專利名稱：采用強(qiáng)迫通風(fēng)與強(qiáng)迫環(huán)流散熱的溫差電致冷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體致冷裝置，特別是指一種采用強(qiáng)迫通風(fēng)與強(qiáng)迫環(huán)流散熱的溫差電致冷器。
溫差電致冷器的工作原理是利用半導(dǎo)體材料的“珀?duì)栙N”效應(yīng)進(jìn)行進(jìn)行致冷的，即當(dāng)直流電通過(guò)兩種不同導(dǎo)電材料構(gòu)成的回路時(shí)，結(jié)點(diǎn)上將產(chǎn)生吸熱或放熱現(xiàn)象。實(shí)用中，對(duì)半導(dǎo)體熱電偶構(gòu)成的熱電堆接通直流電源，則它的一面吸收熱量，另一面放出熱量。單個(gè)熱電偶的純產(chǎn)冷量公式為Q0＝αabTCI-0.5I2R-K(Th-Tc)因此可知，提高熱電堆冷端的絕對(duì)溫度，降低熱端的絕對(duì)溫度，不僅可以減少K(Th-Tc)值，而且可以增加αabTCI值，致冷量就越大；所以要提高熱電堆的制冷效率，關(guān)鍵是解決好冷、熱端成散熱問(wèn)題。
根據(jù)上述目的設(shè)計(jì)了一種采用強(qiáng)迫通風(fēng)與強(qiáng)迫環(huán)流散熱的溫差電致冷器，包括制冷裝置、與制冷裝置相匹配的散熱裝置，其制冷裝置包括半導(dǎo)體熱電堆、與熱電堆冷端面貼合的吸冷片、與吸冷片匹配的散冷風(fēng)扇；散熱裝置包括貼合在熱電堆熱端面上的吸熱器、將吸熱器與翅片式散熱器連接起來(lái)的循環(huán)管路、與翅片式散熱器配套的散熱風(fēng)扇。其中，與吸冷片匹配的散冷風(fēng)扇支架套裝并固定在吸冷片上，散冷風(fēng)扇位于吸冷片的前方。在吸熱器內(nèi)設(shè)置有供傳熱介質(zhì)流動(dòng)循環(huán)的管道，管道的出口與管路連通，管路與貯存?zhèn)鳠峤橘|(zhì)的儲(chǔ)液箱連通，儲(chǔ)液箱內(nèi)設(shè)置有強(qiáng)制傳熱介質(zhì)循環(huán)的微型泵。該吸熱器內(nèi)的傳熱介質(zhì)流動(dòng)循環(huán)管道呈蛇形或S型緊密排列，管道與熱電堆端面之間為薄壁結(jié)構(gòu)金屬，在吸熱器外表面還設(shè)置有翅片式散熱結(jié)構(gòu)。另外，與翅片式散熱器配套的散熱風(fēng)扇位于散熱器后，并固定在風(fēng)扇支架上，該支架安裝在底板上。
本實(shí)用新型采用的吸熱器能使液體迅速帶走熱電堆熱端傳來(lái)的熱量，同時(shí)吸熱器與外部空氣接觸的表面上的翅片式輔助散熱結(jié)構(gòu)，加快了與周圍空氣的自然對(duì)流散熱；裝配時(shí)，微型泵固定并封閉在儲(chǔ)液箱內(nèi)，有效地降低了泵的噪聲，延長(zhǎng)了泵的使用壽命；循環(huán)用傳熱介質(zhì)采用在零下10℃仍具有極佳流動(dòng)性能的液體，使實(shí)用性、可靠性和溫度適用范圍得到了充分保障。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，吸熱器進(jìn)口的傳熱介質(zhì)溫度與環(huán)境溫度相近，使半導(dǎo)體熱電堆的冷、熱端散熱快、致冷量大、致冷速度快，制冷效率得到大幅度提高?？傊緦?shí)用新型結(jié)構(gòu)合理、工藝可靠，成本低，實(shí)用性強(qiáng)。
本實(shí)用新型的應(yīng)用廣泛，附圖
3給示了在小型冷藏箱中的應(yīng)用情況。采用強(qiáng)迫通風(fēng)與強(qiáng)迫環(huán)流散熱的溫差致冷器，在室溫25℃時(shí)，箱內(nèi)溫度低于2℃，開(kāi)機(jī)第一小時(shí)溫降達(dá)18℃。工作中，散冷風(fēng)扇對(duì)著冷端吸冷片強(qiáng)迫通風(fēng)散冷，既可使吸冷片上的冷量能夠迅速傳遞到整個(gè)制冷室，也避免了吸冷片局部溫度過(guò)低；而熱電堆熱端端面緊密貼合在導(dǎo)熱性能優(yōu)良的鋁或銅合金制吸熱器的表面，在儲(chǔ)液箱中微型泵的驅(qū)動(dòng)下，傳熱介質(zhì)以一定的流速流過(guò)吸熱器中密布的管道，迅速帶走了熱電堆傳來(lái)的熱量，加上吸熱器的翅片式輔助散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高了熱量流失速度。