CN107246755A - 半导体冷藏箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体冷藏箱，包括内胆、半导体制冷片和导冷装置，所述半导体制冷片穿设在所述内胆上，所述半导体制冷片处于所述内胆内部的一端与所述导冷装置贴合设置，所述导冷装置的表面上设置有导温材料层。本发明实现快速换热的效果，从而使冷端散热和热端的散热均无风扇装置，快速实现无噪音制冷效果，使用户体验更加优化，且节能环保，降低半导体冷藏箱的成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制冷技术领域，具体涉及一种半导体冷藏箱。
背景技术
半导体电子制冷又称热电制冷，或者温差电制冷，它是利用"帕尔帖效应"的一种制冷方法，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。
目前市场上半导体冷藏箱的散热方案，大部分采用散热器加风扇强制对流散热的方式进行散热，这种散热方案存在很大的缺陷：由于半导体冷热端利用风扇散热，风扇不仅会增加冷藏箱整体的耗电量，而且运行时噪音很大，影响用户的体验效果；另外，增设风扇也增加了半导体冰箱的制造成本。
发明内容
本发明公开了一种半导体冷藏箱，解决现有技术中半导体冷藏箱内热传递效果差问题。
本发明公开了一种半导体冷藏箱，包括内胆、半导体制冷片和导冷装置，所述半导体制冷片穿设在所述内胆上，所述半导体制冷片处于所述内胆内部的一端与所述导冷装置贴合设置，所述导冷装置的表面上设置有导温材料层。
进一步地，所述导冷装置为冷端散热板，所述冷端散热板可拆卸地安装在内胆上，且所述冷端散热板的部分区域与所述半导体制冷片的冷端相贴合。
进一步地，所述内胆上设置有安装口，所述半导体制冷片设置于所述安装口处，所述半导体制冷片的冷端朝向所述内胆内部设置，所述半导体制冷片的热端背离所述内胆的方向设置。
进一步地，所述半导体冷藏箱还包括热端散热器，所述热端散热器包括贴合在所述半导体制冷片热端的储液器以及插装在所述储液器上的热管，所述热管设置于所述内胆外部。
进一步地，所述热端散热器还包括多根用于增大换热面积的丝管换热器，所述丝管换热器连接在所述热管上。
进一步地，所述热管为多个，多个所述热管间隔设置。
进一步地，所述热管靠近所述储液器的一端弯折后均与所述储液器连通。
进一步地，所述热管与所述内胆之间设置有发泡层。
进一步地，所述冷端散热板设置于所述内胆内部的表面上，所述导温材料层设置在所述内胆与所述冷端散热板之间。
进一步地，所述导温材料层设置在所述冷端散热板与所述半导体制冷片的冷端之间。
进一步地，所述冷端散热板表面进行阳极氧化、电解着色和电泳涂漆中的任意一种工艺处理。
进一步地，所述冷端散热板为铝板、铜板和高导热系数的陶瓷板中的任意一种。
进一步地，所述冷端散热板的面积不大于冷端散热板安装侧的内胆内壁面积。
本发明通过在半导体冷藏箱内胆中的冷端散热板上涂设导温材料层，提高了冷端散热板的横向散热速度和纵向散热速度，同时增加了冷端散热板的辐射散热能力，提高了冷端散热板的整体散热能力和散热速度，同时保证了散热的均匀性，内胆中能够得到均匀的温度；同时，通过储液器用来储存热管中的工质，可有效地帮助热化实现快速换热，通过设置丝管换热器，换热面积大大增加，从而使半导体制冷片热端的热量通过热管和丝管换热器快速高效的散到空气中去，实现快速换热的效果，从而使冷端散热和热端的散热均无风扇装置，快速实现无噪音制冷效果，使用户体验更加优化，且节能环保，降低半导体冷藏箱的成本。
附图说明
图1是本发明实施例的半导体冷藏箱的结构示意图；
图2是图1中A的局部放大图；
