CN108895705B - 制冷设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制冷设备，包括导热内胆、半导体制冷模组和加湿模组，半导体制冷模组包括第一半导体制冷芯片、热管和组装模块，组装模块包括第一隔热支架、第二隔热支架、热端导热座和冷端导热座，第一隔热支架上设置有第一凹槽，第一凹槽中开设有贯穿第一隔热支架的安装孔，第二隔热支架设置有第二凹槽，第一隔热支架固定在第二隔热支架上，第一凹槽和第二凹槽之间形成安装腔体，第一半导体制冷芯片位于安装孔中，冷端导热座与第一半导体制冷芯片的冷端面接触，热端导热座与第一半导体制冷芯片的热端面接触，热管连接冷端导热座。实现减少半导体制冷模组的冷量损失量，以提高制冷设备的制冷效率并降低能耗。

Description

制冷设备
技术领域
本发明涉及制冷设备，尤其涉及一种制冷设备。
背景技术
目前，随着半导体制冷技术的发展，采用第一半导体制冷芯片进行制冷的制冷设备被广泛使用，中国专利号2014107111772公开了一种半导体制冷设备，采用第一半导体制冷芯片产生的冷量实现制冷。而第一半导体制冷芯片包括释放冷量的冷端和释放热量的热端，在运行过程中，第一半导体制冷芯片的冷端通过冷端散热器将冷量释放到制冷设备的制冷间室中，而第一半导体制冷芯片的热端需要通过热端散热器将热量散发至外部。但是，在实际使用过程中，由于第一半导体制冷芯片的冷端和热端背向相对设置，冷端散热器和热端散热器相互比邻，冷端散热器和热端散热器容易产生热交换而导致冷量的损失，从而使得制冷设备的制冷效率较低且能耗增加。如何设计一种制冷效率高且能耗低的制冷设备是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种制冷设备，实现减少半导体制冷模组的冷量损失量，以提高制冷设备的制冷效率并降低能耗。
为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种制冷设备，包括导热内胆，还包括半导体制冷模组和加湿模组； 所述半导体制冷模组包括第一半导体制冷芯片和热管，所述第一半导体制冷芯片包括释放冷量的冷端面和释放热量的热端面，其特征在于，还包括组装模块，所述组装模块包括第一隔热支架、第二隔热支架、热端导热座和冷端导热座，所述第一隔热支架固定在所述第二隔热支架上，所述第一隔热支架与所述第二隔热支架之间形成安装腔体，所述第一隔热支架开设有连通所述安装腔体的安装孔，所述第一半导体制冷芯片位于所述安装孔中，所述冷端导热座设置在所述安装腔体中并与所述第一半导体制冷芯片的冷端面接触，所述热端导热座设置在所述第一隔热支架上并与所述第一半导体制冷芯片的热端面接触，所述热管连接所述冷端导热座，所述半导体制冷模组的热管贴在所述导热内胆的表面；所述加湿模组设置在所述导热内胆中用于对所述导热内胆形成的储物腔体进行加湿。
进一步的，所述加湿模组包括水盒、加湿泡棉、上盖和风机，所述加湿泡棉位于所述水盒中，所述上盖遮盖在所述水盒的上部，所述上盖上设置有进风口和出风口，所述风机遮盖住所述进风口或所述出风口，所述水盒设置在所述导热内胆中。
进一步的，所述加湿模组还包括导风组件，所述导风组件包括罩壳、导风板和电机，所述罩壳的顶部设置有通风口，所述导风板位于所述通风口中并可转动的安装在所述罩壳上，所述电机用于驱动所述导风板转动，所述罩壳设置在所述水盒上并遮盖住所述风机。
进一步的，所述水盒中设置有隔断，所述隔断将所述水盒分割为相互连通的主水腔体和副水腔体，所述副水腔体中设置有杀菌模块和/或水位传感器。
进一步的，所述第一隔热支架的外表面绕所述安装孔设置有隔热槽，所述隔热槽中设置有隔热棉；所述第一半导体制冷芯片的热端面向外凸出于所述第一隔热支架的外表面。
进一步的，所述冷端导热座上设置有避让缺口，所述第一隔热支架、所述第二隔热支架和所述热端导热座上分别设置有通孔，螺栓穿设在对应的所述通孔中，所述螺栓穿过所述避让缺口所形成的区域。
进一步的，所述冷端导热座包括连接在一起的第一导热板和第二导热板，所述热管夹在所述第一导热板和所述第二导热板之间。
