專利名稱：熱管式半導(dǎo)體熱電制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用熱管作為傳熱元件的半導(dǎo)體熱電制冷裝置。利用本實(shí)用新型提出的通用傳熱組件，可以制成食品保鮮箱，小空間空調(diào)箱等半導(dǎo)體熱電制冷裝置。該實(shí)用新型屬于制冷空調(diào)、工程熱物理的技術(shù)領(lǐng)域。
目前，在國內(nèi)外已有的半導(dǎo)體熱電制冷保鮮箱，箱體內(nèi)采用鋁盒吸熱，外部用帶翅片的鋁塊散熱，熱阻大，冷熱面溫差大，制冷量小，制冷效率低，極待改進(jìn)。有的用于空調(diào)的半導(dǎo)體熱電制冷裝置，用水作為冷源，需伴隨有水箱及水循環(huán)系統(tǒng)，應(yīng)用很不方便。還有的專利報(bào)導(dǎo)了在熱電制冷裝置中采用了熱管，但其應(yīng)用目的在于某些電器元件的局部冷卻，在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及裝置類型上與本實(shí)用新型皆有很大不同。
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種高效的與熱管元件結(jié)合在一起的半導(dǎo)體熱電制冷傳熱組件，并利用該組件的不同組合，制成保鮮箱、空調(diào)箱等不同的半導(dǎo)體熱電制冷裝置。由于半導(dǎo)體制冷片的兩個(gè)表面分別與設(shè)計(jì)的通用傳熱組件緊密結(jié)合，因而使裝置的傳熱性能大大改善，從而達(dá)到提高制冷效率或增大制冷量的目的。
本實(shí)用新型熱管式半導(dǎo)體熱電制冷裝置包括1.熱管元件；2.均溫塊；3.半導(dǎo)體制冷片；4.箱體；5.整流器；6.風(fēng)扇。其中數(shù)支熱管元件與均溫塊做成一體，成為一個(gè)傳熱組件。
本機(jī)的工作原理是(1)利用帕爾貼效應(yīng)進(jìn)行制冷。所謂帕爾帖效應(yīng)就是當(dāng)電流流過由兩種不同材料組成的回路時(shí)，就在兩種材料的結(jié)合處產(chǎn)生溫差，一端溫度低，可從環(huán)境吸收熱量，即制冷；另一端溫度較高，向外界散熱。(2)利用本實(shí)用新型提出的通用傳熱組件來強(qiáng)化半導(dǎo)體制冷層兩端面的傳熱。一個(gè)傳熱組件緊貼于半導(dǎo)體制冷片的冷端面，并一起置于制冷空間中，用以高效地吸收制冷空間的熱量，以達(dá)到制冷的目的；另一傳熱組件緊貼于半導(dǎo)體制冷氣的熱端面，并一起暴露于周圍空氣中，通過自然對流或強(qiáng)制對流的分式將熱量傳給大氣。
熱管是由密封金屬管，中間抽成真空后，加入一定量的工質(zhì)而制成的。熱管的蒸發(fā)段受熱后，工質(zhì)將沸騰或蒸發(fā)，從熱源吸收汽化潛熱，產(chǎn)生的蒸汽流動到凝結(jié)段，蒸汽遇到冷的壁面會凝結(jié)成液體同時(shí)放出汽化潛熱，通過管壁傳給外面的冷源，冷凝下來的液體依靠重力或吸液芯產(chǎn)生的毛細(xì)管力再回流到蒸發(fā)段，重新開始蒸發(fā)吸熱過程。本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的熱管元件，(1)管內(nèi)壁有螺紋槽道吸液芯，管外表面一端為光管，插入均溫塊中，并與其緊密接觸；另外一端為翅片管，暴露于空氣環(huán)境中。
均溫塊(2)是由導(dǎo)熱性能良好的金屬制成，在均溫塊的一面有兩個(gè)與半導(dǎo)體制冷片(3)相接觸的凸臺，另一面固暴露于空氣中，表面有翅片。每個(gè)均溫塊內(nèi)部插入平行布置的六支熱管，而共同組成一個(gè)通用的傳熱組件。
