一种半导体制冷装置及冷风系统的制作方法

本发明涉及制冷设备，更加具体来说，本发明涉及一种半导体制冷装置及冷风系统。

背景技术：

1、半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵，利用半导体材料的塞贝克效应、珀尔帖效应以及汤姆逊效应，当直流电通过半导体制冷片时，在半导体制冷片的两个长宽表面即可分别吸收热量和放出热量，其中半导体制冷片的吸收热量的那个长宽表面称作冷面，半导体制冷片的放出热量的那个长宽表面称作热面，使得半导体制冷片可以实现制冷，冷面与热面之间的温差可以达到60℃左右。半导体制冷通常会应用在移动制冷设备或者小型制冷设备中，例如在冷风扇、饮水机等设备上应用半导体制冷装置比较多。但是现有技术中受到设备体积、半导体制冷装置的结构限制，导致半导体制冷装置的制冷量比较低，同时现有技术中没有针对半导体制冷片的特性，提供更加适用于半导体制冷片的制冷控制算法，即制冷控制系统的控制方法不够完善，造成半导体制冷装置的制冷量不如人意，用户体验不好。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明创新地提供了一种半导体制冷装置及冷风系统，能够提高制冷装置的集成度以及制冷量，解决了现有技术中受体积限制半导体制冷设备制冷量低的技术问题。

2、为实现上述的技术目的，本发明第一方面公开了一种半导体制冷装置，包括：

3、冷端换热组件，所述冷端换热组件包括两个散冷块，两个所述散冷块连接成一体，所述散冷块上均形成有安装槽；

4、半导体制冷片，每个所述安装槽内设置一个所述半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端嵌入到所述安装槽内；

5、热端换热组件，所述热端换热组件包括两个换热水盒，所述换热水盒贴合所述半导体制冷片的热端设置；

6、散热器，所述散热器与所述热端换热组件相连。

7、进一步地，所述散冷块包括导冷板、连接板和散冷片，所述导冷板的第一面上形成有所述安装槽，所述连接板和所述散冷片设置在所述导冷板的第二面，

8、所述连接板设置两个，两个所述连接板相互平行地设置在所述导冷板的两侧边缘处，其中一个所述连接板上设置有第一连接结构，另一个所述连接板上设置有第二连接结构，两个所述散冷块通过所述第一连接结构和所述第二连接结构连接成一体，

9、所述散冷片设置多个，多个所述散冷片与所述连接板平行地设置在两个所述连接板之间，相邻两个所述散冷片之间形成散冷风道。

10、进一步地，所述第一连接结构包括与所述导冷板平行设置的卡槽，所述第二连接结构包括与所述导冷板平行设置的卡块。

11、进一步地，所述冷端换热组件还包括隔热结构，所述隔热结构设置在两个所述散冷块的外侧，并且所述隔热结构至少覆盖所述导冷板的第一面，

12、所述隔热结构上形成有安装孔，所述安装孔与所述安装槽一一对应设置，所述半导体制冷片的一部分嵌入到所述安装孔内。

13、进一步地，所述半导体制冷装置还包括固定架，所述固定架包括第一架体和第二架体，所述第一架体和所述第二架体连接，所述冷端换热组件被夹紧在所述第一架体和所述第二架体之间，

14、所述第一架体上形成有风机安装板，所述风机安装板上设置有贯流风机，所述贯流风机的出风口与所述散冷风道连通。

15、进一步地，所述第一架体和所述第二架体上形成有连接孔，所述连接孔用于配合固定结构安装，所述固定结构用于将所述换热水盒固定到所述第一架体或第二架体上。

16、进一步地，所述半导体制冷装置还包括进风流道，所述进风流道连接在所述贯流风机的进风口处。

17、进一步地，两个所述换热水盒通过管路串联后与所述散热器连接，

18、所述散热器包括散热板，所述散热板上形成有格栅结构，所述格栅结构内形成流道，所述换热水盒通过连接管与所述散热板连通，

19、所述连接管还串联有自吸水泵。

20、本发明第二方面公开了一种冷风系统，包括机体和设置在所述机体内的上述半导体制冷装置。

21、进一步地，所述机体内还设置有控制系统，所述控制系统包括控制器和温度检测模块，所述温度检测模块用于检测环境温度，所述控制器根据环境温度控制所述半导体制冷装置运行。

22、进一步地，所述控制器设置有制冷优化控制方案，所述制冷优化控制方案具体包括如下步骤：

23、（1）所述半导体制冷装置在阶段k的状态由当前时刻环境温度与水流速度组成，可以表示为一个二维状态点，其中 xk为环境温度状态空间集合， vq为水流速度状态空间集合；在阶段k只允许施加一种操纵工况，将操纵工况条件作为对应阶段的决策变量，使所述半导体制冷装置能够通过不同的工况选择达到下一阶段的不同状态，各个阶段的操纵工况组合成的工况序列就将作为所述半导体制冷装置运行的最优操纵序列；

24、（2）所述半导体制冷装置从停止状态启动，施加最大运行功率的操纵工况，运行至下一阶段状态，并收集从状态到状态的阶段制冷能耗与运行时间，通过对所述半导体制冷装置施加持续操纵策略使其到达制冷量阈值时满足状态，此时制冷能耗为，总运行时间为，其中i表示选择第i种工况序列，表示其中每一个离散位置分区的制冷能耗，表示运行至其中每一个离散位置分区的时间;

25、在满足运行时间范围的前提下，以最小制冷能耗为主要目标，以目标温度阈值最小运行时间为次要目标，计算所述半导体制冷装置运行能耗；以水流速度上限为约束，构建其中任意阶段的求解模型

26、

27、

28、0≤ vk≤ vmax

29、其中，表示由初始状态开始到达第k个阶段所用的总制冷能耗，表示由初始状态开始到达第k个阶段所用的总时间，表示由0阶段到k阶段的最小运行时间，表示由0阶段到k阶段的最大运行时间， vk为运行至k阶段时的水流速度， vmax为水流速度上限；

30、（3）确定所述求解模型参数，生成网格空间，在确定每个阶段的输入和输出状态集合之后设立边界条件，完成程序初始化；

31、（4）获取温度状态处的所有状态点及该点其对应的最优解集，依次选择操纵工况进行后向状态转移，生成处所有状态点策略解集；

32、（5）将处所有状态点策略解集进行支配操作，形成新的最优解集；

33、（6）设置最优解集容量限制，对于新的最优解集，若其基数大于容量限制，则对进行拥挤排序，保留拥挤度较大个体，并更新最优解集为；

34、（7）若则令，跳转至步骤3；反之，输出最优策略序列及其对应的最优制冷能耗和运行时间。

35、本发明的有益效果为：

36、本发明提供的半导体制冷装置，将冷端换热组件设置成一体结构，不需要额外的连接件进行连接，并且半导体制冷片可以集成在冷端换热组件上，提高系统整体的集成度，更加方便制冷装置整体装配。同时，本发明的制冷控制系统提供了更适用于半导体制冷片的优化的制冷控制方法，优化后的控制方案减少了设备运行至制冷阈值状态时的制冷能耗，使得在系统体积更小、能耗更低的基础上提高制冷量。