CN105910328A - 一种制冷棒及制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种制冷棒及制冷系统，能够在充足散热的情况下产生冷量，进而产生低温环境；制冷棒包括散热体；第一进风口和第二进风口，均设置在散热体一端，且第一进风口与第二进风口内部均设置有螺旋进风道；降温装置，设置在散热体内，在散热体内上设置有第一温度采集装置，第一温度采集装置与降温装置连接；制冷装置，设置在散热体外表面；制冷系统包括制冷棒和若干介质储备装置；本发明提出的制冷棒及制冷系统结构合理，能够保证在无需使用大量能源的情况下，提高制冷效果。

Description

一种制冷棒及制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷设备领域，特别是指一种制冷棒及制冷系统。

背景技术

根据物品的种类的不同，在进行物品存储的过程中需要将特定的物品或需要长时间保存的物品置于低温环境中，进而使得物品的保存周期增长；

物品冷藏或制造低温环境时常使用的方式是通过半导体制冷片来制造低温环境，而现有技术中，由于半导体制冷制片结构设置不合理，其在进行制冷的过程中热量不能够充分的释放，造成在使用的过程中，需要使用大量的能源才能进行工作，而由于结构的限制，虽然使用能源很多，但是由于其散热效果不佳，使得在浪费大量能源的情况下造成制冷效果不佳，低温环境产生困难。

发明内容

本发明提出一种制冷棒及制冷系统，能够在充足散热的情况下产生冷量，进而产生低温环境。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种制冷棒，包括：

用于进行热量收集，并将收集的热量进行传导并降温的散热体；其中，散热体内为中空筒体，中空筒体与介质储备装置连通，在中空筒体内设置有用于降温的介质；

第一进风口和第二进风口，均设置在散热体一端，且第一进风口与第二进风口内部均设置有螺旋进风道，且螺旋进风道与中空筒体连通，用于降温的介质流经螺旋进风通道；

用于对散热体进行初级降温的降温装置，设置在散热体内，在散热体内上设置有第一温度采集装置，第一温度采集装置与降温装置连接；

用于与外界进行热交换，并对外界进行制冷的制冷装置，设置在散热体外表面；其中，制冷装置包括若干制冷单元，相邻制冷单元连接，将散热体包围在若干制冷单元内部；其中，

制冷单元包括第一陶瓷层、第二陶瓷层、若干导电装置、若干制冷体和电极；

制冷体置于第一陶瓷层和第二陶瓷层之间，导电装置沿散热体轴向间隔的与相邻的导电装置连接；电极设在若干制冷体一端并与设置在该端的导电装置连接；

第二陶瓷层与散热体抵触。

优选的，若干制冷体为若干P型制冷半导体和若干N型制冷半导体，且若干P型制冷半导体和若干N型制冷半导体沿散热体轴向方向等间隔排列设置。

优选的，导电装置为导电金属片。

作为进一步的技术方案，还包括：隔热体，设置在相邻制冷单元之间。

作为进一步的技术方案，还包括：导热填充层，设置在散热体和第二陶瓷层之间。

作为进一步的技术方案，还包括：

用于进行中空筒体内的用于降温的介质流动的介质动作装置，设置在中空筒体一端，并与中空筒体连通。

本发明中还公开了一种制冷系统，包括若干制冷棒和若干介质储备装置；

散热体通过用于控制降温的介质流动的调控装置与介质储备装置连通，且，

散热体上还设有第二温度采集装置，第二温度采集装置与调控装置连接；

介质储备装置包括第一介质储备空间和第二介质储备空间，第一介质储备空间上设置有介质进口，第二介质储备空间上设置有介质出口；

若干介质储备装置上的介质进口分别通过进管道连通，若干介质储备装置上的介质出口分别通过出管道连通。

作为进一步的技术方案，还包括：

用于控制介质进口开启和关闭的第一控制阀，设置在介质进口；

用于控制介质出口开启和关闭的第二控制阀，设置在介质出口。

作为进一步的技术方案，还包括：

用于检测第一介质储备空间内介质容量的第一检测装置，设置在第一介质储备空间内，并与第一控制阀连接；

用于检测第二介质储备空间内介质容量的第二检测装置，设置在第二介质储备空间内，并与第二控制阀连接。

作为进一步的技术方案，还包括：用于对第二介质储备空间中流出的介质进行储备并降温的降温机构，一端与出管道连通，另一端与进管道连通。

本发明技术方案通过制冷装置中的若干制冷单元与外界进行热交换，并通过散热体对制冷单元产生的热量进行降温，进而通过若干制冷单元的配合增加制冷面积，另外能够在制冷的过程中通过散热体进行若干制冷单元的降温，进而能够保证冷热量的均衡，与现有技术相比，能够在使用原有的电量的情况下，增加制冷效率，并在增加制冷的同时进行更好的热交换，避免热交换不足或者不完全，造成需要使用大量的能源进行制冷；

