CN217110131U - 一种超薄嵌入式半导体制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超薄嵌入式半导体制冷系统，包括柜体，柜体的顶部中嵌设有水平设置的半导体制冷片，半导体制冷片的制冷面朝下，散热面朝上，其中，制冷面下方安装有给柜体内腔制冷的制冷模块，散热面上方安装有散热模块。本发明可实现柜体高大于800mm，厚度小于200mm，内部冷藏温度均匀的壁挂嵌入式镜面冷藏柜。

Description

一种超薄嵌入式半导体制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷系统技术领域，尤其涉及一种超薄嵌入式半导体制冷系统。

背景技术

目前，市场上采用半导体制冷的美妆冰箱有很多，用于存储面膜、爽肤水等护肤品，应用场景有卧室梳妆台、办公室、学生书桌等。但是，如果可以将化妆品冷藏装置巧妙、隐蔽地安置在卫生间洗脸池上方，化妆品冰箱的体验会大幅改善，受到广大消费者的喜爱。比如，以壁挂的形式，镶嵌到卫生间的墙壁上，巧妙地隐藏在镜子后面，既方便实用，又不占用地面桌面空间。然而，这种化妆品装置在市场上还未见到。

为了实现壁挂且不占用卫生间的空间资源，最好方式是将其隐藏到镜面之后，需要攻克几个难点，1）制冷箱体必须是“超薄”的，厚度方向<180mm，这个对于传统的半导体比较难，因为通常散热模块都是放置在后背上，仅仅散热部分都会有50-60mm；2）如果散热模块放到壁柜的顶部，柜体厚度可以满足，但是传统的直冷半导体制冷方式，使得柜体的底部温度很难达标，因为柜体高度通常>800mm，因此必须采用更加复杂的风冷制冷方式；3）顶部的制冷翅片会持续产生冷凝水，如何既允许冷风向下流出，又不让冷凝水从顶部流下，需要很巧妙的接水、排水和蒸发系统；4）壁挂式冷藏柜体，顶部的净空小，顶部散热模块的进风、排风需要做超薄结构。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种超薄嵌入式半导体制冷系统，可实现柜体高度大于800mm，厚度小于200mm，内部冷藏温度均匀的壁挂嵌入式镜面冷藏柜。

具体方案如下：

一种超薄嵌入式半导体制冷系统，其特征在于：包括柜体，所述柜体的顶部中嵌设有水平设置的半导体制冷片，所述半导体制冷片的制冷面朝下，散热面朝上，其中，制冷面下方安装有给柜体内腔制冷的制冷模块，散热面上方安装有散热模块。

一种超薄嵌入式半导体制冷系统的应用，所述系统安装于卫生间或洗手池上方，或采用壁挂嵌入式或作为化妆品冷藏镜面柜。

作为本发明的进一步改进，所述半导体制冷片的底面安装有导冷块。

作为本发明的进一步改进，所述制冷模块包括风道挡板，所述风道挡板在柜体内腔上部形成横向风道，所述横向风道的顶部设有制冷翅片组，所述制冷翅片组的顶面与导冷块紧密贴合，包括从前往后均匀分布的横向设置的制冷翅片，所述制冷翅片组的底面与导冷块的对应位置处开设有安装槽，所述安装槽中安装有导流接水件，所述导流接水件的下方设有风机，所述风道挡板上设有与风机的对应位置处设有风机安装孔，所述风机安装孔中设有与其相适配的环形挡板，所述环形挡板的上端高于风机安装孔，且风机配合安装在环形挡板中。所述柜体的左右两侧壁中对称设有纵向风道，所述纵向风道的上端与横向风道的端部连通，下端延伸至柜体侧壁下部，并与柜体内腔下端连通，所述导流接水件的左右两侧为内凹的圆弧面，底面为从前后往后向下倾斜设置的斜面，冷风从顶部经风机垂直向下，柜体的隔热层内部两侧各设一条垂直的纵向风道，柜体内腔底部两侧与纵向风道下端的对应位置处分别设有回风口，纵向风道的上端与横向风道的端部连通，从而在柜体内部形成两个完整的循环风系统；其中，位于柜体顶部的半导体制冷片的制冷面产生冷量，经制冷翅片后，产生冷空气，由风机吸入垂直风口，在柜体内部产生向下的冷空气；同时在回风口产生“负压”；冷空气在柜体内部，自上而下移动，对物体降温，同时，冷空气逐渐变为次冷空气；次冷空气遇到回风口的负压，被吸入纵向风道，并上升到柜体顶部的横向风道，此时，两股次冷空气被风机吸入两侧的制冷翅片，变为两股冷空气，水平向的两股冷空气经导流接水件，转90°成为垂直冷空气，被风机吸入，并从下方的风口垂直吹出，完成整个空气的制冷循环。此外，可以将两纵向风道取消，横向风道的端部与柜体的内腔上端连通，使得结构大幅简化。

