CN209639306U - 循环饮用液体制冷换热器及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于换热器技术领域，公开了一种循环饮用液体制冷换热器及制冷设备，其中，循环饮用液体制冷换热器包括壳体和换热片，所述壳体包括进口、出口和换热腔，在换热腔内且正对进口处设有挡板；所述换热片包括换热片本体，换热片本体的正、反面分别为液体接触面和芯片接触面，液体接触面上设有扰流翅片，换热片固定安装在所述壳体上，且扰流翅片位于换热腔内。本实用新型能够有效提高半导体制冷系统的换热效率，制冷效率显著提高，制冷迅速。

Description

循环饮用液体制冷换热器及制冷设备

技术领域

本实用新型属于换热器技术领域，具体地涉及一种循环饮用液体制冷换热器及制冷设备。

背景技术

在现有的供饮设备内，大都采用半导体制冷的方式提供冷水，半导体制冷方式是利用珀尔帖效应的一种特殊制冷方式，其工作原理为，将半导体制冷芯片通电后，其两面一面制热(热端)，一面制冷(冷端)，利用其冷端来进行制冷。该制冷方式主要拥有以下优点：无冷媒更环保，噪音小，重量轻，安装方便，生产工艺高等优点，缺点是制冷能力低下。半导体制冷芯片在通电后，其两面一面制热(热端)，一面制冷(冷端)，其制冷能力除了受其本身芯片的特性影响外，还受到冷端换热性能的严重影响。

目前半导体制冷系统中，半导体制冷系统的冷端采用的换热器通常是一个小的散热铝，将散热铝与水箱内的水直接接触，来使得水温逐渐降低。但是换热效率很低，造成制冷效率低下。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型第一方面提供一种循环饮用液体制冷换热器，用于循环制冷的半导体制冷系统中，能够有效提高半导体制冷系统的冷端换热效率。

根据本实用新型第一方面提供的循环饮用液体制冷换热器，包括：

壳体，所述壳体包括进口、出口和换热腔，所述进口和出口均与所述换热腔相连通，在所述换热腔内且正对所述进口处设有挡板；

换热片，所述换热片包括换热片本体，所述换热片本体的正、反面分别为液体接触面和芯片接触面，所述液体接触面上设有扰流翅片，所述换热片通过所述液体接触面固定安装在所述壳体上，且所述扰流翅片位于所述换热腔内。

优选地，所述挡板为水平挡板，在所述挡板顶部且靠近所述进口的一侧设有弧形凹陷，所述进口位于所述弧形凹陷上方。

优选地，所述挡板为V形挡板或弧形挡板，所述弧形挡板的弧形面向靠近所述进口的方向凸起，所述挡板上设有多个分流孔。

优选地，所述换热片具有两个以上，各相邻所述换热片之间通过换热片本体固定连接。

优选地，所述进口和出口分别设在所述壳体的上、下端。

优选地，所述换热腔周围形成有安装面，所述安装面上设有多个第一安装孔，所述换热片本体上设有与各所述第一安装孔相配合的多个第二安装孔。

优选地，所述安装面上设有围绕所述换热腔一圈的凹槽，所述凹槽内设有密封圈。

优选地，所述安装面左、右侧分别设有安装耳，各所述安装耳上均设有第三安装孔。

优选地，所述换热片为铝片。

本实用新型循环饮用液体制冷换热器用于循环制冷的半导体制冷系统中，能够有效提高半导体制冷系统的换热效率，制冷效率显著提高，制冷迅速；本实用新型在换热腔内且正对进口处设置挡板，使得饮用液体流动时形成局部紊流，能够提高换热效率，同时使得饮用液体能够沿挡板宽度方向分散后流过扰流翅片，避免饮用液体只沿进口方向流入换热腔内，而导致换热腔内中间部位饮用液体流速快，边缘部位饮用液体流速慢，引起扰流翅片与饮用液体的换热不均衡，降低换热效率；扰流翅片位于换热腔内，可以使得扰流翅片整体浸泡在流动的循环饮用液体中，并能在饮用液体流动时形成局部的紊流，形成充分的热交换，进一步增加换热效果。

本实用新型第二方面提供一种制冷设备，包括第一方面所述的任一种循环饮用液体制冷换热器。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型一种具体实施方式的循环饮用液体制冷换热器的结构示意图；

图2是本实用新型一种具体实施方式的壳体的结构示意图；

图3是图2的仰视图；

图4是本实用新型另一种具体实施方式的壳体的结构示意图；

图5是图4的仰视图；

图6是本实用新型又一种具体实施方式的壳体的结构示意图；

图7是本实用新型一种具体实施方式的换热片的结构示意图；

图8是图7的左视图；

图9是图7的右视图；

图10是本实用新型另一种具体实施方式的换热片的结构示意图；

图11是图10的左视图；

图12是图10的右视图；

图13是与本实用新型另一种具体实施方式的换热片相配套的壳体的结构示意图。

附图标记说明

1壳体

11出口 12换热腔

13挡板 131弧形凹陷

132分流孔 14进口

15安装面 151第一安装孔

152凹槽 16安装耳

161第三安装孔 2换热片

21换热片本体 211芯片接触面

212液体接触面 213第二安装孔

22扰流翅片

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1至图13所示，本实用新型第一方面提供一种循环饮用液体制冷换热器，包括壳体1和换热片2。