另外，本发明中通过在散热体内部设置有降温介质，实现能够快速且充分的对制冷单元产生的热量进行消化，进而保证制冷单元吸收外界的热量能够更快的消除，提高制冷效果，且在根据介质的温度，能够自行启动降温装置，通过降温装置进一步的增加散热体的散热效果，进而通过本发明合理的结构，能够保证在无需使用大量能源的情况下，提高制冷效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种制冷棒的结构示意图；

图2为本发明中制冷棒的截面图；

图3为本发明中制冷系统的结构示意图。

图中：

1、散热体；21、第一进风口；22、第二进风口；3、降温装置；4、制冷装置；401、第一陶瓷层；402、第二陶瓷层；403、导电装置；404、制冷体；405、电极；5、隔热体；6、导热填充层；7、介质动作装置；8、介质储备装置；81、第一介质储备空间；82、第二介质储备空间；9、调控装置；101、第一控制阀；102、第二控制阀；111、进管道；112、出管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2，本发明提出的一种制冷棒，包括：

制冷装置4设置在散热体1外表面，本发明中，制冷装置4包括若干制冷单元，若干的制冷单元依次连接，将散热体1包裹在内部，其中，为更好的与散热体1接触，本发明中优选的相邻制冷单元为斜切面，这样当若干制冷单元包裹在散热体1外部时，更能够贴紧散热体1，提高散热效果，另外，制冷单元的数量根据实际的需要而定，本发明中不进行限定，当制冷单元的数量增多后，使其能够形成一个接近圆柱形，置于散热体1外表面，进而增加制冷面积，提高制冷效果；

其中，

制冷单元包括第一陶瓷层401、第二陶瓷层402、若干导电装置403、若干制冷体404和电极405；制冷体404置于第一陶瓷层401和第二陶瓷层402之间，导电装置403沿散热体1轴向间隔的与相邻的制冷体404连接；电极405设在若干制冷体404一端并与设置在该端的导电装置403连接；第二陶瓷层402与散热体1抵触；

使用的过程中，通过电极405与外部电源连接后获取电能，此时通过若干导电装置403将电能供应到若干制冷体404，优选的，导电装置403为导电金属片；通过若干制冷体404产生冷量，而冷量穿过第一陶瓷层401，与需要制冷的环境进行热交换，冷量进入到需要制冷的环境中，热量被若干制冷体404吸收，通过第二陶瓷层402传递到散热体1，通过散热体1进行热量的消化(即与中空筒体内的介质进行热交换)；

而在本发明中，若干制冷体404为若干P型制冷半导体和若干N型制冷半导体，且若干P型制冷半导体和若干N型制冷半导体沿散热体1轴向方向等间隔排列设置；

为了更为形象地对上述结构进行描述，在此设定相邻的两个制冷单元分别为第一制冷单元和第二制冷单元，第一制冷单元中制冷体404的设置顺序为：P-N-P-N-P-N……，第二制冷单元中制冷体404的设置顺序为：N-P-N-P-N-P……；如此，对于一个完整的制冷棒的纵面结构为：第一制冷单元中为P型制冷半导体、第二制冷单元中为N型制冷半导体、一下个制冷单元中为P型制冷半导体、再下一个制冷单元中为N型制冷半导体。

通过上述结构设计，在一个完整的制冷棒中，沿其散热体1轴向方向，在同一个制冷单元中的制冷体404为P-N-P-N-P-N……结构，沿其周向，在不同制冷单元中的制冷半导体也为P-N-P-N-P-N……结构；

为减少相邻制冷体404之间的热传递，达到更好的制冷效果，本发明中优选的设置隔热体5，该隔热体5设置在相邻制冷单元之间；

本发明中，还设置有导热填充层6，该利用导热填充层6设置在散热体1和第二陶瓷层402之间，通过该导热填充层6来固定散热体1与制冷装置4，且不影响制冷装置4吸收的热量传递到散热体1；

当然，在本发明中，散热体1为中空筒体，该中空筒体与介质储备装置8连通，这样介质储备装置8中的介质便会充满中空筒体，在本发明中，中空筒体内设置有用于进行制冷单元降温所使用的介质，其中，该介质优选为冷却水，这样当制冷装置4在制冷的过程中吸收热量，吸收的热量会传送到散热体1，并通过散热体1传送到冷却水中，通过冷却水的流动将吸收的热量带到介质储备装置8内，并通过循环流动，实现对制冷装置4的降温；

另外，散热体1上还设置有第一进风口21和第二进风口22，该第一进风口21和第二进风口22均设置在散热体1一端，且第一进风口21与第二进风口22内部均设置有螺旋进风道，且螺旋进风道与中空筒体连通，用于降温的介质流经螺旋进风通道；

