CN106958962A - 半导体化霜加热器和制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半导体化霜加热器和制冷设备，其中，半导体化霜加热器包括：沿远离蒸发器方向依次设置的散热部、半导体制冷组件与制冷部，半导体制冷组件分别与散热部以及制冷部通过绝缘导热体连接。通过本发明技术方案，一方面，实现对蒸发器化霜的效果，与现有的化霜加热管相比，提升了化霜效率，节省了电能，另一方面，半导体制冷组件所需的直流电在安全电压以下，安全与可靠性高，降低了化霜加热管化霜过程中的安全隐患。

Description

半导体化霜加热器和制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，具体而言，涉及一种半导体化霜加热器和一种制冷设备。

背景技术

相关技术中，如图1所示，化霜加热器采用化霜加热管102对蒸发器104进行周期性加热化霜，化霜加热管102虽然解决了人工除霜的问题，但是在实际化霜加热过程中，化霜加热管102仍存在以下缺陷：

(1)化霜加热管102在加热化霜的同时，导致冰箱等制冷设备内部的温度也会随之上升，影响用户体验；

(2)化霜加热管102安装在蒸发器104底部，化霜加热管102的热量向周围辐射，导致加热管的热利用率不高；

(3)化霜加热管102内安装的加热丝以及阻燃材料，需要接入强电，在实现自动除霜的同时也存在安全隐患。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种半导体化霜加热器。

为此，本发明的另一个目的在于提出了一种制冷设备。

为实现上述目的，本发明的第一方面的实施例，提出了一种半导体化霜加热器，包括：沿远离蒸发器方向依次设置的散热部、半导体制冷组件与制冷部，半导体制冷组件分别与散热部以及制冷部连接。

在该技术方案中，通过采用半导体制冷组件的发热端，对蒸发器进行化霜加热，通过直流低压电源对半导体制冷组件供电，电流通过半导体制冷组件时，半导体制冷组件内的电子随着电流作定向移动，半导体制冷组件的两侧分别形成冷端与热端，吸收热量的一端称为冷端，制冷部设置在冷端上，以对制冷设备的压缩机仓降温，释放热量的一端称为热端，散热部连接至热端，以对制冷设备的蒸发器加热化霜，一方面，实现对蒸发器化霜的效果，与现有的化霜加热管相比，提升了化霜效率，节省了电能，另一方面，半导体制冷组件所需的直流电在安全电压以下，安全与可靠性高，降低了化霜加热管化霜过程中的安全隐患。具体地，半导体制冷组件只需要接入安全电压，便可以实现内部电子的定向流动，半导体制冷组件热端的散热功率为半导体制冷组件冷端的制冷功率与外部电源功率之和，提高了半导体制冷组件的加热化霜效率，此外，半导体制冷组件与散热部和制冷部通过绝缘导热体连接，半导体制冷组件和散热部与制冷部之间只进行热量的交换，降低了半导体制冷组件内部电流向外部的流通性，提高了半导体化霜加热器的工作安全性，此外，散热部、半导体制冷组件与制冷部相对蒸发器向外依次设置，提高了半导体化霜加热器的热利用率。

另外，蒸发器由多个并排的U型管相互连接形成，半导体化霜加热器设置于与多个U型管并排的一侧或两侧。

根据本发明的上述技术方案的半导体化霜加热器，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，优选地，散热部包括：散热板，与蒸发器并排设置，并连接至半导体制冷组件；多个散热片，沿蒸发器的出风方向设置，散热片的一端连接至散热板，散热片的另一端延伸至与蒸发器接触。

在该技术方案中，通过散热板与半导体制冷组件接触，提高了半导体制冷组件向外界的热传导效率，增大了半导体制冷组件的散热面积，结合设置在其上的多个散热片，多个散热片与蒸发器接触，将散热板上的热量通过热传导的方式传递至蒸发器，提高了散热板对蒸发器的加热化霜效果，此外，多个散热片沿蒸发器的出风方向设置，减少了蒸发器外部空气流动的风阻，提高了蒸发器内部制冷剂的蒸发效果。

具体地，散热板的面积大于蒸发器在散热板上投影的面积，有利于散热板对蒸发器整体进行加热化霜，同时，多个散热片等距分布在散热板上，实现了散热板对蒸发器的均匀加热化霜的效果。

