CN102901266A

CN102901266A - 一种柔性磁条贴合式半导体制冷装置

Info

Publication number: CN102901266A
Application number: CN2012103722123A
Authority: CN
Inventors: 刘光宇; 邹洪波; 鲁仁全; 陈云; 薛安克
Original assignee: Hangzhou Dianzi University
Current assignee: Hangzhou Dianzi University
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2013-01-30

Abstract

本发明公开了一种柔性磁条贴合式半导体制冷装置。本发明包括直流电源接头、半导体制冷片、导线、柔性基体、柔性磁条；多个半导体制冷片之间通过导线以串联方式相连接，且首尾两个半导体制冷片通过导线与直流电源接头相连接，所有半导体制冷片都镶嵌在柔性基体中，柔性基体的边缘由柔性磁条构成，当直流电源接头与外界电源接通后，电流经过导线为半导体制冷片供电。然后，半导体制冷片将冷端的热量吸收并从其热端释放，达到冷端制冷的效果，柔性基体通过柔性磁条可与带有金属的表面贴合，从而将半导体制冷片固定在该表面上。本发明能够有效地与金属表面贴合，安装与拆卸方便可靠，从而达到制冷效果，具有广泛的实用价值。

Description

一种柔性磁条贴合式半导体制冷装置

技术领域

本发明属于半导体制冷领域，具体涉及一种柔性磁条贴合式半导体制冷装置。

背景技术

蒸汽压缩式制冷循环和吸附式制冷循环是空调制冷领域的两种主流技术，具有较高的制冷能力。但是，两种系统的体积特别大，有一定噪音，特别是，蒸汽压缩式制冷循环的噪音很大，而且，制冷剂对臭氧层有或多或少的破坏，破坏了地区的生态环境。

半导体制冷技术的原理是柏尔帖效应。柏尔帖效应解释了电路系统的一个特殊自然现象，当二种金属形成一对热电偶时，通上直流电后，将在点偶结点处产生吸热和放热现象，吸热和放热的方向由直流电的方向决定。半导体P-N结具有强吸热和放热效应，能够产生局部制冷或制热。因此，半导体制冷技术具有一定产业和商业价值，能够对电路系统等结构进行降温。近年来，半导体制冷技术不断发展。虽然半导体制冷的能力较小，但是，半导体制冷片厚度非常薄、体积非常小、无噪音、无污染，具有蒸汽压缩式制冷循环和吸附式制冷循环不可比拟的优点。因此，在一定的特殊场合，半导体制冷技术比蒸汽压缩式制冷循环和吸附式制冷循环等传统空调技术更有用。

半导体制冷片有一个冷端和一个热端，为了给物体降温，冷端必须与物体紧密贴合，或者在一个密闭的空间内降低气温达到为物体降温的目的。通常，半导体制冷片通过粘结剂或者螺钉等固定在待降温物体的表面上。显然，这些固定方式非常局限，既影响物体外观，又导致安装与拆卸的不便。

事实上，在很多应用中，人们仅希望半导体制冷片简单地吸附在待降温表面上，而且，需要安装、拆卸方便。为此，迫切需要提出新型的半导体制冷的结构或装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种柔性磁条贴合式半导体制冷装置，该装置能够有效地与金属表面贴合，安装与拆卸方便可靠，从而达到制冷效果，具有广泛的实用价值。

本发明包括直流电源接头、半导体制冷片、导线、柔性基体、柔性磁条；多个半导体制冷片之间通过导线以串联方式相连接，且首尾两个半导体制冷片通过导线与直流电源接头相连接，所有半导体制冷片都镶嵌在柔性基体中，柔性基体的边缘由柔性磁条构成。

所述的半导体制冷片是一种由半导体与金属导电材料组成的多层电路结构，制冷片的一面是冷端、另一面是热端，其工作原理为珀尔帖效应，即，P型半导体和N型半导体连接节点处为一对特殊的热电偶，当通入直流电流后，因直流电通入的方向不同，将在电偶结点处产生大量的吸热和放热现象。多个半导体制冷片之间通过导线以串联方式相连接，且首尾两个半导体制冷片通过导线与直流电源接头相连接，所有半导体制冷片都镶嵌在柔性基体中，柔性基体的边缘由柔性磁条构成。

