CN214307749U - 一种半导体制冷冰箱的散热结构 - Google Patents

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张硕
李成宇
韩宗兵
徐昊
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Abstract

一种半导体制冷冰箱的散热结构,其特征在于,包括外壳、冰箱箱体、水箱、外置水冷系统和半导体制冷装置;所述半导体制冷装置包括水循环散热装置、半导体制冷片、散热肋板、风扇、保温箱和热管散热器;该制冷装置在保温箱外部利用集成水箱和风扇、在保温箱内部用风扇和热管散热器相结合的方式强制散热。本实用新型使用风冷过热保护、水冷散热和热管散热结合的方式散热,更加有效、快速并且环保,进一步地,通过用半导体制冷替代原来的制冷机制冷,从而达到节能的效果,本实用新型提高了半导体制冷装置散热不佳的问题,并最大程度上循环使用了水等介质,是一种符合可持续发展的新型节能冰箱。

Description

一种半导体制冷冰箱的散热结构
技术领域
本实用新型涉及制冷领域,尤其是涉及一种半导体制冷冰箱的散热结构。
背景技术
目前半导体制冷冰箱结构简单,在制冷过程中会产生大量的热量,热量堆积不易消散,影响制冷效率。家用冰箱通常采用散热管进行散热,这种散热方式是且通过空气自然散热,过程中存在散热效率低的缺点。近年来,也有很多风冷水冷两用冰箱的相关报道,中国专利CN202195638 U公开了一种冰箱冷凝器散热系统,利用冰箱冷却水与冷凝器的温差而对冷凝器进行冷却,但是这种方法是将冷却剂管道放入水箱中,水质的变化会影响冷却效果。中国专利CN104990354A报道了一种将高压散热管采用全覆盖式的方式缠绕在水箱的外壁上进行散热的方式,但需要压铸或浇铸工艺将散热管与箱体链接,制作复杂。
在对此方法的研究和实践过程中,本发明人的发明如下:采用热管换热和风冷相结合的技术,通过箱体内合理布局和交互,以便解决半导体制冷片冷端换热问题。
发明内容
本实用新型所解决的技术问题为:提供一种半导体制冷冰箱的散热结构,在热源处采用热管换热技术和风冷并行,来克服现有的半导体制冷片换热技术的不足。一种半导体制冷冰箱的散热结构,包括半导体制冷系统和外置水冷系统;所述半导体制冷装置,包括半导体制冷装置和水循环散热装置、散热肋板5、冷端风扇6、冷却风扇2、保温箱1和热管8;所述水冷系统包括箱体、水泵9、盘管、冷却风扇2。利用半导体片4进行制冷,半导体冷端利用冷端风扇6和热管8进行冷量扩散,热端利用水循环散热装置进行冷却。集成散热水箱置于保温箱侧壁,水冷板3置于保温箱内部,集成散热水箱和水冷壁之间依靠软管穿透保温箱壁连接;所述集成散热水箱内部加装盘管,盘管出口处装有水泵,用于驱动循环水流动。冷却风扇2安装于集成散热水箱处,加强集成散热水箱与外界空气的强制对流散热;冷端风扇6安装于散热肋板尾处,用于在热管散热不足时,加强保温箱内部强制对流换热。包括集成散热水箱1,其置于保温箱侧壁,水冷板3置于保温箱内部,散热水箱 1和水冷板3之间依靠软管穿透保温箱壁连接;所述集成散热水箱1内部加装盘管,盘管出口处装有水泵9,用于驱动循环水流动。
本实用新型克服现有技术的不足,还提供一种保温性能好、便携式太阳能冰箱。
本实用新型配套设计一种太阳能半导体制冷冰箱,包括:太阳能充电储能装置和半导体制冷装置。所述太阳能充电储能装置包括折叠式太阳能板、蓄电池、充放电调节装置。所述太阳能板吸收太阳能转化为电能,通过蓄电池储存电能,由所述充放电调节装置向自身以及半导体制冷装置提供电量。
所述半导体制冷装置包括水循环散热区(包括集成散热水箱、软管和水冷板)、半导体制冷片、散热肋板、风冷区、保温箱体和热管。
其中箱体壳体分两层:内层(钢板),外层(隔热层)。
箱体内层:作用是防止热量传入被冷却的空间。本应具有的主要特性是:导热系数小、容重小、耐低温性好,所以选择工程塑料ABS板作隔热材料。
箱体外层:壳体用角钢焊接成内外构架,在外构架内侧点焊钢板。
还包括集成散热水箱置于保温箱侧壁,水冷板3置于保温箱内部,散热水箱和水冷板之间依靠软管穿透保温箱壁连接;所述集成散热水箱其特征在于,内部加装盘管,盘管出口处装有水泵,用于驱动循环水流动。
当系统开始制冷时,箱体内部温度高,冷端风扇6开启可以起到扰流的作用,加快温度场的恒定;大功率制冷调节下,热管换热器可能换热不足,冷端风扇6则起到补充换热的作用;温度达到预计温度时,换热负荷较小,换热以热管换热器为主,可节省能耗,并可提高半导体制冷装置的制冷效果。由于热端的每个固定侧翼通过螺钉固定于所述外壳,使得半导体制冷冰箱热端传热基板与外壳接触抵靠,显著增加了散热面积。
