CN115111801A - 一种新型大功率半导体制冷制热器 - Google Patents
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Abstract
一种新型大功率半导体制冷制热器，它包括一个内换热器、两个外换热器、至少两片半导体制冷片和隔热材料，内换热器开有让液体冷媒通过的内换热器液体冷媒流入/流出口，内部的内换热器液体冷媒流动通路是多条并行的平直扁长通孔，外换热器开有让液体冷媒通过的外换热器液体冷媒流入/流出口，内部的外换热器液体冷媒流动通路是多条并行的平直扁长通孔；其特征是：内换热器的两个换热面分别与半导体制冷片紧密接触后再与一个外换热器紧密接触实现热传导连通，两个外换热器被用管路直接连通。本发明具有结构简单，制作工艺难度不大，适合大功率半导体制冷制热的特点。
Description
技术领域：本发明涉及半导体制冷制热技术，特别是一种大功率、大冷量半导体制冷制热装置。
背景技术：现在市场上半导体制冷制热产品全部都是采用小功率、小冷量半导体制冷制热装置，由于大数量半导体制冷片整体制作半导体制冷制热装置的装配工艺要求高、难度大，内部及外部换热效率低等系列因素，难以制作大功率、大冷量半导体制冷制热装置。
发明内容：本发明的目的是提供这样一种新型大功率半导体制冷制热器，该装置装配工艺难度不大、具有内部及外部换热效率高等系列因素，可用于大功率、大冷量半导体制冷制热产品，与本发明人以前所研发的大功率、大冷量半导体制冷制热产品相比较，本新型大功率半导体制冷制热器的体积可以显著缩小，重量可以明显减轻，输入同样大小电流及电功率的时候，最大制冷量大幅度提高。
本发明的目的是通过下面的技术方案实现的：用导热性能良好的金属材料制作成合适的一个内换热器、两个外换热器，内换热器开有让液体冷媒通过的内换热器液体冷媒流入/流出口，内换热器内部开有与内换热器液体冷媒流入/ 流出口相连通的内换热器液体冷媒流动通路，该内换热器液体冷媒流动通路是多条并行的平直扁长通孔，外换热器开有让液体冷媒通过的外换热器液体冷媒流入 /流出口，外换热器内部开有与外换热器液体冷媒流入/流出口相连通的外换热器液体冷媒流动通路是多条并行的平直扁长通孔，选择至少两片高效率的半导体制冷片和高效率的隔热材料，用一个内换热器、两个外换热器、半导体制冷片和隔热材料装配成新型大功率半导体制冷制热器，其特征是：新型大功率半导体制冷制热器内换热器的两个换热面分别与半导体制冷片紧密接触后再与一个外换热器紧密接触实现热传导连通，两个外换热器被用连接管路直接连通，构成新型大功率半导体制冷制热器全外换热器液体冷媒流动通路。
本发明的工作原理是这样的，这里以高温环境下电动汽车动力电池组的环境温度控制装置的制冷来举例说明，电动汽车动力电池组的环境温度控制装置通电后，新型大功率半导体制冷制热器、内循环输液泵、外循环输液泵及换热风机开始工作，动力电池组内部换热器不断地从动力电池组安装盒的内部吸取热量，通过与新型大功率半导体制冷制热器内换热器相连通的液体冷媒的循环流动通路把热量传给新型大功率半导体制冷制热器内换热器，再通过半导体制冷片的工作把热量传给新型大功率半导体制冷制热器外换热器，再通过液体冷媒的循环流动把热量传给复合换热器，由于换热风机工作散热，复合换热器上的热量被不断散发到周围的空气中，动力电池组安装盒内部的热量被不断地吸走，温度降低，达到电动汽车动力电池组的环境温度控制在规定范围内的目的，新型大功率半导体制冷制热器由一个新型大功率半导体制冷制热器内换热器、两个新型大功率半导体制冷制热器外换热器、实际使用中由至少四片半导体制冷片组合构成，外换热器液体冷媒流动通路是