进一步的，所述第一导热板的内表面开设有横向设置的第一安装槽，所述第二导热板的内表面开设有纵向设置的第二安装槽，所述热管分为横向扁平热管和纵向扁平热管，所述横向扁平热管设置在所述第一安装槽中，所述纵向扁平热管设置在所述第二安装槽中，并且，所述横向扁平热管与所述纵向扁平热管相互接触。
进一步的，所述第一隔热支架的内表面设置有用于安装所述热管的第一管槽，所述第二隔热支架的边缘设置有用于所述热管穿过的缺口或贯通孔或第二管槽。
进一步的，所述第一隔热支架的外表面绕所述安装孔的外侧设置有多块定位挡板，所述热端导热座设置在多块所述定位挡板之间。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过采用两个隔热支架之间形成的安装腔体来安装冷端导热座，使得冷端导热座与热端导热座被隔热支架有效的隔热间隔开，从而可以大大降低冷端导热座与热端导热座之间产生的热交换量，有效的减少冷量的散失，以提高制冷设备的制冷效率并降低能耗。与此同时，第一半导体制冷芯片嵌在第一隔热支架的安装孔中，在确保第一半导体制冷芯片的冷端面与冷端导热座良好接触的同时，确保第一半导体制冷芯片的热端面与热端导热座良好接触，确保热量快速散发，提高使用可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明制冷设备中导热内胆与半导体制冷模组的组装图；
图2为本发明制冷设备中导热内胆与加湿模组的组装图；
图3为本发明半导体制冷模组的结构示意图;
图4为本发明半导体制冷模组中第一隔热支架的正面结构示意图；
图5为本发明半导体制冷模组中第一隔热支架的反面结构示意图；
图6为本发明半导体制冷模组第二隔热支架的正面结构示意图；
图7为本发明半导体制冷模组中第二隔热支架的反面结构示意图；
图8为本发明半导体制冷模组中第一导热板的结构示意图；
图9为本发明半导体制冷模组中第二导热板的结构示意图；
图10为本发明半导体制冷模组的爆炸图；
图11为本发明加湿模组的结构示意图；
图12为本发明加湿模组的爆炸图；
图13为本发明除湿模组的爆炸图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图13所示，本实施例制冷设备的内胆形成的储物腔体中可以根据需要配置有加湿模组300和/或除湿模组400，以根据需要调节储物腔体内的湿度，满足特定物品的储物要求。其中，制冷设备可以采用固态制冷技术进行制冷，其中，制冷设备的内胆为导热内胆100，导热内胆100上设置半导体制冷模组200。如何结合附图针对不同的创新点进行说明。
一、对于半导体制冷模组200的具体结构形式介绍如下：
半导体制冷模组200包括第一半导体制冷芯片1和热管2，所述第一半导体制冷芯片1包括释放冷量的冷端面和释放热量的热端面，还包括组装模块3，所述组装模块3包括第一隔热支架31、第二隔热支架32、热端导热座33和冷端导热座34，所述第一隔热支架31固定在所述第二隔热支架32上，所述第一隔热支架31与所述第二隔热支架32之间形成具有隔温功能的安装腔体中，所述第一凹槽311和所述第二凹槽321之间形成安装腔体，所述第一半导体制冷芯片1位于所述安装孔312中，所述冷端导热座34设置在所述安装腔体中并与所述第一半导体制冷芯片1的冷端面接触，所述热端导热座33设置在所述第一隔热支架31上并与所述第一半导体制冷芯片1的热端面接触，所述热管2连接所述冷端导热座34。
具体而言，半导体制冷模组200将第一半导体制冷芯片1嵌入在第一隔热支架31的安装孔312中，第一半导体制冷芯片1的外围被第一隔热支架31包裹住，并且，通过第一隔热支架31将热端导热座33和冷端导热座34间隔开，可以有效的减少热端导热座33和冷端导热座34之间产生的热传递量，从而减少冷端导热座34的冷量损失，与此同时，冷端导热座34包裹在由第一隔热支架31和第二隔热支架32形成的具有隔温功能的安装腔体中，冷端导热座34传导的第一半导体制冷芯片1产生的冷量能够最大限度的通过热管2快速的传递到所需要的区域，从而减少冷端导热座34自身冷量散失量，更有效的降低能耗提高制冷效率。其中，第一隔热支架31的内表面和/或第二隔热支架32的内表面设置有凹槽，通过凹槽形成上述安装腔体，例如：所述第一隔热支架31的内表面上设置有第一凹槽311，所述第一凹槽311中开设有贯穿所述第一隔热支架31的安装孔312，所述第二隔热支架32的内表面设置有第二凹槽321，所述第一凹槽311和所述第二凹槽321之间形成安装腔体。
