CN108168142A - 一种热管式半导体换热系统 - Google Patents
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Abstract
一种热管式半导体换热系统，包括蒸发器、冷凝器以及连接管道；所述蒸发器的出口连接冷凝器的进口，冷凝器的出口连接蒸发器的进口；所述冷凝器位于蒸发器的上部；所述蒸发器包括第一集管、第二集管、连通第一集流管和第二集流管的多个扁管、半导体制冷片组和翅片组；所有扁管的两端分别插入平行放置的第一集流管和第二集流管中，且扁管在第一集管和第二集管之间纵向排布；所述翅片组安装在扁管与扁管之间；所述半导体制冷片组安装在扁管与翅片组之间，所述半导体制冷片组的冷端与翅片组接触，半导体制冷片组的热端与扁管的侧面接触。
Description
技术领域
本申请涉及散热制冷领域，具体而言，涉及一种热管式半导体换热系统。
背景技术
对于半导体制冷散热，目前主要存在风冷散热、水冷散热、热管散热以及热管与风扇组合散热四种常见的散热方式：风冷散热效率较低；水冷散热效率高，但结构较为复杂，体积大；热管散热节能环保且结构简单，但散热效率有待提高；热管与风扇组合的散热效率较热管散热有较大提高。
热管换热器主要由与半导体制冷片热端相贴合的基座、用于高效传热的导热热管和用于散热的翅片组成，通过热管吸收半导体制冷片热端产生的热量，并将热量传递到翅片处散热；但是这种换热器换热效率仍不理想。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有技术的缺点，而提供一种高效率的热管式半导体换热系统。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种热管式半导体换热系统，包括蒸发器、冷凝器以及连接管道；所述蒸发器的出口连接冷凝器的进口，冷凝器的出口连接蒸发器的进口；所述冷凝器位于蒸发器的上部；所述蒸发器包括第一集管、第二集管、连通第一集流管和第二集流管的多个扁管、半导体制冷片组和翅片组；所有扁管的两端分别插入平行放置的第一集流管和第二集流管中，且扁管在第一集管和第二集管之间纵向排布；所述翅片组安装在扁管与扁管之间；所述半导体制冷片组安装在扁管与翅片组之间，所述半导体制冷片组的冷端与翅片组接触，半导体制冷片组的热端与扁管的侧面接触，这样半导体制冷片通电后，半导体制冷片的冷端产生的冷量通过翅片组与空气进行热交换，冷却周围空气，半导体制冷片的热端产生的热量与蒸发器内的冷却液进行热交换。
进一步地，一种热管式半导体换热系统包括蒸发器、冷凝器、氟泵以及连接管道；所述蒸发器的出口连接氟泵的进口，氟泵的出口连接冷凝器的进口，冷凝器的出口连接蒸发器的进口；所述蒸发器包括第一集管、第二集管、连通第一集流管和第二集流管的多个扁管、半导体制冷片组和翅片组；所有扁管的两端分别插入平行放置的第一集流管和第二集流管中，且扁管在第一集管和第二集管之间纵向排布；所述翅片组安装在扁管与扁管之间；所述半导体制冷片组安装在扁管与翅片组之间，所述半导体制冷片组的冷端与翅片组接触，半导体制冷片组的热端与扁管的侧面接触。
进一步地，所述蒸发器的扁管上设置有多个微通道，通过扁管的微通道连通第一集流管和第二集流管，且扁管的微通道对应于扁管沿第一集管和第二集管纵向排布；扁管与第一集流管和第二集流管通过焊接固定和密封。
进一步地，所述半导体制冷片组与扁管之间还设有半导体制冷片基座，半导体制冷片组中的每个半导体制冷片安装在在半导体制冷片基座的吸热端，半导体制冷片基座的散热端安装在扁管上。
本发明具有以下优势：1、换热效率高；2、制作简便，不需要复杂的大型设备，成本低；3、无需使用压缩机，扁管中直接通入冷却液即可实现空调的制冷效果。
附图说明
图1为本发明热管式半导体换热系统第一种形式的结构示意图。
图2为本发明热管式半导体换热系统第二种形式的结构示意图。
图3为本发明蒸发器的结构示意图。
图4为图3中扁管的结构示意图。