其中，散热部上的散热片相对蒸发器可以独立设置，也可以通过共用蒸发器翅片，使蒸发器翅片处于蒸发器的区域结霜，使蒸发器翅片处于加热器的区域进行散热。

在上述任一技术方案中，优选地，散热片沿垂直于散热板的方向，依次设置多个通孔，散热片能够通过多个通孔套设在蒸发器上。

在该技术方案中，通过将散热片上设置有多个通孔，一方面，蒸发器的蒸发管可以在多个散热片上实现多种分布方式，蒸发管可以实现多排多列的分布在多个散热片上，提高空间的利用率以及散热片的热利用率，另一方面，通过共用蒸发器翅片，使蒸发器翅片处于蒸发器的区域结霜，使蒸发器翅片处于加热器的区域进行散热。

在上述任一技术方案中，优选地，散热片为散热铜片、散热铝合金片或散热陶瓷片中的任意一种。

在该技术方案中，散热铜片、散热铝合金片或散热陶瓷片均具有良好的热传导性，将散热片设置为散热铜片、散热铝合金片或散热陶瓷片中的任意一种，提升了了半导体化霜加热器高效率的化霜效果。

在上述任一技术方案中，优选地，制冷部包括：制冷板，连接至半导体制冷组件；风道盖板，设置在半导体制冷组件与制冷板之间，并套设在半导体制冷组件上。

在该技术方案中，通过在半导体制冷组件的制冷端设置制冷板，半导体制冷组件以热传导的方式向制冷板吸收热量，提高了半导体制冷组件的制冷效果，此外，通过套设在半导体制冷组件上的风道盖板，减少了散热部侧的热气流与制冷部侧的冷气流之间的热对流，降低了半导体化霜加热器对制冷设备制冷的影响，减少了能量的浪费。

在上述任一技术方案中，优选地，风道盖板的长度大于散热板的长度，风道盖板的宽度大于散热板的宽度，风道盖板的边缘向散热板方向弯折。

在该技术方案中，通过将风道盖板的边缘设置为向散热板方向弯折，降低了蒸发器侧的热气流向制冷部的流通性，同时，风道盖板的长度和宽度均大于散热板的长度和宽度，即风道盖板完全覆盖在蒸发器上，提高了半导体化霜加热器的热利用率。

在上述任一技术方案中，优选地，半导体制冷组件包括：P型半导体，靠近散热板设置；N型半导体，与P型半导体串联，并形成扁平状结构；绝缘封闭壳体，绝缘封闭壳体设置有P型半导体与N型半导体的容纳腔，绝缘封闭壳体的两侧分别与散热板以及制冷板贴合。

在该技术方案中，通过设置在半导体制冷组件内的P型半导体与N型半导体，N型半导体内有自由移动的电子，P型半导体内有“空穴”，自由电子携带热量移动到“空穴”中，实现了半导体制冷组件之间的热传递，同时，将半导体制冷组件以及外壳设置为扁平状，增加了半导体制冷组件的制冷与散热面积，提高了半导体制冷组件的化霜效率，此外，扁平状封闭外壳具有绝缘导热性，提高了半导体制冷组件的安全性。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：直流低压电源，直流低压电源的正极与N型半导体连接，电源的负极与P型半导体连接，电源在对蒸发器化霜时，使N型半导体与P型半导体之间产生电流。

在该技术方案中，通过直流低压电源的正极与N型半导体连接，电源的负极与P型半导体连接，实现了半导体制冷组件内部电子的定向流动，从而达到了半导体制冷组件内部热量传递的效果，并且直流低压电源提供的电压在安全电压36V以下，寿命测试结果表明热电装置可在稳态下运行超过100,000h，安全可靠性高。

此外，直流低压电源采用低于安全电压的电压即可完成制冷以及散热效果，另外，半导体制冷组件的散热效率为电源功率与半导体制冷组件的制冷功率，提高了能量的利用率。

在上述任一技术方案中，优选地，半导体制冷组件分别通过绝缘导热体与散热部以及制冷部连接，绝缘导热体包括：绝缘陶瓷、绝缘硅胶或绝缘石膏中的任意一种，绝缘导热体贴合在绝缘封闭壳体的两侧，并与散热部与制冷部接触。