优选的，第一隔热支架31的外表面绕所述安装孔312设置有隔热槽313，所述隔热槽313中设置有隔热棉（未标记）；所述第一半导体制冷芯片1的热端面向外凸出于所述第一隔热支架31的外表面。具体的，通过隔热槽313能够在第一半导体制冷芯片1的外围设置隔热棉，从而通过隔热棉形成的保温圈进一步的减少第一半导体制冷芯片1冷端面的冷量向外散失，同时，也可以减少第一半导体制冷芯片1热端面的热量进入到安装腔体中，最大限度的减少冷量的损失；而第一半导体制冷芯片1热端面略高出第一隔热支架31的外表面，一方面使得第一半导体制冷芯片1热端面与热端导热座33能够良好的接触传热，另一方面，第一半导体制冷芯片1热端面脱离出安装孔312，能够减少热量从安装孔312传入到安装腔体中，也可以有效的减少冷量的损失。其中，为了便于电路布线连接，第一隔热支架31的外表面还设置有布线槽314，所述布线槽314与所述安装孔312连通。另外，根据制冷设备的制冷量需要，半导体制冷模组200包括多个所述第一半导体制冷芯片1，所述组装模块3配置有与所述第一半导体制冷芯片1对应的所述热端导热座33和所述冷端导热座34，并且，所述第一隔热支架31开设有与所述第一半导体制冷芯片1对应所述安装孔312。
进一步的，为了更有效的减少因组装造成热端导热座33和冷端导热座34之间产生的热传递，冷端导热座34上设置有避让缺口340，所述第一隔热支架31、所述第二隔热支架32和所述热端导热座33上分别设置有通孔（未标记），螺栓35穿设在对应的所述通孔中，所述螺栓35穿过所述避让缺口340所形成的区域。具体的，在组装过程中，通过螺栓35将热端导热座33、第一隔热支架31、冷端导热座34和所述第二隔热支架32依次组装固定在一起，而螺栓35通过避让缺口340避让开冷端导热座34，从而可以避免热端导热座33和冷端导热座34之间通过螺栓35产生热交换。其中，所述第一隔热支架31的内表面设置有用于安装所述热管2的第一管槽316和第一管槽317，所述第二隔热支架32的边缘设置有用于所述热管2穿过的缺口或贯通孔322或第二管槽。具体的，热管2通过第一管槽316和第一管槽317与贯通孔322配合穿出组装模块3，以方便热管2布置在制冷设备的导热内胆100上。另外，为了便于快速定位安装热端导热座33，第一隔热支架31的外表面绕所述安装孔312的外侧设置有多块定位挡板315，所述热端导热座33设置在多块所述定位挡板315之间。在组装时，通过定位挡板315能够方便的定位安装热端导热座33，并确保热端导热座33能够准确的与第一半导体制冷芯片1接触良好。
又进一步的，所述冷端导热座34包括连接在一起的第一导热板341和第二导热板342，所述热管2夹在所述第一导热板341和所述第二导热板342之间。具体的，第一导热板341的内表面开设有横向设置的第一安装槽3411，所述第二导热板342的内表面开设有纵向设置的第二安装槽3421，所述热管2分为横向扁平热管和纵向扁平热管，所述横向扁平热管设置在所述第一安装槽3411中，所述纵向扁平热管设置在所述第二安装槽3421中，并且，所述横向扁平热管与所述纵向扁平热管相互接触。具体的，采用扁平热管能够有效的增大热管与冷端导热座34的接触面积，同时，扁平热管还能够有效的增大与导热内胆100之间的接触面积，提供热交换效率。并且，横向扁平热管与所述纵向扁平热管相互接触，使得不同位置处的热管温度分布均匀，缩小温差提高均温性。
通过采用两个隔热支架之间形成的安装腔体来安装冷端导热座，使得冷端导热座与热端导热座被隔热支架有效的隔热间隔开，从而可以大大降低冷端导热座与热端导热座之间产生的热交换量，有效的减少冷量的散失，以提高制冷设备的制冷效率并降低能耗。与此同时，第一半导体制冷芯片嵌在第一隔热支架的安装孔中，在确保第一半导体制冷芯片的冷端面与冷端导热座良好接触的同时，确保第一半导体制冷芯片的热端面与热端导热座良好接触，确保热量快速散发，提高使用可靠性。
二、对于加湿模组300的具体结构形式介绍如下：
