一种半导体制冷装置的制作方法

本发明属于电子制冷设备技术领域，特别涉及一种半导体制冷装置。

背景技术：

目前，随着半导体制冷技术的发展，采用半导体制冷芯片进行制冷的制冷设备被广泛使用，而半导体制冷芯片包括释放冷量的冷端和释放热量的热端，在运行过程中，半导体制冷芯片的冷端通过冷端散热器将冷量释放到制冷设备的制冷间室中，而半导体制冷芯片的热端需要通过热端散热器将热量散发至外部。但是热端散热器在实际使用过程中散热器散热能力直接影响半导体的产冷量和制冷效率。由于半导体制冷芯片的冷端和热端背向相对设置，冷端散热器和热端散热器相互比邻，冷端和热端散热器容易产生热交换而导致冷量的损失，从而使得制冷设备的制冷效率较低且能耗增加。如何提高热端散热器散热能力和设计一种密封保温效果好且安装维护方便的半导体制冷装置是本发明所要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种半导体制冷装置，通过设置外循环风道、内循环风道，半导体热电堆间隔设置有吸热区、放热区，外循环风道途径放热区，内循环风道途径吸热区，从而半导体热电堆的冷端和热端不会产生热交换。

本发明是这样实现的，提供一种半导体制冷装置，包括箱体，箱体内设有导流部件，导流部件内设有至少一组半导体热电堆，箱体的左端上侧设有外入风口，其左端下侧设有外出风口，其右端上侧设有内入风口，其右端下侧设有内出风口，外入风口经导流部件与外出风口连通构成外循环风道，内入风口经导流部件与内出风口连通构成内循环风道，半导体热电堆包括间隔设置的吸热区、放热区，外循环风道途径放热区，内循环风道途径吸热区。

进一步地，所述导流部件包括导流壳本体，导流壳本体中部设有若干间隔且互不连通的外换热腔和内换热腔，其左端上侧设有外入风腔、其左端下侧外出风腔、其右端上侧设有内进风腔，其右端下侧内出风腔，外循环风道由外入风口途径外入风腔、外换热腔、外出风腔至外出风口，内循环风道由内入风口途径内入风腔、内换热腔、内出风腔至内出风口，半导体热电堆的放热区布置于外换热腔内、吸热区布置于内换热腔内。

进一步地，所述半导体热电堆包括若干组依次排列的半导体制冷片以及分布于各组半导体制冷片两侧呈间隔层叠状散热翅片组，各半导体制冷片的一侧为热端、另一侧为冷端；

相邻两组半导体制冷片相对一侧均为热端，则各半导体制冷片外侧一端为冷端，其余相邻的半导体制冷片均以此类推；

或相邻两组半导体制冷片相对一侧均为冷端，则各半导体制冷片外侧一端为热端，其余相邻的半导体制冷片均以此类推；

与热端连接的散热翅片组作为放热区设置于外换热腔内，与冷端连接的散热翅片组作为吸热区设置于内换热腔内。

进一步地，两组或两组以上的半导体热电堆层叠设置，吸热区和放热区均对应同侧设置。

进一步地，箱体内导流部件外设有驱动控制板和直流电源模块，外入风腔内设有外入风风扇、外出风腔内设有外出风风扇、内出风腔内设有内出风风扇；外入风腔、外出风腔、内出风腔及内入风腔内还设有探测途径气流温度的温度传感器，各温度传感器与驱动控制板电连接，直流电源模块供电连接于驱动控制板，外入风风扇、外出风风扇、内出风风扇的控制端均与驱动控制板电连接，且由驱动控制板供电控制外入风风扇、外出风风扇、内出风风扇的启停，以及供电于半导体热电堆使其产生吸热区、放热区。

进一步地，导流部件左侧中部的箱体上设有显示屏，驱动控制板经线缆与显示屏电连接，各温度传感器实时探测的温度值由显示屏实时显示。

进一步地，显示屏为触摸液晶显示屏，通过触摸液晶显示屏输入控制信号经驱动控制板控制外入风风扇、外出风风扇、内出风风扇的运行功率转速。

进一步地，外入风口、外出风口均设有导风盖。

进一步地，内出风腔底部设有积液槽，箱体底部设有连通积液槽的导液口或管。

与现有技术相比，本发明的半导体制冷装置，通过设置外循环风道、内循环风道，半导体热电堆间隔设置有吸热区、放热区，外循环风道途径放热区，内循环风道途径吸热区，从而半导体热电堆的冷端和热端不会产生热交换，从而避免冷量的损失，制冷效率好；

