專利名稱：熱電式飲用裝置及熱電式熱泵的制作方法
技術領域：
本發明為一種熱電式飲用裝置及熱電式熱泵，詳而而言，是關于一種具有內建流道結構的制冷單元與制熱單元的熱電式飲用裝置及熱電式熱泵。
背景技術：
一般傳統型的飲水機可區分為溫、熱型及冰、溫、熱型兩種類型，其動作原理是通過直接加熱或間接加熱的方式來對飲水機內的熱水膽進行制熱動作以獲得所需的熱水，同時，亦利用壓縮機來對飲水機內的冰水膽進行制冷動作以獲得所需的冰水，而所述的溫水則多采用混合熱水及冰水的方式來予以產生。如中國臺灣第1294510號發明專利案第1圖及第2圖所示，分別揭示了一種通過設置于熱水膽內的電熱管來進行直接加熱以獲得所需的熱水，以及一種通過設置于熱水膽外的電熱片來進行間接加熱以獲得所需的熱水的技術。而如中國臺灣第M285680號新型專利案第2圖所示，則揭示了一種通過連接于冰水膽的壓縮機來獲得所需的冰水的技術。但是，以電熱管及電熱片來進行直接加熱及間接加熱的方式，存在因加熱面積局限在單點或是局部而無法提升制熱效率的問題。其次，以壓縮機來提供飲水機進行制冷動作的設計，不僅直接成為飲水機的整體體積過于龐大的主因，也間接地帶來了冷媒污染及耗電量過高等嚴重問題。近來，由于僅需利用電子移動而不需任何機械動作即可進行制冷動作或是制熱動作的熱電芯片技術日趨成熟，利用熱電芯片來提供飲水機進行制冷動作或是制熱動作的設計方式，也逐漸地在市場上占有一席之地。如圖1所示，其繪示一種利用熱電芯片來進行制冷動作的飲水機1，如圖所示，熱電芯片10的冷端面IOc貼附于冰水膽11上，以對冰水膽11 內的流體進行制冷動作，而熱電芯片10的熱端面IOh則對應地設置有散熱鰭片12及風扇 13，以利用散熱鰭片12及風扇13的交互作用將熱電芯片10熱端面IOh產生的熱能帶走。普遍來說，利用熱電芯片來供飲水機進行制冷動作或者是制熱動作的設計方式， 雖然具有使飲水機運作較穩定及維修需求較低的優點，但由圖1所揭示的技術內容可知， 利用散熱鰭片12與風扇13來帶走熱端面IOh的熱能的散熱方式，不僅浪費了寶貴的熱能， 且同樣地使得飲水機的整體體積過于龐大，而風扇13在實際運轉時所產生的振動及噪音， 也增加了使用者的困擾與不便。再者，以熱電芯片的冷/熱端面貼附于水膽上的制冷/制熱方式不但效率低且溫度傳遞過慢。是以，現行以熱電芯片來進行制冷動作或制熱動作的飲水機設計，仍應具有相當大的改進空間。

發明內容
鑒于公知技術的缺失，本發明的主要目的，在于提供一種具有較佳的制冷、制熱效率的熱電式飲用裝置及熱電式熱泵。本發明的另一目的，在于提供一種不需利用壓縮機來進行制冷動作的熱電式飲用裝置及熱電式熱泵。
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本發明的又一目的，在于提供一種不需搭配風扇與散熱鰭片來對熱電進片進行散熱的熱電式飲用裝置及熱電式熱泵。為了達到上述目的及其它目的，本發明提供一種熱電式熱泵，包含熱電芯片，具有用以吸收熱能的冷端面及用以釋放熱能的熱端面；制冷單元，貼附于該熱電芯片的冷端面上，且內部設有用以供流體流動的制冷流道；以及制熱單元，貼附于該熱電芯片的熱端面上，且內部設有用以供流體流動的制熱流道，而該熱電芯片的熱端面通過該制熱單元的制熱流道對該制熱流道中的流體進行制熱動作。本發明又提供一種熱電式飲用裝置，包括熱電式熱泵、進給管路、冷端增益回路、 熱端增益回路、及導出管路，其中，該熱電式熱泵包含具有用以吸收熱能的冷端面及用以釋放熱能的熱端面的熱電芯片、貼附于該熱電芯片的冷端面上且內部設有制冷流道的制冷單元、及貼附于該熱電芯片的熱端面上且內部設有制熱流道的制熱單元，該進給管路用以將流體分別導入該制冷單元的制冷流道及制熱單元的制熱流道中，該冷端增益回路連接于該制冷單元并用以令該進給管路導入該制冷流道中的流體產生循環流動，而該熱電芯片的冷端面利用該制冷單元的制冷流道對于該制冷流道中循環流動的流體進行加速制冷動作，該熱端增益回路連接于該制熱單元并用以令該進給管路導入該制熱流道中的流體產生循環流動，而該熱電芯片的熱端面利用該制熱單元的制熱流道對于該制熱流道中循環流動的流體進行加速制熱動作，該導出管路連接于該冷端增益回路及該熱端增益回路，用以分別從該冷端增益回路及該熱端增益回路導出已完成制冷動作及/或制熱動作的流體。