加湿模组300包括水盒4、加湿泡棉41、上盖43和风机42，所述加湿泡棉41位于所述水盒4中，所述上盖43遮盖在所述水盒4的上部，所述上盖43上设置有进风口432和出风口431，所述风机42遮盖住所述进风口432或所述出风口431，所述水盒4设置在所述导热内胆100形成的储物腔体中。具体的，水盒4中盛放有水，风机42可以根据需要实现往水盒4内吸风或向水盒4外吹风，以使得水盒4内的湿空气能够流入到导热内胆100形成的储物腔体中，以实现对导热内胆100形成的储物腔体进行加湿处理，加湿泡棉41能够增大进入到水盒4中的空气与水的接触面积，以提高加湿效率。
进一步的，所述加湿模组300还包括导风组件，所述导风组件包括罩壳44、导风板45和电机46，所述罩壳44的顶部设置有通风口441，所述导风板45位于所述通风口441中并可转动的安装在所述罩壳44上，所述电机46用于驱动所述导风板45转动，所述罩壳44设置在所述水盒4上并遮盖住所述风机42。具体的，在加湿过程中，电机46能够驱动导风板45摆动，以控制输出的湿空气均匀的分布在导热内胆100的储物腔体中，确保导热内胆100的储物腔体湿度分布均匀。其中，加湿泡棉41的一端部位于所述进风口432的下方，另一端部位于所述出风口431的下方，这样，从进风口432进入到水盒4内的空气将流经加湿泡棉41进行充分的加湿处理后再从出风口431排出，提高加湿效率；而为了避免进风口432和出风口431相互干扰，上盖43的上表面还设置有用于间隔开进风口432和出风口431的挡板433。另外，为了便于组装加湿模组300，罩壳44的两侧部设置有插条442，所述水盒4上设置有与所述插条442配合的插槽405，所述插条442插在所述插槽405中。而为了便于安装，所述加湿模组300还包括固定安装在所述导热内胆100中的固定支架402，所述水盒4可拆卸的安装在所述固定支架402上。
又进一步的，所述水盒4中设置有隔断401，所述隔断401将所述水盒分割为相互连通的主水腔体和副水腔体，所述副水腔体中设置有杀菌模块404和/或水位传感器403。具体的，杀菌模块404可以为紫外杀菌器或臭氧杀菌器，以实现对水盒4中的储水进行杀菌处理，而水位传感器403能够检测水盒4内的水位，以提醒用户在缺水状态下及时补水。
三、对于除湿模组400的具体结构形式介绍如下：
除湿模组400包括第二半导体制冷芯片5、隔热架51、热端散热器52、冷端散热器53、风道和吸风扇6，其中，风道可以有第一壳体61和第二壳体62拼装而成，所述隔热架51设置有安装通孔，所述第二半导体制冷芯片5设置在所述安装通孔中，所述隔热架51设置在所述风道中，所述隔热架51将所述风道分割为除湿腔体和散热腔体，所述风道上设置有连通所述除湿腔体的第一风循环进口（未标记）和第一风循环出口（未标记），所述风道上设置有连通所述散热腔体的第二风循环进口611和第二风循环出口（未标记），所述冷端散热器53位于所述除湿腔体中并贴靠在所述第二半导体制冷芯片5的冷端面，所述热端散热器52和所述吸风扇6位于所述散热腔体中，所述热端散热器52贴靠在所述第二半导体制冷芯片5的热端面。具体的，在除湿过程中，第二半导体制冷芯片5通电，第二半导体制冷芯片5冷端面产生的冷量通过冷端散热器53对除湿腔体进行制冷，除湿腔体形成负压从第一风循环进口吸入储物腔体内的空气，储物腔体内的空气接触冷端散热器53后，水分遇冷冷凝实现对空气进行除湿处理。优选的，所述冷端散热器53的底部设置有接水盘54，具体的，冷端散热器53上形成的冷凝水在重力作用下流动底部的接水盘54中，而接水盘54的底部连接有排水管，所述排水管外伸出至所述风道的外部实现排出冷凝水。其中，冷端散热器53为导热板，所述导热板的一表面贴靠在第二半导体制冷芯片5的冷端面，另一表面上上设置有多条竖向布置的散热翅片（未标记），散热翅片一方面能增大与空气的接触面积，提高冷凝除湿的效率，另一方面，散热翅片竖向布置能够方便冷凝水流淌到底部的接水盘54中。优选的，散热翅片的底部为锥形结构，锥形结构的尖端部朝向底部的接水盘54，这样可以确保冷凝水滴落到接水盘54中进行收集，而散热翅片的表面设置有疏水膜，以提高冷凝水在散热翅片表面的流动速度，避免冷凝水长时间在散热翅片上而结冰或结霜。
