本發(fā)明涉及換熱技術，特別是涉及一種換熱裝置及具有該換熱裝置的半導體制冷設備。

背景技術：

近年來，半導體制冷設備由于其優(yōu)越的性能而被廣泛應用，例如半導體制冷冰箱、半導體制冷冰柜等。半導體制冷設備利用半導體制冷片的自動變壓變流控制技術實現(xiàn)制冷，同時通過熱管及傳導技術實現(xiàn)散熱，無需制冷工質(zhì)和機械運動部件。因此，半導體制冷設備在應用過程中沒有工質(zhì)污染和機械振動等傳統(tǒng)機械制冷設備在應用上的一系列問題。

然而，半導體制冷片的冷端產(chǎn)生冷量的同時，其熱端會產(chǎn)生大量的熱量。為了保證半導體制冷片可靠持續(xù)地進行工作，需要及時散發(fā)其熱端產(chǎn)生的熱量?，F(xiàn)有技術中一般通過設置風機或并排設置的散熱熱管進行散熱，但風機占用空間較大，啟動后會產(chǎn)生較大的噪音和劇烈的振動；而通過并排設置的散熱熱管這一方式對散熱空間的利用率較低，導致散熱效果不佳，且散熱熱管的需要數(shù)量較多，增加了半導體制冷設備的成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明第一方面的一個目的旨在克服現(xiàn)有半導體制冷設備換熱裝置的至少一個缺陷，提供一種換熱裝置，其具有至少兩個交叉設置的熱管，每根熱管均具有中間區(qū)段和兩個端部區(qū)段，從而有效利用了換熱空間，減少了熱管的數(shù)量，降低了成本。

本發(fā)明第一方面的一個進一步的目的是要提高換熱裝置換熱的均勻性。

本發(fā)明第一方面的又一個進一步的目的是要提高換熱裝置的換熱效率。

本發(fā)明第二方面的一個目的旨在提供一種具有換熱裝置的半導體制冷設備。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種換熱裝置，包括：

傳熱基板，具有與熱源熱連接的換熱面，以從所述熱源接收熱量；

至少兩根熱管，每根所述熱管均具有與所述傳熱基板熱連接的中間區(qū)段和兩個分別由所述中間區(qū)段的兩端沿所述傳熱基板的長度方向延伸的端部區(qū)段；以及

多個換熱翅片，設置在所述熱管的端部區(qū)段上，以散發(fā)從所述中間區(qū)段向所述端部區(qū)段傳送的熱量；其中

所述每根熱管的至少部分中間區(qū)段設置在所述傳熱基板上，以使所述每根熱管的至少一個端部區(qū)段在所述換熱翅片的長度方向上位于其他至少一根熱管的兩個端部區(qū)段之間。

可選地，所述至少兩根熱管包括第一熱管和第二熱管，所述第一熱管和所述第二熱管的中間區(qū)段均具有沿所述傳熱基板的寬度方向依次連接的第一直線型子區(qū)段、第二直線型子區(qū)段和第三直線型子區(qū)段；且

所述第一熱管的第二直線型子區(qū)段嵌設在所述傳熱基板中，所述第二熱管的第一直線型子區(qū)段或第三直線型子區(qū)段嵌設在所述傳熱基板中。

可選地，所述傳熱基板內(nèi)設有兩個貫穿其寬度方向的穿孔，所述第一熱管和所述第二熱管的中間區(qū)段分別嵌設在所述兩個穿孔中。

可選地，所述換熱面具有兩個貫穿所述傳熱基板寬度方向的卡裝槽，所述第一熱管和所述第二熱管的中間區(qū)段分別嵌設在所述兩個卡裝槽內(nèi)。

可選地，所述多個換熱翅片分布在所述傳熱基板的兩端，以形成兩個獨立的換熱翅片模組。

可選地，所述第一熱管和所述第二熱管的朝向同一方向延伸的端部區(qū)段配置成沿所述換熱翅片的長度方向以等間距間隔穿設于所述換熱翅片模組中。

可選地，所述第一熱管和所述第二熱管均為U形，以使每根熱管的兩個端部區(qū)段由其中間區(qū)段的兩端朝同一方向平行延伸，進而使得每根所述熱管的兩個端部區(qū)段均穿設在同一個所述換熱翅片模組中。

可選地，所述換熱裝置還包括：

至少一個其他傳熱基板，所述傳熱基板和所述至少一個其他傳熱基板并列且間隔設置；且

嵌設在所述傳熱基板中的熱管的至少一個端部區(qū)段位于嵌設在所述其他傳熱基板中的熱管的至少兩個端部區(qū)段之間。

可選地，所述多個換熱翅片的每個換熱翅片均沿所述傳熱基板的寬度方向延伸，且其所在平面與所述傳熱基板的換熱面垂直；且

每個所述換熱翅片的片體中均形成有通風孔，且相鄰兩個換熱翅片的通風 孔正向相對。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明還提供了一種半導體制冷設備，包括：

