CN106546032A - 一种半导体制冷器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体制冷器，包括薄片制成的环状体、半导体制冷片、导冷翅片、水流管道、第一容器、第二容器、风管和风扇，所述环状体套接于水流管道，且所述环状体的内壁与水流管道的外壁相贴紧；所述半导体制冷片的热端固定于环状体，所述导冷翅片固定于半导体制冷片的冷端；所述第一容器通过进水管与水流管道的一端连接，所述第二容器通过出水管与水流管道的另一端连接；所述风管套接水流管道，且所述环状体、导冷翅片均位于风管内；所述风扇安装于风管的一端。本发明结构紧凑，大大减小了整个半导体制冷器占用空间的体积；同时半导体制冷片通过水冷散热，从而提高了半导体制冷器的散热效果，以保证半导体制冷器的制冷效果。
Description
技术领域
本发明涉及制冷技术，具体来说是一种半导体制冷器。
背景技术
中国是一个能耗大国，如何能够减少能耗，实现可持续发展，实现和环境的友好和谐的相处，成为了当今社会很多学者研究的热点问题之一。半导体制冷作为一种新型的制冷方式，在这个飞速发展、人们生活水平日益提高以及人们对于生活舒适度的要求越来越高的社会上，是一个具有良好发展前景的制冷方式。由于半导体制冷具有清洁、无噪音污染、无有害物质排放、寿命长、坚固、可靠性高、稳定性好、不使用制冷剂等一系列优点，符合绿色环保的理念，对国民经济的可持续发展具有重大的战略意义。正是因为半导体制冷有传统的机械制冷无法比拟的优点，因此受到了各界学者的广泛关注，半导体制冷有关方面的研究也成为热门课题。
目前，在半导体制冷器工作中，由于半导体制冷片产生的热量不能及时排出则会通过热传导传回冷端，因此半导体制冷器热端的散热方式和散热效果是制约半导体制冷性能的重要因素。同时，目前使用的半导体制冷器较大，不方便安装使用。
发明内容
本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、占用空间小、散热效果好及制冷效果好的半导体制冷器。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种半导体制冷器，包括薄片制成的环状体、半导体制冷片、导冷翅片、水流管道、第一容器、第二容器、风管和风扇，所述环状体套接于水流管道，且所述环状体的内壁与水流管道的外壁相贴紧；所述半导体制冷片的热端固定于环状体，所述导冷翅片固定于半导体制冷片的冷端；所述第一容器通过进水管与水流管道的一端连接，所述第二容器通过出水管与水流管道的另一端连接；所述风管套接水流管道，且所述环状体、导冷翅片均位于风管内；所述风扇安装于风管的一端。
优选的，所述环状体的截面呈多条边，所述环状体的外壁设有与边数相等的固定平面，所述半导体制冷片和导冷翅片的数量均与固定平面相等，各个半导体制冷片的热端固定于相应的固定平面，各导冷翅片固定于相应半导体制冷片的冷端。
优选的，所述水流管道两端的端部设有导流头，此导流头呈圆锥形。
优选的，所述第一容器的水平高度高于第二容器的水平高度。
优选的，所述环状体中除被半导体制冷片覆盖的外表面设有第一隔热层；所述水流管道中除被环状体覆盖的外表面设第二隔热层。
优选的，所述薄片采用铜或铝合金制成。
优选的，所述水流管道的内壁设有螺旋片。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点：
1、本半导体制冷器主要由环状体、半导体制冷片、导冷翅片、水流管道、第一容器、第二容器、风管和风扇构成，其中将环状体、半导体制冷片和导冷翅片集成于风管内，这结构紧凑，大大减小了整个半导体制冷器占用空间的体积。
2、本半导体制冷器主要由环状体、半导体制冷片、导冷翅片、水流管道、第一容器、第二容器、风管和风扇，在第一容器和第二容器分别用于装放冷却的水及吸收热的水，即半导体制冷片通过水冷散热，从而提高了半导体制冷器的散热效果，以保证半导体制冷器的制冷效果。
3、本半导体制冷器在不影响半导体制冷片热端能量导出的情况下，采用多面环状体(即截面呈多边形)安装半导体制冷片，环状体与水流管道套接，而省去了散热翅片，减少了水流在管道中的流动绝大部分的阻力，使得水冷散热的效果更进一步提高。
4、本半导体制冷器采用了多个半导体制冷片并联、环状均匀分布安装于环状体，使得半导体制冷器的制冷量相比传统的半导体制冷器的制冷量有了较大幅度的提高。
5、本半导体制冷器在工作的过程中，很好的做到了冷热端能量的分离不互传能量，制冷效率有了很大的提升。
附图说明
图1是本发明半导体制冷器的外部结构示意图。