导流壳本体中部设有若干间隔且互不连通的外换热腔和内换热腔，半导体热电堆的放热区布置于外换热腔内，吸热区布置于内换热腔内，即半导体热电堆产生的热端、冷端分别对应的设置于外换热腔、内换热腔内，且互不干涉，以此形成半导体热电堆的冷端和热端不会产生热交换的目的；

外循环风道由外入风口途径外入风腔、外换热腔、外出风腔至外出风口，通过在外循环风道形成循环流动的风流，从而对外换热腔内半导体热电堆产生热端进散热；

内循环风道由内入风口途径内入风腔、内换热腔、内出风腔至内出风口，通过在内循环风道形成循环流动的风流，从而对内换热腔内半导体热电堆产生冷端进行热交换，即将热空气吸入内循环风道经冷端进行热交换形成冷空气输出；

层叠状散热翅片组的设置，其目的在于外循环风道、内循环风道引入的风流经层叠状散热翅片组的间隙进行散热或热交换；

外入风风扇、外出风风扇及内出风风扇的设置，其目的在于使外循环风道、内循环风道形成风流，并利于风流与半导体热电堆进行散热或热交换；

本发明半导体制冷装置适用于工业控制箱、电脑机箱、机床控制箱、通讯箱等需要散热的设备应用；

导流壳本体右端下侧设置为内出风腔，这样做的目的在于，在机箱或控制箱等内部空间内由于热上升冷下降的原理，内部空间的热空气上升，则通过内入风腔将热空气吸入后经半导体热电堆冷端热交换后形成冷空气重新输入该内部空间，从而有效对该内部空间中的电子元器件等进行制冷散热；

温度传感器的设置，其目的在于便于实时探测外循环风道、内循环风道进出风口的温度，通过显示屏显示实时探测的温度，利于用户了解工作状态；以及通过实时探测的温度，由控制驱动板手动或自动调节外入风风扇、外出风风扇、内出风风扇的启停、运行功率及转速；

由于半导体热电堆冷端热交换后，在内出风腔底部会由于气流温度降低形成冷凝水，而通过设置积液槽及导液口或管，则利于冷凝水的集流排放，避免冷凝水进入机箱或控制箱等内部空间，对电子元器件造成影响。

附图说明

图1为本发明半导体制冷装置的侧视结构示意图；

图2为本发明半导体制冷装置的主视结构示意图；

图3为图2中b-b剖视示意图；

图4为图3中卸除导风盖的示意图；

图5为本发明半导体制冷装置的立体示意图之一；

图6为本发明半导体制冷装置的立体示意图之二；

图7为图3中导流部件的剖视结构示意图；

图8为图7中c向立体示意图；

图9为图7中d向立体示意图；

图10为图1中a-a剖视示意图；

图11为半导体热电堆的平面示意图；

图12为图11中e向视图；

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1-图12所示，本发明一种半导体制冷装置，包括箱体1，箱体1内设有导流部件2，导流部件2内设有至少一组半导体热电堆3，箱体1的左端上侧设有外入风口11，其左端下侧设有外出风口12，其右端上侧设有内入风口13，其右端下侧设有内出风口14，外入风口11经导流部件2与外出风口12连通构成外循环风道，内入风口13经导流部件2与内出风口14连通构成内循环风道，半导体热电堆3包括间隔设置的吸热区301、放热区302，外循环风道途径放热区302，内循环风道途径吸热区301。

所述导流部件2包括导流壳本体21，导流壳本体21中部设有若干间隔且互不连通的外换热腔211和内换热腔212，其左端上侧设有外入风腔22，其左端下侧外出风腔23，其右端上侧设有内进风腔24，其右端下侧内出风腔25，外循环风道由外入风口11途径外入风腔22、外换热腔211、外出风腔23至外出风口12，通过在外循环风道形成循环流动的风流，从而对外换热腔211内半导体热电堆3产生热端进散热；内循环风道由内入风口13途径内入风腔24、内换热腔212、内出风腔25至内出风口14，通过在内循环风道形成循环流动的风流，从而对内换热腔212内半导体热电堆3产生冷端进行热交换，即将热空气吸入内循环风道经冷端进行热交换形成冷空气输出；半导体热电堆3的放热区302布置于外换热腔211内、吸热区301布置于内换热腔212内。所述导流部件2采用epp材料一体成型制作，其内外换热腔211、内换热腔212以及外入风腔22、外出风腔23、进风腔24、出风腔25均一体成型后形成，外循环风道与内循环风道互不连通。从而半导体热电堆的冷端和热端不会产生热交换，从而避免冷量的损失，制冷效率好。

