一导热面中与半导体发电件43配合的区域涂抹导热率较高的导热材质，从而在半导体发电件43的热端与第一换热器41的第一导热面之间形成导热层。

可以理解的是，在半导体发电件43与第二换热器42组装时，可以在半导体发电件43的冷端表面或者第二换热器42的第二导热面中与半导体发电件43配合的区域涂抹导热率较高的导热材质，从而在半导体发电件43的热端与第二换热器42的第二导热面之间形成导热层。

可以理解的是，可仅在半导体发电件43的热端与第一换热器41的第一导热面之间设置导热层，也可仅在半导体发电件43的冷端与第二换热器42的第二导热面之间设置导热层，还可以同时在半导体发电件43的热端与第一换热器41的第一导热面之间、半导体发电件43的冷端与第二换热器42的第二导热面之间设置导热层，当然，在半导体发电件43与第一换热器41之间、半导体发电件43与第二换热器42之间均设置导热层时，导热效果最好。

根据本发明实施例的制冷设备，在半导体发电件43与第一换热器41之间、半导体发电件43与第二换热器42之间设有导热层，可以增大换热效率、减小传热热阻，提高半导体发电件43的热端与冷端之间的温差，从而提高了发电量，进而提高了压缩机1排气的热量的利用率。

在本发明的一个实施例中，图8示例了图4中A处的局部放大示意图，如图8所示，第一流道411与半导体发电件43之间的最小距离D1为1mm～2mm，和/或，第二流道421与半导体发电件43之间的最小距离D2为1mm～2mm。

可以理解的是，为了增大换热效率，尽可能减小传热热阻，将第一流道411与半导体发电件43接触面(热端面)距离设计为1mm～2mm，也就是第一流道411与半导体发电件43之间的最小距离D1设计为1mm～2mm。

可以理解的是，第二流道421与半导体发电件43(冷端面)之间的最小距离D2有也设计为1mm～2mm。

根据本发明实施例的制冷设备，将半导体发电件43与第一流道411和第二流道421的最小距离设计为1mm～2mm，可以进一步增大换热效率、减小传热热阻，提高半导体发电件43的热端与冷端之间的温差，从而提高了发电量，进而提高了压缩机1排气的热量的利用率。

在本发明的一个实施例中，图9示例了本发明实施例提供的半导体发电件和绝热件的配合示意图，如图9所示，温差发电装置4还包括绝热件44；第一换热器41和第二换热器42均呈板状，半导体发电件43设置于第一换热器41的第一导热面和第二换热器42的第二导热面之间的区域；绝热件44套设于半导体发电件43外圈。

可以理解的是，半导体发电件43采用半导体发电片，第一换热器41和第二换热器42均呈板状，在第一换热器41和第二换热器42之间的中部区域设置半导体发电片，在第一换热器41和第二换热器42之间的其余区域设置绝热件44，则绝热件44套设于半导体发电件43外周。

可以理解的是，第一换热器41和第二换热器42均呈板状，第一换热器41和第二换热器42与半导体发电片为平面式换热表面，第一换热器41内部构造依次相连通的若干第一主体段4111，第二换热器42内部构造有依次相连通的若干第二主体段4211，可以快速进行热量和冷量的收集。

需要说明的是，为了提高换热效率，相关技术中换热器采用套管形式进行换热，需要曲面半导体发电片才能完成对圆管曲面(换热器圆周面)的包裹，保证较好的热传导，但是曲面半导体发电片的成本较为昂贵，并不适合市场推广使用。而本发明实施例的半导体发电件43采用主流价格较低的平面式半导体发电片，并与板状大面积的第一换热器41和第二换热器42配合，可以快速进行热量和冷量的收集，从而提高换热效率。

需要说明的是，为了适用市场上主流的平面式半导体发电片，本发明实施例将第一换热器41和第二换热器42设计为板状，并为了提高换热效率，将第一换热器41和第二换热器42的截面尺寸设计为大于半导体发电片的截面尺寸，同时，为了避免第一换热器41和第二换热器42之间未设置非半导体发电片的区域之间的换热传递，将半导体发电片设置于第一换热器41和第二换热器42之间的中部区域，并在第一换热器41和第二换热器42之间的其余区域设置套设于半导体发电片外周的绝热件44。

根据本发明实施例的制冷设备，第一换热器41和第二换热器42均呈板状，半导体发电件43可适用市场上主流的平面式半导体发电片，具有换热效率高且成本低的特点；以及平面式半导体发电片为小尺寸，第一换热器41和第二换热器42为大换热面积，具有结构紧凑且高效换热的特点。

根据本发明实施例，第一换热器41和第二换热器42可以选用高导热系数的金属材料，如铝合金；绝热件44可以采用橡塑海绵、气凝胶或者聚氨酯等保温材料。

根据本发明实施例，第一换热器41和第二换热器42的具体设计过程如下：

基于半导体发电片的尺寸计算半导体发电片所需的换热量Q，换热量Q由如下公式(2)计算；

其中，k为半导体发电片的热传导系数，ΔT为半导体发电片两端(热端与冷端)的温差，A为半导体发电片的横截面积，θ为半导体发电片的厚度；ΔT基于第一流道411的流体温度与第二流道421的流体温度的差值确定，因此确定ΔT时，可以计算出半导体发电片所需的换热量Q。这部分热量先由高温工质(第一流道411的流体)传到第一换热器41(热端换热器)，然后传递至半导体发电件43进行热传导，半导体发电件43由于导热系数较低，在半导体发电件43的冷热端形成温差，然后热量传递至第二换热器42后传递至低温工质(第一流道411的流体)。

