专利名称：通风环流散热半导体冰箱的制作方法
技术领域：
通风环流散热半导体冰箱技术领域 本实用新型涉及一种半导体冰箱，特别涉及一种通风环流散热半导体冰箱。
背景技术：
现有的半导体冰箱，其热端散热多采用强迫风冷或水冷两种方式，也有采用热管 散热的。当采用风冷散热时，因热交换效率低，散热器散热效果不佳。采用水冷散热时，有 内循环和外循环散热两种方式，其中外循环流水式散热耗水较多，时常需补充水，长期使用 不太方便，但水蒸发式散热效果好，制冷效率高；内循环式水冷散热，其散热效果随水温的 上升而下降，且必须使用管道泵，成本高、噪声大；另外，水冷散热装置还要解决在0°c以下 的结冰问题。利用热管传导散热的温差电致冷器，因使用氨水做媒质，限制了使用场合。而 冷端的吸冷片，有自然对流致冷和强迫通风致冷两种方式。通过室内空气的自然对流致冷， 热交换效率低、换热系数小，冷端热量不能迅速传递；相对于自然对流换热系数3. 5-6. Off/ m2. K，采用强迫通风后换热系数可提高到35-60W/m2. K，因此冷端吸冷片可通过改变换热条 件来提高热交换效率。半导体冰箱的工作原理是利用半导体材料的“珀尔贴”效应进行致冷的，即当直流 电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点上将产生吸热或放热现象。实用中对半导体 热电偶构成的热电堆接通直流电源，则它的一面吸收热量，另一面放出热量。单个热电偶的 纯产冷量公式为Q0= α abTcI-0.5I2R-K (Th-Tc)因此可知，提高热电堆冷端的绝对温度，降低热端的绝对温度，不仅可以减少 K(Th-Tc)值，而且可以增加α abT。I值，产冷量就越大；所以要提高热电堆的制冷效率，关键 是解决好冷、热端成散热问题。
发明内容本实用新型的的目的是通过将强迫通风散热和强迫环流散热技术相揉合，提供一 种冷端转冷快、热端散热好的温差电致冷器，使之在最小温差状态下工作，以获得高致冷 量、高制冷效率的半导体冰箱。为了解决上述技术的问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的通风环流散 热半导体冰箱包括冰箱箱体、设置在箱体内的控制电路，控制电路包括相互连接的温度传 感器、微处理器、继电器、温度调节电位器、门开关，还包括温差电致冷器，该温差电致冷器 包括制冷装置，与制冷装置相匹配的散热装置；制冷装置包括半导体热电堆、与热电堆冷端 面贴合的吸冷片、与吸冷片匹配的散冷风扇；散热装置包括贴合在热电推热端面上的吸热 器、将吸热器与翅片式散热器连接起来的循环管路、与翅片式散热器配套的散热风扇。本实用新型也可以通过以下技术方案实现以上所述与吸冷片匹配的散冷风扇支 架套装并固定在吸冷片上，散冷风扇位于吸冷片的前方。本实用新型也可以通过以下技术方案实现以上所述吸热器内设置有供传热介质流动循环的管道，管道的出口与管路连通，管路与贮存传热介质的储液箱连通，储液箱内设置有强制传热介质循环的微型泵。本实用新型也可以通过以下技术方案实现以上所述吸热器内的传热介质流动循 环管道呈蛇形或S型紧密排列，管道与热电堆端面之间为薄壁结构金属，在吸热器外表面 设置翅片式散热结构。本实用新型也可以通过以下技术方案实现以上所述储液箱内设置监测传热介质 温度、温度上限为50°C的由控制电路控制的温度传感器。本实用新型还可以通过以下技术方案实现以上所述与翅片式散热器配套的散热 风扇位于毁热器后，并固定在风扇支架上，该支架安装在底板上。与现有技术相比，本实用新型采用的吸热器能使传热介质迅速带走热电堆热端传 来的热量，同时吸热器与外部空气接触的表面上的翅片式辅助散热结构，加快了与周围空 气的自然对流散热；装配时微型泵固定并封闭在储液箱内，有效地降低了泵的噪声，延长 了泵的使用寿命；循环用传热介质采用在零下10°c仍具有极佳流动性能的液体，使其实用 性、可靠性和温度适用范围得到了充分保障。运转时吸热器进口的传热介质温度与环境温 度相近，使半导体热电堆的冷、热端散热快、致冷量大、致冷速度快，制冷效率得到大幅度提 高。本实用新型结构合理、工艺可靠，成本低，实用性强。
图1是本实用新型的装配结构示意图。图2是本实用新型图1的左视示意图。在附图中1_门外壳、2-冰箱门开关、3-隔热填充物、4-门内壁、5-内胆、6_风扇 支架、7-散热风扇、8-微型泵、9-冰箱底板、10-防护后罩板、11-传热介质、12-管路通进储 液箱、13-翅片式散热器、14-循环管路、15-冷藏室温度传感器、16-吸热器、17-半导体热电 堆、18-泡沫隔热层、19-吸冷片、20-风扇支架、21-散冷风扇、22-外壳、23-电源控制线路 板、24-温度传感器、25-冰箱温度调节电位器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述本实用新型的工 作原理是提高半导体热电堆冷端的绝对温度，降低热端的绝对温度，缩小制冷热电堆两个 端面的温差，因而制冷效率就就越高。在结构上首先参照附图1，可见温差电致冷器安装在 冰箱的后背部。