作为本发明的进一步改进，所述风道挡板由横板和立板组成，截面为L型，所述横板的后侧与柜体后侧固定连接，立板的上下两端分别与柜体的顶部以及横板的前侧固定连接，所述横板和立板的左右两侧均与柜体的左右两侧固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述横板从前往后向下倾斜设置，且安装孔位置下沉，所述柜体后侧壁中安装有蒸发皿，所述蒸发皿置于风道挡板后侧的最低点位置，且蒸发皿中配合安装有竖直设置的虹吸杆，所述虹吸杆的上端延伸至散热模块中，在次冷空气遇到温度更低的制冷翅片，会产生冷凝水，在重力的作用下垂直流下，此时位于制冷翅片下方的横向风道兼做接水和导水功能，利用角度将冷凝水导向柜体的后背和中心区域汇集，流入蒸发皿，蒸发皿中的冷凝水，经过虹吸原理，上升并成为潮湿空气，潮湿空气与散热翅片接触，从散热口排出。

作为本发明的进一步改进，所述散热模块嵌设在柜体的顶部中，包括散热风腔，所述散热风腔中设有左右设置的离心风机和散热翅片组，所述散热翅片组的底面与半导体制冷片的顶面紧密贴合，包括从前往后均匀分布的横向设置的散热翅片，所述柜体顶面上与离心风机中部以及散热翅片组右端的对应位置处分别设有进风口和出风口，室温空气从离心风机的从柜体上方的进风口被吸入散热风腔，形成自左向右的高速室温气体，其中，出风口向右倾斜30°，室温气体经过散热翅片被加热，同时带走制冷片的热量，降低制冷片的温度，热空气从右侧的弯型出风口排出，可使其与左侧的室温气体相遇。

作为本发明的进一步改进，所述离心风机和散热翅片组之间设有两前后对称设置的导流条。

本发明的有益效果在于：

1、采用了新颖的制冷翅片中心区域镂空设计，解决了左右导流；

2、采用了新颖紧凑的导流接水件设计，既能将水平方向的左右两股冷空气很顺畅的导向下方的风机，形成垂直向下的冷空气，又能实现制冷片镂空区域的接水导流；

3、顶部散热模块中的两根导流条，可以控制调节高速气流指向散热翅片的最热区域的比例（50-80%），提升效率；

4、顶部净空小，散热风机与散热翅片处于同一水平面上，散热模块尺寸小；

5、散热模块的进风口与排热口为相反的角度，可避免室温空气与热空气的交汇。

附图说明

图1为本发明柜体的正视图。

图2为本发明柜体的右视图。

图3为本发明中制冷模块的正视图。

图4为本发明中制冷模块的右视图。

图5为本发明中散热模块的正视图。

图6为本发明中散热模块的俯视图。

图7为本发明中制冷模块去除纵向风道后的正视图。

图8为本发明中制冷模块去除纵向风道后的右视图。

附图标记列表：

1-柜体，2-半导体制冷片，3-导冷块，4-风道挡板，5-横向风道，6-制冷翅片，7-导流接水件，8-风机，9-纵向风道，10-离心风机，11-散热翅片，12-进风口，13-出风口，14-导流条，15-蒸发皿，16-虹吸杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图所示，一种超薄嵌入式半导体制冷系统，包括柜体1，柜体1的顶部中嵌设有水平设置的半导体制冷片2，半导体制冷片2的制冷面朝下，散热面朝上，其中，制冷面下方安装有给柜体1内腔制冷的制冷模块，散热面上方安装有散热模块。

在本实施例中，半导体制冷片2的底面安装有导冷块3。

在本实施例中，制冷模块包括风道挡板4，风道挡板4在柜体1内腔上部形成横向风道5，横向风道5的顶部设有制冷翅片组，制冷翅片组的顶面与导冷块3紧密贴合，包括从前往后均匀分布的横向设置的制冷翅片6，制冷翅片组的底面与导冷块3的对应位置处开设有安装槽，安装槽中安装有导流接水件7，导流接水件7的下方设有风机8，风道挡板4上设有与风机8的对应位置处设有风机安装孔，风机安装孔中设有与其相适配的环形挡板，环形挡板的上端高于风机安装孔，且风机8配合安装在环形挡板中，柜体1的左右两侧壁中对称设有纵向风道9，纵向风道9的上端与横向风道5的端部连通，下端延伸至柜体1侧壁下部，并与柜体1内腔下端连通，导流接水件7的左右两侧为内凹的圆弧面，底面为从前后往后向下倾斜设置的斜面。此外，可以将两纵向风道取消，横向风道的端部与柜体的内腔上端连通，使得结构大幅简化。

