CN102128518A - 一种tec制冷装置及其应用的电器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种热电制冷模块TEC制冷装置，所述TEC制冷装置包括TEC模块，第一热交换装置，以及第二热交换装置。所述TEC模块包括一个冷端以及一个与冷端相对的热端。所述第一热交换装置设置在所述TEC模块的冷端用以与该TEC模块的冷端周围的介质进行热交换。所述第二热交换装置设置在所述TEC模块的热端，所述第二热交换装置包括蒸发端以及冷凝端，所述第二热交换装置内设置有冷却媒质，所述冷却媒质用以在所述的蒸发端及冷凝端通过相变的方式进行热交换，所述的蒸发端与所述TEC模块的热端相邻接。本发明实施例中的所述TEC制冷装置通过采用可进行快速散热的第二热交换装置来加快与所述TEC模块热端之间的热交换，从而提高热交换速率，节省能源，以达到绿色环保的目的。

Description

一种TEC制冷装置及其应用的电器装置
技术领域
本发明涉及一种制冷装置，特别涉及一种TEC制冷装置及其应用的电器装置。
背景技术
在通信领域，电子器件对工作环境的温度由较高的要求，通讯设备在运行过程中一般会散热，散出的热量聚集在电子设备周围的环境中，导致电子设备的工作环境温度升高，在高到一定程度时，电子器件将无法正常工作，为了保证电子器件能够正常地工作，常常需要为电子器件安装制冷空调。然而，制冷空调的体积大，与当前的设备小型化的趋势不符；此外，制冷空调所使用制冷剂对环境的污染大，不符合当前绿色环保的理念。因此，TEC模块(Thermoelectric Cooling Module，热电制冷模块)以其体积小，无需制冷剂等特点成为制冷空调的理想替代品。TEC模块通常包括一个冷端一个热端，为了能够提高TEC模块的制冷效率，通常在所述TEC模块的冷端及热端分别设置有一个风扇，通过控制风扇的转速来控制所述TEC模块的散热效率，然而，这种结构的TEC模块的噪音大，功耗高，不符合绿色环保的理念，因此，如何使降低TEC模块的能耗成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种低耗能、环保的TEC制冷装置，以及使用所述TEC制冷装置的电器装置。
一种TEC制冷装置，所述TEC制冷装置包括TEC模块，第一热交换装置，以及第二热交换装置。所述TEC模块包括一个冷端以及一个与冷端相对的热端。所述第一热交换装置设置在所述TEC模块的冷端用以与该TEC模块的冷端周围的介质进行热交换。所述第二热交换装置设置在所述TEC模块的热端，所述第二热交换装置包括蒸发端以及冷凝端，所述第二热交换装置内设置有冷却媒质，所述冷却媒质用以在所述的蒸发端及冷凝端通过相变的方式进行热交换，所述的蒸发端与所述TEC模块的热端相邻接。
一种电器装置，其包括机柜及TEC制冷装置，所述机柜包括柜体。所述TEC制冷装置包括TEC模块，第一热交换装置，以及第二热交换装置。所述TEC模块包括一个冷端以及一个与冷端相对的热端。所述第一热交换装置设置在所述TEC模块的冷端并与所述柜体相连接。所述第二热交换装置设置在所述TEC模块的热端，所述第二热交换装置包括蒸发端以及冷凝端，所述第二热交换装置内设置有冷却媒质，所述冷却媒质用以在所述的蒸发端及冷凝端通过相变的方式进行热交换，所述的蒸发端与所述TEC模块的热端相邻接，所述冷凝端远离所述蒸发端。
本发明实施例中的TEC制冷装置及其应用的电器装置，采用可进行快速散热的第二热交换装置来加快与所述TEC模块热端之间的热交换，从而提高热交换速率，同时不需要在所述TEC模块的热端处设置风扇，这样便可节省能源，以达到绿色环保的目的。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的一种电器装置的示意图；
图2是本发明第二施例提供的一种电器装置的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种热电制冷模块(TEC)制冷装置，所述TEC制冷装置包括TEC模块，第一热交换装置，以及第二热交换装置。所述TEC模块包括一个冷端以及一个与冷端相对的热端。所述第一热交换装置设置在所述TEC模块的冷端用以与该TEC模块的冷端周围的介质进行热交换。所述第二热交换装置设置在所述TEC模块的热端，所述第二热交换装置包括蒸发端以及冷凝端，所述第二热交换装置内设置有冷却媒质，所述冷却媒质用以在蒸发端及冷凝端通过相变的方式进行热交换，所述的蒸发端与所述TEC模块的热端相邻接。