需要说明的是，现有技术成熟且应用广泛的半导体发电片尺寸一般为长宽40mm*40mm，厚度3.5～4.5mm之间(比如厚度约4mm)，为匹配该类半导体发电片进行换热，首先计算半导体发电片所需的换热量。

第一换热器41内对流换热的热量由如下公式(3)计算；

Q＝hAΔt (3)

其中，h为对流换热系数，取决于工质物性，流量，管径及换热器导热系数，在设计时为定值，Δt为第一流道411的流体温差与管壁温度的差值，第一换热器41所需换热器面积A可以由此计算得出。为减小对系统影响，第一换热器41的第一流道411的直径与系统管道内径(与第一流道411入口连接的管道内径)保持一致或接近。

由此，可以基于如下公式(4)可以得到第一换热器41内部第一流道411的总长度L；

L＝A/πD (4)

其中，D为与第一流道411入口连通的管路直径。

需要说明的是，第二换热器42的第二流道421总长度与第一换热器41的第一流道411总长度计算原理相同，本实施例在此不再赘述。

最后，根据第一流道411的总长度L进行第一换热器41的换热面积及边界尺寸设计，以及根据第二流道421的总长度进行第二换热器42的换热面积及边界尺寸设计，同时考虑可制造性进行布局设计。图10示例了本发明实施例提供的制冷设备的原理示意图之二，图11示例了本发明实施例提供的制冷设备的原理示意图之三，如图10和图11所示，节流装置51包括毛细管，冷凝器2的出口通过毛细管与蒸发器3的入口连通，蒸发器3的出口通过回气管52与压缩机1的入口连通，回气管52与毛细管接触导热；其中，回气管52的安装位置具有以下两种方式：

第一种，如图10所示，回气管52的进口端通过第二流道421与蒸发器3的出口连通，回气管52的出口端与压缩机1的入口连通。

可以理解的是，压缩机1的出口与温差发电装置4的热端入口连通，温差发电装置4的热端出口与冷凝器2的入口连通，冷凝器2的出口通过毛细管与蒸发器3的入口连通，蒸发器3的出口与温差发电装置4的冷端入口连通，温差发电装置4的冷端出口与压缩机1的入口连通。

第二种，如图11所示，回气管52的进口端与蒸发器3的出口连通，回气管52的出口端通过第二流道421与压缩机1的入口连通。

可以理解的是，温差发电装置4的冷端可以从蒸发器3的出口移至回气管52的后端，并不影响与毛细管换热，则压缩机1的出口与温差发电装置4的热端入口连通，温差发电装置4的热端出口与冷凝器2的入口连通，冷凝器2的出口通过毛细管与蒸发器3的入口连通，蒸发器3的出口通过回气管52与温差发电装置4的冷端入口连通，温差发电装置4的冷端出口与压缩机1的入口连通。

需要说明的是，回气管52与毛细管接触导热，则回气管52与毛细管可以组成回热组件5。

根据本发明实施例，蒸发器3为冷冻蒸发器。

可以理解的是，为了不影响原制冷系统对于制冷剂冷量的需求，温差发电装置4的冷端置于制冷系统内最后一个蒸发器3出口之后，一般为冷冻蒸发器，冷冻蒸发器出口的一部分冷量用于温差发电装置4的冷端换热，剩余冷量用来与毛细管进行换热，冷冻蒸发器的冷量分配与制冷系统特性和温差发电装置4的换热设计大小相关，可根据不同工况下使用的冷量差异进行合理设计，保证冷量的正常使用即可。

需要说明的是，相关制冷系统中，在冷冻蒸发器和压缩机之间设置储液器，该储液器起到一个液封的效果，避免低温气体进入压缩机产生液击。本实施例可取消原制冷系统中与冷冻蒸发器相连的储液器，将储液器的冷量转移进第二换热器42的第二流道421中，实现半导体发电件43冷端换热及后续毛细管换热的需求，并避免低温气体进入压缩机1产生液击问题。

根据本发明实施例的制冷设备，将半导体温差发电技术应用于制冷系统，以压缩机1排气的热量作为热源，以蒸发器3出口回气的冷量作为冷源，从而最大程度上提高半导体发电件43冷端和热端之间的温差，半导体发电件43的热端置于压缩机1之后、冷凝器2之前，从而尽可能地吸收压缩机1高压排气所带的热量，这部分热量以显热形式存在，有效利用压缩机1排气的热量，并提高发电量。

可以理解的是，利用余热回收技术作为配合制冷系统可以实现节能增效，具有绿色节能余热回收技术的特点；另外，随着半导体材料及换热模块改进的突破，热电转化效率可以大幅度提高，从而可带来一定的经济收益。

这里需要说明的是，制冷设备可以为冰箱、冷柜、药品存储柜或者其他制冷设备。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。