上述技术方案可以看出,由于本实用新型实例采用热管换热技术,因此热源处摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更高散热效果的单一散热模式,并因其体积小,即便采用低转速、低风量电机,同样可以得到好的散热效果,使得制冷可以实现小型化,能够满足制冷需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实例或现有技术中的技术方案,下面将对实施实例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施实例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型的一种半导体冰箱保温箱体结构示意图。
图2为本实用新型的一种半导体冰箱水循环散热箱体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本专利的具体实施方式进一步说明。
本实用新型所解决的技术问题为:为太阳能半导体制冷设备提供一种新型的散热结构,在热源处采用热管换热技术使箱体内部温度分部局均匀,在半导体换热部分采用风冷和强制水冷并行,以克服现有的半导体制冷片换热效率较低的问题,并配套设计一种便携式太阳能制冷冰箱。
本实用新型配套设计一种太阳能半导体制冷冰箱,包括:太阳能充电储能装置和半导体制冷装置。所述太阳能充电储能装置包括折叠式太阳能板、蓄电池、充放电调节装置。
进一步的太阳能板用于收集太阳能并转化为电能储存于蓄电池中,蓄电池为储能元件用于在光照不足时为整个制冷装置提供电能。
进一步的所述充放电调节装置用于控制太阳能板对蓄电池稳压充电以及控制蓄电池放电,以实现在阳光充足时由太阳能板单一供电而在光照不足或关照缺失的情况下实现蓄电池补充放电或完全供电。
所述半导体制冷装置包括水循环散热区(包括集成散热水箱、软管和水冷板)、半导体制冷片、散热肋板、风冷区、保温箱体和热管。
所述箱体分箱体内层和箱体外层。箱体内层选用工程塑料ABS板该材料具有导热系数小、容重小、耐低温性好,可以很好的减轻制冷装置的重量以及具有很好的保温性能,减少传热损失。箱体外层,壳体用角钢焊接成内外构架,在外构架内侧点焊钢板,仅对箱体起支撑作用。
所述的水循环散热装置,一种半导体制冷冰箱的散热结构,包括半导体制冷系统和外置水冷系统;所述半导体制冷装置,包括半导体制冷装置和水循环散热装置、散热肋板5、冷端风扇6、冷却风扇2、保温箱1和热管8;所述水冷系统包括箱体、水泵9、盘管、冷却风扇2。利用半导体片4进行制冷,半导体冷端利用冷端风扇6和热管8进行冷量扩散,热端利用水循环散热装置进行冷却。集成散热水箱置于保温箱侧壁,水冷板3置于保温箱内部,集成散热水箱和水冷壁之间依靠软管穿透保温箱壁连接;所述集成散热水箱内部加装盘管,盘管出口处装有水泵,用于驱动循环水流动。冷却风扇2安装于集成散热水箱处,加强集成散热水箱与外界空气的强制对流散热;冷端风扇6安装于散热肋板尾处,用于在热管散热不足时,加强保温箱内部强制对流换热。包括集成散热水箱1,其置于保温箱侧壁,水冷板3置于保温箱内部,散热水箱1和水冷板3之间依靠软管穿透保温箱壁连接;所述集成散热水箱1内部加装盘管,盘管出口处装有水泵9,用于驱动循环水流动。
进一步的在集成散热水箱1外壁安装冷却风扇2,当制冷设备长时间工作时,保温箱体内部的热量会不断通过循环水向集成散热水箱加热。进一步的在集成散热水箱内部安装热电偶,当温度高于30℃时,冷却风扇2由蓄电池供电并开始工作进行强制风冷散热。
以保持循环水有相对较低的温度,避免半导体制冷片5热端温度过高。
进一步的散热水箱1和水冷板3的上下两端都有大小相同的进出水口,由软管连接上下两个进出水口,散热水箱1上出水口需连接一个水泵9,然后再由软管连接水泵和水冷板的两个出水口。这样散热水箱、水冷板和水泵共同组成水循环散热装置。
所述的半导体制冷片4、冷却风扇2、水泵9和冷端风扇6的额定电压都为12V。且半导体制冷片4与水冷板3之间、半导体制冷片4与散热肋板5之间都涂有导热硅脂,用以减小热阻。
进一步的所述散热肋板5,肋板根部与半导体制冷片紧贴,尾端通过螺栓链接,装有小型风扇。肋板用于增加半导体制冷片与空气间的换热面积;风扇用于加强箱体内部循环流动,保证箱体内各点温度的均匀性,同时可加强散热肋板与箱体内空气间的循环散热。
当系统开始制冷时,箱体内部温度高,冷端风扇6开启可以起到扰流的作用,加快温度场的恒定;大功率制冷调节下,热管换热器可能换热不足,冷端风扇6则起到补充换热的作用;温度达到预计温度时,换热负荷较小,换热以热管换热器为主,可节省能耗,并可提高半导体制冷装置的制冷效果。由于热端的每个固定侧翼通过螺钉固定于所述外壳,使得半导体制冷冰箱热端传热基板与外壳接触抵靠,显著增加了散热面积。
上述技术方案可以看出,由于本实用新型实例采用热管换热技术,因此热源处摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更高散热效果的单一散热模式,并因其体积小,即便采用低转速、低风量电机,同样可以得到好的散热效果,使得制冷可以实现小型化,能够满足制冷需求。
本实用新型可作为一个独立的产品,对现有的制冷设备进行一定程度的改良。

