液態(tài)半導體制冷換熱模塊和大功率液態(tài)半導體制冷換熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及半導體制冷換熱領域，尤其涉及一種液態(tài)半導體制冷換熱模塊，包括：一對金屬板體，每一金屬板體上均固定有多個半導體制冷片，且每一金屬板體中間均開設有通孔；第一金屬螺旋管，其固定在一對金屬板體形成的第一容置空間中，且所述第一金屬螺旋管的一端從所述第一容置空間的側部伸出連接至第一液體輸送管，所述第一金屬螺旋管的另一端從所述第一容置空間的側部或任一金屬板體的通孔伸出連接至第二液體輸送管；其中，每一半導體制冷片的連接線均引出至接線盒處。本實用新型還提供了一種基于上述液態(tài)半導體制冷換熱模塊的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器。本實用新型模塊化的結構形式，解決了單個制冷元件對功率小，無法大功率使用的難題。
【專利說明】液態(tài)半導體制冷換熱模塊和大功率液態(tài)半導體制冷換熱器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體制冷換熱領域，尤其涉及一種液態(tài)半導體制冷換熱模塊和大功率液態(tài)半導體制冷換熱器。

【背景技術】
[0002]半導體制冷的工作原理是基于帕爾帖原理，成品半導體制冷器件的尺寸小重量輕，無機械傳動部分，工作中無噪音，無液、氣工作介質，因而不污染環(huán)境，制冷參數(shù)不受空間方向以及重力影響；通過調節(jié)工作電流的大小，可方便調節(jié)制冷速率；通過切換電流方向，可使制冷器從制冷狀態(tài)轉變?yōu)橹茻峁ぷ鳡顟B(tài)；作用速度快，使用壽命長，且易于控制。
[0003]半導體制冷具有較多的優(yōu)點，但也有致命的弱點，就是制冷受環(huán)境影響較大，當冷熱端達到一定溫差，就會達到一個平衡點，此時冷熱端的溫度就不會繼續(xù)發(fā)生變化。為了達到更低的溫度，必須采取強制散熱等方式降低熱端的溫度來實現(xiàn)。
[0004]半導體制冷片的單個制冷元件對的功率很小，但組合成電堆方式，用同類型的電堆串、并聯(lián)的方法組合成制冷系統(tǒng)的話，制冷功率就可以做到很大的范圍。
[0005]通過現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，熱端散熱普遍采用機械通風的形式，風冷方式散熱量有限，而且散熱器不是模塊化結構，不利于擴容搭接，所有的這些弊端都制約了半導體制冷技術的大功率應用。
實用新型內容
[0006]針對目前大功率半導體制冷技術存在的問題，本實用新型提供一種模塊化，容易擴容搭接的液態(tài)半導體制冷換熱模塊和大功率液態(tài)半導體制冷換熱器。
[0007]本實用新型提供的技術方案為:
[0008]一種液態(tài)半導體制冷換熱模塊，包括:
[0009]一對金屬板體，每一金屬板體上均固定有多個半導體制冷片，且每一金屬板體中間均開設有通孔；
[0010]第一金屬螺旋管，其固定在一對金屬板體形成的第一容置空間中，且所述第一金屬螺旋管的一端從所述第一容置空間的側部伸出連接至第一液體輸送管，所述第一金屬螺旋管的另一端從所述第一容置空間的側部或任一金屬板體的通孔伸出連接至第二液體輸送管；
[0011]其中，每一半導體制冷片的連接線均引出至接線盒處。
[0012]優(yōu)選的是，所述的液態(tài)半導體制冷換熱模塊中，所述第一金屬螺旋管的外壁與一對金屬板體之間形成第二容置空間，所述第二容置空間的進出口分別連接至第一液體輸送管和第二液體輸送管。
[0013]優(yōu)選的是，所述的液態(tài)半導體制冷換熱模塊中，所述第二容置空間的進出口分別安裝有第二金屬螺旋管，所述第一金屬螺旋管和第二金屬螺旋管的進出口均連接至一總連接管，所述總連接管連接至液體輸送管。
[0014]優(yōu)選的是，所述的液態(tài)半導體制冷換熱模塊中，所述總連接管從所述第一容置空間的側部或任一金屬板體的通孔伸出。
[0015]—種大功率液態(tài)半導體制冷換熱器，包括:
[0016]多個液態(tài)半導體制冷換熱模塊，其置于一殼體中平行排列，所述殼體帶有保溫層；所述液態(tài)半導體制冷換熱模塊均包括:
[0017]一對金屬板體，每一金屬板體上均固定有多個半導體制冷片，且每一金屬板體中間均開設有通孔；
[0018]第一金屬螺旋管，其固定在一對金屬板體形成的第一容置空間中，且所述第一金屬螺旋管的一端從所述第一容置空間的側部伸出連接至第一液體輸送管，所述第一金屬螺旋管的另一端從所述第一容置空間的側部或任一金屬板體的通孔伸出連接至第二液體輸送管；
