CN1239862C - 一种工质直浸式温差电致冷装置 - Google Patents
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Abstract
一种工质直浸式温差电致冷装置，包括温差电致冷器、散热器及工质，温差电致冷器的热端基板与散热器中的换热室构成一密闭腔体，腔体内有导热工质，温差电致冷器的热端基板直接浸入到该导热工质中，该热端基板上产生的热量借助导热工质传至整个散热器进行热交换。本发明消除常规平面贴合换热技术中的接触热阻形成的温度梯度差，减少热应力变形对温差电致冷器寿命的影响，提高温差电致冷装置的可靠性，提高制冷效率，提高整个装置的致冷量。
Description
技术领域
本发明涉及温差电致冷及传热领域，具体是一种工质直浸式温差电致冷装置。
背景技术
由于温差电致冷器本身面积小，热流密度较大，采用热管传热技术开发出的热管散热器对热量的高效传输起了很重要的作用。并广泛用于温差电致冷产品中。目前，温差电致冷器热端散热有三种形式：1、通过蒸发腔一个平面与温差电致冷器热端贴合传热，蒸发腔内工质气、液态并存，这种属气液相变(热管)传热型。2、利用内充满工质的换热腔中的一个平面与温差电致冷器热端贴合，换热腔的工质借助外力(如泵)流动带走热量进行换热，典型的水循环散热即属此类；3、实体固态导体的一个平面与温差电致冷器热端贴合，利用金属实体良好的导热性，借助风扇进行散热，此种方式在温差电致冷产品中应用最为广泛。以上三种散热方式有一共同点就是借助散热器的一个平面与温差电致冷器热端相贴合，增加了贴合面的接触热阻，造成传热过程温度梯度差，使热传导效率降低。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种工质直浸式温差电致冷装置。消除常规平面贴合换热技术中的接触热阻形成的温度梯度差，减少热应力变形对温差电致冷器寿命的影响，提高温差电致冷装置的可靠性，提高制冷效率，提高整个装置的致冷量。
本发明的目的是这样实现的：一种工质直浸式温差电致冷装置，包括温差电致冷器、散热器及工质，温差电致冷器的热端基板与散热器中的换热室构成一密闭腔体，该腔体内有导热工质，温差电致冷器的热端基板直接浸入到该导热工质中，该热端基板上产生的热量借助导热工质传至整个散热器进行热交换。
所述直接浸入到导热工质中的温差电致冷器的热端基板的侧面设置有翅。
所述直接浸入到导热工质中的温差电致冷器的热端基板的侧面为平面。
所述温差电致冷器的热端基板全部浸入到腔体内的导热工质中。
所述温差电致冷器的热端基板部分浸入到腔体内的导热工质中。
所述腔体内的导热工质为气态或液态工质。
所述腔体内的导热工质为气、液两相工质。
本发明有以下积极有益的效果：
本发明的结构为：温差电致冷器的热端基板(一般为Al2O3陶瓷基板或铝基板)与散热器换热室部分构成一密闭腔体，温差电致冷器的热端基板直接浸入到腔体内的导热工质中，温差电致冷器工作时热端基板上产生的热量借助导热工质传至整个散热器。由于温差电致冷器的热端基板直接浸入到导热工质中，温差电致冷器通电工作时，热端基板产生的热量直接由导热工质带走，因此消除了前述平面贴合散热结构中温差电致冷器的热端基板与散热器平面贴合产生了接触热阻及由该接触热阻在热量传递过程中形成的温度梯度差，从而提高了传热效率。直接浸入到导热工质中，摒弃了传统的机械平面贴合结构中的贴合度问题，减少了温差电致冷器工作时热端热应力变形对温差电致冷器造成的寿命影响，提高了温差电致冷装置的可靠性。
上述结构中，直接浸入到导热工质中的温差电致冷器的热端基板上可以设置翅以增加换热面积。同时在热端基板承受腔体内气液相变工作压力及密闭腔体密封性允许的前提条件下，散热器换热腔体内工质可以气、液两相并存，热端基板部分浸入到导热工质中，工作时利用气、液相变(热管)原理高效传递热量，既利用了热管传热技术，同时又消除了热管传热技术中接触热阻及热应力变形对温差电致冷器的寿命影响。如果热端基板不能承受气液相变工作压力，则腔体内只能充满液态工质。