图3是本发明实施例的半导体冷藏箱的冷端散热传递方向示意图；
图4是本发明实施例的半导体冷藏箱的冷端散热板安装示意图；
图5是本发明实施例的半导体冷藏箱的热端散热器安装示意图。
图例：1、内胆；11、安装口；2、冷端散热板；3、半导体制冷片；4、热端散热器；41、储液器；42、热管；43、丝管换热器；5、导温材料层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
如图1和图2所示，本发明公开了一种半导体冷藏箱，包括：箱体、内胆1、半导体制冷片3、导冷装置和控制板；所述箱体内设置有容纳腔，所述内胆1安装在容纳腔内，所述半导体制冷片3穿设所述内胆1且固定设置于所述内胆1上，并与控制板连接，所述半导体制冷片3处于所述内胆1内部的一端与所述导冷装置贴合设置，所述导冷装置的侧面上设置有导温材料层5。
在本实施例中，半导体冷藏箱通过控制板控制半导体制冷片3实现热电制冷，半导体制冷片通以直流电后，半导体制冷片3冷端的冷量通过导冷装置以辐射的方式实现对内胆1的制冷。通过在半导体冷藏箱内胆1中的导冷装置的侧面上涂设导温材料层5，所述导温材料为石墨烯，提高了冷端散热板的横向散热速度和纵向散热速度(如图3所示，箭头表示热量横向传递散热的方向，导冷装置厚度方向的热量传递散热称为纵向散热方向，圆圈十字架表示热量辐射)；同时增加了导冷装置的辐射散热能力，提高了导冷装置的整体散热能力和散热速度，同时保证了散热的均匀性，内胆1中能够得到均匀的温度，从而使冷端散热无需采用散热器加风扇强制对流散热的方式进行散热，快速实现无噪音制冷效果，优化用户的体验效果，同时减少了半导体冰箱的成本，更加节能环保。
在上述实施例中，如图4所示，所述导冷装置为冷端散热板2，所述冷端散热板2通过螺栓可拆卸地安装在内胆1上，所述内胆1上设置有安装口11，所述半导体制冷片3设置于所述安装口11处，所述半导体制冷片3的冷端朝向所述内胆1内部设置，所述半导体制冷片3的热端背离所述内胆1的方向设置，所述冷端散热板2与所述半导体制冷片3的冷端贴合。采用冷端散热板2热交换面积更大，换热效率更高，使用螺钉不仅可以使冷端散热板2与半导体制冷片3的冷端面紧密贴合，避免通过胶粘的方式影响热交换效果，从而减少接触热阻，可以有效增大散热效率；而且还方便后续的售后维修，方便维修拆卸检查。
在上述实施例中，如图2和图5所示，所述半导体冷藏箱还包括：热端散热器4，所述热端散热器4包括贴合在所述半导体制冷片3热端的储液器41以及插装在所述储液器41上的热管42，所述热管42设置于所述内胆1外部，所述热端散热器4还包括多根用于增大换热面积的丝管换热器43，所述丝管换热器43均以垂直于所述热管42的方向平行设置于所述热管42上，所述热管42为多个，所述热管42均相互平行设置，且靠近所述储液器41的一端弯折后均与所述储液器41连通，每一所述丝管换热器43至少与一根所述热管42相接触。
通过储液器41用来储存热管42中的工质，可有效地帮助热化实现快速换热，通过设置丝管换热器43，换热面积大大增加，从而使半导体制冷片3热端的热量通过热管42和丝管换热器43快速高效的散到空气中去，实现快速换热的效果，从而避免了采用必须使用散热设备，导致噪音很的问题，使用户体验更加优化，且节能环保，降低半导体冷藏箱的成本。
在上述实施例中，所述热管42与所述内胆1之间设置有发泡层，通过在所述热管42与所述内胆1之间设置有用于隔温的发泡层，实现隔离，不会出现热量的相互传递，从而提高制冷效率。
所述导温材料层5设置在所述内胆1与所述冷端散热板2之间
