液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱模塊和大功率液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制冷換熱領(lǐng)域，尤其涉及一種液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱模塊和大功率液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體制冷的工作原理是基于帕爾帖原理，成品半導(dǎo)體制冷器件的尺寸小重量輕，無機(jī)械傳動(dòng)部分，工作中無噪音，無液、氣工作介質(zhì)，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(diào)節(jié)工作電流的大小，可方便調(diào)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(zhuǎn)變?yōu)橹茻峁ぷ鳡顟B(tài)；作用速度快，使用壽命長(zhǎng)，且易于控制。
[0003]半導(dǎo)體制冷具有較多的優(yōu)點(diǎn)，但也有致命的弱點(diǎn)，就是制冷受環(huán)境影響較大，當(dāng)冷熱端達(dá)到一定溫差，就會(huì)達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)，此時(shí)冷熱端的溫度就不會(huì)繼續(xù)發(fā)生變化。為了達(dá)到更低的溫度，必須采取強(qiáng)制散熱等方式降低熱端的溫度來實(shí)現(xiàn)。
[0004]半導(dǎo)體制冷片的單個(gè)制冷元件對(duì)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(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，熱端散熱普遍采用機(jī)械通風(fēng)的形式，風(fēng)冷方式散熱量有限，而且散熱器不是模塊化結(jié)構(gòu)，不利于擴(kuò)容搭接，所有的這些弊端都制約了半導(dǎo)體制冷技術(shù)的大功率應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)目前大功率半導(dǎo)體制冷技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種模塊化，容易擴(kuò)容搭接的液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱模塊和大功率液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱器。
[0007]本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0008]一種液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱模塊，包括:
[0009]一對(duì)金屬板體，每一金屬板體上均固定有多個(gè)半導(dǎo)體制冷片，且每一金屬板體中間均開設(shè)有通孔；
[0010]第一金屬螺旋管，其固定在一對(duì)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(cè)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(cè)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(dǎo)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(dǎo)體制冷換熱模塊中，所述第一金屬螺旋管的外壁與一對(duì)金屬板體之間形成第二容置空間，所述第二容置空間的進(jìn)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(dǎo)體制冷換熱模塊中，所述第二容置空間的進(jìn)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(jìn)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(dǎo)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(cè)部或任一金屬板體的通孔伸出。
[0015]一種大功率液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱器，包括:
[0016]多個(gè)液態(tài)半導(dǎo)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(dǎo)體制冷換熱模塊均包括:
[0017]一對(duì)金屬板體，每一金屬板體上均固定有多個(gè)半導(dǎo)體制冷片，且每一金屬板體中間均開設(shè)有通孔；
[0018]第一金屬螺旋管，其固定在一對(duì)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(cè)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(cè)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(dǎo)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(cè)壁上的孔洞伸出所述殼體；
[0020]多個(gè)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(dǎo)體制冷換熱模塊和熱端液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱模塊間隔排列設(shè)置，位于兩端的液態(tài)半導(dǎo)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(dǎo)體制冷換熱器中，所述多個(gè)液體輸送管包括冷液進(jìn)管、冷液出管、熱液進(jìn)管和熱液出管，所述冷端液態(tài)半導(dǎo)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(jìn)管和冷液出管連接，所述熱端液態(tài)半導(dǎo)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(jìn)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(dǎo)體制冷換熱器中，所述冷液進(jìn)管、冷液出管、熱液進(jìn)管和熱液出管側(cè)壁上均開設(shè)有多個(gè)安裝孔，所述第一金屬螺旋管的兩端分別伸出所述殼體側(cè)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(dǎo)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(dǎo)體制冷換熱器的半導(dǎo)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(dǎo)體制冷換熱器中，所述半導(dǎo)體制冷片與所述金屬板體之間涂有導(dǎo)熱膏。
[0026]優(yōu)選的是，所述的大功率液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱器中，所述冷端液態(tài)半導(dǎo)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(dǎo)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]本發(fā)明的有益效果是，提供了一種模塊化、容易擴(kuò)容搭接的液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱模塊，可以根據(jù)需要，制作各種功率的半導(dǎo)體制冷換熱器，可作為傳統(tǒng)蒸汽壓縮式壓縮機(jī)的替代產(chǎn)品，廣泛適用在小型制冷空調(diào)裝置中，如汽車空調(diào)、整體式空調(diào)器、分體式空調(diào)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(duì)金屬板體形成兩個(gè)液態(tài)工質(zhì)的流動(dòng)腔，液態(tài)工質(zhì)通過所述第一液體輸送管和第二液體輸送管進(jìn)出流動(dòng)腔，構(gòu)成了液態(tài)半導(dǎo)體制冷換形式，液態(tài)工質(zhì)在半導(dǎo)體制冷換熱模塊中流動(dòng)，帶走半導(dǎo)體制冷換熱模塊冷端或熱端的能量。當(dāng)需要較大制冷功率時(shí)，冷端液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱模塊和熱端液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱模塊間隔排列設(shè)置，成為大功率的液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱器，不同狀態(tài)的液態(tài)工質(zhì)通過所述第一液體輸送管和第二液體輸送管進(jìn)出流動(dòng)腔，實(shí)現(xiàn)制冷換熱。本發(fā)明模塊化的結(jié)構(gòu)形式，解決了單個(gè)制冷元件對(duì)功率小，無法大功率使用的難題。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明中的第一金屬螺旋管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明中的液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱模塊結(jié)構(gòu)示意圖一。
[0030]圖3為本發(fā)明中的液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱模塊結(jié)構(gòu)示意圖二。
[0031]圖4為圖3的A-A截面圖。
[0032]圖5為本發(fā)明中的液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱模塊結(jié)構(gòu)示意圖三。
[0033]圖6為圖5的B-B截面圖。
[0034]圖7為本發(fā)明中的大功率液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱器結(jié)構(gòu)示意圖一。
[0035]圖8為本發(fā)明中的大功率液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱器結(jié)構(gòu)示意圖二。
[0036]圖9為本發(fā)明中的大功率液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱器結(jié)構(gòu)示意圖三。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0038]本發(fā)明的液態(tài)半導(dǎo)體制冷換熱模塊包括，如圖2所示的一對(duì)金屬板體4，每一金屬板體4上均固定有多個(gè)半導(dǎo)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(gè)半導(dǎo)體制冷片5，且每一金屬板體4中間均開設(shè)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(duì)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1的一端從所述第一容置空間的側(cè)部伸出連接至第一液體輸送管，所述第一金屬螺旋管1的另一端可以根據(jù)需要，從所述第一容置空間的側(cè)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1的材質(zhì)通常選用重量輕、導(dǎo)熱性好的銅材質(zhì)，每一半導(dǎo)體制冷片5的連接線均引出至接線盒13處，如圖9所
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[0039]所述第一金屬螺旋管1的外壁與一對(duì)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(jìn)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(zhì)分別在第一金屬螺旋管1和第二容置空間中同時(shí)流動(dòng)換熱，擴(kuò)大了換熱面積。
[0040]如圖2-6所示，所述第二容置空間的進(jìn)出口分別安裝有第二金屬螺旋管2，所述第一金屬螺旋管1和第二金屬螺旋管2的進(jìn)出口均連