CN114857801A - 应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置及飞行器机库 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，属于飞行器机库技术领域，该应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，包括：电偶对，所述电偶对具有冷端和热端；吸热器，所述吸热器安装在电偶对的冷端，所述吸热器用于在所述飞行器机库内形成内循环；散热器，所述散热器安装在所述电偶对的热端，所述散热器用于在所述飞行器机库外通过风扇侧吹的方式形成外循环。本申请的方案，能够在小安装空间安装半导体制冷器，提高了散热效率的同时减轻了散热器的重量。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器机库技术领域，尤其涉及一种应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。
无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。
无人机在户外作业的过程中，通常需要无人机机库提供户外支援，无人机户外自动机库具备无人机存储以及放飞收回、充能功能，由于无人机的电池在0～45℃范围内才能正常充放电，为了确保在夏季极端高温条件和冬季极端寒冷条件下机库正常工作，需要保证无人机机库能够提供更舒适的环境温度。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置及飞行器机库，至少部分的解决现有技术中存在的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，包括：
电偶对，所述电偶对具有冷端和热端；
吸热器，所述吸热器安装在电偶对的冷端，所述吸热器用于在所述飞行器机库内形成内循环；
散热器，所述散热器安装在所述电偶对的热端，所述散热器用于在所述飞行器机库外通过风扇侧吹的方式形成外循环。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述电偶对由两组串联的电偶组成。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述电偶对产生的热量通过铜板均温后经热管传导散热器由风扇将热量排出外置空调腔。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述散热器包括铜板、多个热管、扣FIN散热片和风扇。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述机库外表面涂有浅色漆，用以削弱太阳辐射对机箱的加热。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述机库内壁安装保温隔热层。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，吸冷端的风扇吹出的冷风/热风经过无人机底部，无人机内置风扇吸入冷风/热风用于无人机降温/预热。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，对所述电偶对按照第一供电顺序进行通电，所述冷端和所述热端分别进行制冷和制热。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，对所述电偶对按照与所述第一供电顺序相反的第二供电顺序进行通电，所述冷端和所述热端分别进行制热和制冷。
第二方面，本公开实施例提供了一种飞行器机库，所述飞行器机库包括如第一方面或第一方面任一实现方式所述的半导体温控辅助装置。
本发明实施例提供的应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，包括：电偶对，所述电偶对具有冷端和热端；吸热器，所述吸热器安装在电偶对的冷端，所述吸热器用于在所述飞行器机库内形成内循环；散热器，所述散热器安装在所述电偶对的热端，所述散热器用于在所述飞行器机库外通过风扇侧吹的方式形成外循环。通过本申请的方案，能够在小安装空间安装半导体制冷器，提高了散热效率的同时减轻了散热器的重量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有技术中的一种应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，图2及图3，本发明实施例提供了一种应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，包括：电偶对、吸热器和散热器。
电偶对用于制冷或制热，所述电偶对具有冷端和热端。电偶对作为半导体制冷片，是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻当电流经过半导体时就会产生热量，从而会影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。
当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端；由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定。
吸热器用于进行吸热，所述吸热器安装在电偶对的冷端，所述吸热器用于在所述飞行器机库内形成内循环。吸热气可以采用导热效果好的金属(例如，铝或铜)制作而成。散热器用于进行散热，所述散热器安装在所述电偶对的热端，所述散热器用于在所述飞行器机库外通过风扇侧吹的方式形成外循环。
具体的，就半导体温控辅助装置本身来讲，半导体制冷装置由电偶对、散热器、吸热器构成。吸热器安装在电偶对的冷端，散热器安装在电偶对的热端，本装置热端散热器不同于常规风冷半导体散热器的顶吹方式(参见图1)而采取风扇侧吹的方式(参见图2)，这种散热器结构设计及出风方式的特点是散热功效率高、体积小重量轻。其工做原理是两组串联的电偶对产生的热量通过铜板均温后经热管传导散热器由风扇将热量排出外置空调腔。