多条并行的平直外扁长通孔，可以大幅度增加外换热器与流动液体的换热面积，新型大功率半导体制冷制热器外换热器不必制作得太大，降低了新型大功率半导体制冷制热器外换热器制作工艺难度和新型大功率半导体制冷制热器组合装配工艺难度，内换热器液体冷媒流动通路是多条并行的平直扁长通孔，可以大幅度增加内换热器与流动液体的换热面积，而且内换热器的多条并行的扁长通孔是平直通孔，有利于减少液体流动阻力，增加液体流量，能够大幅度提高内换热器与流动液体的换热效率，外换热器液体冷媒流动通路是多条并行的平直扁长通孔，可以大幅度增加外换热器与流动液体的换热面积，而且外换热器的多条并行的扁长通孔是平直通孔，有利于减少液体流动阻力，增加液体流量，能够大幅度提高外换热器与流动液体的换热效率，新型大功率半导体制冷制热器内换热器及新型大功率半导体制冷制热器外换热器都是通过液体换热把热量带走，效率很高，所以可用于大功率、大冷量半导体制冷制热产品。
附图说明：本发明的附图说明如下：
图1是本发明的实施例的原理结构示意图；
图2是本发明的实施例中新型大功率半导体制冷制热器内换热器正面剖视图；
图3是本发明的实施例中新型大功率半导体制冷制热器内换热器A-A 向剖视图；
图4是本发明的第一种实施例中新型大功率半导体制冷制热器外换热器正面剖视图；
图5是本发明的第二种实施例新型中大功率半导体制冷制热器外换热器正面剖视图；
图中：1.半导体制冷片；2.内换热器；3.外换热器；4.内换热器液体冷媒流入/流出口；5.内换热器液体冷媒流动通路；6.外换热器液体冷媒流入/ 流出口；7.外换热器液体冷媒流动通路；8.隔热材料；9.连接管路。
具体实施方式：如图1、图2、图3及图4所示，用导热性能良好的金属材料制作成合适的一个内换热器(2)、两个外换热器(3)，内换热器(2) 开有让液体冷媒通过的内换热器液体冷媒流入/流出口(4)，内换热器(2)内部开有与内换热器液体冷媒流入/流出口(4)相连通的内换热器液体冷媒流动通路 (5)，该内换热器液体冷媒流动通路(5)是多条并行的平直扁长通孔，外换热器(3)开有让液体冷媒通过的外换热器液体冷媒流入/流出口(6)，外换热器(3) 内部开有与外换热器液体冷媒流入/流出口(6)相连通的外换热器液体冷媒流动通路(7)是多条并行的平直扁长通孔，选择至少两片高效率的半导体制冷片(1) 和高效率的隔热材料(8)，用一个内换热器(2)、两个外换热器(3)、半导体制冷片(1)和隔热材料(8)装配成新型大功率半导体制冷制热器，其特征是：新型大功率半导体制冷制热器内换热器(2)的两个换热面分别与半导体制冷片(1) 紧密接触后再与一个外换热器(3)紧密接触实现热传导连通，两个外换热器(3) 被用连接管路(9)直接连通，构成新型大功率半导体制冷制热器全外换热器液体冷媒流动通路。
本发明的工作原理是这样的，这里以高温环境下电动汽车动力电池组的环境温度控制装置的制冷来举例说明，电动汽车动力电池组的环境温度控制装置通电后，新型大功率半导体制冷制热器、内循环输液泵、外循环输液泵及换热风机开始工作，动力电池组内部换热器不断地从动力电池组安装盒的内部吸取热量，通过与新型大功率半导体制冷制热器内换热器(2)相连通的液体冷媒的循环流动通路把热量传给新型大功率半导体制冷制热器内换热器(2)，再通过半导体制冷片(1)的工作把热量传给新型大功率半导体制冷制热器外换热器(3)，再通过液体冷媒的循环流动把热量传给复合换热器，由于换热风机工作散热，复合换热器上的热量被不断散发到周围的空气中，动力电池组安装盒内部的热量被不断地吸走，温度降低，达到电动汽车动力电池组的环境温度控制在规定范围内的目的，新型大功率半导体制冷制热器由一个新型大功