于本發明的一實施形態中，該熱電式熱泵包含多個具有冷端面及熱端面的熱電芯片，并包含多個相互串聯或并聯的制冷單元及制熱單元，而該制冷流道及該制熱流道，分別為U形異位單向式流道結構、U形同位單向式流道結構、螺旋單向式流道結構、螺旋雙向式流道結構、或U形異位雙向式流道結構。相較于公知技術，由于本發明的熱電式飲用裝置是利用熱電芯片、制冷流道、制熱流道、冷端增益回路、及熱端增益回路的相互搭配，同時對制冷流道與制熱流道中的流體進行充分的制冷動作及制熱動作，不但提供了較佳的制冷效率及制熱效率，也避免了能源的損耗。再者，由于本發明的熱電式飲用裝置不需設置壓縮機、風扇、及散熱鰭片等機械構件， 所以除了能有效地減少整體的體積外，也能進一步避免造成冷媒污染及耗電量過高等嚴重問題。以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。


圖1為公知利用熱電芯片進行來進行制冷動作的飲水機的示意圖；圖2為本發明的熱電式飲用裝置的架構示意圖；圖3A為U形異位單向流道式的熱電式熱泵的分解示意圖；圖3B為U形異位單向流道式的熱電式熱泵的結合示意圖；圖3C繪示沿著圖3B的切面A所視的剖面示意圖；圖3D為串聯的多個U形異位單向流道式的熱電式熱泵的立體示意圖；圖4A為U形同位單向流道式的熱電式熱泵的分解示意圖；圖4B為U形同位單向流道式的熱電式熱泵的結合示意圖4C繪示沿著圖4B的切面A所視的剖面示意圖；圖4D為串聯的多個U形同位單向流道式的熱電式熱泵的立體示意圖；圖5A為螺旋單流道式的熱電式熱泵的分解示意圖；圖5B為螺旋單流道式的熱電式熱泵的結合示意圖；圖5C繪示沿著圖5B的切面A所視的剖面示意圖；圖6A為螺旋雙流道式的熱電式熱泵的分解示意圖；圖6B為螺旋雙流道式的熱電式熱泵的結合示意圖；圖6C繪示沿著圖6B的切面A所視的剖面示意圖；圖7A為U形異位雙向流道式的熱電式熱泵的分解示意圖；圖7B為U形異位雙向流道式的熱電式熱泵的結合示意圖；圖7C繪示沿著圖7B的切面A所視的剖面示意圖；以及圖7D為并聯的多個U形異位雙向流道式的熱電式熱泵的立體示意圖。其中，附圖標記1飲水機10熱電芯片IOc冷端面IOh熱端面11冰水膽12散熱鰭片13風扇2熱電式飲用裝置20、20a、20b、20c、20d、20e 熱電式熱泵200熱電芯片200c冷端面200h熱端面201制冷單元2010制冷座20100制冷流道20101制冷墊圈溝槽 2011制冷密封墊圈2012制冷密封蓋板202制熱單元2020制熱座20205熱端容置槽2022制熱密封蓋板21進給管路210c、210h 進水閥211c、211h 逆止閥22冷端增益回路220冷端控制閥221冷端加壓泵222冰水膽23熱端增益回路230熱端控制閥231熱端加壓泵232熱水膽24導出管路240出水閥241c、241h 流量控制閥 20120、20102 螺孔20121 螺絲20103、20203、20123 進水口20104、20204、20124 出水口20125制冷蓋板連接件A切面