箱體，其內(nèi)限定有用于儲存物品的儲物間室；

半導體制冷片，其冷端與所述儲物間室熱連接，以為所述儲物間室提供冷量；以及

以上任一所述的換熱裝置，其傳熱基板的換熱面與所述半導體制冷片的熱端熱連接，以散發(fā)所述熱端產(chǎn)生的熱量。

本發(fā)明的換熱裝置中由于其每根熱管的至少部分中間區(qū)段設置在傳熱基板上，可使不同熱管將其中間區(qū)段的不同部分設置在傳熱基板上，即達到每根熱管的至少一個端部區(qū)段在換熱翅片的長度方向上位于其他至少一根熱管的兩個端部區(qū)段之間，實現(xiàn)至少兩根熱管的交錯穿插設置，從而增加熱管與其所處換熱空間的接觸面積，以較少的熱管數(shù)量達到較好的換熱效果，從而降低了換熱裝置的成本。

進一步地，由于本發(fā)明的換熱裝置中，熱管朝向同一方向延伸的端部區(qū)段沿換熱翅片的長度方向以等間距間隔穿設于換熱翅片中，因此，熱管中的熱量或冷量可均衡地散發(fā)至換熱翅片中，從而通過換熱翅片實現(xiàn)更加均勻的換熱效果。

進一步地，由于本發(fā)明的換熱裝置中，換熱翅片分布在傳熱基板的兩端，形成了兩個獨立的換熱翅片模組，增大了翅片換熱面積，提高了換熱效率。

根據(jù)下文結合附圖對本發(fā)明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的換熱裝置的示意性結構圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的換熱裝置的熱管的示意性結構圖。

具體實施方式

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的換熱裝置的示意性結構圖。如圖1所示，換熱裝置100包括：傳熱基板11、至少兩根熱管和多個換熱翅片30。傳熱基 板11具有與熱源熱連接的換熱面111，以從熱源接受熱量。每根熱管均具有與傳熱基板11連接的中間區(qū)段和兩個分別由中間區(qū)段的兩端沿傳熱基板11的長度方向延伸的端部區(qū)段。多個換熱翅片30設置在熱管的端部區(qū)段上，以散發(fā)從中間區(qū)段向端部區(qū)段傳送的熱量。特別地，每根熱管的至少部分中間區(qū)段設置在傳熱基板11上，以使每根熱管的至少一個端部區(qū)段在換熱翅片30的長度方向上位于其他至少一根熱管的兩個端部區(qū)段之間。也就是說，本發(fā)明實施例中的至少兩根熱管交錯穿設設置，以增加熱管與其所處換熱空間的接觸面積，以較少的熱管數(shù)量實現(xiàn)較好的換熱效果，降低了換熱裝置的成本。

在本發(fā)明的一些實施例中，至少兩根熱管可包括第一熱管21和第二熱管22。第一熱管21的中間區(qū)段211的中間部分嵌設在傳熱基板11中，第二熱管22的中間區(qū)段221的上端部分嵌設在傳熱基板11中。第一熱管21的其中一個端部區(qū)段212位于第二熱管22的端部區(qū)段222和另一端部區(qū)段223之間；第二熱管22的端部區(qū)段222位于第一熱管21的端部區(qū)段212和另一端部區(qū)段213之間。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的換熱裝置100的熱管的示意性結構圖。在本發(fā)明實施例中，第一熱管21和第二熱管22的結構大致相同，下面以第一熱管21為例對其結構進行詳細說明。第一熱管21的中間區(qū)段211具有沿傳熱基板的寬度方向依次連接的第一直線型子區(qū)段2111、第二直線型子區(qū)段2112和第三直線型子區(qū)段2113。第一直線型子區(qū)段2111、第二直線型子區(qū)段2112和第三直線型子區(qū)段2113可位于同一條直線上，也可分別位于不同的直線上，還可以為相鄰兩個子區(qū)段位于具有一定夾角的兩條直線上。第一直線型子區(qū)段2111、第二直線型子區(qū)段2112和第三直線型子區(qū)段2113的長度可等長，也可不等長。

