TWM522328U - 製冷裝置 - Google Patents

Description

製冷裝置

本創作是有關於一種製冷裝置，且特別是有關於一種具有保鮮及冷藏功能的製冷裝置。

目前，製冷的技術可分為蒸氣壓縮式、熱吸收式及製冷晶片式三種，其中蒸氣壓縮式、熱吸收式皆需要使用到冷媒，例如：一般的冰箱及冷氣機等。冷媒會造成環境的污染，且必須需要使用壓縮機來驅動冷媒，故整體體積的大小無法降低。製冷晶片式是藉由將製冷晶片通以電流，來產生製冷與製熱的效果，因此有別於蒸氣壓縮式、熱吸收式的製冷技術，能有效縮小體積大小，且具有不易產生噪音，不需要使用冷媒、環保等優點，但是目前使用製冷晶片的技術來做製冷的設計，主要的針對小型的冷藏空間，因為製冷晶片的製冷面容易產生凝結水及製熱面的散熱不易等問題，導致製冷晶片的製冷效率不顯著。

本創作係有關於一種製冷裝置，藉由與冷藏室相連通的製冷腔體循環送入冷空氣與排出熱空氣，來降低冷藏室的溫度，以保持冷藏物的新鮮度及保存的時間。

本創作係有關於一種製冷裝置，藉由外露在製冷腔體外的製冷晶片的製熱面將廢熱快速帶走，以有效提高製熱面的散熱能力，並提高製冷晶片的製冷效率。

根據本創作之一方面，提出一種製冷裝置，包括一冷藏室、一製冷腔體、一第一導風管、一第二導風管、一送風單元、一擾流裝置以及至少一製冷晶片。冷藏室具有一入風孔及一出風孔。製冷腔體具有一入風孔及一出風孔。第一導風管用以連結冷藏室的入風孔及製冷腔體的出風孔。第二導風管用以連結冷藏室的出風孔及製冷腔體的入風孔。送風單元與第一導風管及第二導風管相連通，用以產生一氣流。擾流裝置設置於製冷腔體內，擾流裝置增加氣流流過製冷腔體的風阻，以延長氣流於製冷腔體內的熱交換時間。至少一製冷晶片具有一製冷面及一製熱面，製熱面外露於製冷腔體外，製冷面容置於製冷腔體內。

為了對本創作之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

100‧‧‧製冷裝置

110‧‧‧冷藏室

112‧‧‧入風孔

114‧‧‧出風孔

120‧‧‧製冷腔體

121‧‧‧第一孔板

122‧‧‧入風孔

123‧‧‧第二孔板

124‧‧‧出風孔

125‧‧‧排水道

126‧‧‧排水孔

130‧‧‧第一導風管

140‧‧‧第二導風管

150‧‧‧送風單元

160‧‧‧製冷晶片

162‧‧‧製冷面

164‧‧‧製熱面

165‧‧‧鰭片

170‧‧‧擾流裝置

172、173‧‧‧擋板

174‧‧‧孔洞

200‧‧‧水冷系統

210‧‧‧水冷頭

212‧‧‧進水口

214‧‧‧出水口

220‧‧‧水冷裝置

222‧‧‧進水口

224‧‧‧出水口

230‧‧‧第一導管

240‧‧‧第二導管

A‧‧‧區域

B‧‧‧區域

F‧‧‧氣流

F1‧‧‧氣流

Q‧‧‧冷卻液

T‧‧‧渦流

第1圖繪示依照本創作一實施例之製冷裝置的示意圖。

第2圖繪示依照本創作一實施例之製冷晶片的配置示意圖。

第3及4圖分別繪示依照本創作一實施例之製冷腔體的示意圖。

第5及6圖繪示製冷腔體內的鰭片及至少二擋板的配置示意 圖。

第7圖繪示製冷腔體內的流道設計的示意圖。

以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並非用以限縮本創作欲保護之範圍。

請參照第1圖，其繪示依照本創作一實施例之製冷裝置100的示意圖。本實施例之製冷裝置100包括一冷藏室110、一製冷腔體120、一第一導風管130、一第二導風管140、一送風單元150、至少一製冷晶片160以及一擾流裝置170(第1圖中未繪示)。有關擾流裝置170的進一步相關說明，請一併參照第6圖及第7圖。

