CN212457504U - 一种半导体制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及制冷设备技术领域，尤其涉及半导体制冷系统,包括半导体制冷组件，半导体制冷组件包括双极半导体制冷单元、制冷前块以及散热后块，双极半导体制冷单元的制冷面贴装有制冷前块，双极半导体制冷单元的制热面贴装有散热后块，散热后块内设有呈S型的散热通道，散热后块上设有分别与散热通道两端连通的入口和出口；入口连通自吸式水泵的输出端，出口连通散热器的输入端，散热器的输出端连通自吸式水泵的输入端。本实用新型在散热后块内设置S型的散热通道，通过液冷的方式对散热后块进行快速散热，提高散热后块的散热效率，达到良好的散热效果，同时，通过散热器对散热后块内的制冷液进行散热，散热速度快，效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及制冷设备技术领域，尤其涉及半导体制冷系统。
背景技术
半导体致冷器是由半导体所组成的一种冷却装置，通上电源之后，冷端的热量被移到热端，导致冷端温度降低，热端温度升高，实现制冷效果。半导体制冷器不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。
现有的半导体制冷装置的热惯性非常小，冷端制冷很快，短时间内在热端集合大量热，特别是在大容器制冷时，由于制冷功率的需求，在产生大量制冷量的同时会在半导体制冷装置的热端产生大量的热量，如果不能及时散去热量，会导致半导体制冷装置的冷热端温差大而使得制冷装置损坏，影响制冷效果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单，能快速散去热端热量的半导体制冷系统。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种半导体制冷系统，包括半导体制冷组件，所述半导体制冷组件包括双极半导体制冷单元、制冷前块以及散热后块，所述双极半导体制冷单元的制冷面贴装有所述制冷前块，所述双极半导体制冷单元的制热面贴装有所述散热后块，所述散热后块内设有呈S型的散热通道，所述散热后块上设有分别与所述散热通道两端连通的入口和出口；所述入口连通自吸式水泵的输出端，所述出口连通散热器的输入端，所述散热器的输出端连通所述自吸式水泵的输入端。
本实用新型的有益效果是：在散热后块内设置S型的散热通道，通过液冷的方式对散热后块进行快速散热，提高散热后块的散热效率，达到良好的散热效果，同时，通过散热器对散热后块内的制冷液进行散热，通过自吸式水泵实现制冷液的循环散热，散热速度快，效果好。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述半导体制冷组件的数量为两个，分别为上半导体制冷组件和下半导体制冷组件，所述自吸式水泵的输出端通过管道连通下半导体制冷组件中的所述入口，所述下半导体制冷组件中的所述出口连通上半导体制冷组件的所述入口，所述上半导体制冷组件的所述出口连通所述散热器的输入端，所述散热器的输出端连通所述自吸式水泵的输入端。
采用上述进一步方案的有益效果是：由自吸式水泵的出水口将蒸馏水输送至下半导体制冷组件中散热后块的S型的散热通道的入口，把下半导体制冷组件的热量通过金属管与上半导体制冷组件的S型的散热通道连通，最终由第二的散热通道将带走的热量输出给散热器，通过散热器的散热后，温度降低的蒸馏水输送至自吸式水泵，实现用于制冷散热的蒸馏水的循环利用。
进一步，所述散热器的数量为两个，分别为背部散热器和底部散热器，所述上半导体制冷组件中的所述出口连通所述背部散热器的输入端，所述背部散热器的输出端与所述底部散热器的输入端连通，所述底部散热器的输出端连通所述自吸式水泵的输入端。
采用上述进一步方案的有益效果是：设置背部散热器和底部散热器，通过设置不同的散热位置，提高散热面积，从而提交散热效果。
进一步，所述底部散热器和/或所述背部散热器旁设有散热风机。