在上述实施例中，所述冷端散热板2通过螺栓可拆卸地安装在所述内胆1内部的表面上，将石墨烯涂层只设置在远离半导体制冷片3的一侧，不仅可以提高冷端散热板2的横向散热速度和纵向散热速度，还可以使冷端散热板2更快速的与内胆1内部进行热交换，从而快速降低内胆1内部的热量，提高半导体冷藏箱的制冷效率；除此之外，还可以将所述石墨烯涂层设置在所述内胆1与所述冷端散热板2之间，即所述半导体制冷片3的同侧，同样可以提高冷端散热板2的横向散热速度和纵向散热速度，提高冷端散热板2与内胆1内部进行热交换的效率，特别是将石墨烯涂层设置在所述冷端散热板2与所述半导体制冷片3冷端间，即冷端散热板2上与半导体制冷片3冷端贴合面涂上一层石墨烯材料，使冷端散热板2充分与半导体制冷片3冷端贴合，通过涂一层石墨烯材料来增加半导体制冷片冷端热量的传导，同时大大减少冷端散热板2和半导体制冷片3冷端接触之间的热阻，使半导体的热量充分快速地分散到冷端散热板2上，提高半导体冷藏箱的制冷效率，节能环保。
需要说明的是，本实施例中，以冷端散热板2为铝板为例，在未涂石墨烯材料时，热量传递散热特别慢，传热系数为200W/m.K，不能及时将热量散走；当涂上一层厚度不超过5mm的石墨烯后，其横向散热速度大幅度提升，纵向速度也缓慢提升，传热系数高达600-1200W/m.K，因此，同时大大减少冷端散热板和半导体制冷片接触之间的热阻，使半导体的热量充分快速地分散到冷端散热板上，提高了制冷效率，能使冷藏箱内胆快速实现制冷，并保证内胆中温度均匀，减少温度的波动范围，提高客户的体验效果。
在上述实施例中，若将石墨烯涂层设置在所述半导体制冷片3的同侧，半导体制冷片3的另一侧可进行喷黑处理，喷黑处理是对半导体制冷片表面“阳极氧化、电解着色或电泳涂漆”工艺处理，通过在半导体制冷片3另一侧进行喷黑处理，即对冷端散热板2片表面“阳极氧化、电解着色或电泳涂漆”工艺处理(下同)，可以大大提高辐射散热能力，让冷端散热板2表面发射率高达0.98，比普通金属板高几十倍，辐射能力高，能快速实现内胆1中的制冷。内胆1中的温度主要通过冷端散热板2的热辐射来实现制冷，在冷端散热板2上喷黑可以增大黑度，从而增大玻尔兹曼常量σ值，而辐射热量Q与σ成正比关系，关系为Q＝εσΤ4，可知σ越大辐射换热量Q越大。利用冷端散热板辐射的方式，能使冷藏箱内胆快速实现制冷，无需增加风扇等对流装置，不仅减少噪音、节能环保，而且还保证内胆1中温度均匀，减少温度的波动范围，提高客户的体验效果。
在图中未示出的实施例中，所述石墨烯涂层也可以设置在所述冷端散热板2的两侧，通过在冷端散热板2两侧分别涂覆厚度为石墨烯涂层，一方面，使冷端散热板2与半导体制冷片3冷端间可以涂覆石墨烯涂层，通过涂一层石墨烯材料来增加半导体制冷片3冷端热量的传导，同时大大减少冷端散热板2和半导体制冷片3冷端接触之间的热阻，使半导体的热量充分快速地分散到冷端散热板2上，同时，还可以提高冷端散热板2的横向散热速度和纵向散热速度，使冷端散热板2更快速的与内胆1内部进行热交换，从而将半导体制冷片3的冷量快速的传至内胆1内部，不仅进一步提高半导体冷藏箱的制冷效率，而且无需增加风扇等对流装置，不仅减少噪音、节能环保，而且还保证内胆1中温度均匀，减少温度的波动范围，提高客户的体验效果。
在上述实施例中，所述冷端散热板2两侧还可以均进行喷黑处理，冷端散热板2在涂覆有石墨烯涂层的基础上，进一步进行喷黑处理，在增大冷端散热板2的横向和纵向的导热系数(即提高散热速度)的同时，还可以大大提高辐射散热能力，使冷端散热板2将半导体制冷片3的冷量更加快速的传至内胆1中，使半导体冷藏箱的制冷效率进一步提高，而且无需增加风扇等对流装置，不仅减少噪音、节能环保，而且还保证内胆1中温度均匀，减少温度的波动范围，提高客户的体验效果。