冷藏室110具有一入風孔112及一出風孔114。冷藏室110用以儲存或保鮮冷藏物。製冷腔體120具有一入風孔122及一出風孔124。第一導風管130用以連結冷藏室110的入風孔112及製冷腔體120的出風孔124。第二導風管140用以連結冷藏室110的出風孔114及製冷腔體120的入風孔122。在一實施例中，送風單元150可設置於製冷腔體120內(或製冷腔體120外)，送風單元150例如是鼓風機或風扇等，與第一導風管130及第二導風管140相連通，用以產生一氣流F。製冷晶片160具有一製冷面162及一製熱面164，製熱面164外露於製冷腔體120外，製冷面162容置於製冷腔體120內。

藉由送風單元150產生的氣流F，可將冷藏室110 內的熱空氣(溫度相對較高的氣體)排出至製冷腔體120中，並在製冷腔體120中進行熱交換(熱空氣與溫度相對較低的製冷晶片160的製冷面162進行熱交換而成為冷空氣)，接著冷空氣再經由製冷腔體120排出並進入至冷藏室110中。因此，藉由冷空氣進入，熱空氣排出的方式，能有效降低冷藏室110的溫度，直到冷藏室110的溫度達到預定的溫度為止。

請參照第2圖，製冷晶片160的製冷面162連接至至少一鰭片165(或一鰭片組)，並藉由鰭片165增加製冷面162與空氣的接觸面積，以提高製冷晶片160的製冷效率。當然，本創作不限定透過鰭片165來增加製冷面162與空氣的接觸面積，亦可透過熱導管或其他導熱裝置。

此外，在一實施例中，製冷晶片160的製熱面164可藉由一水冷系統200進行散熱。請參照第1圖，水冷系統200包括至少一水冷頭210、一水冷裝置220、一第一導管230以及至少一第二導管240。製冷晶片160的製熱面164可連接至水冷頭210，並藉由水冷頭210內的冷卻液Q將製熱面164的熱帶走，以提高製冷晶片160的製冷效率。請參照第2圖繪示之水冷頭210，水冷頭210具有一進水口212以及至少一出水口214，冷卻液Q(例如是水或其他製冷劑)可經由進水口212進入水冷頭210內，並在水冷頭210中進行熱交換(冷卻液Q與溫度相對較高的製冷晶片160的製熱面164進行熱交換而成為高溫冷卻液Q)，接著高溫冷卻液Q經由出水口214排出水冷頭210之外。

在一實施例中，冷卻液Q由水冷頭210之進水口212往製熱面164流動時，冷卻液Q流動的方向與製熱面164幾乎垂直，使冷卻液Q直接衝擊製熱面164而得到較佳的熱交換效果。

請參照第1圖，水冷裝置220(例如是一水冰箱)具有一進水口222及一出水口224，水冷裝置220內具有一儲存空間，用以容置一冷卻液Q。水冷裝置220的出水口224經由一第一導管230連結至水冷頭210的進水口212(參見第2圖)，且水冷裝置220的進水口222經由至少一第二導管240連結至水冷頭210的出水口214(參見第2圖)。因此，在本實施例中，冷卻液Q可經由水冷裝置220的水泵推動，由進水用的第一導管230流向水冷頭210，再經由出水用的第二導管240回到水冷裝置220中，以利於循環使用。

水冷系統200相對於氣冷系統的散熱能力來得高，因此藉由水冷系統200可有效提高製冷晶片160的製熱面164的散熱能力，加強製熱面164的降溫效果，尤其是對於大型冷藏室110而言，製冷晶片160配合氣冷系統只適合用在小型冷藏空間，故無法有效降低大型冷藏室110的溫度，必須藉由上述的製冷腔體120配合水冷系統200來提高製冷晶片160的製熱面164的散熱能力，才能進一步提高製冷晶片160的製冷面162的製冷效率，達到冷藏物保鮮及冷藏的效果。