其中导流壳本体21下侧设置为内出风腔25样做的目的在于，在主机机箱或控制箱等内部空间内由于热上升冷下降的原理，内部空间的热空气上升，则通过内入风腔将热空气吸入后经半导体热电堆冷端热交换后形成冷空气重新输入该内部空间，从而有效对该内部空间中的电子元器件等进行制冷散热。

所述半导体热电堆3包括若干组依次排列的半导体制冷片31以及分布于各组半导体制冷片31两侧呈间隔层叠状散热翅片组32，层叠状散热翅片组32的设置，其目的在于外循环风道、内循环风道引入的风流经层叠状散热翅片组32的间隙进行散热或热交换；各半导体制冷片31的一侧为热端、另一侧为冷端；

相邻两组半导体制冷片31相对一侧均为热端，则各半导体制冷片31外侧一端为冷端，其余相邻的半导体制冷片31均以此类推；

或相邻两组半导体制冷片31相对一侧均为冷端，则各半导体制冷片31外侧一端为热端，其余相邻的半导体制冷片31均以此类推；

与热端连接的散热翅片组32作为放热区302设置于外换热腔211内，与冷端连接的散热翅片组32作为吸热区301设置于内换热腔212内，即导流壳本体21中部设有若干间隔且互不连通的外换热腔211和内换热腔212，半导体热电堆3的放热区302布置于外换热腔211内，吸热区301布置于内换热腔内，

导流壳本体21中部设有若干间隔且互不连通的外换热腔211和内换热腔212，半导体热电堆3的放热区302与吸热区301由半导体制冷片31隔开，半导体热电堆3未置入导流壳本体21内时，外换热腔211和内换热腔212是连通的，其通过若干半导体制冷片31的周围与导流壳本体21中部的腔道密封连接从而将该腔道间隔为若干外换热腔1-1和内换热腔1-2。半导体制冷片31呈矩形结构，其周侧的边沿通过密封胶条与腔道密封连接，并间隔出外换热腔211和内换热腔212。且半导体热电堆产生的热端、冷端分别对应的设置于外换热腔211、内换热腔212内，且互不干涉的，以此形成半导体热电堆3的冷端和热端不会产生热交换的目的。

半导体热电堆3的放热区302、吸热区301在安装于导流部件2的外换热腔211和内换热腔212时，需要对放热区302、吸热区301相互之间进行间隔密封安装，即进一步避免安装间隙的形成导致半导体热电堆3冷端与热端产生热交换。半导体制冷片31上串联或并联有正极接线端311和负极接线端312。

箱体1内导流部件2外设有驱动控制板4和直流电源模块5，外入风腔22内设有外入风风扇6、外出风腔23内设有外出风风扇7、内出风腔25内设有内出风风扇8；外入风腔22、外出风腔23、内出风腔25及内入风腔24内还设有探测途径气流温度的温度传感器9，各温度传感器9与驱动控制板4电连接，直流电源模块5供电连接于驱动控制板4，外入风风扇6将外部空气吸入外循环风道，由外出风风扇7引出；内出风风扇8则是抽出内循环风道的空气。外入风风扇6、外出风风扇7、内出风风扇8的控制端均与驱动控制板4电连接，且由驱动控制板4供电控制外入风风扇6、外出风风扇7、内出风风扇8的启停，以及供电于半导体热电堆3的正极接线端311、负极接线端312形成回路。使其产生吸热区301、放热区302，半导体热电堆3的制作和原理为现有公知技术，本申请不作详述。

导流部件2左侧中部的箱体1上设有显示屏10，驱动控制板4经线缆与显示屏10电连接，各温度传感器9实时探测的温度值由显示屏10实时显示。显示屏10为触摸液晶显示屏，通过触摸液晶显示屏输入控制信号经驱动控制板4控制外入风风扇6、外出风风扇7、内出风风扇8的运行功率、转速。温度传感器的设置，其目的在于便于实时探测外循环风道、内循环风道进出风口的温度，通过显示屏显示实时探测的温度，利于用户了解工作状态；以及通过实时探测的温度，由控制驱动板经触摸液晶显示屏手动或由设置在控制驱动板上的智能模块按照设定自动调节外入风风扇、外出风风扇、内出风风扇的启停、运行功率及转速。

外入风口11、外出风口12均设有导风盖15。内出风腔25底部设有积液槽16，箱体1底部设有连通积液槽16的导液口或管17，即由于半导体热电堆冷端热交换后，在内出风腔底部会由于气流温度降低形成冷凝水，而通过设置积液槽及导液口或管，则利于冷凝水的集流排放，避免冷凝水进入机箱或控制箱等内部空间，对电子元器件造成影响。外接交流电源经由直流电源模块6转换成直流电后供电于驱动控制板5。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。