图中：100、蒸发器；110、第一集管；120、第二集管；130、扁管；131、微通道；140、半导体制冷片组；150、翅片组； 200、冷凝器；300、氟泵。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明，以下所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。
实施例一：
请参考图1所示，本发明热管式半导体换热系统包括蒸发器100、冷凝器200、蒸发器风扇（图中未标记出来）、冷凝器风扇（图中未标记出来）以及连接管道；所述蒸发器100的出口连接冷凝器200的进口，冷凝器200的出口连接蒸发器100的进口；所述冷凝器200位于蒸发器100的上部；所述蒸发器风扇安装在蒸发器100上；冷凝器风扇安装在冷凝器200上；热管式半导体换热系统内冲有冷却液，所述冷却液是氟利昂。
所述冷凝器200是风冷冷凝器或者蒸发式冷凝器。
请参考图3所示，所述蒸发器100包括第一集管110、第二集管120、连通第一集流管110和第二集流管120多个扁管130、半导体制冷片组140和翅片组150；所有扁管130的两端分别插入第一集流管101和第二集流管120中，第一集流管101相对于第二集流管120是平行的；扁管130与第一集流管110和第二集流管120通过焊接固定和密封；所述翅片组150安装在扁管130与扁管130之间；所述半导体制冷片组140安装扁管130与翅片组150之间；所述半导体制冷片组140的冷端与翅片组接触，半导体制冷片组140的热端与扁管130的侧面接触；半导体制冷片组140的热端与扁管130接触的侧面之间设有导热硅脂。
本实施例中热管式半导体换热系统的工作原理：半导体制冷片组140、蒸发器风扇和冷凝器风扇分别通电工作，半导体制冷片组140冷端产生的冷量经翅片组150与周围空气进行热交换，冷却周围空气；半导体制冷片组140热端产生的热量与蒸发器100的扁管130内的冷却液进行热交换，扁管130内的冷却液吸收热量并蒸发为气体，蒸发形成的气态冷却液，气态冷却液经第一集管110进入导气管，经导气管进入冷凝器200，冷凝器200与冷源进行热交换，冷凝器200中的冷却液冷凝为液体，并放出热量，冷凝形成的液体冷却液在重力的作用下通过导液管进入蒸发器100进行再次换热；这样源源不断的把室内的热能量传输出去，降低房间内温度，达到制冷的目的。
实施例二：
请参考图2所示，本发明热管式半导体换热系统包括蒸发器100、冷凝器200、蒸发器风扇（图中未标记出来）、冷凝器风扇（图中未标记出来）、氟泵300以及连接管道；所述蒸发器100的出口连接氟泵300的进口，氟泵300的出口连接冷凝器200的进口，冷凝器200的出口连接蒸发器100的进口；氟泵300的加入避免的蒸发器100和冷凝器200的安装位置限制，同时为整个循环回路增加了循环动力；所述蒸发器风扇安装在蒸发器100上；冷凝器风扇安装在冷凝器200上；热管式半导体换热系统内冲有冷却液，所述冷却液是氟利昂；请参考图3所示，所述蒸发器100包括第一集管110、第二集管120、连通第一集流管110和第二集流管120多个扁管130、半导体制冷片组140和翅片组150；所有扁管130的两端分别插入第一集流管101和第二集流管120中，第一集流管101相对于第二集流管120是平行的；扁管130与第一集流管110和第二集流管120通过焊接固定和密封；所述翅片组150安装在扁管130与扁管130之间；所述半导体制冷片组140安装扁管130与翅片组150之间；所述半导体制冷片组140的冷端与翅片组接触，半导体制冷片组140的热端与扁管130的侧面接触；半导体制冷片组140的热端与扁管130接触的侧面之间设有导热硅脂。
本实施例中热管式半导体换热系统的工作原理：半导体制冷片组140、氟泵300、蒸发器风扇和冷凝器风扇分别通电工作，半导体制冷片组140冷端产生的冷量经翅片组150与周围空气进行热交换，冷却周围空气；半导体制冷片组140热端产生的热量与蒸发器100的扁管130内的冷却液进行热交换，扁管130内的冷却液吸收热量并蒸发为气体，蒸发形成的气态冷却液，气态冷却液经第一集管110进入导气管，经导气管进入冷凝器200，冷凝器200与冷源进行热交换，冷凝器200中的冷却液冷凝为液体，并放出热量，冷凝形成的液体冷却液在氟泵300的抽压力下进入蒸发器100进行再次换热；这样源源不断的把室内的热能量传输出去，降低房间内温度，达到制冷的目的。