冰箱箱体包括外壳22和内胆5，在外壳22与内胆5之间填充泡沫隔热层 18，箱体底部设有底板9，后背部设有防护后罩板10。冰箱门体包括门外壳1、门内壁4及它 们间的隔热填充物3。在温差电致冷器半导体热电堆17冷端面上贴合有吸冷片19，吸冷片 19为表面经阳极氧化发黑处理的铝材或铜材，用螺街固定在吸热器16上；散热风扇21由 风扇支架20套装并固定在吸冷片19上，散冷风扇7对着吸冷片19，而吸热器贴合在热电 堆热端，吸热器内的管道出口与循环管路14连通，管路通进储液箱12，用于强制循环的微 型泵8固定在封闭的储液箱内，微型泵8通过管路与翅片式散热器13连通，而散热器另一 端接口经管路与吸热管道进口相连通，构成完整的循环回路，参见附图2。在翅片式散热器 后部、储液箱侧设置散热风扇7，该风扇固定在风扇支架6上，风扇支架6安装在冰箱底板9上，风扇对散热器强迫风冷；储液箱、散热器均固定在冰箱底板9上，管路之间的连接可采 用螺纹连接或焊接。在循环系统中密封有_15°C以上不结冰的传热介质11，该传热介质在 微型泵的驱动下以一定流速循环流过吸热器。冰箱的控制 电路中包括具有微处理器和继电器的电源控制线路板23、冷藏室温度 传感器15、储液箱温度传感器24、冰箱温度调节电位器25、冰箱门开关2。当打开冰箱门时， 门开关断开散冷风扇的电源。控制电路主要对半导体热电堆、各风扇、微型泵等提供电源， 并由传感器控制运行状态。当冰箱内冷却到规定温度时，半导体热电堆低压运行，即为停机 状态，散冷风扇停止工作，散热风扇与微型泵延迟一段时间后停止工作；当储液箱中传热介 质的温度超过50°C时，保护电路自动停止冰箱工作。由于采用强迫通风与强迫环流散热的温差电致冷器，在室温25°C时，冰箱内温度 低于2°C，开机第一小时温度降达18°C。工作中散冷风扇对着冷端吸冷片强迫通风散冷，即 使吸冷片上的冷量能够迅速传递到整个制冷室，也避免了吸冷片局部温度过低；而热电堆 热端端面紧密贴合在导热性能优良的铝或铜合金制吸热器的表面，在储液箱中微型泵的驱 动下，传热介质以一定的流速流过吸热器中密布的管道，迅速带走热电堆传来的热量，加上 吸热器的翅片式辅助散热结构逝一步提高了热量流失速度。由吸热器流出的温度较高的传 热介质经管路流入翅片式散热器中散热降温，采用风扇的强迫风冷加快了散热速度。通过 对微型泵的转速、风扇的功率和散热器散热面积的合理匹配，优化了整机工作效率。
权利要求1.一种通风环流散热半导体冰箱，包括冰箱箱体、设置在箱体内的控制电路，控制电路 包括相互连接的温度传感器、微处理器、继电器、温度调节电位器、门开关，其特征在于还包 括温差电致冷器，该温差电致冷器包括制冷装置，与制冷装置相匹配的散热装置；制冷装置 包括半导体热电堆(17)、与热电堆冷端面贴合的吸冷片(19)、与吸冷片(19)匹配的散冷风 扇；散热装置包括贴合在热电推热端面上的吸热器(16)、将吸热器(16)与翅片式散热 器(1 连接起来的循环管路(14)、与翅片式散热器(1 配套的散热风扇(12)。
2.如权利要求1所述的通风环流散热半导体冰箱，其特征在于与吸冷片(19)匹配的散 冷风扇支架OO)套装并固定在吸冷片(19)上，散冷风扇位于吸冷片(19)的前方。
3.如权利要求1所述的通风环流散热半导体冰箱，其特征在于吸热器内设置有供传热 介质流动循环的管道，管道的出口与管路连通，管路与贮存传热介质的储液箱(1 连通， 储液箱内设置有强制传热介质循环的微型泵(8)。
4.如权利要求3所述的通风环流散热半导体冰箱，其特征在于吸热器内的传热介质流 动循环管道呈蛇形或S型紧密排列，管道与热电堆端面之间为薄壁结构金属，在吸热器外 表面设置翅片式散热结构。
5.如权利要求3所述的通风环流散热半导体冰箱，其特征在于储液箱内设置监测传热 介质温度、温度上限为50°C的由控制电路控制的温度传感器04)。
6.如权利要求1或3所述的通风环流散热半导体冰箱，其特征在于与翅片式散热器配 套的散热风扇(7)位于散热器后，并固定在风扇支架(6)上，该支架安装在底板上。
专利摘要本实用新型公开了一种通风环流散热半导体冰箱。其属于电冰箱的技术领域。其用于解决半导体电冰箱冷端转冷慢、热端散热差的问题。通风环流散热半导体冰箱包括冰箱箱体、设置在箱体内的控制电路，控制电路包括相互连接的温度传感器、微处理器、继电器、温度调节电位器、门开关，还包括温差电致冷器，该温差电致冷器包括制冷装置，与制冷装置相匹配的散热装置；制冷装置包括半导体热电堆、与热电堆冷端面贴合的吸冷片、与吸冷片匹配的散冷风扇；散热装置包括贴合在热电推热端面上的吸热器、将吸热器与翅片式散热器连接起来的循环管路、与翅片式散热器配套的散热风扇。采用这种通风环流散热半导体冰箱可广泛地应用于半导体冰箱的制冷。
文档编号F25D29/00GK201876041SQ20102063140
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者胡宗贤 申请人:河北鸿久人生电子科技有限公司