CN115727564A - 热电致冷芯片的冷面应用装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热电致冷芯片的冷面应用装置，包括：冷却部、板状回路、泵浦、储液瓶以及管路，冷却部适于连接热电致冷芯片的冷面，泵浦输送抗冻液循环通过冷却部、板状回路及储液瓶。由于冷却部及板状回路具有极大的热交换面积与极佳的热传导率，热电致冷芯片开始运作，本发明的热电致冷芯片的冷面应用装置可立即传导热电致冷芯片冷面的冷度，冷却效能符合车用空调等产品的标准，具有极高的产业利用性。

Description

热电致冷芯片的冷面应用装置

技术领域

本发明有关于一种热电致冷芯片的应用装置，且特别是有关一种热电致冷芯片的冷面应用装置。

背景技术

应用热电原理的热电致冷芯片主要由外部两片绝缘的陶瓷基板及内部多组的P型与N型碲化铋系列(Bismuth Telluride Based)热电材料及导电铜电极串联构成。当电流由电极进入热电材料，或是由热电材料进入电极时，在异质材料接合的界面将会分别产生吸热与放热的现象，使得该处的温度降低与升高，借由控制直流电通电量的大小和方向，可以决定吸/放热量的大小及相对位置。热电致冷芯片在能源效益比COP值尚不及压缩机系统，但在要求小体积、无动件、低噪音、轻量化且精确控温等应用需求领域，热电致冷芯片有独特的优势，目前热电致冷芯片在光通讯精密温控、生医与半导体制程设备热循环、消费性小型家电等应用市场快速成长。

因为车辆的内部空间大于电子、通讯、小型家电等产品的内部空间，车用空调的冷度连续性需求高于其他产品的冷度连续性需求，如果应用致冷芯片冷面的设备可符合车用空调的冷度连续性需求，也就能符合其他产品的冷度需求。图1为现有热电致冷芯片车用空调设备的方块图。如图1所示，热电致冷芯片车用空调设备1包括热电致冷芯片10、冷面模块11、热面模块12、预冷槽13、蒸发器14、入水泵浦15、出水泵浦16、风扇17、散热装置18、冷水管路110及热水管路120。热电致冷芯片10具有相对的冷面及热面，冷面模块11及热面模块12分别连接冷面及热面，入水泵浦15设置于冷面模块11与预冷槽13之间，出水泵浦16设置于预冷槽13与蒸发器14之间，风扇17设置于蒸发器14的一侧，冷水管路110连通冷面模块11、预冷槽13、蒸发器14、入水泵浦15及出水泵浦16，热水管路120连通热面模块12及散热装置18。

热电致冷芯片车用空调设备1的热电致冷芯片10通电后，热面温度升高而冷面的温度降低，冷面模块11及热面模块12分别传导冷面的冷度及热面的热度，由于冷面模块11的冷度传导效率无法实时将足量的水降至产生冷风所需的低温，因此在冷面模块11与蒸发器14之间设置约10公升的预冷槽13，入水泵浦15将预冷槽13内的水经由冷水管路110循环输入冷面模块11降温，待预冷槽13内的水降至预定温度(例如0℃)，出水泵浦16开始将预冷槽13内的低温水输送至蒸发器14，风扇17吹送的空气通过蒸发器14降温成冷风，吸收空气热量的水流出蒸发器14经由冷水管路110管路流入预冷槽13，入水泵浦15再将混合低温水及吸热后的水输入冷面模块11进行冷却。

以车用压缩机空调设备的标准，在风扇17最大风量下蒸发器出风口的冷风温度须达到8℃-12℃，才符合车用空调的冷度需求。在现有热电致冷芯片车用空调设备1，冷面模块11的冷却效率低于蒸发器的吸热效率，预冷槽13与双重循环冷水管路110难以保冷，吸收空气热量的水回流至预冷槽13，以致无法维持预冷槽内水的冷度，在环境温度约30℃实际测量，风扇17运转后，预冷槽13的水温就由预冷温度逐渐回升，当预冷槽13的水温达到稳定状态(约15℃-20℃)时，蒸发器14出风口的冷风温度约25℃-27℃，无法达到车用空调的冷度连续性需求，而大体积的预冷槽13和水量不具有商业化应用的可能。因此，如何解决热电致冷芯片冷面应用的种种问题，即为发展本发明的主要目的。