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明技術方案進行詳細的描述，以更進一步了解本發明的目的、方案及功效，但并非作為本發明所附權利要求保護范圍的限制。請參閱圖2，其為本發明的熱電式飲用裝置的架構示意圖，如圖所示，熱電式飲用裝置2包括熱電式熱泵20、進給管路21、冷端增益回路22、熱端增益回路23、及導出管路 24。熱電式熱泵20包含熱電芯片200、制冷單元201及制熱單元202，其中，熱電芯片 200具有用以吸收熱能的冷端面200c及用以釋放熱能的熱端面200h，制冷單元201貼附于熱電芯片200的冷端面200c上，且內建有用以供流體流動的制冷流道，制熱單元202貼附于熱電芯片200的熱端面200h上，且內建有用以供流體流動的制熱流道。具體來說，熱電芯片200利用載子流動時可順道帶走熱量的原理，以冷端面200c來吸收熱能，進而再利用熱端面200h釋放由冷端面200c所吸收的熱能，藉此同時制冷及制熱，以提升能源因素值 (energyfactonEF)，達到節省電能的功效。而制冷單元201及制熱單元202可為一體成型或組合封裝。且制冷單元201及制熱單元202內部設有制冷流道及制熱流道，可分別形成為U形異位單向流道式結構、U形同位單向流道式結構、螺旋單向流道式結構、螺旋雙向流道式結構、或U形異位雙向流道式結構，以供流體流動于其中，而制冷流道及制熱流道的細部結構，詳述如后。進給管路21用以將流體分別導入熱電式熱泵20的制冷單元201的制冷流道，及制熱單元202的制熱流道中，經制冷單元201的冷水流入冰水膽222，及經制熱單元202的熱水流入熱水膽232。于本實施形態下，進給管路21可選擇性地具備進水閥210c、210h及逆止閥21 lc、21 lh，其中，進水閥210c用以開始或停止將流體導入制冷單元201的制冷流道中，進水閥210h用以開始或停止將流體導入制熱單元202的制熱流道中，逆止閥21 Ic用以防止經由進給管路21導入制冷單元201的制冷流道中的流體逆流，而逆止閥211h用以防止經由進給管路21導入制熱單元202的制熱流道中的流體逆流。冷端增益回路22 —端連接于制冷單元201，另一端與冰水膽222連接，用以令由進給管路21導入制冷流道中的流體產生循環流動，而熱電芯片200的冷端面200c是利用制冷單元201內建的制冷流道針對在制冷流道中循環流動的流體進行制冷動作。于本實施形態下，冷端增益回路22可選擇性地具備用以開啟或停止制冷流道中的流體產生循環流動的冷端控制閥220、用以增進制冷流道中的流體的循環流動效率的冷端加壓泵221，當冰水膽222內的冰水溫度為設定溫度8°C以下時，則冷端加壓泵221停止運轉，冷端控制閥 220關閉，且用以加速儲存制冷動作的流體于冰水膽222，冰水膽222可設置一開關流出冰水(未圖示)。而為了達到較佳的儲存效果，冰水膽222還可被覆用以保持溫度的保溫層 (未圖示)。熱端增益回路23 —端連接于制熱單元202，另一端與熱水膽232連接，用以令由進給管路21導入制熱流道中的流體產生循環流動，而熱電芯片200的熱端面200h是利用制熱單元202內建的制熱流道針對在制熱流道中循環流動的流體進行制熱動作。于本實施形態下，熱端增益回路23可選擇性地具備用以開啟或停止制熱流道中的流體產生循環流動的熱端控制閥230、用以增進制熱流道中的流體的循環流動效率的熱端加壓泵231，當熱水膽232內的熱水溫度在設定溫度85°C以上時，則熱端加壓泵231停止運轉，熱端控制閥230 關閉，且用以加速儲存制熱動作的流體于熱水膽232，熱水膽232同樣可設置一開關流出熱水(圖未示)。同樣地，為了達到較佳的儲存效果，熱水膽232也可被覆用以保持溫度的保
8溫層(未圖示)。導出管路24連接于冷端增益回路22及熱端增益回路23，用以分別從冷端增益回路22及熱端增益回路23導出已完成制冷動作及/或制熱動作的流體。于本實施形態下， 導出管路可選擇性地具備出水閥240及流量控制閥241c、241h，其中，出水閥240用以分別開啟或停止從冷端增益回路22及熱端增益回路23導出已完成制冷動作及/或制熱動作的流體，流量控制閥241c用以控制導出管路24從冷端增益回路22導出流體的流量，而流量控制閥241h則用以控制導出管路24從熱端增益回路23導出流體的流量，此時，冷端控制閥220及熱端控制閥230關閉，冷端加壓泵221及熱端加壓泵231運轉。