在散热体1的另一端设置有降温装置3，该降温装置3，设置在散热体1内，这样通过散热装置的带动，能够使外部的冷空气进入到散热体1内，对散热体1进行降温，具体的，在散热体1内上设置有第一温度采集装置，第一温度采集装置与降温装置3连接；

在通过散热体1对制冷装置4吸收的热量进行降温时，通过第一温度采集装置采集散热体1内介质的温度，当达到设定温度(具体的根据实际需要而定)时，第一温度采集装置向降温装置3发送启动信号，降温装置3在获取启动信号后启动，此时，在降温装置3的作用下，外部的冷空气经第一进风口21和第二进风口22进入，对散热体1进行降温(即对散热体1内部的介质进行降温，实现冷空气与散热体1内部的介质进行热交换)，且空气在降温装置3的作用下，经散热体1另一端排出，此时排出后的空气便是与散热体1进行热交换后，将热量带走的空气，进而实现对散热体1的降温；

当然，由于第一进风口21和第二进风口22内部均设置有螺旋进风道，且该螺旋进风道与中空筒体连通，因此，在螺旋进风道内设置有用于降温的介质，这样当降温装置3启动，外部的冷空气便由第一进风口21内的螺旋进风道和第二进风口22螺旋进风道分别进入，而在进入的过程中，冷空气会在螺旋风道内旋转的进入，进而增加了冷空气进入的路径的长度，而在螺旋进入的过程中冷空气与螺旋进风道内的介质进行热交换，这样在降温装置3的作用下，通过螺旋进风道的设置，使得冷空气能够与散热体1内的介质进行充分的热交换，进而能够更好的散热体1进行降温；

当然为更好控制散热体1内部介质的流动，本发明中优选的设置有介质动作装置7，该设置在中空筒体一端，并与中空筒体连通；这样，当中空筒体为与介质储备装置8连通时，通过介质动作装置7使介质在中空筒体内进行自循环，这样在循环的过程中能够更好的使内部的介质进行热交换；

如图3所示，本发明中还公开了一种制冷系统，包括若干制冷棒和若干介质储备装置8；

散热体1通过用于控制降温的介质流动的调控装置9与介质储备装置8连通，当然当设置有介质动作装置7时，该调控装置9与介质动作装置7叠加设置，并能够根据调控装置9的动作，控制介质动作装置7的动作；且，

散热体1上还设有第二温度采集装置，第二温度采集装置与调控装置9连接，通过第二温度采集装置采集散热体1的温度，具体的采集散热体1内部介质的温度，当达到设定温度(根据实际的使用情况而定)时，第二温度采集装置向调控装置9发送信号，调控装置9在获取信号后启动，当然由于介质储备装置8包括第一介质储备空间81和第二介质储备空间82，第一介质储备空间81上设置有介质进口，第二介质储备空间82上设置有介质出口；所以当调控装置9启动时，调控装置9分别打开第一介质储备空间81和第二介质储备空间82，这样，第一介质储备空间81中的冷介质进入到中空筒体内，并在冷介质的推力下，使中空筒体内的已经进行热交换的介质排出，进入到第二介质储备空间82；

若干介质储备装置8上的介质进口分别通过进管道111连通，若干介质储备装置8上的介质出口分别通过出管道112连通；在实际的操作过程中，第一介质储备空间81和第二介质储备空间82的容积不一定相同，因此，当第一介质空间中的冷介质不足时，需要经进管道111和介质进口向第一介质储备空间81补充冷介质，而当中空筒体内的介质(参与热交换的介质)进入到第二储备空间中后，通过介质出口，将介质经出管道112排出；

在本发明中，为更好的控制介质进出到介质储备装置8，优选的，还包括：用于控制介质进口开启和关闭的第一控制阀101，设置在介质进口；用于控制介质出口开启和关闭的第二控制阀102，设置在介质出口；

另外，为更好的控制介质进出介质储备装置8，本发明中优选的设置有第一检测装置和第二检测装置，该第一检测装置设置在第一介质储备空间81内，并与第一控制阀101连接；第二检测装置设置在第二介质储备空间82内，并与第二控制阀102连接；这样，当通过第一检测装置和第二检测装置分别进行第一介质储备空间81和第二介质储备空间82内介质量的检测，无论是第一介质储备空间81还是第二介质储备空间82内的介质量达到设定值以下时，第一检测装置获或第二检测装置都会获取检测结果，能够分别的向第一控制阀101或第二控制阀102发送信号，控制第一控制阀101或第二控制阀102动作；

当第一检测装置检测所得第一介质储备空间81中的冷介质储备过低，则向第一控制阀101发送信号，使得第一控制阀101打开，进而外部的冷介质进入到第一介质储备空间81中；而当第二介质储备空间82中的进行热交换的介质储备达到储备上限时，此时第二检测装置获取信号，并将信号发送到第二控制阀102，此时第二控制阀102开启，将第二介质储备空间82中的进行热交换的介质排出；