发明内容

为解决现有应用热电致冷芯片的种种问题，本发明提供一种热电致冷芯片的冷面应用装置，包括：冷却部、板状回路、泵浦、储液瓶以及管路，冷却部包括盒体、多个隔板及助冷结构，其中盒体具有侧壁、第一入液口及第一出液口，侧壁的外表面适于连接热电致冷芯片的冷面，隔板设置于盒体内且具有孔道，相邻两个隔板的孔道位于侧壁的内表面相对两侧，使隔板之间形成往复流道，助冷结构设置于往复流道且具有连续相骨架及多个孔隙；板状回路包括扁管、连通扁管二端的第二入液口及第二出液口；泵浦及储液瓶设置于第二出液口与第一入液口之间；管路连通储液瓶、泵浦、第一入液口、第一出液口、第二入液口及第二出液口，供泵浦输送抗冻液循环通过盒体、板状回路及储液瓶。

在一实施例中，上述第一出液口及上述第一入液口位于上述盒体沿重力方向的上侧及下侧。

在一实施例中，上述孔隙占上述助冷结构的70％至90％体积。

在一实施例中，上述侧壁的内表面形成凸条，上述助冷结构连接凸条。

在一实施例中，上述第二入液口位于上述板状回路沿重力方向的下侧。

在一实施例中，上述盒体装载抗冻液的容量大于上述板状回路、上述管路及上述储液瓶装载抗冻液的容量。

在一实施例，上述储液瓶的容积不大于200毫升。

在一实施例中，上述泵浦及上述储液瓶分别具有入液孔及出液孔，上述储液瓶的出液孔嵌入上述泵浦的入液孔，上述泵浦的出液孔经由上述管路连通上述盒体的上述第一入液口，上述盒体的上述第一出液口经由上述管路连通上述板状回路的上述第二入液口，上述板状回路的上述第二出液口经由上述管路连通上述储液瓶的入液口。

在一实施例中，上述热电致冷芯片的冷面应用装置还包括：鳍片，连接上述扁管。

在一实施例中，上述热电致冷芯片的冷面应用装置还包括：箱体及风扇、其中箱体具有入气区及出气区，风扇设置于入气区，上述板状回路设置于入气区与出气区之间。

本发明的热电致冷芯片的冷面应用装置大幅增加盒体及板状回路的热交换面积且具有极佳的热传导率，热电致冷芯片开始运作，可立即传导热电致冷芯片冷面的冷度，相较于现有技术，本发明的热电致冷芯片的冷面应用装置无需使用预冷槽，大幅减少抗冻液用量及容易散失冷度的循环管路，冷却效能可符合车用空调、电梯空调、美容仪器、移动冰箱、疫苗保存箱、器官保存箱等产品的标准，具有极高的产业利用性。

附图说明

图1为现有热电致冷芯片车用空调设备的方块图；

图2为本发明一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的方块图；

图3A为本发明一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的冷却部的立体透视图，图3B为本发明另一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的冷却部的侧视图；

图4图为本发明又一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的冷却部的立体透视图；

图5A为本发明一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的板状回路的侧视图，图5B为图5A中I’段剖视图；

图6A为本发明一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的板状回路及鳍片的侧视图，图6B为本发明另一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的板状回路及鳍片的前视图；

图7为本发明一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的透视图；

图8为本发明又一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的侧视图；

图9为本发明另一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的透视图。

附图标记说明：

1：现有热电致冷芯片车用空调设备；

10：热电致冷芯片；

11：冷面模块；

12：热面模块；

13：预冷槽：

14：蒸发器；

15：入水泵浦；

16：出水泵浦；

17：风扇；

18：散热装置；

101：冷面；

110：冷水管路；

120：热水管路；

2，3，4，5：热电致冷芯片的冷面应用装置；

21，31，41：冷却部；

22，32，42，52：板状回路；23，33：泵浦；

24，34：储液瓶；

25，35，54：管路；36，44，55：箱体；37，45，56：风扇；43，53：鳍片；

46：负离子产生器；311，411：盒体；

312，412：隔板；

313，413：助冷结构；

314：隔热结构；

321，421，521：扁管；

322，422，522：第二入液口；323，423，523：第二出液口；331，341：入液孔；332，342：出液孔；351：隔热材料；

361，441，551：入气区；

362，442，552：出气区；

363，553：排水接头；

431：凹槽；

432：搭接片；

443：出水区；

3111，4111：侧壁；

3112，4112：第一入液口；

3113，4113：第一出液口；

3114，4114：往复流道；

3121，4121：孔道；4115：凸条。

具体实施方式

以下配合图式及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，以使熟习本发明所属技术领域中的技术人员在研读本说明书后可据以实施本发明。本文所用术语仅用于阐述特定实施例，而并非旨在限制本发明。除非上下文中清楚地另外指明，否则本文的用语包括单数及复数形式，用语“和/或”包含相关所列项其中一或多者的任意及所有组合，一组件“连接”或“连通”至另一组件时，包含两个组件直接连接或存在中间组件连接且可供流体通过两个组件。