但是，亦可利用重力作用直接從冰水膽222及熱水膽232流出，此管路未圖示，且不需所謂的加壓泵。具體實施時，若進給管路21連接至自來水源，當一定容量的自來水在經由進給管路21分別導入于制冷單元201的制冷流道及制熱單元202的制熱流道中后，熱電式飲用裝置2即可利用控制器(未圖示)致能熱電芯片200，并同步地啟動冷端增益回路22及熱端增益回路23，以令由進給管路21導入制冷流道及制熱流道中的自來水開始產生循環流動， 而由于熱電芯片200在致能后會從冷端面200c吸收熱能并從熱端面200h釋放熱能，所以， 熱電芯片200可搭配制冷流道及制熱流道對于制冷流道及制熱流道中流動的自來水進行降溫作用及升溫作用。而由于制冷單元201及制熱單元202內建了制冷流道及制熱流道， 所以，除了可增加作用于制冷單元201中的自來水的降溫時間及作用面積外，也可同時增加作用于制熱單元202中的自來水的升溫時間及作用面積，進而以較佳的效率完成預定的制冷動作與制熱動作。而當熱電式飲用裝置2利用傳感器(未圖示)感測到制冷動作與制熱動作已滿足預定的要求，亦即，制冷單元201及制熱單元202中的自來水已成為符合預定溫度的冰水及熱水后，熱電式飲用裝置2即可將已達到預定溫度的冰水及熱水分別儲存于冰水膽222及熱水膽232中。爾后，當使用者需要使用冰水、熱水、或是溫水時，熱電式飲用裝置2即可再利用控制器令導出管路24分別從冰水膽222及熱水膽232中擷取出冰水及熱水供使用者使用，或者分別從冰水膽222及熱水膽232中擷取出一定比例的冰水及熱水使混合成溫度適當的溫水供使用者使用。值得一提的是，本發明的熱電式飲用裝置2又可搭配相關的RO逆滲透裝置及/或 UV殺菌裝置，以提供使用者安全性更高的飲用水。而所述的RO逆滲透裝置及UV殺菌裝置， 則可選擇性地搭接于進給管路21或導出管路24。其次，依據不同的設計需求與成本考慮， 熱電式熱泵20所包含的熱電芯片200的數量，及熱電式熱泵20本身的數量，皆可選擇性地增加為多個，例如，熱電式熱泵20中可設置多個熱電芯片200，而熱電式飲用裝置2中更可同時設置多個彼此串聯或并聯的熱電式熱泵20。為了清楚地了解本發明的熱電式飲用裝置2的熱電式熱泵20的設計架構，請連同圖2參閱圖3A至圖3D，其中，圖3A繪示U形異位單向流道式的熱電式熱泵20a的分解示意圖，圖3B繪示U形異位單向流道式的熱電式熱泵20a的結合示意圖，圖3C繪示沿著圖3B 的切面A所視的剖面示意圖，而圖3D繪示多個彼此相互串聯的U形異位單向流道式的熱電式熱泵20a的立體示意圖。如圖所示，制冷單元201為組合封裝式，且具備內建有制冷流道20100的制冷座 2010、設置于制冷墊圈溝槽20101中以提供防漏效果的制冷密封墊圈2011、及對應覆蓋制冷座2010的制冷密封蓋板2012，其中，制冷流道20100的幾何形狀為U形異位單向流道式， 制冷密封蓋板2012及制冷座2010分別具有對應的螺孔20120、20102以供螺絲20121予以穿設，進而將制冷密封蓋板2012對應地固定于制冷座2010上，并將制冷密封墊圈2011固定于制冷座2010的制冷墊圈溝槽20101中，以達到固定、密封的效果。當然，制冷密封蓋板 2012亦可利用黏合或夾合等方式固定密封于制冷座2010上。 而制熱單元202可具有與制冷單元201相同的架構，亦即，制熱單元202亦具備內建有制熱流道(圖未示)的制熱座2020、設置于制熱座2020的制熱墊圈溝槽(圖未示)中的制熱密封墊圈(圖未示)、及對應覆蓋制熱座2020的制熱密封蓋板2022，且制熱流道的幾何形狀亦為U形異位單向流道式，制熱密封蓋板2022及制熱座2020亦具有對應的螺孔 (圖未示)以供螺絲(圖未示)穿設，進而將制熱密封蓋板2022固定于制熱座2020上，并將制熱密封墊圈固定于制熱座2020的制熱墊圈溝槽中。 值得注意的是，為了更牢靠地將熱電芯片200夾置于制冷單元201及制熱單元202 間，制冷單元201及制熱單元202的相對面上，可分別設置用以承接熱電芯片200的冷端面200c的冷端容置槽(圖未示)及用以承接熱電芯片200的熱端面200h的熱端容置槽 20205。