本发明实施例提供的TEC制冷装置采用可进行快速散热的第二热交换装置来加快与所述TEC模块热端之间的热交换，从而提高热交换速率，以达到节省能源、绿色环保的目的。以下结合附图对本发明做详细说明。
请参阅图1，本发明第一实施例提供的一种电器装置10的示意图，该电器装置10包括一个机柜100以及设置在所述机柜100上的TEC制冷装置200。
所述机柜100包括一个柜体110，多个设置在所述柜体110内的电器元件120，以及一个设置在所述柜体100一侧的保护罩130。
所述TEC制冷装置200设置在所述柜体110上用以对柜体110内的电器元件120进行冷却，所述保护罩130罩设在所述TEC制冷装置200上以保护所述TEC制冷装置200。
所述TEC制冷装置200包括TEC模块210，第一热交换装置220，以及第二热交换装置230。
所述TEC模块210为制冷元件，包括一个冷端212，以及一个与冷端212相对的热端214。所述冷端212能够吸收其周围的热量，而所述热端214用以向周围散发热量。在使用过程中，所述TEC模块210的冷端212需与热源对应或者接触以吸收热源的热量从而对热源进行冷却，而热端214用以将冷端212所吸收的热量散发至外界。本实施例中，为了增减所述TEC模块210的热端214的散热效率，可以在所述热端214设置一个导热板216，所述导热板216优选采用高导热材料如铜、铝或者合金以及导热石墨等制成。在所述导热板216与所述热端214的接触界面之间还可填充导热填充料，从而增加导热板216与所述热端214之间的接触面积，以降低热阻提高热传导效率。
所述第一热交换装置220设置在所述TEC模块210的冷端212并与所述机柜110连接，本实施例中所述第一热交换装置220位于所述机柜100的内部，用以增加所述TEC模块210的冷端212的热交换面积从而提高热交换效率。本实施例中，所述第一热交换装置220为高导热材料制成的散热鳍片阵列，所述第一热交换装置220也可以采用热管，热虹吸管，蒸汽腔等高导热装置。
所述第二热交换装置230设置在所述TEC模块210的热端214，用以将TEC模块210的热端214的热量加速扩散。本实施例中，所述第二热交换装置230包括蒸发端232、冷凝端234以及设置在所述第二热交换装置230内用以在所述的蒸发端232及冷凝端234通过相变的方式进行热交换的冷却媒质236。所述的蒸发端232与所述TEC模块210的热端214相邻接或者接触，冷凝端234远离所述蒸发端232。本实施例中，所述蒸发端232穿置在所述TEC模块210的导热板216上。为了进一步提高第二热交换装置230与周围环境的热交换速率，可在所述第二热交换装置230上设置多个散热板238，所述散热板238间隔均匀地设置在所述蒸发端232及冷凝端234之间，用以增加所述第二热交换装置230与周围空间的接触面积，从而通过空气的自然对流来将第二热交换装置230上的热量带走。所述第二热交换装置230位于所述柜体100的外侧，并与所述柜体100的内部空间热隔绝。所述保护罩130将所述第二热交换装置230收容于其中。本实施例中所述第二热交换装置230为热管，热虹吸管，蒸汽腔等高导热装置。
使用时，所述TEC制冷装置200通过TEC模块210的冷端212对所述柜体100的内部空间降温制冷，从而保证设置在所述柜体100内的电器元件120在适当的温度下工作。设置在所述TEC模块210的热端214的第二热交换装置230的蒸发端232将吸收所述热端214所散发出来的热量使在蒸发端232位置处的冷却媒介236汽化，汽化后的冷却媒介236将向所述第二热交换装置230的冷凝端234移动，并在所述冷凝端234处凝结从而放出热量，所述第二热交换装置230通过所述冷却媒介236在冷凝端234及蒸发端232之间的循环相变来进行热量的快速传递及散发从而达到为机柜100内部降温的目的。
所述TEC制冷装置200通过采用可进行快速散热的第二热交换装置230来加快与所述TEC模块210热端214之间的热交换，从而提高热交换速率，同时不需要在所述TEC模块210的热端214处设置风扇，这样便可节省能源，同时降低噪音，以达到绿色环保的目的。
