CN106766347A - 基于烟囱效应的半导体制冷装置 - Google Patents

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陈育斌
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Abstract

本发明公开了一种基于烟囱效应的半导体制冷装置，包含半导体制冷片(1)、冷气对流管(3)、热气对流管(2)，半导体制冷片(1)的制冷面安装在冷气对流管(3)的顶端，半导体制冷片(1)的散热面安装在热气对流管(2)的底端，冷气对流管的顶端处和热气对流管的底端处均设有通风口。本发明利用半导体制冷片进行空气降温，再利用冷气对流管、热气对流管构造烟囱效应来改善空气对流。本发明可应用于需要局部特定制冷气流的场合，并且提高了半导体制冷片(1)在该场合的使用效率。

Description

基于烟囱效应的半导体制冷装置
技术领域
本发明涉及一种半导体制冷装置，特别涉及一种利用烟囱效应来提高半导体制冷片效率的半导体制冷装置，可向特定位置产生定向的制冷空气。
背景技术
半导体制冷片的工作原理是基于帕尔帖原理，该原理是在1834年由J.A.C帕尔帖首先发现的，即利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时，在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量，而另一个接头处则吸收热量，且帕尔帖效应所引起的这种现象是可逆的，改变电流方向时，放热和吸热的接头也随之改变，吸收和放出的热量与电流强度I[A]成正比，且与两种导体的性质及热端的温度有关。
由于半导体制冷片具有主动散热(或制冷)能力，半导体制冷片近年来被广泛应用于工业、生活、国防、航空航天等各领域。然而，半导体制冷片的发热效率虽然高，但其制冷效率比较低，且制冷时候在发热面还会产生大量的热量，如果不能对产生的热量进行有效散热，制冷效果更会大打折扣。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种基于烟囱效应的半导体制冷装置，该半导体制冷装置可以提高半导体制冷片在非封闭环境下的制冷效率，以及在封闭环境下，当需要制冷的器件没有直接的散热通道时，利用该半导体制冷装置把热量排出。
本发明的发明目的通过以下技术方案实现：
一种基于烟囱效应的半导体制冷装置，包含半导体制冷片1、冷气对流管3、热气对流管2，半导体制冷片1的制冷面安装在冷气对流管3的顶端，半导体制冷片1的散热面安装在热气对流管2的底端，冷气对流管的顶端处和热气对流管的底端处均设有通风口。工作中产生的热量由热气对流管2的顶端排出，产生的制冷气流由冷气对流管底端排出。
进一步，所述的半导体制冷装置还包含二个散热片4，所述二个散热片4分别安装在半导体制冷片1的制冷面和散热面，
进一步，所述的半导体制冷装置还包含二个风扇5，所述二个风扇5分别安装在冷气对流管3的底端内侧和热气对流管2的顶端内侧。
本发明的有益效果在于：
本发明创造性地使用冷气对流管、热气对流管进行冷空气和热空气的隔离，实验证明，它能有效提高半导体制冷片的制冷效率，加强制冷端制冷的效果。
本发明一方面可以使半导体制冷片不再局限于只能在封闭的环境中使用，在非封闭的环境中也可产生特定的制冷效果。此外，对流管底部安装的凉风扇还能进一步提高制冷效率。
另一方面，在一些封闭的空间，比如仪表和户外电信设备中，当发热器件远离设备表面时，常常需要在器件周围的环境温度很高的情况下实现散热。传统的散热手段很难满足该情况下的散热需求。本发明可以在远离表面的需要制冷的器件和设备外部建立一个主动制冷的高效散热通道，把半导体制冷片产生的低于环境温度的冷气流直接引导到发热器件上，实现高效率散热。
同时，本发明结构简单，可被应用于需要制冷的目标单元和散热位置有一定距离的制冷装置中。
附图说明
图1为实施例一基于烟囱效应的半导体制冷装置的结构示意图；
图2为实验一中的装置结构示意图；
图3为实验二中的装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例一
如图1所示，本实施例一种基于烟囱效应的半导体制冷装置，包含半导体制冷片1、冷气对流管3、热气对流管2，半导体制冷片1的制冷面安装在冷气对流管3的顶端，半导体制冷片1的散热面安装在热气对流管2的底端，冷气对流管的顶端处和热气对流管的底端处均设有通风口。
本实施例中，半导体制冷片的型号为C1206，其产生的冷气和热气分别进入到对应的冷气对流管3、热气对流管2中，冷气和热气的流出方式可以如图1中的热气对流管2那样直接从管口流出，也可以如冷气对流管3那样在底端侧面设一出风口，冷气和热气从出风口流出。冷气和热气从冷气对流管3、热气对流管2流出后，再从对应的冷气对流管3、热气对流管2的通风口进入，形成了隔离的冷气区域和热气区域。
经过试验测试，在半导体制冷片1的制冷面和散热面分别安装一个散热片4，以及在冷气对流管3的底端内侧和热气对流管2的顶端内侧分别安装一个风扇，能够获得更好的制冷效果。
下面申请人通过二组实验来说明实施例一的技术效果。
实验一
如图2所示，申请人将本实施例一基于烟囱效应的半导体制冷装置13应用到封闭的机箱中，对机箱中的局部器件进行散热。其中11是机箱设备，12是需要散热的器件，14是机箱中的主散热气流，15是半导体制冷装置增加新冷风气流。
本实验证明将半导体制冷片和冷气对流管、热气对流管结合起来，可以有效解决半导体制冷片的散热问题以及实现了装置运行中冷热空气的自然隔离，通过基于烟囱效应的半导体制冷装置给封闭装置中的特定热点器件定向导入低于环境温度的冷风，可以明显降低该特定热点器件的工作温度，从而改善了整个系统的环境适应性。
实验二
如图3所示，申请人将实施例一基于烟囱效应的半导体制冷装置13应用到户外遮阳伞上，将热气对流管2的出口设在伞面上方，冷气对流管3的出口设在伞面下方，取得了良好的制冷效果。本实验证明将半导体制冷片和冷气对流管、热气对流管结合起来，可以有效解决半导体制冷片的散热问题以及实现了装置运行中冷热空气的自然隔离，克服目前半导体制冷片在非封闭环境下无法有效使用的缺陷。

Claims (3)

1.一种基于烟囱效应的半导体制冷装置，包含半导体制冷片(1)，其特征在于还包含冷气对流管(3)、热气对流管(2)，半导体制冷片(1)的制冷面安装在冷气对流管(3)的顶端，半导体制冷片(1)的散热面安装在热气对流管(2)的底端，冷气对流管的顶端处和热气对流管的底端处均设有通风口。
2.根据权利要求1所述的半导体制冷装置，其特征在于还包含二个散热片(4)，所述二个散热片(4)分别安装在半导体制冷片(1)的制冷面和散热面。
3.根据权利要求1所述的半导体制冷装置，其特征在于还包含二个风扇(5)，所述二个风扇(5)分别安装在冷气对流管(3)的底端内侧和热气对流管(2)的顶端内侧。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2794257Y (zh) * 2005-05-07 2006-07-12 陈远银 空调太阳伞
CN202026973U (zh) * 2011-03-18 2011-11-09 华北电力大学（保定） 一种便携式太阳能空调遮阳伞
CN204032549U (zh) * 2014-03-06 2014-12-24 内蒙古科技大学 一种便携式半导体制冷空调伞
CN204812458U (zh) * 2015-07-08 2015-12-02 河海大学常州校区 户外太阳能制冷伞
CN205143754U (zh) * 2015-11-24 2016-04-13 珠海格力电器股份有限公司 一种便携式空调器

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