由圖1和圖2可見，傳熱組件中的熱管元件可以是直管，也可以是彎管，以適應(yīng)不同的安裝部位和箱體結(jié)構(gòu)。此外，傳熱組件在安裝于箱體時(shí)，熱管元件與水平方向的夾角控制在1～3°。
在保鮮箱或空調(diào)箱內(nèi)部不安裝風(fēng)扇，靠自然對流循環(huán)換熱；在箱體外部安裝有1～2個(gè)風(fēng)扇，根據(jù)需要可開啟或停用，以調(diào)節(jié)外部傳熱組件的散熱效果。此外，通過改變通入半導(dǎo)體制冷片的電流方向，制冷側(cè)可變?yōu)榧訜醾?cè)，保鮮箱即可當(dāng)作保溫箱使用。
按本實(shí)用新型原理制成的40立升保鮮箱，箱內(nèi)溫度3～5℃，從啟動至穩(wěn)定時(shí)間半小時(shí)，實(shí)際功率消耗為50w；從160立升空調(diào)箱，箱內(nèi)溫度比環(huán)境溫度低10～15℃，消耗功率為50～70W，穩(wěn)定時(shí)間為半小時(shí)。


圖1是本實(shí)用新型熱管式半導(dǎo)體熱電制冷空調(diào)箱的結(jié)構(gòu)原圖圖2是本實(shí)用新型熱管式半導(dǎo)體熱電制冷保鮮箱的結(jié)構(gòu)原理圖附圖中1－－－－熱管元件；2－－－－均溫塊；3－－－－半導(dǎo)體制冷片；4－－－－箱體；5－－－－整流器；6－－－－風(fēng)扇。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體熱電制冷裝置，包括帶翅片的熱管元件，均溫塊。半導(dǎo)體制冷片，絕熱箱體，整流器和風(fēng)扇；其特征在于由若干支熱管平行插入均溫塊中；插入部分為光管，露出部分為翅片管，均溫塊的一面有兩個(gè)與半導(dǎo)體制冷片(3)相接觸的凸臺，另一面支翅片，暴露于空氣中，熱管元件可以是直的，也可將露出均溫塊部分彎成直角，半導(dǎo)體制冷元件夾在兩塊傳熱組件中，一塊傳熱組件置于箱體內(nèi)，另一塊置于箱體外。
2.權(quán)力要求1所述的傳熱組件所組成的半導(dǎo)體熱電制冷裝置，其特征在于由傳熱件、箱件和半導(dǎo)體制冷片制成的半導(dǎo)體熱電制冷空調(diào)箱和半導(dǎo)體熱電制冷保鮮箱的箱體內(nèi)部靠空氣的自然對流換熱，外部靠空氣的自然對流或風(fēng)扇的強(qiáng)制對流換熱，傳熱組件的安裝方式應(yīng)保證熱管元件與水平方向保持一定的傾角1－3°，傳熱組件可以平放，可放置于箱體頂部，也可以放置于箱體的側(cè)面或后面。
專利摘要本實(shí)用新型提出了以熱管作為主要傳熱元件的熱管式半導(dǎo)體熱電制冷裝置。其主要特征在于由一端帶翅尾的若干支熱管與導(dǎo)熱性能良好的金屬均溫塊組合成一起，而成為一種或兩種通用傳熱組件。半導(dǎo)體制冷片的冷端和熱端分別與兩個(gè)傳熱組件相結(jié)合，并根據(jù)不同的應(yīng)用要求；本實(shí)用新型提出了熱管式半導(dǎo)體熱電制冷空調(diào)箱和熱管式半導(dǎo)體熱電制冷保鮮箱。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)，操作維修方便，穩(wěn)定時(shí)間短，制冷效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F25B21/00GK2129909SQ92202399
公開日1993年4月14日 申請日期1992年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月31日
發(fā)明者劉紀(jì)福, 孫宏偉, 夏新林 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)