本发明的冷风从顶部经风机垂直向下，柜体的隔热层内部两侧各设一条垂直的纵向风道，柜体内腔底部两侧与纵向风道下端的对应位置处分别设有回风口，纵向风道的上端与横向风道的端部连通，从而在柜体内部形成两个完整的循环风系统；其中，位于柜体顶部的半导体制冷片的制冷面产生冷量，经制冷翅片后，产生冷空气，由风机吸入垂直风口，在柜体内部产生向下的冷空气；同时在回风口产生“负压”；冷空气在柜体内部，自上而下移动，对物体降温，同时，冷空气逐渐变为次冷空气；次冷空气遇到回风口的负压，被吸入纵向风道，并上升到柜体顶部的横向风道，此时，两股次冷空气被风机吸入两侧的制冷翅片，变为两股冷空气，水平向的两股冷空气经导流接水件，转90°成为垂直冷空气，被风机吸入，并从下方的风口垂直吹出，完成整个空气的制冷循环。

在本实施例中，风道挡板4由横板和立板组成，截面为L型，横板的后侧与柜体1后侧固定连接，立板的上下两端分别与柜体1的顶部以及横板的前侧固定连接，横板和立板的左右两侧均与柜体1的左右两侧固定连接。

在本实施例中，横板从前往后向下倾斜设置，且安装孔位置下沉，柜体1后侧壁中安装有蒸发皿15，蒸发皿15置于风道挡板4后侧的最低点位置，且蒸发皿15中配合安装有竖直设置的虹吸杆16，虹吸杆16的上端延伸至散热模块中，在次冷空气遇到温度更低的制冷翅片，会产生冷凝水，在重力的作用下垂直流下，此时位于制冷翅片下方的横向风道兼做接水和导水功能，利用角度将冷凝水导向柜体的后背和中心区域汇集，流入蒸发皿，蒸发皿中的冷凝水，经过虹吸原理，上升并成为潮湿空气，潮湿空气与散热翅片接触，从散热口排出。

在本实施例中，散热模块嵌设在柜体1的顶部中，包括散热风腔，散热风腔中设有左右设置的离心风机10和散热翅片组，散热翅片组的底面与半导体制冷片2的顶面紧密贴合，包括从前往后均匀分布的横向设置的散热翅片11，柜体1顶面上与离心风机10中部以及散热翅片组右端的对应位置处分别设有进风口12和出风口13。室温空气从离心风机上方的进风口被吸入散热风腔，形成自左向右的高速室温气体。

在本实施例中，离心风机10和散热翅片组之间设有两前后对称设置的导流条14，室温气体经过导流片分配，将50-80%的流量分配到散热翅片组的中心40mm通道，对制冷翅片的最热部位高效散热；其余部分分配到其余散热翅片散热，室温气体经过散热翅片被加热，同时带走制冷片的热量，降低制冷片的温度，热空气从右侧的弯型出风口排出，为了不与左侧的室温气体相遇，热空气出风口向右侧倾斜30°。

本发明还提供了一种超薄嵌入式半导体制冷系统的应用，系统安装于卫生间或洗手池上方，或采用壁挂嵌入式或作为化妆品冷藏镜面柜。

本发明的工作原理如下：

1、采用了风冷制冷技术，半导体制冷片在12V电流作用下，产生温差，冷端指向柜体内部，与导冷块和制冷翅片相连；热端位于柜体顶部隔热层外面，与散热翅片相连；

2、制冷翅片产生的冷风被吸入风机，经导流槽两侧弧形面形成垂直向下的冷空气，并从出风口流出，冷空气从顶部出风口，向下经过需要降温的物体，成为次冷空气，来到左右回风口的附近，回风口将次冷空气吸入两侧纵向风道，并上升到顶部横向风道，横向风道内部有制冷翅片，可将次冷空气降温后成为冷空气，并由风机吸入，再次从出风口排出；

3、作为一种简化结构，取消纵向风道，横向风道的两端与柜体内腔上端连通，冷空气被风机吹到底部后，成为次冷空气，并在顶部横向风道两端的负压作用下进入横向风道，流与制冷翅片后，成为冷空气，再流经导流接水件，从垂直出风口流出；