图2是本发明半导体制冷器的内部结构示意图；
图3是本发明环状体、半导体制冷片和导冷翅片安装一起的结构示意图。
图4是本发明环状体、半导体制冷片和导冷翅片安装一起的正视图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1至图4所示，本半导体制冷器，包括薄片制成的环状体1、半导体制冷片2、导冷翅片3、水流管道4、第一容器5、第二容器6、风管7和风扇8，所述环状体1套接于水流管道4，且所述环状体1的内壁与水流管道4的外壁相贴紧；所述半导体制冷片2的热端固定于环状体1，所述导冷翅片3固定于半导体制冷片2的冷端；所述第一容器5通过进水管9与水流管道4的一端连接，所述第二容器6通过出水管10与水流管道4的另一端连接；所述风管7套接水流管道4，且所述环状体1、导冷翅片23均位于风管7内；所述风扇8安装于风管7的一端。
在实际工作过程中，第一容器5装放的为冷却水，此冷却水用于吸收半导体制冷片2工作时产生的热量；而这些冷却水吸后热量后再依将经过水流管道4和出水管10后进入第二容器6。而半导体制冷片2工作时产生的冷量传递到导冷翅片3，接着转动的风扇8鼓吹气体流动进入风管7，气体经过导冷翅片3时吸收冷量以使气体降温，接着被降温的气体再通过风管7的一端流出至相应的地方进行降温。半导体制冷片2通过水冷散热，从而提高了半导体制冷器的散热效果，以保证半导体制冷器的制冷效果。
所述环状体1的截面呈多条边，所述环状体1的外壁设有与边数相等的固定平面11，所述半导体制冷片2和导冷翅片3的数量均与固定平面11相等，各个半导体制冷片2的热端固定于相应的固定平面11，各导冷翅片3固定于相应半导体制冷片2的冷端。此设置使环状体1设置成多面环状体，则半导体制冷片2的热端与环状体1之间具有较大的接触面积，以保证热量快速传递到水流管道内的水中。本实施例中环状体1的截面呈正六边形，即环状体为六面环状体。在实际工作中，环状体1的面数不仅限于六面，还可为五面、八面等。
所述水流管道4两端的端部设有导流头12，此导流头12呈圆锥形。导流头12对风扇8鼓吹的气体具有引导的作用，以使气体在风管7内流动的更顺畅，提高了制冷效果。
所述第一容器5的水平高度高于第二容器6的水平高度。此结构可减少泵的使用，即冷却水可通过重力直接自高处的第一容器5流至低处的第二容器6。
所述环状体1中除被半导体制冷片2覆盖的外表面设有第一隔热层；所述水流管道4中除被环状体1覆盖的外表面设第二隔热层。此结构避免热量逸到风管内，以降低半导体制冷器的制冷效果。
所述薄片采用铜或铝合金制成。薄片的材料不仅限于铜或铝合金，还可为其他肯良好导热性能的金属材料。采用良好传热效果的材料制成的薄片，并用此薄片做成环状1，以进一步提高散热效果。
所述水流管道4的内壁设有螺旋片。螺旋片可增加水流管道内的水流扰动，引起涡流湍动，进一步提高环状体与水流之间的传热效果，以提高半导体制冷器的散热效果。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种半导体制冷器，其特征在于：包括薄片制成的环状体、半导体制冷片、导冷翅片、水流管道、第一容器、第二容器、风管和风扇，所述环状体套接于水流管道，且所述环状体的内壁与水流管道的外壁相贴紧；所述半导体制冷片的热端固定于环状体，所述导冷翅片固定于半导体制冷片的冷端；所述第一容器通过进水管与水流管道的一端连接，所述第二容器通过出水管与水流管道的另一端连接；所述风管套接水流管道，且所述环状体、导冷翅片均位于风管内；所述风扇安装于风管的一端。
2.根据权利要求1所述的半导体制冷器，其特征在于：所述环状体的截面呈多条边，所述环状体的外壁设有与边数相等的固定平面，所述半导体制冷片和导冷翅片的数量均与固定平面相等，各个半导体制冷片的热端固定于相应的固定平面，各导冷翅片固定于相应半导体制冷片的冷端。
3.根据权利要求1所述的半导体制冷器，其特征在于：所述水流管道两端的端部设有导流头，此导流头呈圆锥形。
4.根据权利要求1所述的半导体制冷器，其特征在于：所述第一容器的水平高度高于第二容器的水平高度。
5.根据权利要求1所述的半导体制冷器，其特征在于：所述环状体中除被半导体制冷片覆盖的外表面设有第一隔热层；所述水流管道中除被环状体覆盖的外表面设第二隔热层。
6.根据权利要求1所述的半导体制冷器，其特征在于：所述薄片采用铜或铝合金制成。
7.根据权利要求1所述的半导体制冷器，其特征在于：所述水流管道的内壁设有螺旋片。
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