Claims (4)

1.一种半导体制冷冰箱的散热结构,其特征在于,包括半导体制冷系统和外置水冷系统;所述半导体制冷装置,包括半导体制冷装置和水循环散热装置、散热肋板(5)、冷端风扇(6)、冷却风扇(2)、保温箱和热管(8);所述水冷系统包括箱体、水泵(9)、盘管、冷却风扇(2)。
2.根据权利要求1所述的一种半导体制冷冰箱的散热结构,其特征在于,利用半导体片(4)进行制冷,半导体冷端利用冷端风扇(6)和热管(8)进行冷量扩散,热端利用水循环散热装置进行冷却。
3.根据权利要求1所述的一种半导体制冷冰箱的散热结构,其特征在于,包括集成散热水箱置于保温箱侧壁,水冷板(3)置于保温箱内部,集成散热水箱和水冷壁之间依靠软管穿透保温箱壁连接;所述集成散热水箱内部加装盘管,盘管出口处装有水泵,用于驱动循环水流动。
4.根据权利要求1所述的一种半导体制冷冰箱的散热结构,其特征在于,冷却风扇(2)安装于集成散热水箱处,加强集成散热水箱与外界空气的强制对流散热;冷端风扇(6)安装于散热肋板尾处,用于在热管散热不足时,加强保温箱内部强制对流换热。
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