具体地，如图1所示，所述壳体1包括进口14、出口11和换热腔12，所述进口14和出口11均与所述换热腔12相连通，在所述换热腔12内且正对进口14处设有挡板13。

所述换热片2包括换热片本体21，所述换热片本体21的正、反面分别为液体接触面212和芯片接触面211，所述液体接触面212上设有扰流翅片22，所述换热片2通过所述液体接触面212固定安装在所述壳体1上，且所述22位于所述换热腔12内。

本实用新型循环饮用液体制冷换热器(以下简称换热器)用于半导体制冷系统中，壳体1上的进口14和出口11分别与半导体制冷系统中的存储容器的出液管道和进液管道连接，所述换热片2的芯片接触面212用于固定半导体制冷芯片，半导体制冷芯片通电后，一端制冷，另一端制热，本实用新型换热器与半导体制冷芯片的冷端接触。半导体制冷系统在工作时，通过泵送装置使存储容器内的饮用液体循环流过换热器，从而形成饮用液体的强迫对流换热，使得存储容器内的饮用液体温度迅速降低，饮用液体的强迫对流换热系数达到1000～15000W/(m²·℃)，能够有效提高半导体制冷系统的换热效率，制冷效率显著提高，制冷迅速。

存储容器内的饮用液体在本实用新型的换热器内循环换热的具体过程为：存储容器内的饮用液体从进口14进入换热腔12内，并沿液体接触面212上的扰流翅片22向出口11方向流动，饮用液体与换热片2接触进行换热，换热冷却后的饮用液体通过出口11进入存储容器内，存储容器内的饮用液体继续进入换热器内进行换热，如此循环往复，使得存储容器内的饮用液体快速冷却。

本实施方式中，在所述换热腔12内且正对进口14处设有挡板13，使得饮用液体流动时形成局部紊流，能够提高换热效率，同时使得饮用液体能够从各个方向流过换热片2的表面，避免饮用液体只沿进口14方向流入换热腔12内，而导致换热腔12内中间部位饮用液体流速快，边缘部位饮用液体流速慢，引起换热片2与饮用液体的换热不均衡，降低换热效率。

本实施方式中，如图2和图3所示，所述挡板13为水平挡板，在所述挡板13顶部且靠近所述进口14的一侧设有弧形凹陷131，所述进口14位于所述弧形凹陷131上方。

如此，通过设置弧形凹陷131，使得从进口14出来的液体能够呈喷射状更均匀扩散到各个方向，从而能进一步提高换热效率。

其中，所述挡板13固定在所述换热腔12底壁上，所述挡板13的高度小于所述换热腔12侧壁的高度，使得饮用液体通过所述弧形凹陷131喷出分散后能从挡板13顶部流出与换热片2接触换热。

当然，所述挡板13也可以为其它结构，例如，如图4至图6所示，所述挡板13为V形挡板或弧形挡板，当为弧形挡板时，所述弧形挡板的弧形面向靠近所述进口14的方向凸起，所述挡板13上设有多个分流孔132。

通过将所述挡板13设为V形挡板或弧形挡板，使得饮用液体从进口14进来后能够沿着挡板13分散流动，并通过挡板上的分流孔132流入换热腔12内，使得饮用液体能够从各个方向流过换热片2的表面，从而提高换热效率，避免饮用液体只沿进口14方向流入换热腔12内，而导致换热腔12内中间部位饮用液体流速快，边缘部位饮用液体流速慢，引起换热片2与饮用液体的换热不均衡，降低换热效率。

本实施方式中，所述扰流翅片22可以为如图7和图8所示的多个均匀排列的板状扰流翅片，也可以为方形柱状扰流翅片或圆柱状扰流翅片或者是不同形状的扰流翅片组合而成的复合扰流翅片，从而能够在饮用液体流动时形成局部的紊流，形成充分的热交换，进一步增加换热效果，提高换热效率。

在另一种实施方式中，如图10至图12所示，所述换热片2具有两个以上，各相邻所述换热片2之间通过换热片本体21固定连接。对应地，如图13所示，所述壳体1的换热腔12可以形成较长一些，以同时容纳各所述换热片2上的扰流翅片22；同时，各所述换热片2的芯片接触面212上分别固定有一个半导体制冷芯片，因此，使得所述换热片2上可以固定多个半导体制冷芯片，通过固定多个半导体制冷芯片，能够大大提高半导体制冷系统的制冷能力，能够满足高制冷功率的要求。

由此，通过设置两个以上换热片2，这样使得饮用液体经过换热器时，可以使得换热效率更高、制冷速度更快，同时使得能够冷却的饮用液体的容积更大，采用这种结构的换热器可以应用于取水量大的场合。