如圖1所示，第二熱管22的中間區(qū)段221也具有沿傳熱基板11的寬度方向依次連接的第一直線型子區(qū)段、第二直線型子區(qū)段和第三直線型子區(qū)段。第一熱管21的第二直線型子區(qū)段2112嵌設在傳熱基板11中，第二熱管22的第一直線型子區(qū)段或第三直線型子區(qū)段嵌設在傳熱基板11中。也就是說，第一熱管21和第二熱管22在傳熱基板11的寬度方向上錯開設置，避免二者并排疊加，從而可使第一熱管21和第二熱管22的除嵌設在傳熱基板11中的區(qū)段之外的其他各個區(qū)段均暴露于換熱空間內(nèi)或穿設在換熱翅片30中，進而使第一熱管21和第二熱管22的盡可能多的區(qū)段均能夠與換熱空間或換熱翅片30進行換熱，即實現(xiàn)換熱空間的最大化，達到較好的換熱效果。

在本發(fā)明的一些實施例中，傳熱基板11內(nèi)可設有兩個貫穿其寬度方向的穿孔，第一熱管21和第二熱管22的中間區(qū)段分別嵌設在兩個穿孔中。兩個穿孔在傳熱基板11中間隔一定距離設置，以充分接受傳熱基板11的熱量。優(yōu)選地，兩個穿孔可配置成將傳熱基板11沿其長度方向分割為等長的三部分，以使傳熱基板11中的熱量均勻地傳遞至兩根熱管。在本發(fā)明其他的實施方式中，傳熱基板11內(nèi)可設有多個貫穿其寬度方向的穿孔，以供多根熱管嵌設其中。該多個穿孔以等間距間隔排列，一方面可方便布置熱管，另一方面，可使傳熱基板11中的熱量均勻地傳遞至多根熱管。穿孔的大小可與熱管的外徑相匹配，以在熱管嵌設在穿孔中后，使熱管的外表面與位于穿孔內(nèi)的傳熱基板緊密接觸，從而使實現(xiàn)熱量的有效傳遞。

本領域技術人員應理解，在本發(fā)明的另一些實施方式中，傳熱基板11的換熱面111可具有兩個貫穿傳熱基板11寬度方向的卡裝槽，第一熱管21和第二熱管22的中間區(qū)段分別嵌設在該兩個卡裝槽內(nèi)。兩個卡裝槽在傳熱基板11中間隔一定距離設置，以充分接受傳熱基板11的熱量。優(yōu)選地，兩個卡裝槽可配置成將傳熱基板11沿其長度方向分割為等長的三部分，以使傳熱基板11中的熱量均勻地傳遞至兩根熱管?？ㄑb槽的尺寸配置成使得熱管可在外力作用下卡裝嵌入其中，并保持該熱管，避免其自動脫離卡裝槽。

進一步地，在本發(fā)明的一些實施例中，如圖1所示，多個換熱翅片30分布在傳熱基板11的兩端，以形成兩個獨立的換熱翅片模組，從而增大了散熱翅片的陣列面積，保證有效的自然散熱。由此，嵌設在傳熱基板11中的至少兩根熱管可分為沿傳熱基板11長度方向上的分別朝向傳熱基板11兩端延伸的兩組熱管。每組熱管的端部區(qū)段均穿設在位于傳熱基板11的相應端部的換熱翅片模組中，從而便于至少兩根熱管的布置和安裝，同時也充分利用了位于兩個換熱翅片模組之間的換熱空間。進一步地，至少兩根熱管可在位于兩個換熱翅片模組之間的換熱空間內(nèi)交錯穿插設置，以不規(guī)則或規(guī)則的形式布滿該換熱空間，從而有效利用了該換熱空間，提高了換熱效果，減少了熱管數(shù)量。

進一步地，在本發(fā)明實施例中，第一熱管21和第二熱管22的朝向同一方向延伸的端部區(qū)段配置成沿換熱翅片30的長度方向以等間距間隔穿設于換熱翅片模組中。也就是說，熱管朝向傳熱基板11同一端延伸的多個端部區(qū)段沿換熱翅片30的長度方向以等間距間隔地依次排列。換句話說，該多個端部區(qū)段可將換熱翅片30沿其長度方向分割為等長的若干部分，以使熱管端部區(qū)段的熱量均勻地傳遞至換熱翅片30。也就是使換熱翅片30接受到的熱量更加均 勻，便于其更加均勻地換熱，提高換熱效率。

在本發(fā)明的一些實施例中，結合圖1和圖2，第一熱管21和第二熱管22可均大致呈U形，以使每根熱管的兩個端部區(qū)段由其中間區(qū)段的兩端朝同一方向平行延伸，進而使得每根熱管的兩個端部區(qū)段均穿設在同一個換熱翅片模組中。以第一熱管21為例，其端部區(qū)段212和另一個端部區(qū)段213由其中間區(qū)段211的兩端沿傳熱基板11的長度方向朝傳熱基板11的同一端(圖1中所示狀態(tài)的右端)延伸，從而端部區(qū)段212和另一個端部區(qū)段213均穿設在位于該端的換熱翅片模組中。本領域技術人員應理解，在本發(fā)明其他的實施方式中，第一熱管21和第二熱管22還可均大致呈Z形。也即是，每根熱管的兩個端部區(qū)段分別由其中間區(qū)段的兩端沿傳熱基板11的長度方向朝傳熱基板11的兩個不同端部延伸，從而使每根熱管的兩個端部區(qū)段分別穿設在位于傳熱基板11兩端的兩個換熱翅片模組中。當然，在本發(fā)明的又一些其他的實施方式中，第一熱管21可大致呈U形，第二熱管22可大致呈Z形，第一熱管21和第二熱管22交錯穿插設置。