由于温差电致冷器的热端基板直接浸入到导热工质中，温差电致冷器工作时，热端基板上热量传输效率最高，无常规平面贴合换热技术中接触热阻，并减少了热应力变形对温差电致冷器寿命影响，提高了温差电致冷装置的可靠性，而且还提高了温差电致冷装置的制冷量和制冷效率。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图。
图2是本发明用于冷藏箱的实施例的结构示意图。
图3是图2中温差电致冷器一实施例的结构剖视图。
图4是图2中温差电致冷器另一实施例的结构剖视图(带翅)。
具体实施方式
附图编号：
1、散热器 2、温差电致冷器 3、箱体绝热层
4、热端基板 5、翅
6、导热工质 7、腔体
请参照图1、图2，本发明是一种工质直浸式温差电致冷装置，包括温差电致冷器、散热器及工质，温差电致冷器的热端基板4与散热器1中的换热室构成一密闭腔体7，腔体7内有导热工质6，温差电致冷器的热端基板4直接浸入到导热工质6中，该热端基板上产生的热量借助导热工质6传至整个散热器1进行热交换。
请参照图4，所述直接浸入到导热工质中的温差电致冷器的热端基板4的侧面设置有翅5。
请参照图3，所述直接浸入到导热工质中的温差电致冷器的热端基板4的侧面也可以为平面。
所述温差电致冷器的热端基板4全部浸入到腔体7内的导热工质6中。
所述温差电致冷器的热端基板4也可以部分浸入到腔体7内的导热工质6中。
所述腔体7内的导热工质6为气态或液态工质。
所述腔体7内的导热工质6也可以为气、液两相工质。
在图1中，温差电致冷器的热端基板4与散热器中换热室部分通过焊接方式构成一密闭腔体7，温差电致冷器的热端基板做为蒸发室的一个侧面全部或部分直接浸入接触腔体7内的导热工质6。温差电致冷器的热端基板4上产生的热量借助导热工质6传至整个散热器进行热交换。温差电致冷器的热端基板可以带翅(如图4)以增加换热面积。由于温差电致冷器的热端基板直接浸入到导热工质中，热端基板上产生的热量直接由导热工质带走，因此消除了常规平面贴合散热结构中温差电致冷器的热端基板与散热器平面贴合产生的接触热阻及由该接触热阻在热量传递过程中形成的温度梯度层。直接浸入到导热工质中，摒弃了传统的机械平面贴合结构中的贴合度问题。减少了温差电致冷器工作时热端热应力变形对温差电致冷器造成的寿命影响，提高温差电致冷装置的可靠性和制冷效率，并增大了制冷量。
Claims (7)
1.一种工质直浸式温差电致冷装置，包括温差电致冷器、散热器及工质，其特征在于：温差电致冷器的热端基板(4)与散热器(1)中的换热室构成一密闭腔体(7)，腔体(7)内有导热工质(6)，温差电致冷器的热端基板(4)直接浸入到该导热工质(6)中，该热端基板上产生的热量借助导热工质(6)传至整个散热器(1)进行热交换。
2.如权利要求1所述的工质直浸式温差电致冷装置，其特征在于：所述直接浸入到导热工质中的温差电致冷器的热端基板(4)的侧面设置有翅(5)。
3.如权利要求1所述的工质直浸式温差电致冷装置，其特征在于：所述直接浸入到导热工质中的温差电致冷器的热端基板(4)的侧面为平面。
4.如权利要求1所述的工质直浸式温差电致冷装置，其特征在于：所述温差电致冷器的热端基板(4)全部浸入到腔体(7)内的导热工质(6)中。
5.如权利要求1所述的工质直浸式温差电致冷装置，其特征在于：所述温差电致冷器的热端基板(4)部分浸入到腔体(7)内的导热工质(6)中。
6.如权利要求1所述的工质直浸式温差电致冷装置，其特征在于：所述腔体(7)内的导热工质(6)为气态或液态工质。
7.如权利要求1所述的工质直浸式温差电致冷装置，其特征在于：所述腔体(7)内的导热工质(6)为气、液两相工质。
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