采用上述进一步方案的有益效果是：散热风机的设置能提高底部散热器和/或背部散热器的散热效果。
进一步，所述散热器包括呈S型设置的金属管以及散热钢丝板，呈S型设置的所述金属管固定连接在所述散热钢丝板的一面上，所述金属管的两端分别所述散热器的输入端和输出端。
采用上述进一步方案的有益效果是：金属管呈S型设置能提高金属管与散热钢丝板的接触面积，通过散热钢丝板带走金属管上的热量，实现金属管内液体的快速降温。
进一步，所述双极半导体制冷单元包括结构相同的两个半导体制冷单元，分别为第一半导体制冷单元和第二半导体制冷单元，所述第一半导体制冷单元和所述第二半导体制冷单元之间设有铝块，所述铝块的一端面与所述第一半导体制冷单元的制热面贴装固定连接，所述铝块的另一端面与所述第二半导体制冷单元的制冷面贴装固定连接；所述第一半导体制冷单元的制冷面上贴装所述制冷前块，所述第二半导体制冷单元的制热面上贴装有所述散热后块。
采用上述进一步方案的有益效果是：第一半导体制冷单元的自冷面紧贴制冷前块将制冷量输送至前块，制热面紧贴铝块的正面，第二半导体制冷单元的自冷面紧贴铝块的背面，制热面紧贴散热后块，通电以后，铝块将第一半导体制冷单元和第二半导体制冷单元的制冷与制热综合以后，会使第一半导体制冷单元的制热面温度降低，最终会使第一半导体制冷单元的制冷面和制热面温度增大，即可输出半导体最大的制冷量，同时也会是使第二半导体制冷单元的制热面温度升高，通过散热后块将第二半导体制冷单元的制热面的热量带走，从而达到整个制冷组件的温差增大，即可输出最大化的制冷量。
进一步，所述半导体制冷单元包括依次串联的三块以上半导体制冷片，所述第一半导体制冷单元中串联的三个以上半导体制冷片的制热面均与所述铝块的一端面贴装，所述第二半导体制冷单元中串联的三个以上半导体制冷片的制冷面均与所述铝块另一端面贴装。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过三块以上半导体制冷片的依次串联，实现提高半导体的制冷量，实现深度制冷。
进一步，所述制冷前块的一端面与所述第一半导体制冷单元的制冷面贴装，所述制冷前块的另一端面上一体化设有多个并列设置用于散冷的片状格栅。
采用上述进一步方案的有益效果是：片状格栅的设置能提高制冷前块的散冷速度，从而实现快速制冷。
附图说明
图1为本实用新型中的半导体制冷组件的结构示意图；
图2为本实用新型中图1的仰视图；
图3为本实用新型中图1的左视图；
图4为本实用新型中散热后块的一种实施例的剖视图；
图5为本实用新型的实施例中上半导体制冷组件和下半导体制冷组件的连接示意图；
图6为本实用新型中背部散热器和底部散热器的连接结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、双极半导体制冷单元，2、制冷前块，3、散热后块，4、散热通道，5、入口，6、出口，7、自吸式水泵，8、上半导体制冷组件，9、下半导体制冷组件，10、背部散热器，11、底部散热器，12、金属管，13、散热钢丝板，14、铝块，15、半导体制冷片，16、片状格栅。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型的实施例包括半导体制冷组件，所述半导体制冷组件包括双极半导体制冷单元1、制冷前块2以及散热后块3，所述双极半导体制冷单元1的制冷面贴装有所述制冷前块2，所述双极半导体制冷单元1的制热面贴装有所述散热后块3，所述散热后块3内设有呈S型的散热通道4，所述散热后块3上设有分别与所述散热通道4两端连通的入口5和出口6；所述入口5连通自吸式水泵7的输出端，所述出口6连通散热器的输入端，所述散热器的输出端连通所述自吸式水泵7的输入端。在散热后块3内设置S型的散热通道4，通过液冷的方式对散热后块3进行快速散热，提高散热后块3的散热效率，达到良好的散热效果，同时，通过散热器对散热后块3内的制冷液进行散热，通过自吸式水泵7实现制冷液的循环散热，散热速度快，效果好。