在本發(fā)明的一些實施例中，多個換熱翅片30中的每個換熱翅片均沿傳熱基板11的寬度方向延伸，且其所在平面與傳熱基板11的換熱面111垂直。每個換熱翅片的片體中均形成有通風孔，且相鄰兩個換熱翅片的通風孔正向相對，便于空氣的流通，從而提高傳熱效率。進一步地，多個換熱翅片30中的相鄰兩個換熱翅片間隔一定距離設置，以在相鄰兩個換熱翅片之間形成預定間隙，從而使得換熱翅片上的熱量能夠從相鄰兩個換熱翅片之間的空隙散發(fā)至空間內(nèi)，進一步提高換熱效率。優(yōu)選地，相鄰兩個換熱翅片之間的間距優(yōu)選為10～20mm。

進一步地，在本發(fā)明的一些實施例中，傳熱基板11上還可設置有軸流風扇(圖中未示出)，以促使空氣朝向位于傳熱基板11兩側的換熱翅片流動，并通過換熱翅片30上的通風孔實現(xiàn)換熱翅片30與空氣之間的強制對流換熱，實現(xiàn)大容量的換熱能力，進一步提高換熱效率。

在本發(fā)明的一些實施例中，換熱裝置100還包括至少一個其他傳熱基板，傳熱基板11和至少一個其他傳熱基板并列且間隔設置。嵌設在傳熱基板11中的熱管的至少一個端部區(qū)段位于嵌設在其他傳熱基板中的熱管的至少兩個端部區(qū)段之間。在本發(fā)明實施例中，換熱裝置100還包括一個其他傳熱基板12，其他傳熱基板12與傳熱基板11的長度方向、寬度方向均一致。傳熱基板11和其他傳熱基板12沿傳熱基板11的寬度方向并列且間隔一定距離設置。

進一步地，其他傳熱基板12中嵌設有至少兩根熱管，嵌設在傳熱基板11中的熱管和嵌設在其他傳熱基板12中的熱管在位于兩個換熱翅片模組之間的換熱空間內(nèi)交錯穿插設置。也就是說，傳熱基板11中的每根熱管的至少部分中間區(qū)段設置在傳熱基板11上，其他傳熱基板12中的每根熱管的至少部分中間區(qū)段設置在其他傳熱基板12上，以使嵌設在傳熱基板11中的熱管的至少一個端部區(qū)段位于嵌設在其他傳熱基板12中的熱管的至少兩個端部區(qū)段之間。

進一步地，傳熱基板11和其他傳熱基板12中的熱管的朝向同一方向延伸的端部區(qū)段均穿設于同一組換熱翅片模組中。嵌設在傳熱基板11和其他傳熱基板12中的熱管的朝向同一方向延伸的端部區(qū)段配置成沿換熱翅片的長度方向以等間距間隔穿設于換熱翅片模組中。

本發(fā)明還提供一種半導體制冷設備，包括箱體、半導體制冷片和換熱裝置100。箱體內(nèi)限定有用于儲存物品的儲物間室。半導體制冷片的冷端與儲物間室熱連接，以為該儲物間室提供冷量。換熱裝置100的傳熱基板11的換熱面111與半導體制冷片的熱端熱連接，以散發(fā)該熱端產(chǎn)生的熱量。

在本發(fā)明的一些實施例中，半導體制冷片的冷端可緊貼儲物間室的內(nèi)壁或外壁，半導體制冷片的熱端可緊貼傳熱基板11的換熱面111。傳熱基板11朝向換熱面111的一側設置有螺絲固定孔，用于固定半導體制冷片的熱端，保證該熱端與換熱裝置100的可靠熱連接。在本發(fā)明實施例中，換熱裝置100可為散熱裝置，在本發(fā)明其他的實施方式中，換熱裝置100還可為散冷裝置。

本領域技術人員應理解，本發(fā)明實施例中涉及的半導體制冷設備可以為冰箱、冰柜、冷凍冷藏罐或其他利用半導體制冷片進行制冷的設備。

本領域技術人員還應理解，在沒有特別說明的情況下，本發(fā)明所稱的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”均是以安裝在半導體制冷設備中的換熱裝置100的正常使用狀態(tài)為基準而言的。

至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。