上面叙述的两个实施例中，所述蒸发器100的扁管130上设置有多个微通道131（请参考图4所示），通过扁管130的微通道131连通第一集流管110和第二集流管120，且扁管130的微通道131对应于扁管130沿第一集管110和第二集管120纵向排布。所述冷凝器200是风冷冷凝器或者蒸发式冷凝器。
另外，所述蒸发器100的半导体制冷片组140包括半导体制冷片基座和安装在半导体制冷片基座上的多个半导体制冷片，半导体制冷片的冷端安装在在半导体制冷片基座的吸热端，半导体制冷片基座的散热端安装在扁管上；所述半导体制冷片基座的吸热端与半导体制冷片之间设置有导热硅脂；所述半导体制冷片基座的散热端与扁管130之间设置有导热硅脂。
所述第一集管110、第二集管120、扁管130、半导体制冷片基座160和翅片组151均是由铝合金材料制成。当然，在其它实施例中，第一集管110、第二集管120、扁管130、半导体制冷片基座160和翅片组151均是由铝合金材料制成也可以由其它材料制成。
需要说明的是，对于前述的各实施例，为了简单描述，故将其都表述为的部件或部件组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的部件名称的限制，因为依据本申请，某些部件可以实现上述对应部件的功能的也在本申请的保护范围之内。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的部件并不一定是本申请所必须的。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (4)
1.一种热管式半导体换热系统，包括蒸发器、冷凝器以及连接管道；其特征在于: 所述蒸发器的出口连接冷凝器的进口，冷凝器的出口连接蒸发器的进口；所述冷凝器位于蒸发器的上部；所述蒸发器包括第一集管、第二集管、连通第一集流管和第二集流管的多个扁管、半导体制冷片组和翅片组；所有扁管的两端分别插入平行放置的第一集流管和第二集流管中，且扁管在第一集管和第二集管之间纵向排布；所述翅片组安装在扁管与扁管之间；所述半导体制冷片组安装在扁管与翅片组之间，所述半导体制冷片组的冷端与翅片组接触，半导体制冷片组的热端与扁管的侧面接触，这样半导体制冷片通电后，半导体制冷片的冷端产生的冷量通过翅片组与空气进行热交换，冷却周围空气，半导体制冷片的热端产生的热量与蒸发器内的冷却液进行热交换。
2.根据权利要求1所述的一种热管式半导体换热系统，其特征在于：包括蒸发器、冷凝器、氟泵以及连接管道；所述蒸发器的出口连接氟泵的进口，氟泵的出口连接冷凝器的进口，冷凝器的出口连接蒸发器的进口；所述蒸发器包括第一集管、第二集管、连通第一集流管和第二集流管的多个扁管、半导体制冷片组和翅片组；所有扁管的两端分别插入平行放置的第一集流管和第二集流管中，且扁管在第一集管和第二集管之间纵向排布；所述翅片组安装在扁管与扁管之间；所述半导体制冷片组安装在扁管与翅片组之间，所述半导体制冷片组的冷端与翅片组接触，半导体制冷片组的热端与扁管的侧面接触。
3.根据权利要求1或2所述的一种热管式半导体换热系统，其特征在于：所述蒸发器的扁管上设置有多个微通道，通过扁管的微通道连通第一集流管和第二集流管，且扁管的微通道对应于扁管沿第一集管和第二集管纵向排布；扁管与第一集流管和第二集流管通过焊接固定和密封。
4.根据权利要求1或2所述的一种热管式半导体换热系统，其特征在于：所述半导体制冷片组与扁管之间还设有半导体制冷片基座，半导体制冷片组中的每个半导体制冷片安装在在半导体制冷片基座的吸热端，半导体制冷片基座的散热端安装在扁管上。
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