在该技术方案中，通过绝缘导热体将半导体化霜加热器的散热部与制冷部分开，提高了散热部与制冷部的工作效率，另外，绝缘导热体的绝缘性，降低了半导体化霜加热器存在的安全隐患。

根据本发明的第二方面的实施例，提出了一种制冷设备，包括：如第一方面技术方案中任一项的半导体化霜加热器。

本发明第二方法的实施例，因设置有第一方面实施例的半导体化霜加热器的制冷设备，从而具有上述半导体化霜加热器的全部有益效果，在此不再赘述。

其中，制冷设备包括冰箱、冰柜等。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了现有技术中的化霜加热器的结构示意图；

图2至4示出了根据本发明一个实施例的半导体化霜加热器的结构示意图。

其中，图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

102化霜加热管，104蒸发器，202散热部，204半导体制冷组件，206制冷部，2022散热板，2024散热片，2062制冷板，2064风道盖板，208蒸发管。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图2至图4对根据本发明的半导体化霜加热器进行说明。

如图2所示，根据本发明实施例的半导体化霜加热器，包括：沿远离蒸发器方向依次设置的散热部202、半导体制冷组件204与制冷部206，半导体制冷组件204分别与散热部202以及制冷部206。

在该实施例中，通过采用半导体制冷组件204的发热端，对蒸发器进行化霜加热，通过直流低压电源对半导体制冷组件204供电，电流通过半导体制冷组件204时，半导体制冷组件204内的电子随着电流作定向移动，半导体制冷组件204的两侧分别形成冷端与热端，吸收热量的一端称为冷端，制冷部206设置在冷端上，用于对制冷设备的压缩机仓降温，释放热量的一端称为热端，散热部202设置在热端上，用于对制冷设备的蒸发器加热化霜，一方面，实现对蒸发器化霜的效果，与现有的化霜加热管相比，提升了化霜效率，节省了电能，另一方面，半导体制冷组件204所需的直流电在安全电压以下，安全与可靠性高，降低了化霜加热管化霜过程中的安全隐患。

具体地，半导体制冷组件只需要接入安全电压，便可以实现内部电子的定向流动，半导体制冷组件热端的散热功率为半导体制冷组件冷端的制冷功率与外部电源功率之和，提高了半导体制冷组件204的加热化霜效果，此外，半导体制冷组件与散热部202和制冷部206能够通过绝缘导热体连接，半导体制冷组件和散热部202与制冷部206之间只进行热量的交换，降低了半导体制冷组件内部电流向外部的流通性，提高了半导体化霜加热器的安全性，此外，散热部202、半导体制冷组件204与制冷部206相对蒸发器向外依次设置，提高了半导体化霜加热器的热利用率。

另外，蒸发器由多个并排的U型管相互连接形成，半导体化霜加热器设置于与多个U型管并排的一侧或两侧。

其中，散热部202包括但不限于以下实施方式。

实施例一：

如图2与图4所示，在上述任一实施例中，优选地，散热部202包括：散热板2022，与蒸发器并排设置，并连接至半导体制冷组件204；多个散热片2024，沿蒸发器的出风方向设置，散热片2024的一端连接至散热板2022，散热片2024的另一端延伸至与蒸发器接触。

在该实施例中，通过散热板2022与半导体制冷组件204接触，提高了半导体制冷组件204向外界的热传导效率，增大了半导体制冷组件204的散热面积，结合设置在其上的多个散热片2024，多个散热片2024与蒸发器接触，将散热板2022上的热量通过热传导的方式传递至蒸发器，提高了散热板2022对蒸发器的加热化霜效果，此外，多个散热片2024沿蒸发器的出风方向设置，减少了蒸发器外部空气流动的风阻，提高了蒸发器内部制冷剂的蒸发效果。

具体地，散热板2022的面积大于蒸发器在散热板2022上投影的面积，有利于散热板2022对蒸发器整体进行加热化霜，同时，多个散热片2024等距分布在散热板2022上，实现了散热板2022对蒸发器的均匀加热化霜的效果。

其中，散热部上的散热片2022相对蒸发器可以独立设置，也可以通过共用蒸发器翅片，使蒸发器翅片处于蒸发器的区域结霜，使蒸发器翅片处于加热器的区域进行散热。

优选地，散热部202还可以设置为表面具有凹槽的板状结构，蒸发器的蒸发管208贴合在散热部的凹槽内，散热部202的凹槽通过热传导的方式对蒸发器进行加热化霜，实现了热量高效率利用的效果。