因此，于本實施例中，當冷端增益回路22開始令制冷流道20100中的流體產生流動時，所述的流體即可不斷地由靠近角落部位的進水口 20103注入制冷單元201，并在呈現為異位單向流道式的制冷流道20100中以U形的流動方式予以循環流動，進而不斷地從設置于相對于進水口 20103另一側的角落部位的出水口 20104流出制冷單元201。同理，當熱端增益回路23開始令制熱流道內的流體產生流動時，所述的流體即可不斷地由進水口 20203注入制熱單元202，并在呈現為U形異位單向流道式的制熱流道中流動，進而不斷地從出水口 20204流出制熱單元202。而所述的流體的流向，誠如圖3C所示，為入口與出口位于不同側的U形流向。值得一提的是，為了達到階段式的制冷效果與制熱效果，以及提供更佳的處理流量，設計者可配置多個熱電式熱泵20a，并將其彼此相互串聯，如圖3D所示。當然，依據使用者不同的實際需求，多個熱電式熱泵20a亦可彈性地配置為彼此相互并聯的形式。而于制冷流道20100及制熱流道中的流體，亦可選擇性地利用其它的驅動裝置(未圖標)而不利用冷端增益回路22及熱端增益回路23來予以驅動。請再連同圖2參閱圖4A至圖4D，其中，圖4A繪示U形同位單向流道式的熱電式熱泵20b的分解示意圖，圖4B繪示U形同位單向流道式的熱電式熱泵20b的結合示意圖，圖 4C繪示沿著圖4B的切面A所視的剖面示意圖，而圖4D繪示多個彼此相互串聯的U形同位單向流道式的熱電式熱泵20b的立體示意圖。本實施例與前述U形異位單向流道式的實施例的最大差別，在于進水口與出水口的配置方式，以及所述的流體于制冷單元201及制熱單元202內的流動方式。詳而言之，于本實施例中，進水口 20103與出水口 20104設置于制冷單元201的同一側，且進水口 20203與出水口 20204亦設置于制熱單元202的同一側，而所述的流體于制冷單元201及制熱單元202內的流動方式，誠如圖4C所示，為一種入口與出口位于同一側的U形流向。當然，為了達到階段式的制冷效果與制熱效果，以及提供更佳的處理流量，設計者亦可將多個熱電式熱泵20b彼此相互串聯，形成如圖4D所示的配置。當然，亦可依據不同的實際需求，將多個熱電式熱泵20b彈性地配置為彼此相互并聯的形式。接著，請再連同圖2參閱圖5A至圖5C，其中，圖5A繪示螺旋單流道式的熱電式熱泵20c的分解示意圖，圖5B繪示螺旋單流道式的熱電式熱泵20c的結合示意圖，而圖5C繪示沿著圖5B的切面A剖視的剖面示意圖。本實施例與前述U形同位單向流道式及U形異位單向流道式的實施例的最大差另IJ，在于進水口及出水口的設置方式，以及制冷流道20100與制熱流道(未圖示)形成為螺旋單流道式的結構設計。如圖所示，本實施例的制冷座2010與制熱座2020未設置有任何的進水口及出水口，而于制冷密封蓋板2012中央設置進水口 20123，并于靠近制冷密封蓋板2012邊緣的位置設置出水口 20124。相應地，制熱密封蓋板2022上也設置有進水口(未圖示)及出水口 (未圖示)。此種進水口與出水口的設置方式在搭配架構為螺旋單流道式的制冷流道20100 與制熱流道時，制冷單元201及制熱單元202內的流體的流動方式，即形成為如圖5C所示的流向，亦即，所述的流體由設置于中央部位的進水口注入制冷流道20100與制熱流道后， 緊接著以螺旋流動的方式流動至靠近邊緣部位的出水口，并由靠近邊緣部位的出水口予以流出。當然，設計者也可依據不同的實施環境將多個熱電式熱泵20c配置為彼此相互串聯或并聯的形式。再者，請再連同圖2參閱圖6A至圖6C，其中，圖6A繪示螺旋雙流道式的熱電式熱泵20d的分解示意圖，圖6B繪示螺旋雙流道式的熱電式熱泵20d的結合示意圖，而圖6C繪示沿著圖6B的切面A所視的剖面示意圖。