請參照第3及4圖，其分別繪示依照本創作一實施例之製冷腔體120的示意圖。製冷腔體120例如為長條形的中空 腔體，其兩端具有一入風孔122及一出風孔124。在第3圖中，雖未繪示送風單元150，但送風單元150可設置在製冷腔體120內的入風孔122處(對應圖中的區域A)或是設置在製冷腔體120內的出風孔124處(對應圖中的區域B)或是兩者皆有。此外，送風單元150亦可設置在製冷腔體120以外的管路(例如第一導風管130或第二導風管140)中或設置在冷藏室110內的入風孔112處或出風孔114處，本發明對此不加以限制。製冷腔體120的入風孔122設置於一第一孔板121上，製冷腔體120的出風孔124設置於一第二孔板123上，擾流裝置170包括設置於第一孔板121與第二孔板123之間的至少二擋板172，以讓氣流F非平順地通過至少二擋板172之間。擾流裝置170可採用各種結構或型態，目的是為了增加氣流F流過製冷腔體120的風阻，以延長氣流F於製冷腔體120內的熱交換時間。

在一實施例中，每兩個擋板172之間設置一個製冷晶片160以及一個與製冷晶片160相連接的水冷頭210。因此，當有五個製冷晶片160與五個水冷頭210，需設置六個擋板172為佳，且每兩個擋板172之間均形成一擾流空間，以增加氣流的熱交換時間。此外，此些擋板172設有可讓氣流F通過的多個孔洞174。此些孔洞174可設計為相同尺寸、不同尺寸或大小尺寸交替排列的型態，目的是為了讓氣流F在製冷腔體120內減速(風阻增加)或形成擾流，以增加熱交換時間。

此外，請參照第4圖，製冷腔體120內設有一排水 道125，排水道125由第一孔板121傾斜向下連接至第二孔板123，以使凝結水可順著排水道125往下流動或集中至某處。此外，排水道125設有至少一排水孔126，用以排出凝結水。在一實施例中，當熱空氣進入到製冷腔體120內進行熱交換時，熱空氣的熱被鰭片165吸收後，溫度下降而成為冷空氣，使得冷空氣中的飽和水氣凝結為水，凝結水可沿著鰭片165表面往下流至有高低差的排水道125，再經由排水孔126排出或集中在某處。由於冷空氣中的水氣因凝結而減少，因此由製冷腔體120排出的冷空氣的濕度相對較低，也可避免過多的水氣進入到冷藏室110中。

本實施例之排水孔126不限定設置在各個擋板172的下方處，亦可設置在排水道125的其他位置，但以較低處且凝結水容易聚集的地方為佳。

請參照第5及6圖，其繪示製冷腔體120內的鰭片165及至少二擋板172的配置示意圖。在第5圖中，鰭片165配置的方向大致上平行於擋板172配置的方向，為了讓氣流F在二擋板172之間有足夠的熱交換時間與鰭片165進行熱交換，擋板172設有可讓氣流F通過的多個孔洞174，使平行流動的氣流F在二擋板172之間形成多個擾動的渦流T，並且部分氣流F1進入到相鄰二鰭片165之間之後，還能滯留在相鄰二鰭片165之間更多的時間，讓鰭片165吸收更多的熱能。

除了上述將平行流動的氣流F減速(風阻增加)而形成多個擾動的渦流T之外，亦可藉由流道的設計來增加鰭片165 與氣流F之間的接觸面積及熱交換的時間。請參照第7圖，其繪示製冷腔體120內的流道設計的示意圖，製冷腔體120內至少二擋板173平行交錯排列，讓氣流F呈S形通過於至少二擋板173之間。在一實施例中，當氣流F呈S形通過於相鄰二擋板173之間時，還可進一步使部分氣流F1進入到相鄰二鰭片165(請參照第6圖)之間，並能滯留在相鄰二鰭片165之間更多的時間，讓鰭片165吸收更多的熱能。