在上述实施例中，所述冷端散热板2不仅可以采用铝板之，还可以采用铜板或高导热系数的陶瓷板，且所述冷端散热板2的面积不大于冷端散热板2安装侧的内胆1内壁面积。
本发明通过在半导体冷藏箱内胆1中的冷端散热板2上涂设石墨烯涂层，提高了冷端散热板2的横向散热速度和纵向散热速度，同时增加了冷端散热板2的辐射散热能力，提高了冷端散热板2的整体散热能力和散热速度，同时保证了散热的均匀性，内胆1中能够得到均匀的温度；同时，通过储液器41用来储存热管42中的工质，可有效地帮助热化实现快速换热，通过设置丝管换热器43，换热面积大大增加，从而使半导体制冷片3热端的热量通过热管和丝管换热器快速高效的散到空气中去，实现快速换热的效果，从而使冷端散热和热端的散热均无风扇装置，快速实现无噪音制冷效果，使用户体验更加优化，且节能环保，降低半导体冷藏箱的成本。
显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (13)
1.一种半导体冷藏箱，其特征在于，包括内胆(1)、半导体制冷片(3)和导冷装置，所述半导体制冷片(3)穿设在所述内胆(1)上，所述半导体制冷片(3)处于所述内胆(1)内部的一端与所述导冷装置贴合设置，所述导冷装置的表面上设置有导温材料层(5)。
2.根据权利要求1所述的半导体冷藏箱，其特征在于，所述导冷装置为冷端散热板(2)，所述冷端散热板(2)可拆卸地安装在内胆(1)上，且所述冷端散热板(2)的部分区域与所述半导体制冷片(3)的冷端相贴合。
3.根据权利要求2所述的半导体冷藏箱，其特征在于，所述内胆(1)上设置有安装口(11)，所述半导体制冷片(3)设置于所述安装口(11)处，所述半导体制冷片(3)的冷端朝向所述内胆(1)内部设置，所述半导体制冷片(3)的热端背离所述内胆(1)的方向设置。
4.根据权利要求1所述的半导体冷藏箱，其特征在于，所述半导体冷藏箱还包括热端散热器(4)，所述热端散热器(4)包括贴合在所述半导体制冷片(3)热端上的储液器(41)以及插装在所述储液器(41)上的热管(42)，所述热管(42)设置于所述内胆(1)外部。
5.根据权利要求4所述的半导体冷藏箱，其特征在于，所述热端散热器(4)还包括多根用于增大换热面积的丝管换热器(43)，所述丝管换热器(43)连接在所述热管(42)上。
6.根据权利要求4所述的半导体冷藏箱，其特征在于，所述热管(42)为多个，多个所述热管(42)间隔设置。
7.根据权利要求6所述的半导体冷藏箱，其特征在于，所述热管(42)靠近所述储液器(41)的一端经弯折后与所述储液器(41)连通。
8.根据权利要求5所述的半导体冷藏箱，其特征在于，所述热管(42)与所述内胆(1)之间设置有发泡层。
9.根据权利要求2所述的半导体冷藏箱，其特征在于，所述冷端散热板(2)设置于所述内胆(1)内部的表面上，所述导温材料层(5)设置在所述内胆(1)与所述冷端散热板(2)之间。
10.根据权利要求2所述的半导体冷藏箱，其特征在于，所述导温材料层(5)设置在所述冷端散热板(2)与所述半导体制冷片(3)的冷端之间。
11.根据权利要求2所述的半导体冷藏箱，其特征在于，所述冷端散热板(2)表面进行阳极氧化、电解着色和电泳涂漆中的任意一种工艺处理。
12.根据权利要求2所述的半导体冷藏箱，其特征在于，所述冷端散热板(2)为铝板、铜板和高导热系数的陶瓷板中的任意一种。
13.根据权利要求12所述的半导体冷藏箱，其特征在于，所述冷端散热板(2)的面积不大于冷端散热板(2)安装侧的内胆(1)内壁面积。
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