图2为本发明一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的方块图。如图2所示，热电致冷芯片的冷面应用装置2包括：冷却部21、板状回路22、泵浦23、储液瓶24以及管路25，冷却部21连接热电致冷芯片10的冷面101，泵浦23及储液瓶24设置于冷却部21与板状回路22之间，管路25连通冷却部21、板状回路22、储液瓶24及泵浦23。热电致冷芯片10与热电致冷芯片的冷面应用装置2运作后，泵浦23经由管路25将抗冻液(例如：乙醇浓度50％以上的乙醇水溶液)循环通过冷却部21、板状回路22、储液瓶24(如图2箭头所示流动方向)进行热交换，以传导热电致冷芯片10冷面101的冷度。

图3A为本发明一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的冷却部的立体透视图。如图3A所示，在本实施例中，热电致冷芯片的冷面应用装置的冷却部31包括盒体311、隔板312、助冷结构313，盒体311具有侧壁3111、第一入液口3112及第一出液口3113，其中侧壁3111的外表面适于连接热电致冷芯片10的冷面101，隔板312设置于盒体311内且具有孔道3121，相邻两隔板312的两个孔道3121位于侧壁3111的内表面相对两侧使隔板312之间形成往复流道3114，助冷结构313设置于往复流道3114且具有连续相骨架及多个孔隙。

盒体311选用高导热率的金属材料(例如但不限于铝、铜、铝合金)制成。盒体311具有四矩形侧壁3111，第一出液口3113及第一入液口3112凸出侧壁311的上下两侧，盒体311可通过单一或多个侧壁3111连接热电致冷芯片10的冷面101，连接冷面101的侧壁外表面的尺寸可视对应的热电致冷芯片10的数量和尺寸设计，其外表面的面积大于一或多个(例如但不限于两个、三个、四个)冷面101的面积和，多余的面积对应未连接冷面101的两侧壁3111的厚度，可减少冷面101的低温传导至未连接冷面101的两侧壁3111。在本实施例中，盒体311的相对两侧壁3111分别连接上下排列的两热电致冷芯片10的冷面101，连接冷面101的两侧壁3111的间距(即未连接冷面101的侧壁3111的宽度)不大于冷面101的边长，可避免两侧壁3111的内表面与中间区域的抗冻液的温度差。

隔板312选用高导热率的金属材料(例如：铝、铜、铝合金等)制成。隔板312的数量可依据连接的热电致冷芯片10的数量及面积而调整，例如但不限于每一热电致冷芯片10对应四隔板312(即隔板数为4ⅹ热电致冷芯片数，往复流道3114的流道层数为隔板数+1)，隔板312接触连接冷面101的侧壁3111的两侧内表面，相邻两隔板312孔道3121分别朝向未连接冷面101的侧壁3111的两侧内表面，使往复流道3114在未连接冷面101的侧壁3111的两侧内表面转向。

助冷结构313选用高导热系数的金属材料(例如：镍、铝、镍合金、铝合金等)制成具有连续相骨架及形成于连续相骨架内的孔隙的块状结构，例如但不限于：泡沫金属、多个片水平或垂直排列的金属网、多个金属条交缠而成的金属团。助冷结构313接触侧壁3111的内表面及隔板312，连续相骨架具有大导热面积及高导热系数可快速传导冷面101的冷度(传导抗冻液的热)，孔隙可供抗冻液通过往复流道3114。助冷结构313的厚度介于10mm至200mm，孔隙占助冷结构313的70％至90％体积，孔隙的孔径介于0.5mm至3.0mm。

热电致冷芯片10通电运作后，冷面101产生低温，未经冷却或室温的抗冻液从盒体311下侧的第一入液口3112逆重力方向通过往复流道3114且经由助冷结构313、隔板312及侧壁3111迅速地与冷面101进行热交换(抗冻液释放热量或吸收冷度)，温度降低的抗冻液由第一出液口3113流出盒体311。