所述双极半导体制冷单元1包括结构相同的两个半导体制冷单元，分别为第一半导体制冷单元和第二半导体制冷单元，所述第一半导体制冷单元和所述第二半导体制冷单元之间设有铝块14，所述铝块14的一端面与所述第一半导体制冷单元的制热面贴装固定连接，所述铝块14的另一端面与所述第二半导体制冷单元的制冷面贴装固定连接；所述第一半导体制冷单元的制冷面上贴装所述制冷前块2，所述第二半导体制冷单元的制热面上贴装有所述散热后块3，第一半导体制冷单元的自冷面紧贴制冷前块2将制冷量输送至前块，制热面紧贴铝块14的正面，第二半导体制冷单元的自冷面紧贴铝块14的背面，制热面紧贴散热后块3，通电以后，铝块14将第一半导体制冷单元和第二半导体制冷单元的制冷与制热综合以后，会使第一半导体制冷单元的制热面温度降低，最终会使第一半导体制冷单元的制冷面和制热面温度增大，即可输出半导体最大的制冷量，同时也会是使第二半导体制冷单元的制热面温度升高，通过散热后块3将第二半导体制冷单元的制热面的热量带走，从而达到整个制冷组件的温差增大，即可输出最大化的制冷量。在本实用新型的实施例中，所述制冷前块2、所述散热后块3以及铝块14均经过阳极氧化处理(阳极氧化，金属或合金的电化学氧化。铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用下，在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程。阳极氧化如果没有特别指明，通常是指硫酸阳极氧化；为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环，而阳极氧化技术是目前应用最广且最成功的)。
具体的，所述半导体制冷单元包括依次串联的三块以上半导体制冷片15，所述第一半导体制冷单元中串联的三个以上半导体制冷片15的制热面均与所述铝块14的一端面贴装，所述第二半导体制冷单元中串联的三个以上半导体制冷片15的制冷面均与所述铝块14另一端面贴装。通过三块以上半导体制冷片15的依次串联，实现提高半导体的制冷量，实现深度制冷。
如图3所示，所述制冷前块2的一端面与所述第一半导体制冷单元的制冷面贴装，所述制冷前块2的另一端面上一体化设有多个并列设置用于散冷的片状格栅16，片状格栅16的设置能提高制冷前块2的散冷速度，从而实现快速制冷。
如图5所示，在本实施例中，所述半导体制冷组件的数量为两个，分别为上半导体制冷组件8和下半导体制冷组件9，所述自吸式水泵7的输出端通过管道连通下半导体制冷组件9中的所述入口5，所述下半导体制冷组件9中的所述出口6连通上半导体制冷组件8的所述入口5，所述上半导体制冷组件8的所述出口6连通所述散热器的输入端，所述散热器的输出端连通所述自吸式水泵7的输入端。由自吸式水泵7的出水口将蒸馏水输送至下半导体制冷组件9中散热后块3的S型的散热通道4的入口5，把下半导体制冷组件9的热量通过金属管12与上半导体制冷组件8的S型的散热通道4连通，最终由第二的散热通道4将带走的热量输出给散热器，通过散热器的散热后，温度降低的蒸馏水输送至自吸式水泵7，实现用于制冷散热的蒸馏水的循环利用。
如图6所示，在本实施例中，所述散热器的数量为两个，分别为背部散热器10和底部散热器11，所述上半导体制冷组件8中的所述出口6连通所述背部散热器10的输入端，所述背部散热器10的输出端与所述底部散热器11的输入端连通，所述底部散热器11的输出端连通所述自吸式水泵7的输入端。设置背部散热器10和底部散热器11，通过设置不同的散热位置，提高散热面积，从而提交散热效果。优选的，所述底部散热器11和/或所述背部散热器10旁设有散热风机，散热风机的设置能提高底部散热器11和/或背部散热器10的散热效果。
具体的，如图6所示，所述散热器包括呈S型设置的金属管12以及散热钢丝板13，呈S型设置的所述金属管12固定连接在所述散热钢丝板13的一面上，所述金属管12的两端分别所述散热器的输入端和输出端。金属管12呈S型设置能提高金属管12与散热钢丝板13的接触面积，通过散热钢丝板13带走金属管12上的热量，实现金属管12内液体的快速降温。具体提供一种实施例：用10mm不锈管成型为双排的S管路，并在管理正面焊接0.2mm散热钢丝，最终形成675*425*35的长方体背部散热器10，用同样的方式在底部增加一个350*220*150的长方体底部散热器11，并增加一个轴流风机进行散热。