4、半导体制冷片散热面产生的热量加热散热翅片，散热翅片的热量由水平方向的室温空气带走，其形成的热空气从弯型散热口排出；

5、当柜体内温度到达设定温度Tt时，系统停止工作，直到问题到达开机问题Tk，系统重新开机制冷；

6、制冷翅片吸附的冷凝水由左右的横向风道，和位于中间的导流接水件一起导流至柜体后背中心区域的蒸发皿，再利用虹吸原理将水吸至顶部散热翅片蒸发，排出。

本发明采用了结构新颖的制冷翅片，能够高效地实现两侧同时进风，垂直向下吹风，空气流动噪音低，可以在30°室温下，让柜体内温度稳定在15°C，且柜体上下温度差小于2°；

采用了结构新颖的接水、排水、蒸发水的设计，既不遮挡冷空气自上而下的流动，又能确保冷凝水从上而下的漏下，其中，冷凝水被统一收集到蒸发皿中，水份通过虹吸原理与散热翅片接触后蒸发；有效适应嵌入式结构，顶部散热模块的吸入冷风和排出热风在柜体顶部上面不交汇；整体采用220V供电，电源板提供12V，36W给制冷片。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超薄嵌入式半导体制冷系统，其特征在于：包括柜体（1），所述柜体（1）的顶部中嵌设有水平设置的半导体制冷片（2），所述半导体制冷片（2）的制冷面朝下，散热面朝上，其中，制冷面下方安装有给柜体（1）内腔制冷的制冷模块，散热面上方安装有散热模块。

2.根据权利要求1所述的一种超薄嵌入式半导体制冷系统，其特征在于，所述半导体制冷片（2）的底面安装有导冷块（3）。

3.根据权利要求2所述的一种超薄嵌入式半导体制冷系统，其特征在于，所述制冷模块包括风道挡板（4），所述风道挡板（4）在柜体（1）内腔上部形成横向风道（5），且横向风道（5）的端部与柜体（1）的内腔连通，所述横向风道（5）的顶部设有制冷翅片组，所述制冷翅片组的顶面与导冷块（3）紧密贴合，包括从前往后均匀分布的横向设置的制冷翅片（6），所述制冷翅片组的底面与导冷块（3）的对应位置处开设有安装槽，所述安装槽中安装有导流接水件（7），所述导流接水件（7）的下方设有风机（8），所述风道挡板（4）上设有与风机（8）的对应位置处设有风机安装孔，所述风机安装孔中设有与其相适配的环形挡板，所述环形挡板的上端高于风机安装孔，且风机（8）配合安装在环形挡板中。

4.根据权利要求3所述的一种超薄嵌入式半导体制冷系统，其特征在于，所述柜体（1）的左右两侧壁中对称设有纵向风道（9），所述纵向风道（9）的上端与横向风道（5）的端部连通，下端延伸至柜体（1）侧壁下部，并与柜体（1）内腔连通。

5.根据权利要求3所述的一种超薄嵌入式半导体制冷系统，其特征在于，所述导流接水件（7）的左右两侧为内凹的圆弧面，底面为从前后往后向下倾斜设置的斜面。

6.根据权利要求3所述的一种超薄嵌入式半导体制冷系统，其特征在于，所述风道挡板（4）由横板和立板组成，截面为L型，所述横板的后侧与柜体（1）后侧固定连接，立板的上下两端分别与柜体（1）的顶部以及横板的前侧固定连接，所述横板和立板的左右两侧均与柜体（1）的左右两侧固定连接，所述横板从前往后向下倾斜设置，且安装孔位置下沉，所述柜体（1）后侧壁中安装有蒸发皿（15），所述蒸发皿（15）置于风道挡板（4）后侧的最低点位置，且蒸发皿（15）中配合安装有竖直设置的虹吸杆（16），所述虹吸杆（16）的上端延伸至散热模块中。

7.根据权利要求1所述的一种超薄嵌入式半导体制冷系统，其特征在于，所述散热模块嵌设在柜体（1）的顶部中，包括散热风腔，所述散热风腔中设有左右设置的离心风机（10）和散热翅片组，所述散热翅片组的底面与半导体制冷片（2）的顶面紧密贴合，包括从前往后均匀分布的横向设置的散热翅片（11），所述柜体（1）顶面上与离心风机（10）中部以及散热翅片组右端的对应位置处分别设有进风口（12）和出风口（13）。

8.根据权利要求7所述的一种超薄嵌入式半导体制冷系统，其特征在于，所述离心风机（10）和散热翅片组之间设有两前后对称设置的导流条（14）。

9.根据权利要求7所述的一种超薄嵌入式半导体制冷系统，其特征在于，所述出风口（13）向右倾斜30°。

10.根据权利要求1所述的一种超薄嵌入式半导体制冷系统，其特征在于，所述系统安装于卫生间或洗手池上方，或采用壁挂嵌入式或作为化妆品冷藏镜面柜。

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