本實施例與前述螺旋單流道式的實施例的最大差別，在于進水口及出水口的設置方式，以及制冷流道20100與制熱流道(未圖示)形成為螺旋雙流道式的結構設計。如圖所示，本實施例的制冷密封蓋板2012中央部位同時設置有進水口 20123及出水口 20124，相應地，制熱密封蓋板2022中央部位亦同時于設置有進水口(未圖示)及出水口(未圖示)。而為了更精準地連接制冷密封蓋板2012的進水口 20123及出水口 20124， 以及連接制熱密封蓋板2022的進水口及出水口，設計者可分別于制冷密封蓋板2012及制熱密封蓋板2022上選擇性地設置內建T型管路的制冷蓋板連接件20125及制熱蓋板連接件(未圖示)。此種進水口與出水口的設置方式在搭配上螺旋雙流道式的制冷流道20100與制熱流道時，制冷單元201及制熱單元202內的流體的流動方式，即形成為圖6C所示的流向， 亦即，所述的流體由設置于中央部位的進水口注入后，緊接著以螺旋流動的方式于制冷流道20100與制熱流道中流動，進而再回流至中央部位的出水口，并由中央部位的出水口予以流出。當然，設計者也可依據不同的實施環境將多個熱電式熱泵20d配置為彼此相互串聯或并聯的形式。最后，再連同圖2參閱圖7A至圖7D，其中，圖7A繪示U形異位雙向流道式的熱電式熱泵20e的分解示意圖，圖7B繪示U形異位雙向流道式的熱電式熱泵20e的結合示意圖， 圖7C繪示沿著圖7B的切面A所視的剖面示意圖，而圖7D繪示多個彼此相互并聯的U形異位雙向流道式的熱電式熱泵20e的立體示意圖。需先說明的是，本實施例與前述異位單向流道式的實施例的差別，在于進水口與出水口的配置方式配置于相對應的兩側邊的中央部位，且制冷流道20100與制熱流道(未圖示)構成為異位雙向流道式的結構設計，同時，本實施例還同時配置了四塊熱電芯片 200，藉此提供效率更佳的制冷動作及制熱動作。因此，所述的流體在由設置于制冷座2010 —側中央部位的進水口 20103，及設置于制熱座2020 —側中央部位的進水口 20203分別注入制冷單元201的制冷流道20100及制熱單元202的制熱流道后，即會先進行左右分流，進而再以U形流動的方式分別匯流至制冷座2010及制熱座2020另一側中央部位的出水口(未圖示)，以形成如圖7C所示的流向。當然，為了提供更佳的處理流量，設計者同樣可將多個熱電式熱泵20e配置成彼此相互并聯的形式，如圖7D所示。而為了達到階段式的制冷效果與制熱效果，多個熱電式熱泵20e 也可彈性地配置為彼此相互并聯的形式。需注意的是，熱電式熱泵20(20a、20b、20C、20d、20e)中的制冷單元201與制熱單元202，除了可為前述的分離式的設計形態外，亦可為一體成型式的設計形態。而制冷單元 201的制冷流道的設計架構，亦可與對應的制熱單元202的制熱流道有所不同，以增加配置彈性。綜上所述，由于本發明的熱電式飲用裝置是利用熱電芯片、制冷流道、制熱流道、 冷端增益回路、及熱端增益回路的相互搭配，同時對制冷流道及制熱流道中的流體進行充分的制冷動作及制熱動作，是以，本發明不但能提供較佳的制冷效率及制熱效率，同時也避免了無謂的能源損耗。再者，由于本發明的熱電式飲用裝置不需設置壓縮機、風扇、及散熱鰭片等機械構件，所以，除了能有效地縮小整體的體積外，也能進一步避免造成冷媒污染及耗電量過高等嚴重問題。當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種熱電式飲用裝置，其特征在于，包括熱電式熱泵，該熱電式熱泵包含熱電芯片，具有用以吸收熱能的冷端面及用以釋放熱能的熱端面；制冷單元，貼附于該熱電芯片的冷端面上，且內部設有用以供流體流動的制冷流道；以及制熱單元，貼附于該熱電芯片的熱端面上，且內部設有用以供流體流動的制熱流道；進給管路，用以將流體分別導入該制冷單元的制冷流道及制熱單元的制熱流道中；冷端增益回路，連接于該制冷單元，用以令經由該進給管路導入該制冷流道中的流體產生循環流動，而使該熱電芯片的冷端面借助該制冷單元對于該制冷流道中循環流動的流體進行加速制冷動作；熱端增益回路，連接于該制熱單元，用以令經由該進給管路導入該制熱流道中的流體產生循環流動，而使該熱電芯片的熱端面借助該制熱單元對于該制熱流道中循環流動的流體進行加速制熱動作；以及導出管路，連接于該冷端增益回路及該熱端增益回路，用以分別從該冷端增益回路及該熱端增益回路導出已完成制冷動作或制熱動作的流體。