为了能够对所述机柜100的内部均匀制冷，所TEC制冷装置200还可以包括一个冷端风扇240，所述冷端风扇240设置在所述第一热交换装置220的外侧，以加快所述第一热交换装置220所在空间内的介质的对流速度，从而实现所述TEC制冷装置200的均匀制冷的目的。
请参阅图2，本发明第二实施例提供的一种电器装置20的示意图，所述电器装置20包括一个机柜300以及设置在所述机柜300上的TEC制冷装置400。
所述机柜300包括一个柜体310，多个设置在所述柜体310内的电器元件320，以及一个设置在所述柜体300一侧的保护罩330。
所述TEC制冷装置400包括TEC模块410，第一热交换装置420，以及第二热交换装置430。所述TEC模块410包括一个冷端412，以及一个与冷端相对的热端414。所述第一热交换装置420及第二热交换装置430分别设置在所述TEC模块410的冷端412及热端414上。本实施例中，所述TEC模块410还包括一个设置在热端414及第二热交换装置430之间的导热板416用以导热。
所述第一热交换装置420包括一个散热块422，第一导热件424，温控相变模块426，以及第二导热件428。所述散热块422设置在所述TEC模块410的冷端412。所述第一导热件424的一端设置在所述散热块422上并与所述散热块422接触，所述第一导热件424的另一端与所述相变温控模块426连接。本实施例中所述第一导热件424采用热管、热虹吸管或者蒸汽腔等高导热装置，其包括一个蒸发端424a及冷凝端424b。所述冷凝端424b设置在所述散热块422上，而所述蒸发端424a连接在所述相变温控模块426上。所述温控相变模块426设置在机柜300的柜体310上，所述温控相变模块426为采用相变材料如石蜡材料制成，所述温控相变模块426会在不同的温度下呈现不同的状态以蓄积一定的热能或者冷能，从而能保证所述机柜300内部的温度不发生剧烈的变化而影响电器元件320的运作。所述第二导热件428的一端设置在温控相变模块426上，另一端伸入所述柜体310内，本实施例中所述第二导热件428采用与第一导热件424相同的高导热装置，并包括一个蒸发端428a及冷凝端428b，所述第二导热件428的冷凝端428b设置在所述温控相变模块426上，而蒸发端428a伸入所述柜体310内。可以理解，所述第一导热件424及第二导热件428的蒸发端及冷凝端是并不是固定的，其冷凝端及蒸发端是根据导热件两端的温度差而定义的，比如，温度高的一端为蒸发端，而温度低的一段则相应的为冷凝端。
所述第二热交换装置430设置在所述TEC模块410的热端414。本实施例中，所述第二热交换装置430包括蒸发端432、冷凝端434以及设置在所述第二热交换装置430内用以在所述的蒸发端432及冷凝端434通过相变的方式进行热交换的冷却媒质436。所述的蒸发端432与所述TEC模块410的热端414相邻接或者接触，冷凝端434远离所述蒸发端432。本实施例中，所述蒸发端432穿置在所述TEC模块410的导热板416上。为了进一步提高第二热交换装置430与周围环境的热交换速率，可在所述第二热交换装置430上设置多个散热板438，所述散热板438间隔均匀地设置在所述蒸发端432及冷凝端434之间，用以增加所述第二热交换装置430与周围空间的接触面积，从而通过空气的自然对流来将第二热交换装置430上的热量带走。所述第二热交换装置430位于所述柜体300的外侧，并与所述柜体300的内部空间热隔绝。所述保护罩330将所述第二热交换装置430收容于其中。本实施例中所述第二热交换装置430为热管，热虹吸管，蒸汽腔等高导热装置。
本实施例提供的所述TEC制冷装置400通过采用可进行快速散热的第二热交换装置430来加快与所述TEC模块410热端414之间的热交换，从而热交换速率，同时不需要在所述TEC模块410的热端414处设置风扇，这样便可节省能源，同时降低噪音，以达到绿色环保的目的，此外，通过所述第一热交换装置420的温控相变模块426来存储一定热能或者冷能从而使机柜300内的温度能够保持在一定范围内以使TEC制冷装置400及使用该TEC制冷装置400的电器装置20能够在大温差环境中保持相对稳定的工作温度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种热电制冷模块TEC制冷装置，其特征在于，所述TEC制冷装置包括TEC模块，第一热交换模块，以及第二热交换模块，所述TEC模块包括一个冷端以及一个与冷端相对的热端，所述第一热交换装置设置在所述TEC模块的冷端用以与该TEC模块的冷端周围的介质进行热交换，所述第二热交换装置设置在所述TEC模块的热端，所述第二热交换装置包括蒸发端以及冷凝端，所述第二热交换装置内设置有冷却媒质，所述冷却媒质用以在所述的蒸发端及冷凝端通过相变的方式进行热交换，所述的蒸发端与所述TEC模块的热端相邻接。