当直流电源接头与外界电源接通后，电流经过导线为半导体制冷片供电。然后，半导体制冷片将冷端的热量吸收并从其热端释放，达到冷端制冷的效果，柔性基体通过柔性磁条可与带有金属的表面贴合，从而将半导体制冷片固定在该表面上。同时，柔性基体具有一定的隔热作用，能够避免热量通过柔性基体扩散。除了与金属表面进行贴合的作用外，柔性磁条还具有密封的效果，防止热空气进入冷端，影响制冷效果。

本发明的有益效果说明：

（1）半导体制冷片具有较大的刚性，采用多个半导体制冷片镶嵌在柔性基体上，可以提高整个装置的柔度，达到与微凸或微凹曲面贴合的效果；

（2）磁条能够与光滑金属表面充分贴合，不能保证了将制冷装置吸附在该表面上，而且防止了外部热空气与磁条封闭的空间内空气之间进行对流，提高了制冷效果；

（3）该装置使用方便，容易与金属表面贴合，也容易从金属表面取下，不伤害金属表面结构；

（4）与蒸汽压缩式制冷和吸附式制冷相比，半导体制冷机构的体积小、无噪音、无振动，具有一定的技术优势，适用于特殊的制冷场合。在汽车等应用领域内，具有潜在的应用价值。

附图说明

图 1为本发明示意图；

图 2为本发明柔性效果示意图；

图 3为本发明在汽车上的应用示意图；

图中，直流电源接头1、半导体制冷片2、导线3、柔性基体4、柔性磁条5。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种柔性磁条贴合式半导体制冷装置，包括直流电源接头1、多个半导体制冷片2、导线3、柔性基体4、柔性磁条5；

多个半导体制冷片2之间通过导线3以串联方式相连接，且首尾两个半导体制冷片2通过导线与直流电源接头1相连接，所有半导体制冷片2都镶嵌在柔性基体4中，柔性基体4的边缘由柔性磁条5构成。

当直流电源接头1与外界电源接通后，电流经过导线3为半导体制冷片2供电。然后，半导体制冷片2将冷端的热量吸收并从其热端释放，达到冷端制冷的效果。半导体制冷技术的原理是柏尔帖效应，即，当二种金属形成一对热电偶时，通上直流电后，将在点偶结点处产生吸热和放热现象，吸热和放热的方向由直流电的方向决定，半导体P-N结具有强吸热和放热效应，能够产生局部制冷或制热。柔性基体4通过柔性磁条5可与带有金属的表面贴合，从而将半导体制冷片2固定在该表面上。同时，柔性基体4具有一定的隔热作用，能够避免热量通过柔性基体4扩散。除了与金属表面进行贴合的作用外，柔性磁条5还具有密封的效果，防止热空气进入冷端，影响制冷效果。

如图 2(a)、2(b)所示，图2(a)为磁条贴合式半导体制冷装置的平展示意图；图2(b)为磁条贴合式半导体制冷装置折弯后形状示意图。磁条贴合式半导体制冷装置的柔性基体允许半导体制冷片与邻近的半导体制冷片形成某任意角度，从而令整个装置与具有微凸或微凹的曲面贴合，提高制冷效果。

如图3所示，柔性磁条5与汽车窗框的钢板材料吸合，使柔性基体4与汽车车窗贴合；当直流电源接头1与车载电源接通后，电流经过导线3为半导体制冷片2供电，半导体制冷片2的冷端吸收汽车玻璃窗上的热量，并从其热端释放，降低了车窗的温度，进而降低了汽车车内的气温，达到为汽车制冷的效果。

Claims

1. 一种柔性磁条贴合式半导体制冷装置，包括直流电源接头、半导体制冷片、导线、柔性基体、柔性磁条，其特征在于：

多个半导体制冷片之间通过导线以串联方式相连接，且首尾两个半导体制冷片通过导线与直流电源接头相连接，所有半导体制冷片都镶嵌在柔性基体中，柔性基体的边缘由柔性磁条构成，

所述的半导体制冷片是一种由半导体与金属导电材料组成的多层电路结构。