率半导体制冷制热器内换热器(2)、两个新型大功率半导体制冷制热器外换热器(3)、实际使用中由至少四片半导体制冷片(1)组合构成，外换热器液体冷媒流动通路(7)是多条并行的平直扁长通孔，可以大幅度增加外换热器(3)与流动液体的换热面积，新型大功率半导体制冷制热器外换热器(3)不必制作得太大，降低了新型大功率半导体制冷制热器外换热器(3)制作工艺难度和新型大功率半导体制冷制热器组合装配工艺难度，内换热器液体冷媒流动通路(5)是多条并行的平直扁长通孔，可以大幅度增加内换热器(2)与流动液体的换热面积，而且内换热器(2)的多条并行的扁长通孔是平直通孔，有利于减少液体流动阻力，增加液体流量，能够大幅度提高内换热器(2)与流动液体的换热效率，外换热器液体冷媒流动通路 (7)是多条并行的平直扁长通孔，可以大幅度增加外换热器(3)与流动液体的换热面积，而且外换热器(3)的多条并行的扁长通孔是平直通孔，有利于减少液体流动阻力，增加液体流量，能够大幅度提高外换热器(3)与流动液体的换热效率，新型大功率半导体制冷制热器内换热器(2)及新型大功率半导体制冷制热器外换热器(3)都是通过液体换热把热量带走，效率很高，所以可用于大功率、大冷量半导体制冷制热产品，经样机实际测试数据与本发明人以前所研发的大功率、大冷量半导体制冷制热产品相比较，产品成本不增加，本新型大功率半导体制冷制热器的体积缩小30％，重量减轻50％以上，输入同样大小电流及电功率的时候，制冷效率及最大制冷量提高40％以上，按照本技术方案制作的样机的最大制冷量很容易达到了千瓦级，完全能够满足乘用电动汽车动力电池组的环境温度控制的技术要求。
显然，如图1所示，本发明实施例中的两个外换热器(3)是用连接管路(9)相互串联连通，构成新型大功率半导体制冷制热器全外换热器液体冷媒流动通路。
显然，本发明实施例中的两个外换热器(3)也可以是用连接管路(9) 相互并联连通，构成新型大功率半导体制冷制热器全外换热器液体冷媒流动通路。
如图4所示，外换热器(3)内部的外换热器液体冷媒流动通路(7) 可以是多条并行的平直扁长通孔
如图5所示，外换热器(3)内部的外换热器液体冷媒流动通路(7) 或者也可以是S形弯曲的长通孔。
Claims (4)
1.一种新型大功率半导体制冷制热器，它包括一个内换热器(2)、两个外换热器(3)、至少两片半导体制冷片(1)和隔热材料(8)，内换热器(2)开有让液体冷媒通过的内换热器液体冷媒流入/流出口(4)，内换热器(2)内部开有与内换热器液体冷媒流入/流出口(4)相连通的内换热器液体冷媒流动通路(5)，外换热器(3)开有让液体冷媒通过的外换热器液体冷媒流入/流出口(6)，外换热器(3)内部开有与外换热器液体冷媒流入/流出口(4)相连通的外换热器液体冷媒流动通路(7)，其特征是：内换热器(2)的两个换热面分别与半导体制冷片(1)紧密接触后再与一个外换热器(3)紧密接触实现热传导连通，两个外换热器(3)用连接管路(9)相互连通，构成新型大功率半导体制冷制热器全外换热器液体冷媒流动通路。
2.如权利要求1所述一种新型大功率半导体制冷制热器，其特征是：内换热器(2)内部开有的内换热器液体冷媒流动通路(5)是多条并行的平直扁长通孔。
3.如权利要求1所述一种新型大功率半导体制冷制热器，其特征是：外换热器(3)内部的外换热器液体冷媒流动通路(7)是多条并行的平直扁长通孔。
4.如权利要求1所述一种新型大功率半导体制冷制热器，其特征是：外换热器(3)内部的外换热器液体冷媒流动通路(7)或者也可以是S形弯曲的长通孔。
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