值得说明的是，空气的导热率远小于液体及固体，如果往复流道3114或抗冻液有空气或气泡会大幅影响抗冻液的热交换速率，本发明设计抗冻液由下而上通过往复流道3114可有效排除往复流道3114及抗冻液的空气，确保抗冻液的温度可迅速且充分地下降至目标温度。垂直于抗冻液流动方向上，第一入液口3112及第一出液口3113的截面积相同，使抗冻液转向的孔道3121的截面积约为第一入液口3112及第一出液口3113的截面积的1.1倍至1.2倍，可略为减缓抗冻液的转向流速，借由抗冻液在往复流道3114内的多次流速变化来进一步提升热交换效率。盒体311的侧壁3111与热电致冷芯片10的冷面101之间可夹置高导热率的导热垫或散热膏，进一步提升盒体311与冷面101的热交换效率。

图3B为本发明另一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的冷却部的侧视图。如图3B所示，热电致冷芯片的冷面应用装置的冷却部31除包括上述实施例的盒体311、隔板312及助冷结构313，进一步包括隔热结构314，盒体311设置于隔热结构314内。在本实施例中，隔热结构314为水平两侧开口的框体，上下方分别形成可供第一出液口3113及第一入液口3112嵌入的凹槽，盒体311的四侧壁3111中，连接热电致冷芯片的两侧壁3111对位隔热结构314的开口，未连接热电致冷芯片的两侧壁3111被隔热结构314遮蔽。隔热结构314选用低导热率的材料(例如：保丽龙、塑钢、高分子隔热材料等)制成，隔热结构314的内部空间略大于盒体311外部体积，隔热结构314与盒体311之间的空隙可填充绝热材料，防止空气接触低温的盒体311产生凝结水，造成抗冻液的冷度流失及损害其他电器。

图4为本发明又一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的冷却部的立体透视图。如图4所示，在本实施例中，热电致冷芯片的冷面应用装置的冷却部41包括盒体411、隔板412、助冷结构413，盒体411具有侧壁4111、第一入液口4112、第一出液口4113及多个凸条4115，其中凸条4115形成于未连接热电致冷芯片10的冷面101的侧壁4111的两侧内表面；隔板412设置于盒体411内且具有孔道4121，相邻两隔板412的两个孔道4121位于连接热电致冷芯片10的冷面101的侧壁4111的内表面相对两侧使隔板412之间形成往复流道4114；助冷结构413具有连续相骨架及多个孔隙，设置于往复流道4114且连接凸条4115。

盒体411、隔板412选用高导热率的金属材料(例如：铝、铜、铝合金等)及助冷结构413选用高导热率的金属材料(例如：镍、铝、镍合金、铝合金等)制成，助冷结构413接触凸条4115及隔板412，热电致冷芯片的冷面101的低温可快速传导至侧壁4111、凸条4115、隔板412及助冷结构413，使侧壁4111的低温经由凸条4115直接传导至助冷结构413，助冷结构413的连续相骨架和孔隙可分散抗冻液，大幅增加盒体411内抗冻液的热交换面积及效率。

图5A为本发明一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的板状回路的侧视图，图5B为图5A中I’段剖视图。如图5A所示，热电致冷芯片的冷面应用装置的板状回路32包括扁管321、连通扁管321两端的第二入液口322及第二出液口323。第二入液口322及第二出液口323的排列方向(水平、倾斜或垂直)可依安装需求而调整，若考虑防止或排除板状回路32或抗冻液内的气泡，第二入液口322位于板状回路32沿重力方向的下侧。

在本实施例中，板状回路32选用高导热率的金属材料(例如但不限于铝、铜)制成，在垂直抗冻液的流向上，扁管321、第二入液口322及第二出液口323的截面积相同，第二入液口322及第二出液口323的截面为圆形；如图5B所示，扁管321的截面积为扁椭圆形(截面的长短轴比值介于25至50)，扁管321两侧管壁的间距小，抗冻液在两侧管壁之间不会有温度梯度，扁管321的平坦管壁便于连接导热体(例如散热鳍片)或发热体(例如计算机芯片)与抗冻液进行热交换。