实施例二：

如图3所示，在上述任一实施例中，优选地，散热片2024沿垂直于散热板2022的方向，依次设置多个通孔，散热片2024能够通过多个通孔套设在蒸发器上。

在该实施例中，散热片2024为蒸发器上的蒸发器翅片，通过将散热片2024上设置有多个通孔，蒸发器的蒸发管208可以在多个散热片2024上实现多种分布方式，比如，蒸发管208可以实现多排多列的分布在多个散热片2024上，提高空间的利用率以及散热片2024的热利用率。

优选地，散热片2024通过多个通孔套设在蒸发器上，周期性对蒸发器进行加热化霜，平时作为蒸发器的蒸发翅片使用，以此提高蒸发器的蒸发效果，实现了散热片2024高效利用率的效果。

在上述任一实施例中，优选地，散热片2024为散热铜片、散热铝合金片或散热陶瓷片中的任意一种。

在该实施例中，散热铜片、散热铝合金片或散热陶瓷片均具有良好的热传导性，将散热片2024设置为散热铜片、散热铝合金片或散热陶瓷片中的任意一种，提升了半导体化霜加热器高效率的化霜效果。

优选地，如果散热片2024为金属材质，则散热片2024的表面经过防锈防腐蚀处理，提高了散热片2024的使用寿命。

如图2与图3所示，在上述任一实施例中，优选地，制冷部206包括：制冷板2062，连接至半导体制冷组件204；风道盖板2064，设置在半导体制冷组件204与制冷板2062之间，并套设在半导体制冷组件204上。

在该实施例中，通过在半导体制冷组件204的制冷端设置制冷板2062，半导体制冷组件204以热传导的方式向制冷板2062吸收热量，提高了半导体制冷组件204的制冷效果，此外，通过套设在半导体制冷组件204上的风道盖板2064，减少了散热部202侧的热气流与制冷部206侧的冷气流之间的热对流，降低了半导体化霜加热器对制冷设备制冷的影响，减少了能量的浪费。

优选地，制冷板2062的形状依据制冷设备冷冻室外壁的轮廓设置，有利于制冷板对制冷设备冷冻室进行制冷，提高制冷部206的制冷效果。

在上述任一实施例中，优选地，风道盖板2064的长度大于散热板2022的长度，风道盖板2064的宽度大于散热板2022的宽度，风道盖板2064的边缘向散热板2022方向弯折。

在该实施例中，通过将风道盖板2064的边缘设置为向散热板2022方向弯折，降低了蒸发器侧的热气流向制冷部206的流通性，同时，风道盖板2064的长度和宽度均大于散热板2022的长度和宽度，即风道盖板2064完全覆盖在蒸发器上，提高了半导体化霜加热器的热利用率。

在上述任一实施例中，优选地，半导体制冷组件204包括：P型半导体，靠近散热板2022设置；N型半导体，与P型半导体串联，并形成扁平状结构；绝缘封闭壳体，绝缘封闭壳体设置有P型半导体与N型半导体的容纳腔，绝缘封闭壳体的两侧分别与散热板2022以及制冷板2062贴合。

在该实施例中，通过设置在半导体制冷组件204内的P型半导体与N型半导体，N型半导体内有自由移动的电子，P型半导体内有“空穴”，自由电子携带热量移动到“空穴”中，实现了半导体制冷组件204之间的热传递，同时，将半导体制冷组件204以及外壳设置为扁平状，增加了半导体制冷组件204的制冷与散热面积，提高了半导体制冷组件204的化霜效率，此外，扁平状封闭外壳具有绝缘导热性，提高了半导体制冷组件204的安全性。

优选地，P型半导体与N型半导体分别设置在半导体制冷组件204容纳腔的两侧，多个P型半导体与多个N型半导体在半导体制冷组件204容纳腔内相错设置，提高了半导体制冷组件204容纳腔的利用率。

在上述任一实施例中，优选地，还包括：直流低压电源，直流低压电源的正极与N型半导体连接，电源的负极与P型半导体连接，电源在对蒸发器化霜时，使N型半导体与P型半导体之间产生电流。