本創作上述實施例所揭露之製冷裝置，藉由與冷藏室相連通的製冷腔體循環送入冷空氣與排出熱空氣，來降低冷藏室的溫度，以保持冷藏物的新鮮度及保存的時間。此外，還可藉由外露在製冷腔體外的製冷晶片的製熱面及水冷系統將廢熱快速帶走，以有效提高製熱面的散熱能力，並提高製冷晶片的製冷效率。

綜上所述，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型。本新型所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧製冷裝置

110‧‧‧冷藏室

112‧‧‧入風孔

114‧‧‧出風孔

120‧‧‧製冷腔體

122‧‧‧入風孔

124‧‧‧出風孔

130‧‧‧第一導風管

140‧‧‧第二導風管

150‧‧‧送風單元

160‧‧‧製冷晶片

162‧‧‧製冷面

164‧‧‧製熱面

200‧‧‧水冷系統

210‧‧‧水冷頭

220‧‧‧水冷裝置

222‧‧‧進水口

224‧‧‧出水口

230‧‧‧第一導管

240‧‧‧第二導管

F‧‧‧氣流

Claims (12)

1. 一種製冷裝置，包括：一冷藏室，具有一入風孔及一出風孔；一製冷腔體，具有一入風孔及一出風孔；一第一導風管，用以連結該冷藏室的該入風孔及該製冷腔體的該出風孔；一第二導風管，用以連結該冷藏室的該出風孔及該製冷腔體的該入風孔；一送風單元，與該第一導風管及該第二導風管相連通，用以產生一氣流；一擾流裝置，設置於該製冷腔體內，該擾流裝置增加該氣流流過該製冷腔體的風阻，以延長該氣流於該製冷腔體內的熱交換時間；以及至少一製冷晶片，具有一製冷面及一製熱面，該製熱面外露於該製冷腔體外，該製冷面容置於該製冷腔體內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製冷裝置，其中該製冷腔體內更包括設置至少一鰭片，該鰭片連接至該製冷晶片的該製冷面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之製冷裝置，其中該送風單元設置於該製冷腔體內的該入風孔處或該出風孔處。
4. 如申請專利範圍第1項所述之製冷裝置，其中該送風單元設置於該冷藏室內的該入風孔處或該出風孔處。
5. 如申請專利範圍第1項所述之製冷裝置，其中該送風單元設置於該第一導風管或該第二導風管內。
6. 如申請專利範圍第1項所述之製冷裝置，其中該製冷晶片的該製熱面以一水冷系統進行散熱，該水冷系統包括：至少一水冷頭，具有一出水口及一進水口，該水冷頭連接至該製冷晶片的該製熱面；一水冷裝置，具有一出水口及一進水口，用以容置一冷卻液，一第一導管，用以連結該水冷裝置的該出水口及該水冷頭的該進水口；以及至少一第二導管，用以連結該水冷裝置的該進水口及該水冷頭的出水口。
7. 如申請專利範圍第6項所述之製冷裝置，其中該冷卻液由該水冷頭之該進水口往該製冷晶片的該製熱面流動，且該冷卻液流動的方向與該製熱面垂直。
8. 如申請專利範圍第1項所述之製冷裝置，其中該製冷腔體的該入風孔設置於一第一孔板上，該製冷腔體的該出風孔設置於一第二孔板上，該擾流裝置包括設置於該第一孔板與該第二孔板之間的至少二擋板，且讓該氣流非平順地通過該至少二擋板之間。
9. 如申請專利範圍第8項所述之製冷裝置，其中該至少二擋板設有可讓該氣流通過的複數個孔洞。
10. 如申請專利範圍第8項所述之製冷裝置，其中該至少二 擋板平行交錯排列，讓該氣流呈S形通過於該至少二擋板之間。
11. 如申請專利範圍第8項所述之製冷裝置，其中該製冷腔體內設有一排水道，該排水道由該第一孔板傾斜向下連接至該第二孔板。
12. 如申請專利範圍第11項所述之製冷裝置，其中該排水道設有至少一排水孔，用以排出凝結水。