另外，除了将多个换热片2通过换热片本体21固定连接成一体，也可以将多个换热片2直接做成一体式结构。

在本实施方式中，优选地，所述芯片接触面211为凸出于所述换热片本体21的凸面。

所述芯片接触面211用于贴合固定半导体制冷芯片，半导体制冷芯片是通过本实用新型的换热器和散热器压紧固定的，因此，将半导体制冷芯片设置在凸面上，一方面便于更好的压紧固定半导体制冷芯片，另一方面为半导体制冷芯片上的电线留出安装空隙，避免压住电线。

本实施方式中，所述进口14和出口11分别设在所述壳体1的上、下端。

如此，使得饮用液体能够更大范围的流过换热片2，加大饮用液体与换热片2的接触面积，使得饮用液体换热均匀，从而进一步提高换热效率。

本实施方式中，所述换热腔12周围形成有安装面15，所述安装面15上设有多个第一安装孔151，所述换热片本体21上设有与各所述第一安装孔151相配合的多个第二安装孔213。

如此，通过安装面15的设置方便将换热片2固定安装在壳体1上，且安装面15围绕换热腔12设置，在安装面15上设多个第一安装孔151，再通过第二安装孔213与第一安装孔151配合安装，可以保证换热腔12周围的连接紧密性，从而保证换热片2与壳体1的连接紧密性，有效避免换热腔12内饮用液体的泄露，且使得换热片2与壳体1的安装、拆卸更加方便。

其中，所述第一安装孔151为螺纹孔，使得所述换热片2与所述壳体1可以通过螺钉固定连接，增大连接的牢靠性。

优选地，所述第二安装孔213的直径比所述第一安装孔151的直径大。

如此，一方面可以适当降低各安装孔的加工精度，从而提高了安装孔的加工效率，减少了修孔工作量；另一方面便于对孔安装，避免因为安装孔的位置误差导致螺钉穿过困难的问题，减少或避免安装时的修孔，能够大大提高安装效率。

本实施方式中，所述安装面15上设有围绕所述换热腔12一圈的凹槽152，所述凹槽152内设有密封圈。

如此，能够更好的保证换热片2与壳体1的连接密封性，进一步避免换热腔12内饮用液体的泄露。

本实施方式中，所述安装面15左、右侧分别设有安装耳16，各所述安装耳16上均设有第三安装孔161。

本实用新型的换热器用于半导体制冷系统中时，还需要与散热器进行连接，通过设置安装耳16便于换热器与散热器的固定连接。

本实施方式中，所述换热片2为铝片。

铝片的导热性好，能够提高换热效率，且不易生锈，易于加工。

本实用新型第二方面提供一种制冷设备，包括第一方面所述的任一种循环饮用液体制冷换热器。

采用第一方面所述的循环饮用液体制冷换热器能够有效提高制冷设备的换热效率，使得所述制冷设备的制冷效率显著提高，制冷迅速。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种循环饮用液体制冷换热器，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)包括进口(14)、出口(11)和换热腔(12)，所述进口(14)和出口(11)均与所述换热腔(12)相连通，在所述换热腔(12)内且正对所述进口(14)处设有挡板(13)；

换热片(2)，所述换热片(2)包括换热片本体(21)，所述换热片本体(21)的正、反面分别为液体接触面(212)和芯片接触面(211)，所述液体接触面(212)上设有扰流翅片(22)，所述换热片(2)通过所述液体接触面(212)固定安装在所述壳体(1)上，且所述扰流翅片(22)位于所述换热腔(12)内。

2.根据权利要求1所述的循环饮用液体制冷换热器，其特征在于，所述挡板(13)为水平挡板，在所述挡板(13)顶部且靠近所述进口(14)的一侧设有弧形凹陷(131)，所述进口(14)位于所述弧形凹陷(131)上方。

3.根据权利要求1所述的循环饮用液体制冷换热器，其特征在于，所述挡板(13)为V形挡板或弧形挡板，所述弧形挡板的弧形面向靠近所述进口(14)的方向凸起，所述挡板(13)上设有多个分流孔(132)。

4.根据权利要求1所述的循环饮用液体制冷换热器，其特征在于，所述换热片(2)具有两个以上，各相邻所述换热片(2)之间通过换热片本体(21)固定连接。

5.根据权利要求1至4中任一所述的循环饮用液体制冷换热器，其特征在于，所述进口(14)和出口(11)分别设在所述壳体(1)的上、下端。

6.根据权利要求1至4中任一所述的循环饮用液体制冷换热器，其特征在于，所述换热腔(12)周围形成有安装面(15)，所述安装面(15)上设有多个第一安装孔(151)，所述换热片本体(21)上设有与各所述第一安装孔(151)相配合的多个第二安装孔(213)。

7.根据权利要求6所述的循环饮用液体制冷换热器，其特征在于，所述安装面(15)上设有围绕所述换热腔(12)一圈的凹槽(152)，所述凹槽(152)内设有密封圈。

8.根据权利要求6所述的循环饮用液体制冷换热器，其特征在于，所述安装面(15)左、右侧分别设有安装耳(16)，各所述安装耳(16)上均设有第三安装孔(161)。

9.根据权利要求1至4中任一所述的循环饮用液体制冷换热器，其特征在于，所述换热片(2)为铝片。

10.一种制冷设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的循环饮用液体制冷换热器。