[0019]其中，每一半導體制冷片的連接線均引出至接線盒處，所述第一金屬螺旋管的兩端從所述殼體中部的開孔或側壁上的孔洞伸出所述殼體；
[0020]多個液體輸送管，其分別與所述第一金屬螺旋管的兩端連接；
[0021]其中，冷端液態(tài)半導體制冷換熱模塊和熱端液態(tài)半導體制冷換熱模塊間隔排列設置，位于兩端的液態(tài)半導體制冷換熱模塊通過連接件與所述殼體固定。
[0022]優(yōu)選的是，所述的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器中，所述多個液體輸送管包括冷液進管、冷液出管、熱液進管和熱液出管，所述冷端液態(tài)半導體制冷換熱模塊的第一金屬螺旋管的兩端分別與所述冷液進管和冷液出管連接，所述熱端液態(tài)半導體制冷換熱模塊的第一金屬螺旋管的兩端分別與所述熱液進管和熱液出管連接。
[0023]優(yōu)選的是，所述的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器中，所述冷液進管、冷液出管、熱液進管和熱液出管側壁上均開設有多個安裝孔，所述第一金屬螺旋管的兩端分別伸出所述殼體側壁上的孔洞連接至所述安裝孔。
[0024]優(yōu)選的是，所述的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器中，所述殼體上安裝有接線盒，所述液態(tài)半導體制冷換熱器的半導體制冷片的連接線均引出至所述接線盒處。
[0025]優(yōu)選的是，所述的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器中，所述半導體制冷片與所述金屬板體之間涂有導熱膏。
[0026]優(yōu)選的是，所述的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器中，所述冷端液態(tài)半導體制冷換熱模塊中使用乙二醇與軟化水的混合物，所述熱端液態(tài)半導體制冷換熱模塊中使用乙二醇與軟化水的混合物或軟化水循環(huán)。
[0027]本實用新型的有益效果是，提供了一種模塊化、容易擴容搭接的液態(tài)半導體制冷換熱模塊，可以根據(jù)需要，制作各種功率的半導體制冷換熱器，可作為傳統(tǒng)蒸汽壓縮式壓縮機的替代產(chǎn)品，廣泛適用在小型制冷空調裝置中，如汽車空調、整體式空調器、分體式空調器以及其它類型的小型裝置中。所述第一金屬螺旋管和一對金屬板體形成兩個液態(tài)工質的流動腔，液態(tài)工質通過所述第一液體輸送管和第二液體輸送管進出流動腔，構成了液態(tài)半導體制冷換形式，液態(tài)工質在半導體制冷換熱模塊中流動，帶走半導體制冷換熱模塊冷端或熱端的能量。當需要較大制冷功率時，冷端液態(tài)半導體制冷換熱模塊和熱端液態(tài)半導體制冷換熱模塊間隔排列設置，成為大功率的液態(tài)半導體制冷換熱器，不同狀態(tài)的液態(tài)工質通過所述第一液體輸送管和第二液體輸送管進出流動腔，實現(xiàn)制冷換熱。本實用新型模塊化的結構形式，解決了單個制冷元件對功率小，無法大功率使用的難題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本實用新型中的第一金屬螺旋管結構示意圖。
[0029]圖2為本實用新型中的液態(tài)半導體制冷換熱模塊結構示意圖一。
[0030]圖3為本實用新型中的液態(tài)半導體制冷換熱模塊結構示意圖二。
[0031]圖4為圖3的A-A截面圖。
[0032]圖5為本實用新型中的液態(tài)半導體制冷換熱模塊結構示意圖三。
[0033]圖6為圖5的B-B截面圖。
[0034]圖7為本實用新型中的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器結構示意圖一。
[0035]圖8為本實用新型中的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器結構示意圖二。
[0036]圖9為本實用新型中的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器結構示意圖三。