图6A为本发明一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的板状回路及鳍片的侧视图。如图6A所示，热电致冷芯片的冷面应用装置包括板状回路42及鳍片43，板状回路42包括扁管421、连通扁管421两端的第二入液口422及第二出液口423，鳍片43连接扁管421。在本实施例中，板状回路42选用高导热率的金属圆管(例如：铜、铝等)，保留两端圆管段形成第二入液口422及第二出液口423，自第二入液口422及第二出液口423将圆管逐渐锤压成扁管421，再依照热交换面积的需求U形弯折扁管421即可形成板状回路42，第二出液口423与第二入液口422位于板状回路42沿重力方向的上下侧。鳍片43选用高导热率的金属材料(例如：铜、铝等)制成，鳍片43对应板状回路42的扁管421的形状形成多个凹槽431及搭接片432，板状回路42的扁管421嵌入鳍片43的凹槽431并焊接在搭接片432上，鳍片43相对于板状回路42的另一侧可设置风扇或接合电子组件(例如：中央处理器、绘图处理器等)，大幅增加低温抗冻液与气流或发热体的热交换面积。

图6B为本发明另一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的板状回路及鳍片的前视图。如图6B所示，热电致冷芯片的冷面应用装置包括板状回路52及鳍片53，板状回路52包括扁管521、连通扁管521两端的第二入液口522及第二出液口523，扁管521嵌入并焊接在鳍片53内。在本实施例中，板状回路52及鳍片53选用高导热率的金属圆管(例如：铜、铝等)，保留两端圆管段形成第二入液口522及第二出液口523，自第二入液口522及第二出液口523将圆管逐渐锤压成扁管521，再依照热交换面积的需求U形弯折扁管521即可形成板状回路52，第二出液口523与第二入液口522位于板状回路52沿重力方向的下侧，便于连接冷却部的管路配置。

图7为本发明一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的透视图。如图3A、图3B及图7所示，热电致冷芯片的冷面应用装置3除包括冷却部31、板状回路32、泵浦33、储液瓶34及管路35，进一步包括箱体36及风扇37，箱体36具有入气区361、出气区362及排水接头363，风扇37设置于入气区361，板状回路32设置于入气区361与出气区362之间，排水接头363位于板状回路32的下方。泵浦33及储液瓶34分别具有入液孔331,341及出液孔332,342，储液瓶34的出液孔342嵌入泵浦33的入液孔331，泵浦33的出液孔332经由管路35连通盒体311的第一入液口3112，盒体311的第一出液口3113经由包覆隔热材料351的管路35连通板状回路32的第二入液口322，板状回路32的第二出液口323经由管路35连通储液瓶34的入液孔341，从而形成抗冻液的封闭流道。

在本实施例中，箱体36的可选用工程塑料(ABS、PC、PC加ABS)制成，连接盒体311的第一出液口3113与板状回路32的第二入液口322的管路35包覆隔热材料351来防止低温抗冻液的冷度散失；泵浦33选用沉水泵浦，储液瓶34的出液孔342嵌入泵浦33的入液孔331，省略泵浦33与储液瓶34之间的管路，可减少抗冻液吸收环境的热量而升温；风扇37可选用轴流扇，低温的抗冻液流入板状回路32，风扇37导入的气流被板状回路32传导的低温冷却，通过出气区362的低温气流可用于降低环境或发热体的温度；风扇37导入的气流所含的水蒸气接触低温的板状回路32会凝结成水，冷凝水可由排水接头363流出箱体36；吸热后的抗冻液通过管路35流入储液瓶34，泵浦33将储液瓶34的抗冻液输送至冷却部31的盒体311。在其他实施例中，风扇可选用鼓风扇、横流扇，泵浦可选用抽水泵浦，储液瓶的出液孔经由管路连通泵浦的入液孔，可弹性调整储液瓶的位置及减缩储液瓶容量。

值得说明的是，本发明的热电致冷芯片的冷面应用装置运作时，抗冻液是在封闭流道内循环流动，全部抗冻液的体积仅需不多于500毫升，盒体311的往复流道3114内装载的抗冻液体积大于往复流道3114外(包括板状回路32、管路35及储液瓶34)装载的抗冻液的体积(比值介于1至2，例如：1.2、1.4、1.5)，且冷却部31对抗冻液的热交换效率不低于板状回路32对抗冻液的热交换效率，从而冷却部31无须设置预冷槽即可不断提供足够的低温抗冻液至板状回路32吸收空气的热，使出气区362的气流保持低温而不会回升。热电致冷芯片的冷面应用装置3启动时，抗冻液循环的密闭流道需排出空气，以避免气泡影响抗冻液的热交换与流速，开始运作时，储液瓶34可供排出盒体311及板状回路32内的空气；长时间运作后，可能有部分抗冻液流失，使用者可由储液瓶34添加抗冻液；在泵浦33加速抗冻液循环时，储液瓶34储存的抗冻液可补充加速循环所需增加的抗冻液量，储液瓶34的容积不大于200毫升(例如但不限于150毫升、120毫升)。