在本实用新型中，通过电路为半导体制冷片15的供电，同时提供给散热风扇，通过软件算法控制半导体输入电压电流以及切换制冷制热模式，通过内部、外部温度传感器来实现智能化控制储藏柜内部温度变化。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种半导体制冷系统，其特征在于，包括半导体制冷组件，所述半导体制冷组件包括双极半导体制冷单元(1)、制冷前块(2)以及散热后块(3)，所述双极半导体制冷单元(1)的制冷面贴装有所述制冷前块(2)，所述双极半导体制冷单元(1)的制热面贴装有所述散热后块(3)，所述散热后块(3)内设有呈S型的散热通道(4)，所述散热后块(3)上设有分别与所述散热通道(4)两端连通的入口(5)和出口(6)；所述入口(5)连通自吸式水泵(7)的输出端，所述出口(6)连通散热器的输入端，所述散热器的输出端连通所述自吸式水泵(7)的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种半导体制冷系统，其特征在于，所述半导体制冷组件的数量为两个，分别为上半导体制冷组件(8)和下半导体制冷组件(9)，所述自吸式水泵(7)的输出端通过管道连通下半导体制冷组件(9)中的所述入口(5)，所述下半导体制冷组件(9)中的所述出口(6)连通上半导体制冷组件(8)的所述入口(5)，所述上半导体制冷组件(8)的所述出口(6)连通所述散热器的输入端，所述散热器的输出端连通所述自吸式水泵(7)的输入端。
3.根据权利要求2所述的一种半导体制冷系统，其特征在于，所述散热器的数量为两个，分别为背部散热器(10)和底部散热器(11)，所述上半导体制冷组件(8)中的所述出口(6)连通所述背部散热器(10)的输入端，所述背部散热器(10)的输出端与所述底部散热器(11)的输入端连通，所述底部散热器(11)的输出端连通所述自吸式水泵(7)的输入端。
4.根据权利要求3所述的一种半导体制冷系统，其特征在于，所述底部散热器(11)和/或所述背部散热器(10)旁设有散热风机。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种半导体制冷系统，其特征在于，所述散热器包括呈S型设置的金属管(12)以及散热钢丝板(13)，呈S型设置的所述金属管(12)固定连接在所述散热钢丝板(13)的一面上，所述金属管(12)的两端分别所述散热器的输入端和输出端。
6.根据权利要求1至4任一项所述的一种半导体制冷系统，其特征在于，所述双极半导体制冷单元(1)包括结构相同的两个半导体制冷单元，分别为第一半导体制冷单元和第二半导体制冷单元，所述第一半导体制冷单元和所述第二半导体制冷单元之间设有铝块(14)，所述铝块(14)的一端面与所述第一半导体制冷单元的制热面贴装固定连接，所述铝块(14)的另一端面与所述第二半导体制冷单元的制冷面贴装固定连接；所述第一半导体制冷单元的制冷面上贴装所述制冷前块(2)，所述第二半导体制冷单元的制热面上贴装有所述散热后块(3)。
7.根据权利要求6所述的一种半导体制冷系统，其特征在于，所述半导体制冷单元包括依次串联的三块以上半导体制冷片(15)，所述第一半导体制冷单元中串联的三个以上半导体制冷片(15)的制热面均与所述铝块(14)的一端面贴装，所述第二半导体制冷单元中串联的三个以上半导体制冷片(15)的制冷面均与所述铝块(14)另一端面贴装。
8.根据权利要求7所述的一种半导体制冷系统，其特征在于，所述制冷前块(2)的一端面与所述第一半导体制冷单元的制冷面贴装，所述制冷前块(2)的另一端面上一体化设有多个并列设置用于散冷的片状格栅(16)。
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