【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0038]本實用新型的液態(tài)半導體制冷換熱模塊包括，如圖2所示的一對金屬板體4，每一金屬板體4上均固定有多個半導體制冷片5，如圖7所示，每一金屬板體4上均勻分布有四個半導體制冷片5，且每一金屬板體4中間均開設有通孔；第一金屬螺旋管1，如圖1和圖2所示，其固定在一對金屬板體4形成的第一容置空間中，如圖3和圖5所示，且所述第一金屬螺旋管I的一端從所述第一容置空間的側部伸出連接至第一液體輸送管，所述第一金屬螺旋管I的另一端可以根據(jù)需要，從所述第一容置空間的側部(圖3)或任一金屬板體4的通孔伸出(圖5)連接至第二液體輸送管；其中，金屬板體4和金屬螺旋管I的材質通常選用重量輕、導熱性好的銅材質，每一半導體制冷片5的連接線均引出至接線盒13處，如圖9所示。
[0039]所述第一金屬螺旋管I的外壁與一對金屬板體4之間形成第二容置空間，所述第二容置空間的進出口分別連接至第一液體輸送管和第二液體輸送管。這樣使液態(tài)工質分別在第一金屬螺旋管I和第二容置空間中同時流動換熱，擴大了換熱面積。
[0040]如圖2-6所示，所述第二容置空間的進出口分別安裝有第二金屬螺旋管2，所述第一金屬螺旋管I和第二金屬螺旋管2的進出口均連接至一總連接管3，所述總連接管3連接至液體輸送管。
[0041]所述總連接管3可以根據(jù)需要，從所述第一容置空間的側部或任一金屬板體4的通孔伸出。
[0042]本實用新型的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器，包括:如圖7所示的五個液態(tài)半導體制冷換熱模塊，其置于一殼體14中平行排列，所述殼體14帶有保溫層；如圖9所示，所述第一金屬螺旋管I的兩端從所述殼體14中部的開孔或側壁上的孔洞伸出所述殼體14 ;液態(tài)半導體制冷換熱模塊包括，如圖2所示的一對金屬板體4，每一金屬板體上均固定有多個半導體制冷片5，如圖7所示，每一金屬板體4上均勻分布有四個半導體制冷片5，且每一金屬板體4中間均開設有通孔；第一金屬螺旋管1，如圖1和圖2所示，其固定在一對金屬板體4形成的第一容置空間中，如圖3和圖5所示，且所述第一金屬螺旋管I的一端從所述第一容置空間的側部伸出連接至第一液體輸送管，所述第一金屬螺旋管I的另一端可以根據(jù)需要，從所述第一容置空間的側部(圖3)或任一金屬板體4的通孔伸出(圖5)連接至第二液體輸送管；其中，金屬板體4和金屬螺旋管I的材質通常選用重量輕、導熱性好的銅材質，每一半導體制冷片5的連接線均引出至接線盒13處，如圖9所示；多個液體輸送管，其分別與所述第一金屬螺旋管I的兩端連接。
[0043]如圖7所示，冷端液態(tài)半導體制冷換熱模塊和熱端液態(tài)半導體制冷換熱模塊間隔排列設置，位于兩端的液態(tài)半導體制冷換熱模塊通過連接件6、螺桿7、螺母8與所述殼體14固定。這是由于相鄰金屬板體4上的半導體制冷片5的冷熱端呈相反方向放置，這樣使半導體制冷片5均接觸的金屬板體4僅為熱端或僅為冷端，避免能量的浪費。例如，圖7中的五個液態(tài)半導體制冷換熱模塊冷熱交替放置，中間和兩端的三個液態(tài)半導體制冷換熱模塊為熱端液態(tài)半導體制冷換熱模塊，其余兩個為冷端液態(tài)半導體制冷換熱模塊。
[0044]如圖8和圖9所示,所述多個液體輸送管包括冷液進管9、冷液出管10、熱液進管11和熱液出管12，所述冷端液態(tài)半導體制冷換熱模塊的第一金屬螺旋管I的兩端分別與所述冷液進管9和冷液出管10連接，所述熱端液態(tài)半導體制冷換熱模塊的第一金屬螺旋管I的兩端分別與所述熱液進管11和熱液出管12連接。
[0045]所述冷液進管9、冷液出管10、熱液進管11和熱液出管12側壁上均開設有多個安裝孔，所述第一金屬螺旋管I的兩端分別伸出所述殼體14側壁上的孔洞連接至所述安裝孔。
[0046]如圖9所示，所述殼體14上安裝有接線盒13，所述液態(tài)半導體制冷換熱器的半導體制冷片5的連接線均引出至所述接線盒13處。
[0047]所述半導體制冷片5與所述金屬板體4之間涂有導熱膏，使導熱效果更佳。
[0048]所述冷端液態(tài)半導體制冷換熱模塊中使用乙二醇與軟化水的混合物，所述熱端液態(tài)半導體制冷換熱模塊中使用乙二醇與軟化水的混合物或軟化水循環(huán)。乙二醇加入軟化水中，可以降低混合物的凝固點，使工質在較低溫度下也能保持流動性。例如，可以使液態(tài)工質中乙二醇含量控制在55%?60%之間。