以四个热电致冷芯片实测热电致冷芯片的冷面应用装置3的效能，环境温度设定为30℃以上，抗冻液的初始温度介于25℃至30℃，开启泵浦33循环抗冻液，再启动热电致冷芯片10，冷却部31的盒体311及板状回路32内的抗冻液可在热电致冷芯片10启动后1分钟至1.5分钟降至0℃，累计3分钟-3.5分钟降至-10℃，累计5分钟至5.5分钟降至-20℃，开启风扇37，设定风扇37最大风量5CFM(Cubic Feet per Minute)-6CFM，板状回路32的表面温度约5分钟由-20℃逐渐回升至-1℃至3℃，同时出气区362产生约8℃至12℃的冷风；热电致冷芯片的冷面应用装置3持续运作1小时以上，出气区362的冷风保持在8℃至12℃。实测结果可知，热电致冷芯片的冷面应用装置3的冷却效能已可符合车用空调、电梯空调、美容仪器、移动冰箱、疫苗保存箱、器官保存箱等产品的标准。

图8为本发明另一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的侧视图。如图4、图6A及图8所示，热电致冷芯片的冷面应用装置4包括冷却部41、板状回路42、鳍片43、泵浦(未图示)、储液瓶(未图示)、管路(未图示)，进一步包括箱体44、风扇45及负离子产生器46，箱体44具有入气区441、出气区442及出水区443，风扇45设置于入气区441，板状回路42设置于入气区441与出气区442之间且位于出水区443之上，鳍片43连接板状回路42，负离子产生器46设置于风扇45与板状回路42之间。

在本实施例中，箱体44选用工程塑料(ABS、PC、PC加ABS)制成，入气区441、鳍片43及出气区442的面积大致相同；风扇45选用鼓风扇，负离子产生器46可产生清除空气中灰尘、PM2.5、病毒的负离子或臭氧，风扇45导入的气流被低温的鳍片43与板状回路42快速冷却，通过出气区442的负离子冷风可用于降低环境或发热体的温度，风扇45导入的空气接触低温的板状回路42产生的凝结水流入出水区443后排出箱体44，吸热后的抗冻液通过管路回流冷却部41的盒体411。

以四个热电致冷芯片实测热电致冷芯片的冷面应用装置4的效能，环境温度设定为30℃以上，抗冻液的初始温度介于25℃至30℃，开启泵浦循环抗冻液、再开启热电致冷芯片与风扇45，设定风扇45最大风量5CFM(Cubic Feet per Minute)-6CFM，板状回路42的表面温度约5分钟降至-1℃至3℃，同时出气区442产生约8℃至12℃的冷风。

图9为本发明另一实施例的热电致冷芯片的冷面应用装置的透视图。如图4、图6B及图9所示，热电致冷芯片的冷面应用装置5包括冷却部41、板状回路52、鳍片53、泵浦(未图示)、储液瓶(未图示)、管路54，进一步包括箱体55及风扇56，管路54连通冷却部41、板状回路52、泵浦及储液瓶(未图示)，连通盒体411的第一出液口4113与板状回路52的第二入液口522的管路54包覆隔热材料541，箱体55具有入气区551、出气区552及排水接头553，风扇56设置于入气区551，入气区551的进气口可加装过滤空气中微粒的滤网(未图示)，板状回路52设置于入气区551与出气区552，排水接头553位于板状回路52的下方。

在本实施例中，板状回路52的扁管521由第二入液口522逆重力方向到最高位置后顺重力方向弯折至第二出液口523，第二入液口522及第二出液口523皆位于板状回路52沿重力方向的下侧，逆重力方向的扁管521嵌入鳍片53；箱体55的可选用工程塑料(ABS、PC、PC加ABS)制成，全部的扁管521和鳍片53曝露在入气区551与出气区552之间的空气流道的垂直截面，供抗冻液充分与风扇56导入的空气进行热交换；风扇56选用鼓风扇，可降低噪音。