其中，对于加湿模组300、除湿模组400可以独立使用，也可以配合使用，加湿模组300和除湿模组400的运行由储物腔体内设置的湿度传感器来控制。对于同时使用加湿模组300和除湿模组400的情况下，接水盘54中的冷凝水可以通过排水管排入到水盒4中进行使用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明个实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种制冷设备，包括导热内胆，其特征在于，还包括半导体制冷模组和加湿模组； 所述半导体制冷模组包括第一半导体制冷芯片和热管，所述第一半导体制冷芯片包括释放冷量的冷端面和释放热量的热端面，其特征在于，还包括组装模块，所述组装模块包括第一隔热支架、第二隔热支架、热端导热座和冷端导热座，所述第一隔热支架固定在所述第二隔热支架上，所述第一隔热支架与所述第二隔热支架之间形成安装腔体，所述第一隔热支架开设有连通所述安装腔体的安装孔，所述第一半导体制冷芯片位于所述安装孔中，所述冷端导热座设置在所述安装腔体中并与所述第一半导体制冷芯片的冷端面接触，所述热端导热座设置在所述第一隔热支架上并与所述第一半导体制冷芯片的热端面接触，所述热管连接所述冷端导热座，所述半导体制冷模组的热管贴在所述导热内胆的表面；所述加湿模组设置在所述导热内胆中用于对所述导热内胆形成的储物腔体进行加湿；其中，所述冷端导热座包裹在由所述第一隔热支架和所述第二隔热支架形成的具有隔温功能的所述安装腔体中；所述第一半导体制冷芯片的热端面高出所述第一隔热支架的外表面。
2.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，所述加湿模组包括水盒、加湿泡棉、上盖和风机，所述加湿泡棉位于所述水盒中，所述上盖遮盖在所述水盒的上部，所述上盖上设置有进风口和出风口，所述风机遮盖住所述进风口或所述出风口，所述水盒设置在所述导热内胆中。
3.根据权利要求2所述的制冷设备，其特征在于，所述加湿模组还包括导风组件，所述导风组件包括罩壳、导风板和电机，所述罩壳的顶部设置有通风口，所述导风板位于所述通风口中并可转动的安装在所述罩壳上，所述电机用于驱动所述导风板转动，所述罩壳设置在所述水盒上并遮盖住所述风机。
4.根据权利要求2所述的制冷设备，其特征在于，所述水盒中设置有隔断，所述隔断将所述水盒分割为相互连通的主水腔体和副水腔体，所述副水腔体中设置有杀菌模块和/或水位传感器。
5.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，所述第一隔热支架的外表面绕所述安装孔设置有隔热槽，所述隔热槽中设置有隔热棉；所述第一半导体制冷芯片的热端面向外凸出于所述第一隔热支架的外表面。
6.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，所述冷端导热座上设置有避让缺口，所述第一隔热支架、所述第二隔热支架和所述热端导热座上分别设置有通孔，螺栓穿设在对应的所述通孔中，所述螺栓穿过所述避让缺口所形成的区域。
7.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，所述冷端导热座包括连接在一起的第一导热板和第二导热板，所述热管夹在所述第一导热板和所述第二导热板之间。
8.根据权利要求7所述的制冷设备，其特征在于，所述第一导热板的内表面开设有横向设置的第一安装槽，所述第二导热板的内表面开设有纵向设置的第二安装槽，所述热管分为横向扁平热管和纵向扁平热管，所述横向扁平热管设置在所述第一安装槽中，所述纵向扁平热管设置在所述第二安装槽中，并且，所述横向扁平热管与所述纵向扁平热管相互接触。
9.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，所述第一隔热支架的内表面设置有用于安装所述热管的第一管槽，所述第二隔热支架的边缘设置有用于所述热管穿过的缺口或贯通孔或第二管槽。
10.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，所述第一隔热支架的外表面绕所述安装孔的外侧设置有多块定位挡板，所述热端导热座设置在多块所述定位挡板之间。
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