[0049]工作時，液態(tài)工質從冷液進管9經(jīng)總連接管3進入冷端液態(tài)半導體制冷換熱模塊，來自半導體制冷片5冷端的能量便會通過第一金屬螺旋管I和金屬板體4傳遞給液態(tài)工質，然后液態(tài)工質經(jīng)冷液出管10將能量傳遞到空調及其他系統(tǒng)中使用；與此同時，另一部分液態(tài)工質從熱液進口 11經(jīng)總連接管3進入熱端液態(tài)半導體制冷換熱模塊,來自半導體制冷片5熱端的能量便會通過第一金屬螺旋管I和金屬板體4傳遞給液態(tài)工質，然后液態(tài)工質便經(jīng)熱液出管12將能量帶出換熱器。
[0050]盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實用新型并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權利要求】
1.一種液態(tài)半導體制冷換熱模塊，其特征在于，包括: 一對金屬板體，每一金屬板體上均固定有多個半導體制冷片，且每一金屬板體中間均開設有通孔； 第一金屬螺旋管，其固定在一對金屬板體形成的第一容置空間中，且所述第一金屬螺旋管的一端從所述第一容置空間的側部伸出連接至第一液體輸送管，所述第一金屬螺旋管的另一端從所述第一容置空間的側部或任一金屬板體的通孔伸出連接至第二液體輸送管； 其中，每一半導體制冷片的連接線均引出至接線盒處。
2.如權利要求1所述的液態(tài)半導體制冷換熱模塊，其特征在于，所述第一金屬螺旋管的外壁與一對金屬板體之間形成第二容置空間，所述第二容置空間的進出口分別連接至第一液體輸送管和第二液體輸送管。
3.如權利要求2所述的液態(tài)半導體制冷換熱模塊，其特征在于，所述第二容置空間的進出口分別安裝有第二金屬螺旋管，所述第一金屬螺旋管和第二金屬螺旋管的進出口均連接至一總連接管，所述總連接管連接至液體輸送管。
4.如權利要求3所述的液態(tài)半導體制冷換熱模塊，其特征在于，所述總連接管從所述第一容置空間的側部或任一金屬板體的通孔伸出。
5.一種大功率液態(tài)半導體制冷換熱器，其特征在于，包括: 多個液態(tài)半導體制冷換熱模塊，其置于一殼體中平行排列，所述殼體帶有保溫層；所述液態(tài)半導體制冷換熱模塊均包括: 一對金屬板體，每一金屬板體上均固定有多個半導體制冷片，且每一金屬板體中間均開設有通孔； 第一金屬螺旋管，其固定在一對金屬板體形成的第一容置空間中，且所述第一金屬螺旋管的一端從所述第一容置空間的側部伸出連接至第一液體輸送管，所述第一金屬螺旋管的另一端從所述第一容置空間的側部或任一金屬板體的通孔伸出連接至第二液體輸送管； 其中，每一半導體制冷片的連接線均引出至接線盒處，所述第一金屬螺旋管的兩端從所述殼體中部的開孔或側壁上的孔洞伸出所述殼體； 多個液體輸送管，其分別與所述第一金屬螺旋管的兩端連接； 其中，冷端液態(tài)半導體制冷換熱模塊和熱端液態(tài)半導體制冷換熱模塊間隔排列設置，位于兩端的液態(tài)半導體制冷換熱模塊通過連接件與所述殼體固定。
6.如權利要求5所述的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器，其特征在于，所述多個液體輸送管包括冷液進管、冷液出管、熱液進管和熱液出管，所述冷端液態(tài)半導體制冷換熱模塊的第一金屬螺旋管的兩端分別與所述冷液進管和冷液出管連接，所述熱端液態(tài)半導體制冷換熱模塊的第一金屬螺旋管的兩端分別與所述熱液進管和熱液出管連接。
7.如權利要求6所述的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器，其特征在于，所述冷液進管、冷液出管、熱液進管和熱液出管側壁上均開設有多個安裝孔，所述第一金屬螺旋管的兩端分別伸出所述殼體側壁上的孔洞連接至所述安裝孔。
8.如權利要求5所述的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器，其特征在于，所述殼體上安裝有接線盒，所述液態(tài)半導體制冷換熱器的半導體制冷片的連接線均引出至所述接線盒處。
9.如權利要求5所述的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器，其特征在于，所述半導體制冷片與所述金屬板體之間涂有導熱膏。
10.如權利要求5所述的大功率液態(tài)半導體制冷換熱器，其特征在于，所述冷端液態(tài)半導體制冷換熱模塊中使用乙二醇與軟化水的混合物，所述熱端液態(tài)半導體制冷換熱模塊中使用乙二醇與軟化水的混合物或軟化水循環(huán)。
【文檔編號】F25B21/02GK204115291SQ201420409089
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權日:2014年7月23日
【發(fā)明者】邱慶齡 申請人:武漢商學院