当然为更好的对进行热交换的介质进行处理，能够更好的利用资源，本发明中，优选的还设置有降温机构，该降温机构一端与出管道112连通，另一端与进管道111连通；当进行热交换的介质排出后，通过出管道112进入到降温机构，通过降温机构进行降温，并将降温后的介质传送到进管道111，进而实现介质的循环使用；

在本发明中，降温装置3上优选的设置有若干散热片，用于增加散热面积，且置于冷风桶中，冷风桶中设置有吸风机构，这样当进行热交换的介质进入到降温装置3后，吸风机构启动，将外部的冷风吸入到冷风桶内，通过冷风对散热片进行降温，进而对散热片内的介质进行降温。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种制冷棒，其特征在于，包括：

用于进行热量收集，并将收集的热量进行传导并降温的散热体(1)；其中，所述散热体(1)内为中空筒体，中空筒体与介质储备装置(8)连通，在中空筒体内设置有用于降温的介质；

第一进风口(21)和第二进风口(22)，均设置在所述散热体(1)一端，且所述第一进风口(21)与所述第二进风口(22)内部均设置有螺旋进风道，且螺旋进风道与中空筒体连通，用于降温的介质流经螺旋进风通道；

用于对所述散热体(1)进行初级降温的降温装置(3)，设置在所述散热体(1)内，在所述散热体(1)内上设置有第一温度采集装置，所述第一温度采集装置与所述降温装置(3)连接；

用于与外界进行热交换，并对外界进行制冷的制冷装置(4)，设置在所述散热体(1)外表面；其中，所述制冷装置(4)包括若干制冷单元，相邻所述制冷单元连接，将所述散热体(1)包围在若干制冷单元内部；其中，

所述制冷单元包括第一陶瓷层(401)、第二陶瓷层(402)、若干导电装置(403)、若干制冷体(404)和电极(405)；

所述制冷体(404)置于所述第一陶瓷层(401)和所述第二陶瓷层(402)之间，所述导电装置(403)沿所述散热体(1)轴向间隔的与相邻的所述导电装置(403)连接；所述电极(405)设在所述若干制冷体(404)一端并与设置在该端的所述导电装置(403)连接；

所述第二陶瓷层(402)与所述散热体(1)抵触。

2.如权利要求1所述的制冷棒，其特征在于，若干所述制冷体(404)为若干P型制冷半导体和若干N型制冷半导体，且若干所述P型制冷半导体和若干N型制冷半导体沿所述散热体(1)轴向方向等间隔排列设置。

3.如权利要求1所述的制冷棒，其特征在于，所述导电装置(403)为导电金属片。

4.如权利要求1所述的制冷棒，其特征在于，还包括：隔热体(5)，设置在相邻制冷单元之间。

5.如权利要求1所述的制冷棒，其特征在于，还包括：导热填充层(6)，设置在所述散热体(1)和所述第二陶瓷层(402)之间。

6.如权利要求1所述的制冷棒，其特征在于，还包括：

用于进行中空筒体内的用于降温的介质流动的介质动作装置(7)，设置在中空筒体一端，并与中空筒体连通。

7.一种制冷系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的若干制冷棒和若干介质储备装置(8)；

所述散热体(1)通过用于控制降温的介质流动的调控装置(9)，与介质储备装置(8)连通，且，

所述散热体(1)上还设有第二温度采集装置，所述第二温度采集装置与所述调控装置(9)连接；

所述介质储备装置(8)包括第一介质储备空间(81)和第二介质储备空间(82)，所述第一介质储备空间(81)上设置有介质进口，所述第二介质储备空间(82)上设置有介质出口；

若干介质储备装置(8)上的介质进口分别通过进管道(111)连通，若干介质储备装置(8)上的介质出口分别通过出管道(112)连通。

8.如权利要求7所述的制冷系统，其特征在于，还包括：

用于控制所述介质进口开启和关闭的第一控制阀(101)，设置在所述介质进口；

用于控制所述介质出口开启和关闭的第二控制阀(102)，设置在所述介质出口。

9.如权利要求8所述的制冷系统，其特征在于，还包括：

用于检测第一介质储备空间(81)内介质容量的第一检测装置，设置在所述第一介质储备空间(81)内，并与所述第一控制阀(101)连接；

用于检测第二介质储备空间(82)内介质容量的第二检测装置，设置在所述第二介质储备空间(82)内，并与所述第二控制阀(102)连接。

10.如权利要求7所述的制冷系统，其特征在于，还包括：用于对所述第二介质储备空间(82)中流出的介质进行储备并降温的降温机构，一端与所述出管道(112)连通，另一端与所述进管道(111)连通。