2.如权利要求1所述的TEC制冷装置，其特征在于，所述第一热交换装置为散热鳍片阵列并采用铜、铝、或导热石墨制成。
3.如权利要求1所述的TEC制冷装置，其特征在于，所述的TEC制冷装置还包括一个冷端风扇，所述冷端风扇设置在所述第一热交换装置的外侧。
4.如权利要求1所述的TEC制冷装置，其特征在于，所述第一热交换装置包括散热块，第一导热件，温控相变模块，以及第二导热件，所述散热块设置在所述TEC模块的冷端，所述第一导热件的一端设置在所述散热块上，所述第一导热件的另一端与所述相变温控模块连接，所述第二导热件通过一端设置在温控相变模块上。
5.如权利要求4所述的TEC制冷装置，其特征在于，所述第一导热件为热管、热虹吸管或者蒸汽腔，且所述第一导热件包括一个蒸发端及冷凝端，所述第一导热件的冷凝端设置在所述散热块上，所述第一导热件的蒸发端连接在所述相变温控模块上。
6.如权利要求4所述的TEC制冷装置，其特征在于，所述第二导热件为热管、热虹吸管或者蒸汽腔，且所述第二导热件包括一个蒸发端及冷凝端，所述第二导热件通过其冷凝端设置在所述温控相变模块上。
7.如权利要求1至6任意一项所述的TEC制冷装置，其特征在于，所述TEC模块还包括一个导热板，所述导热板设置在所述TEC模块的热端，所述第二热交换装置的蒸发端穿置在所述TEC模块的导热板上。
8.如权利要求1所述的TEC制冷装置，其特征在于，所述第二热交换装置还包括多个散热板，所述散热板间隔均匀地设置在所述蒸发端及冷凝端之间。
9.一种电器装置，其包括机柜及热电制冷模块TEC制冷装置，所述机柜包括柜体，其特征在于，所述TEC制冷装置包括TEC模块，第一热交换装置，以及第二热交换装置，所述TEC模块包括一个冷端以及一个与冷端相对的热端，所述第一热交换装置设置在所述TEC模块的冷端并与所述柜体相连接用以与该TEC模块的冷端周围的介质进行热交换，所述第二热交换装置设置在所述TEC模块的热端，所述第二热交换装置包括蒸发端以及冷凝端，所述第二热交换装置内设置有冷却媒质，所述冷却媒质用以在所述的蒸发端及冷凝端通过相变的方式进行热交换，所述的蒸发端与所述TEC模块的热端相邻接。
10.如权利要求9所述的电器装置，其特征在于，所述第一热交换装置为散热鳍片阵列并采用铜、铝、或导热石墨制成。
11.如权利要求9所述的电器装置，其特征在于，所述第一热交换装置包括散热块，第一导热件，温控相变模块，以及第二导热件，所述散热块设置在所述TEC模块的冷端，所述第一导热件的一端设置在所述散热块上，所述第一导热件的另一端与所述相变温控模块连接，所述相变温控模块设置在所述机柜上，所述第二导热件的一端设置在温控相变模块上，所述第二导热件的另一端伸入所述机柜的内部。
12.如权利要求11所述的电器装置，其特征在于，所述第一导热件为热管、热虹吸管或者蒸汽腔，且所述第一导热件包括一个蒸发端及冷凝端，所述第一导热件的冷凝端设置在所述散热块上，所述第一导热件的蒸发端连接在所述相变温控模块上。
13.如权利要求11所述的电器装置，其特征在于，所述第二导热件为热管、热虹吸管或者蒸汽腔，且所述第二导热件其包括一个蒸发端及冷凝端，所述第二导热件通过其的冷凝端设置在所述温控相变模块上，所述第二导热件的蒸发端位于所述机柜的内部。
14.如权利要求9至13任意一项所述的电器装置，其特征在于，所述TEC模块还包括一个导热板，所述导热板设置在所述TEC模块的热端，所述第二热交换装置的蒸发端穿置在所述TEC模块的导热板上。
15.如权利要求9所述的电器装置，其特征在于，所述第二热交换装置还包括多个散热板，所述散热板间隔均匀地设置在所述蒸发端及冷凝端之间。
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