在该实施例中，通过电源的正极与N型半导体连接，电源的负极与P型半导体连接，实现了半导体制冷组件204内部电子的定向流动，从而达到了半导体制冷组件204内部热量传递的效果，并且直流低压电源提供的电压在安全电压36V以下，寿命测试结果表明热电装置可在稳态下运行超过100,000h，安全可靠性高。

此外，电源采用低于安全电压的电压即可完成制冷以及散热效果，另外，半导体制冷组件204的散热效率为电源功率与半导体制冷组件204的制冷功率，提高了能量的利用率。

在上述任一实施例中，优选地，半导体制冷组件204分别通过绝缘导热体与散热部202以及制冷部206连接，绝缘导热体包括：绝缘陶瓷、绝缘硅胶或绝缘石膏中的任意一种，绝缘导热体贴合在绝缘封闭壳体的两侧，并与散热部202与制冷部206接触。

在该实施例中，通过绝缘导热体将半导体化霜加热器的散热部202与制冷部206分开，提高了散热部202与制冷部206的工作效率，另外，绝缘导热体的绝缘性，降低了半导体化霜加热器存在的安全隐患。

根据本发明的第二方面的实施例，提出了一种制冷设备，包括：如第一方面实施例中任一项的半导体化霜加热器。

本发明第二方法的实施例，因设置有第一方面实施例的半导体化霜加热器的制冷设备，从而具有上述半导体化霜加热器的全部有益效果，在此不再赘述。

制冷设备内设置有出风口与进风口，出风口与进风口设置在蒸发器侧，提高了蒸发器内制冷剂的蒸发效果。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种半导体化霜加热器，用于对蒸发器化霜，其特征在于，所述半导体化霜加热器包括：

沿远离所述蒸发器方向依次设置的散热部、半导体制冷组件与制冷部，所述半导体制冷组件分别与所述散热部以及所述制冷部连接。

2.根据权利要求1所述的半导体化霜加热器，其特征在于，所述散热部包括：

散热板，与所述蒸发器并排设置，并连接至所述半导体制冷组件；

多个散热片，沿所述蒸发器的出风方向设置，所述散热片的一端连接至所述散热板，所述散热片的另一端延伸至与所述蒸发器接触。

3.根据权利要求2所述的半导体化霜加热器，其特征在于，

所述散热片沿垂直于所述散热板的方向，依次设置多个通孔，所述散热片能够通过所述多个通孔套设在所述蒸发器上。

4.根据权利要求2所述的半导体化霜加热器，其特征在于，

所述散热片为散热铜片、散热铝合金片或散热陶瓷片中的任意一种。

5.根据权利要求2所述的半导体化霜加热器，其特征在于，所述制冷部包括：

制冷板，连接至所述半导体制冷组件；

风道盖板，设置在所述半导体制冷组件与所述制冷板之间，并套设在所述半导体制冷组件上。

6.根据权利要求5述的半导体化霜加热器，其特征在于，

所述风道盖板的长度大于所述散热板的长度，所述风道盖板的宽度大于所述散热板的宽度，所述风道盖板的边缘向所述散热板方向弯折。

7.根据权利要求6所述的半导体化霜加热器，其特征在于，所述半导体制冷组件包括：

P型半导体，靠近所述散热板设置；

N型半导体，与所述P型半导体串联，并形成扁平状结构；

绝缘封闭壳体，所述绝缘封闭壳体设置有所述P型半导体与所述N型半导体的容纳腔，所述绝缘封闭壳体的两侧分别与所述散热板以及所述制冷板贴合。

8.根据权利要求7所述的半导体化霜加热器，其特征在于，还包括：

直流低压电源，所述直流低压电源的正极与所述N型半导体连接，所述电源的负极与所述P型半导体连接，所述电源在对所述蒸发器化霜时，使所述N型半导体与所述P型半导体之间产生电流。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体化霜加热器，其特征在于，

所述半导体制冷组件分别通过绝缘导热体与所述散热部以及所述制冷部连接，所述绝缘导热体包括绝缘陶瓷、绝缘硅胶或绝缘石膏中的任意一种，所述绝缘导热体贴合在所述绝缘封闭壳体的两侧，并与所述散热部以及所述制冷部接触。

10.一种制冷设备，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一项所述的半导体化霜加热器。