2.如權利要求1所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該熱電式熱泵包含多個相互串聯或并聯的制冷單元及制熱單元。
3.如權利要求1所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該制冷單元包括具有該制冷流道及制冷墊圈溝槽的制冷座、設置于該制冷墊圈溝槽中的制冷密封墊圈、及覆蓋該制冷座的制冷密封蓋板；且該制熱單元包括具有該制熱流道及制熱墊圈溝槽的制熱座、設置于該制熱墊圈溝槽中的制熱密封墊圈、及覆蓋該制熱座的制熱密封蓋板。
4.如權利要求3所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該制冷密封蓋板及該制冷座具有對應的螺孔，以供螺絲穿設其中，進而將該制冷密封蓋板固定于該制冷座上，并將該制冷密封墊圈固定于該制冷座的制冷墊圈溝槽中；且該制熱密封蓋板及該制熱座具有對應的螺孔，以供螺絲穿設其中，進而將該制熱密封蓋板固定于該制熱座上，并將該制熱密封墊圈固定于該制熱座的制熱墊圈溝槽中。
5.如權利要求1所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該制冷流道及該制熱流道為U形異位單向流道式結構。
6.如權利要求1所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該制冷流道及該制熱流道為U形同位單向流道式結構。
7.如權利要求1所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該制冷流道及該制熱流道為螺旋單向流道式結構。
8.如權利要求1所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該制冷流道及該制熱流道為螺旋雙向流道式結構。
9.如權利要求1所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該制冷流道及該制熱流道為U形異位雙向流道式結構。
10.如權利要求1所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該進給管路具備進水閥及逆止閥，該進水閥用以開始或停止將流體分別導入該制冷單元的制冷流道及該制熱單元的制熱流道中，而該逆止閥用以防止經由該進給管路導入該制冷流道及該制熱流道中的流體逆流。
11.如權利要求1所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該冷端增益回路具備用以開啟或停止該制冷流道中的流體產生循環流動的冷端控制閥、及用以增進該制冷流道中的流體的循環流動效率的冷端加壓泵，且用以加速儲存制冷動作的流體于冰水膽；而該熱端增益回路具備用以開啟或停止該制熱流道中的流體產生循環流動的熱端控制閥、及用以增進該制熱流道中的流體的循環流動效率的熱端加壓泵，且用以加速儲存制熱動作的流體于熱水膽。
12.如權利要求11所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該冰水膽及該熱水膽被覆有用以保持溫度的保溫層。
13.如權利要求11所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該冰水膽及該熱水膽具有流出冰水及熱水的開關。