当前现有技术中机库主要的散热方式是主动风冷，通过机库侧壁开通风孔的形式直接将热量散到外部环境。其因为通风孔的存在不能确保完全的防风防水。现有技术中还存在机库上使用的主流半导体制冷器采用的是铝挤+风扇顶吹的方式，如果要求重量轻且散热量大如下图竖直方向安装空间小时就无法使用了。如何提高半导体制冷器散热效率减轻重量，缩减竖直安装尺寸就是本发明要解决的问题。
本发明散热器包含有铜板、4根热管、扣FIN、风扇，已知热管具有超高的导热系数。AL-扣Fin的制成工艺及用材决定了在同等体积下相较于铝挤、压铸散热器有更大的散热面积从而在同等散热面积需求的情况下减小了散热器的外形尺寸与重量，风扇侧吹则缩减了竖直方向上的安装尺寸如图2。电偶对产生的热量经过铜板的均热再经由4根热管将热量传递到较远的翅片处由风扇将热量排到外部空间，提高散热器散热效率。如图2所示半导体制冷器的外循环系统及散热器部分，内循环系统及吸冷器部分。
为了确保在夏季极端高温条件和冬季极端寒冷条件下机库正常工作，辅助加速无人机的降温预热开发的智能温控辅助装置。半导体温控装置是利用半导体的热-电效应制成的。所谓热-电效应是指直流电流通过两种半导体材料组成的电偶对时，一端吸热，一端放热的现象，若将电源反接则冷热端互换。半导体制冷器具有体积小、重量轻、无需制冷剂等特点。
要考虑机库的保温隔热作用。机库外表面涂浅色漆削弱太阳辐射对机箱的加热。机库内壁安装保温隔热层，避免半导体制冷器产生的制冷量/加热量沿着机库外壁流失于空气中同时防止外部热量/冷量传入机库。机库内的整体热循环过程为：吸冷端的风扇吹出的冷风(小于机库内环温)/热风(大于机库内环温)经过无人机底部，无人机内置风扇吸入冷风/热风用于无人机降温/预热，具体散热路径如图四示意。本发明的特点在于吸冷端与无人机的热路径足够短且在风扇的辅助下更加高效的作用于无人机的降温/预热，而且主板安装板上的远端风扇能够辅助整个机库的流体循环降低机库温度，辅助无人机户外机库在极端高温或低温情况下正常工作。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述电偶对由两组串联的电偶组成。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述电偶对产生的热量通过铜板均温后经热管传导散热器由风扇将热量排出外置空调腔。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述散热器包括铜板、多个热管、扣FIN散热片和风扇。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述机库外表面涂有浅色漆，用以削弱太阳辐射对机箱的加热。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述机库内壁安装保温隔热层。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，吸冷端的风扇吹出的冷风/热风经过无人机底部，无人机内置风扇吸入冷风/热风用于无人机降温/预热。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，对所述电偶对按照第一供电顺序进行通电，所述冷端和所述热端分别进行制冷和制热。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，对所述电偶对按照与所述第一供电顺序相反的第二供电顺序进行通电，所述冷端和所述热端分别进行制热和制冷。
除此之外，本公开实施例还提供了一种飞行器机库，所述飞行器机库包括如上述实施例所述的半导体温控辅助装置。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，其特征在于，包括：
电偶对，所述电偶对具有冷端和热端；
吸热器，所述吸热器安装在电偶对的冷端，所述吸热器用于在所述飞行器机库内形成内循环；
散热器，所述散热器安装在所述电偶对的热端，所述散热器用于在所述飞行器机库外通过风扇侧吹的方式形成外循环。
2.根据权利要求1所述的应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，其特征在于：
所述电偶对由两组串联的电偶组成。
3.根据权利要求2所述的应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，其特征在于：
所述电偶对产生的热量通过铜板均温后经热管传导散热器由风扇将热量排出外置空调腔。
4.根据权利要求3所述的应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，其特征在于：
所述散热器包括铜板、多个热管、扣FIN散热片和风扇。
5.根据权利要求3所述的应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，其特征在于：
所述机库外表面涂有浅色漆，用以削弱太阳辐射对机箱的加热。
6.根据权利要求3所述的应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，其特征在于：
所述机库内壁安装保温隔热层。
7.根据权利要求3所述的应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，其特征在于：
吸冷端的风扇吹出的冷风/热风经过无人机底部，无人机内置风扇吸入冷风/热风用于无人机降温/预热。
8.根据权利要求3所述的应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，其特征在于：
对所述电偶对按照第一供电顺序进行通电，所述冷端和所述热端分别进行制冷和制热。
9.根据权利要求8所述的应用于飞行器机库的半导体温控辅助装置，其特征在于：
对所述电偶对按照与所述第一供电顺序相反的第二供电顺序进行通电，所述冷端和所述热端分别进行制热和制冷。
10.一种飞行器机库，其特征在于，所述飞行器机库包括如权利要求1-9中任一项所述的半导体温控辅助装置。
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