由吸熱器流出的溫度較高的傳熱介質(zhì)經(jīng)管路流入翅片式散熱器中散熱降溫，采用風(fēng)扇的強(qiáng)迫風(fēng)冷加快了散熱速度。通過(guò)對(duì)微型泵的轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇的功率和散熱器散熱面積的合理匹配，可優(yōu)化整機(jī)工作效率。
權(quán)利要求1.一種采用強(qiáng)迫通風(fēng)與強(qiáng)迫環(huán)流散熱的溫差電致冷器，包括制冷裝置、與制冷裝置相匹配的散熱裝置，其特征是制冷裝置包括半導(dǎo)體熱電堆(4)、與熱電堆冷端面貼合的吸冷片(3)、與吸冷片匹配的散冷風(fēng)扇(1)；散熱裝置包括貼合在熱電堆熱端面上的吸熱器(5)、將吸熱器與翅片式散熱器(7)連接起來(lái)的循環(huán)管路(6)、與翅片式散熱器配套的散熱風(fēng)扇(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差電致冷器，其特征是與吸冷片匹配的散冷風(fēng)扇支架(2)套裝并固定在吸冷片上，散冷風(fēng)扇位于吸冷片的前方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差電致冷器，其特征是吸熱器內(nèi)設(shè)置有供傳熱介質(zhì)流動(dòng)循環(huán)的管道，管道的出口與管路連通，管路與貯存?zhèn)鳠峤橘|(zhì)的儲(chǔ)液箱(8)連通，儲(chǔ)液箱內(nèi)設(shè)置有強(qiáng)制傳熱介質(zhì)循環(huán)的微型泵(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫差電致冷器，其特征是吸熱器內(nèi)的傳熱介質(zhì)流動(dòng)循環(huán)管道呈蛇形或S型緊密排列，管道與熱電堆端面之間為薄壁結(jié)構(gòu)金屬，在吸熱器外表面還設(shè)置有翅片式散熱結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的溫差電致冷器，其特征是與翅片式散熱器配套的散熱風(fēng)扇(12)位于散熱器后，并固定在風(fēng)扇支架(13)上，該支架安裝在底板(10)上。
專利摘要一種采用強(qiáng)迫通風(fēng)與強(qiáng)迫環(huán)流散熱的溫差電致冷器，包括由半導(dǎo)體熱電堆、貼合熱電堆冷端面的吸冷片及風(fēng)扇組成的制冷裝置，由貼合在熱電堆熱端面的吸熱器、散熱循環(huán)管路、翅片式散熱器及風(fēng)扇組成的散熱裝置。其散冷風(fēng)扇套裝在吸冷片上；吸熱器內(nèi)有供傳熱介質(zhì)流動(dòng)循環(huán)的管道，管道的出口與循環(huán)管路連通，管路與貯存?zhèn)鳠峤橘|(zhì)的儲(chǔ)液箱連通，儲(chǔ)液箱內(nèi)設(shè)置有強(qiáng)制傳熱介質(zhì)循環(huán)的微型泵。本實(shí)用新型吸熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使環(huán)流及對(duì)流散熱能力強(qiáng)，循環(huán)用介質(zhì)在－10℃仍具有極佳流動(dòng)性，保障了實(shí)用性、可靠性和溫度適用范圍。本實(shí)用新型致冷量大、致冷速度快，制冷效率高，噪聲低，且結(jié)構(gòu)合理、工藝可靠，成本低。
文檔編號(hào)F25B21/04GK2542999SQ02227109
公開(kāi)日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2002年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月23日
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