值得说明的是，由于储液瓶的入液口连通板状回路52的第二出液口523，储液瓶的出液口连通泵浦及盒体411沿重力方向下侧的第一入液口4112，盒体411沿重力方向上侧的第一出液口4113连通板状回路52沿重力方向下侧的第二入液口522，所以储液瓶与盒体411通常设置在板状回路52沿重力方向的下侧，板状回路52的第二出液口523位于重力方向的下侧可减缩连通第二出液口523与储液瓶入液口的管路54的长度，减缩管路54的长度同时也减少盒体411的往复流道4114外装载的抗冻液的体积，当往复流道4114内的低温抗冻液的体积大于往复流道4114外的抗冻液的体积且盒体411的热交换效能不小于板状回路52和鳍片53的热交换效能，热电致冷芯片的冷面应用装置5即可长时间产生低温冷风。

综上所述，本发明的热电致冷芯片的冷面应用装置大幅增加盒体及板状回路的热交换面积且具有极佳的热传导率，热电致冷芯片开始运作，可立即传导热电致冷芯片冷面的冷度，相较于现有技术，本发明的热电致冷芯片的冷面应用装置无需使用预冷槽，大幅减少抗冻液用量及容易散失冷度的循环管路，冷却效能符合车用空调、电梯空调、美容仪器、移动冰箱、疫苗保存箱、器官保存箱等产品的标准，具有极高的产业利用性。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域的技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰、组合与改变。因此，凡所属技术领域中的技术人员，在未脱离本发明所揭示的精神与技术原理下所完成的一切等效修饰、组合或改变，仍应由本发明的申请专利范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种热电致冷芯片的冷面应用装置，其特征在于，包括：

冷却部，包括盒体、多个隔板及助冷结构，其中所述盒体具有侧壁、第一入液口及第一出液口，所述侧壁的外表面适于连接热电致冷芯片的冷面，所述隔板设置于所述盒体内且具有孔道，相邻两个所述隔板的所述孔道位于所述侧壁的内表面相对两侧，使所述隔板之间形成往复流道，所述助冷结构设置于所述往复流道且具有连续相骨架及多个孔隙；

板状回路，包括扁管、连通所述扁管二端的第二入液口及第二出液口；

泵浦及储液瓶，设置于第二出液口与所述第一入液口之间；以及

管路，连通所述储液瓶、所述泵浦、所述第一入液口、所述第一出液口、所述第二入液口及所述第二出液口，供所述泵浦输送抗冻液循环通过所述盒体、所述板状回路及所述储液瓶。

2.根据权利要求1所述的热电致冷芯片的冷面应用装置，其特征在于，所述第一出液口及所述第一入液口位于所述盒体沿重力方向的上侧及下侧。

3.根据权利要求1所述的热电致冷芯片的冷面应用装置，其特征在于，所述孔隙占所述助冷结构的70％至90％体积。

4.根据权利要求1所述的热电致冷芯片的冷面应用装置，其特征在于，所述侧壁的内表面形成凸条，所述助冷结构连接所述凸条。

5.根据权利要求1所述的热电致冷芯片的冷面应用装置，其特征在于，所述第二入液口位于所述板状回路沿重力方向的下侧。

6.根据权利要求1所述的热电致冷芯片的冷面应用装置，其特征在于，所述盒体装载所述抗冻液的容量大于所述板状回路、所述管路及所述储液瓶装载所述抗冻液的容量。

7.根据权利要求1所述的热电致冷芯片的冷面应用装置，其特征在于，所述储液瓶的容积不大于200毫升。

8.根据权利要求1所述的热电致冷芯片的冷面应用装置，其特征在于，所述泵浦及所述储液瓶分别具有入液孔及出液孔，所述储液瓶的出液孔嵌入所述泵浦的入液孔，所述泵浦的出液孔经由所述管路连通所述盒体的所述第一入液口，所述盒体的第一出液口经由所述管路连通所述板状回路的第二入液口，所述板状回路的所述第二出液口经由所述管路连通所述储液瓶的入液口。

9.根据权利要求1所述的热电致冷芯片的冷面应用装置，其特征在于，还包括：鳍片，连接所述扁管。

10.根据权利要求1所述的热电致冷芯片的冷面应用装置，其特征在于，还包括：箱体及风扇，所述箱体具有入气区及出气区，所述风扇设置于所述入气区，所述板状回路设置于所述入气区与所述出气区之间。

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