14.如權利要求11所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，當該冰水膽內的冰水溫度為設定溫度8°C以下時，則該冷端加壓泵停止運轉，該冷端控制閥關閉；而當熱水膽內的熱水溫度在設定溫度85°C以上時，該熱端加壓泵停止運轉，該熱端控制閥關閉。
15.如權利要求11所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，當該導出管路分別從該冷端增益回路及該熱端增益回路導出已完成制冷動作或制熱動作的流體時，該冷端控制閥及該熱端控制閥關閉，該冷端加壓泵及該熱端加壓泵運轉。
16.如權利要求11所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該冰水膽及該熱水膽分別提供一定比例的冰水及熱水，使混合成溫度適當的溫水。
17.如權利要求1所述的熱電式飲用裝置，其特征在于，該導出管路具備出水閥及流量控制閥，其中，該出水閥用以分別開啟或停止從該冷端增益回路及該熱端增益回路導出已完成制冷動作及制熱動作的流體，而該流量控制閥用以控制該導出管路的流量。
18.一種熱電式熱泵，其特征在于，包含熱電芯片，具有用以吸收熱能的冷端面及用以釋放熱能的熱端面；制冷單元，貼附于該熱電芯片的冷端面上，且內部設有用以供流體流動的制冷流道；以及制熱單元，貼附于該熱電芯片的熱端面上，且內部設有用以供流體流動的制熱流道，而該熱電芯片的熱端面通過該制熱單元的制熱流道對該制熱流道中的流體進行制熱動作。
19.如權利要求18所述的熱電式熱泵，其特征在于，該制冷單元包括具有該制冷流道及制冷墊圈溝槽的制冷座、設置于該制冷墊圈溝槽中的制冷密封墊圈、及覆蓋該制冷座的制冷密封蓋板；且該制熱單元包括具有該制熱流道及制熱墊圈溝槽的制熱座、設置于該制熱墊圈溝槽中的制熱密封墊圈、及覆蓋該制熱座的制熱密封蓋板。
20.如權利要求19所述的熱電式熱泵，其特征在于，該制冷密封蓋板及該制冷座具有對應的螺孔，以供螺絲穿設其中進而將該制冷密封蓋板固定于該制冷座上，并將該制冷密封墊圈固定于該制冷座的制冷墊圈溝槽中；且該制熱密封蓋板及該制熱座具有對應的螺孔，以供螺絲穿設其中進而將該制熱密封蓋板固定于該制熱座上，并將該制熱密封墊圈固定于該制熱座的制熱墊圈溝槽中。
21.如權利要求18所述的熱電式熱泵，其特征在于，該制冷流道及該制熱流道為U形異位單向流道式結構。
22.如權利要求18所述的熱電式熱泵，其特征在于，該制冷流道及該制熱流道為U形同位單向流道式結構。
23.如權利要求18所述的熱電式熱泵，其特征在于，該制冷流道及該制熱流道為螺旋單向流道式結構。
24.如權利要求18所述的熱電式熱泵，其特征在于，該制冷流道及該制熱流道為螺旋雙向流道式結構。
25.如權利要求18所述的熱電式熱泵，其特征在于，該制冷流道及該制熱流道為U形異位雙向流道式結構。
全文摘要
一種熱電式飲用裝置及熱電式熱泵，該熱電式飲用裝置包括進給管路、冷端增益回路、熱端增益回路、導出管路、及熱電式熱泵，而該熱電式熱泵包含熱電芯片、貼附于該熱電芯片的冷端面且內部設有制冷流道的制冷單元、貼附于該熱電芯片的熱端面且內部設有制熱流道的制熱單元。該進給管路將流體分別導入該制冷流道及該制熱流道中，該冷端增益回路及該熱端增益回路分別令該制冷流道及該制熱流道中的流體產生循環流動，這樣，使該熱電芯片的冷端面及熱端面分別通過該制冷流道及該制熱流道對流體進行制冷動作及制熱動作，而該導出管路分別從該冷端增益回路及該熱端增益回路導出已完成制冷動作及/或制熱動作的流體。
文檔編號A47J31/54GK102450954SQ20101051696
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月15日 優先權日2010年10月15日
發明者周雅文, 彭及青, 洪敏郎, 陳奕瑞 申請人:財團法人工業技術研究院