CN2472155Y - 高效半导体制冷设备 - Google Patents

Abstract

高效半导体制冷设备,其热管式放热交换器由连通的蒸发器和冷凝管构成,灌注有制冷剂。特征是蒸发器为与半导体片热端贴合的导热块,导热块中空的内腔为蒸发仓;冷凝管为竖直放置的盘管,制冷剂在盘管内的流向为自下而上。本实用新型可极大地提高半导体制冷设备的热效率。从而减少能耗、简化结构。

Description

高效半导体制冷设备

本实用新型涉及制冷设备，更具体地说，是一种半导体制冷设备。

半导体制冷设备由于无噪音、无污染、无机械磨损等优势正逐步被应用于制冷设备。现有技术中，为了提高热效率，已有在放热端设置由蒸发器和冷凝盘管构成的热管结构。但实际应用中，制冷剂在冷凝盘管中的流向都是自上而下。对于直立的冷凝盘管，都是以其顶部为入口，底部为出口。来自蒸发器的气相制冷剂主要集聚在其顶部，因此，盘管顶部温度最高，随着热交换的进行，冷凝后的液态制冷剂直接下落重新进入蒸发器。这种热交换方式速度慢、热效率低。此外，目前所应用的半导体制冷设备，其制冷器件都是直接预埋在箱体侧壁的隔热层中，这种结构形式带来安装及维修上的困难。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，提供一种高效半导体制冷设备。

本实用新型的目的还在于改进制冷器件的结构形式，进一步方便安装及维修。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现。

本实用新型包括位于箱体内的吸热交换器、位于箱体外的放热交换器，其间为贯穿箱体侧壁的半导体制冷器件：所述放热交换器为热管结构，由连通的蒸发器和冷凝管构成，灌注有制冷剂。

本实用新型的结构特点是所述蒸发器为与半导体热端贴合的导热块，导热块中空的内腔为蒸发仓；所述冷凝管为直立的盘管，制冷剂在盘管内的流向为自下而上。

本实用新型的结构特点也在于所述吸热交换器、蒸发器，以及半导体制冷器件为层叠结构，外部以隔热套包裹，并由绝热尼龙螺栓紧固为集装件，在所述箱体上开设相应的安装孔，所述集装件固定于该安装孔中。

与已有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型热效率高。由于制冷剂在盘管内的流向为自下而上，在整个盘管中，气相制冷剂向上窜动，同时，一部分冷凝的液相制冷剂由于重力自上而下形成逆动，这一气、液相制冷剂相互间的逆动，充分利用了热管的散热面积，使热交换更加充分，热交换速度大大提高，因而极大地提高了热效率。

2、本实用新型通过对制冷器件采用集装结构，极大地方便了安装和维修。

3、本实用新型绝热尼龙螺栓的采用，也避免了冷热端之间的热传导，提高了箱体的保温性能。

4、本实用新型结构简单、成本降低。由于热效率的提高、保温性能的增强，在同等制冷效果下，可减少半导体片的数量。

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型冷凝管结构示意图。

图3为本实用新型蒸发器结构示意图。

图4为本实用新型蒸发器内部翅片的分布示意图。

图5为图4A-A剖视图。

以下通过实施例，结合附图对本实用新型作进一步描述。

实施例：

参见图1，本实施例包括位于箱体1内的吸热交换器2、位于箱体1外的放热交换器，其间为贯穿箱体1后壁的半导体制冷器件。如图1所示，本实施例中，吸热交换器2采用具有良好导热性能的铝块；放热交换器为热管结构，由连通的蒸发器3和冷凝管4构成，灌注有制冷剂。本实施例中的半导体制冷器件由两片半导体片5热串联构成，其间设置热缓冲铝块6。采用具有适宜厚度的铝块6作为半导体片冷热面之间的热缓冲，使其冷端和热端距离拉开，使反向热传导减小，以提高系统的效率，减少能耗。

图1示出，本实施例中，吸热交换器2、蒸发器3，以及由两片半导体片5和热缓冲铝块6构成的半导体制冷器件为层叠结构，外部以隔热套7包裹，并由绝热尼龙螺栓8紧固为集装件。其中，绝热尼龙螺栓8的采用可以有效地克服金属螺栓的反向热传导缺点。具体实施中，在箱体1上开设相应的安装孔，集装件整体固定于该安装孔中。安装及维修时，集装件整体拆装。

参见图1、图示，本实施例中，蒸发器3为与半导体热端贴合的导热块，导热块中空的内腔为蒸发仓；冷凝管4为竖直放置的盘管，制冷剂在盘管内的流向为自下而上。

具体实施中，如图2所示，作为冷凝管4的盘管为“S”形，蒸发器3的出口与“S”形盘管底部端口连接，蒸发器3的入口连接立管9，立管9的顶端与“S”形盘管顶部端口连接。实施中，立管与盘管为一整体构件。

参见图3、图4和图5，本实施例中的蒸发器3为一中空的导热铜块，由底座和端盖构成。在其中空的内腔中，间隔设备有翅片10。翅片与底座为一整体构件。翅片10的设置，有效地提高了蒸发仓内的热交换面积。

制冷剂在蒸发器3的蒸发仓内吸热蒸发，气相制冷剂自冷凝管4的底部进入其“S”形盘管，并自下而上窜动，随着放热过程的进行，不断有气相制冷剂冷凝成液相，并因重力自上而下流动，与气相制冷剂形成逆动，这一逆动更加速了热交换的速度，当制冷剂到达“S”形盘管的顶部端口时，完成气相向液相的转化，液相的制冷剂经立管9重新进入蒸发器3，并在蒸发器3中吸热蒸发，完成一次热交换过程。

Claims (5)

1、一种高效半导体制冷设备，包括位于箱体(1)内的吸热交换器(2)、位于箱体(1)外的放热交换器，其间为贯穿箱体(1)后壁的半导体制冷器件；所述放热交换器为热管结构，由连通的蒸发器(3)和冷凝管(4)构成，灌注有制冷剂，其特征是所述蒸发器(3)为与半导体片热端贴合的导热块，其中空的内腔为蒸发仓；所述冷凝管(4)为竖直放置的盘管，制冷剂在盘管内的流向为自下而上。

2、根据权利要求1所述的高效半导体制冷设备，其特征是所述作为冷凝管(4)的盘管为“S”形，蒸发器(3)的出口与“S”形盘管底部端口连接，蒸发器(3)的入口连接立管(9)，立管(9)的顶端与“S”形盘管顶部端口连接。

3、根据权利要求1所述的高效半导体制冷设备，其特征是所述半导体制冷器件由两片半导体片(5)热串联构成，其间设置热缓冲铝块(6)。

4、根据权利要求1所述的高效半导体制冷设备，其特征是在所述蒸发器(3)的中空内腔中，间隔设备有翅片(10)。

5、根据权利要求1或3所述的高效半导体制冷设备，其特征是所述吸热交换器(2)、蒸发器(3)以及半导体制冷器件为层叠结构，外部以隔热套(7)包裹，并由绝热尼龙螺栓(8)紧固为集装件，在所述箱体(1)上开设相应的安装孔，所述集装件固定于该安装孔中。

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