專利名稱：雙內(nèi)循環(huán)儲(chǔ)冷式半導(dǎo)體交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體致冷交換器，可用于電子制冷設(shè)備中，如空調(diào)器、冰箱等。
現(xiàn)有的電子制冷設(shè)備中，一般采用強(qiáng)制水冷或風(fēng)冷來解決熱端的散熱問題。由于其制冷效率較低，制冷量小，使實(shí)際應(yīng)用受到限制。CN89209421.4中公開了一種用蒸發(fā)-冷凝原理來實(shí)現(xiàn)此目的方法，但由于其結(jié)構(gòu)不夠完善，影響了散熱和儲(chǔ)冷效果。
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)其散熱系統(tǒng)和儲(chǔ)冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)散熱和儲(chǔ)冷效果，從而有利于提高制冷效率。
本發(fā)明的目的通過以下方式來實(shí)現(xiàn)。
所述雙內(nèi)循環(huán)儲(chǔ)冷式半導(dǎo)體交換器，包括有半導(dǎo)體致冷堆、散熱系統(tǒng)和儲(chǔ)冷系統(tǒng)，散熱系統(tǒng)中包括有內(nèi)、外交換器，內(nèi)交換器是一個(gè)盛裝有低沸點(diǎn)工質(zhì)的真空密封箱體，外交換器也是一個(gè)密封箱體并盛裝有低沸點(diǎn)工質(zhì)，內(nèi)外交換器共用底板，該底板和半導(dǎo)體致冷堆的熱面緊密接觸，儲(chǔ)冷系統(tǒng)中包括有盛裝低凝固工質(zhì)的儲(chǔ)冷器，其特征在于a)所述外交換器上設(shè)有回風(fēng)管，該管的內(nèi)腔和環(huán)境空間相通;b)所述內(nèi)交換器上設(shè)有助凝管，該助凝管的兩端延伸到外交換器箱體外，該管內(nèi)腔和環(huán)境空間相通;c)所述外交換器中在常溫下裝滿低沸點(diǎn)工質(zhì);d)所述儲(chǔ)冷系統(tǒng)中包括有內(nèi)儲(chǔ)冷器和外冷凍器，內(nèi)儲(chǔ)冷器和外冷凍器共用的導(dǎo)冷上底板與電子致冷堆的冷面緊密接觸，內(nèi)儲(chǔ)冷器和外冷凍器內(nèi)分別盛裝有低凝固點(diǎn)工質(zhì)儲(chǔ)冷液;e)固連在內(nèi)儲(chǔ)冷器壁上的導(dǎo)冷片或者是與其內(nèi)腔相通的薄壁導(dǎo)冷管伸入外冷凍器的儲(chǔ)冷液中。
在散熱系統(tǒng)中，一方面內(nèi)交換器被包圍在外交換器的工質(zhì)液中，另一方面，由于所述助凝管的內(nèi)腔均與環(huán)境空間相通，其熱量能較快地散發(fā)到環(huán)境空間中，因此，助凝管的自身溫度始終低于內(nèi)交換器內(nèi)液體工質(zhì)熱蒸氣的溫度，從而有利于熱蒸氣的冷凝。為了方便熱蒸氣的上升，也可以在內(nèi)交換器內(nèi)底壁上設(shè)置導(dǎo)熱片。在內(nèi)交換器里，液體工質(zhì)受熱、汽化、散熱、冷凝，自動(dòng)完成循環(huán)過程。在外交換器內(nèi)常溫下充滿低沸點(diǎn)液體工質(zhì)，當(dāng)其受熱時(shí)，該液體工質(zhì)體積膨脹，其超出部份便通過安裝在壁面上的單向閥溢出，溢出液體通過裝有冷凝器的管道降溫后再由另一單向閥返回外交換器內(nèi)，自動(dòng)完成又一循環(huán)過程。
為了加速助凝管、回風(fēng)管的冷卻，也可以在其出口處設(shè)置風(fēng)機(jī)，以加速空氣流動(dòng)。
在儲(chǔ)冷系統(tǒng)中，內(nèi)儲(chǔ)冷器中的儲(chǔ)冷液接受電子制冷堆的冷量后，通過導(dǎo)冷片或?qū)Ю涔軅魅肜鋬銎鞯膬?chǔ)冷液中，該冷凍液可由管道引出輸送到所用設(shè)備的工作室中。由于外冷凍器中的儲(chǔ)冷液并不直接與導(dǎo)冷上底板接觸，因此，當(dāng)斷電時(shí)，受熱擴(kuò)散影響較小，有利于提高儲(chǔ)冷效果。
散熱系統(tǒng)中，所述低沸點(diǎn)工質(zhì)是指沸點(diǎn)盡可能低且在常溫下呈液態(tài)的物質(zhì)，同時(shí)要求其無毒，對(duì)箱體材料無腐蝕作用，如丙酮、乙醇溶液等。在儲(chǔ)冷系統(tǒng)中使用儲(chǔ)冷液要求有盡可能低的凝固點(diǎn)，并且在零下30℃左右時(shí)仍保持良好的流動(dòng)性，如乙醇、氯化鈣溶液等。
為了安裝和維修方便，和半導(dǎo)體致冷堆上下面緊密接觸的導(dǎo)熱下底板、導(dǎo)冷上底板由螺紋連接件連接成一整體，拆開后，即可使散熱系統(tǒng)和儲(chǔ)冷系統(tǒng)分為兩個(gè)獨(dú)立的部分，有利于調(diào)試、維修等工作的進(jìn)行。
為防止冷量損失，可以在外冷凍室的外面設(shè)置保溫層。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。其中w為半導(dǎo)體致冷堆，從它以上部份為散熱系統(tǒng)，以下部分為儲(chǔ)冷系統(tǒng)。
外交換器1和內(nèi)交換器3分別為長(zhǎng)方形密封箱體，8為共用導(dǎo)熱下底板，該底板和半導(dǎo)體致冷堆的熱面之間涂有導(dǎo)熱膠，以保證最緊密接觸。在外交換器上平行設(shè)置有十二根回風(fēng)管2，在內(nèi)交換器并外交換器上平行設(shè)置有四根助凝管4，內(nèi)交換器的底板上均勻設(shè)置有鋁板導(dǎo)熱片6，在內(nèi)交換器的側(cè)壁上還設(shè)置有止回閥5，供抽真空、填裝液體工質(zhì)B使用。外交換器壁上安裝有單向溢出閥10和單向回入閥7。9為冷凝器。外交換器內(nèi)以25℃為準(zhǔn)盛滿液體工質(zhì)A。內(nèi)儲(chǔ)冷器12和外冷凍器14的共用導(dǎo)冷上底板19和導(dǎo)熱下底板8使用螺紋連接件連接成為一個(gè)整體。導(dǎo)冷上底板和半導(dǎo)體致冷堆W的冷面緊密接觸，11為隔熱板，16為設(shè)置在內(nèi)儲(chǔ)冷器底壁上的導(dǎo)冷片。13是控制閥，以供盛裝液體工質(zhì)C。D為冷凍器的液體工質(zhì)。冷凍器壁上的控制閥15、18供儲(chǔ)冷液的輸出、輸入用，17為制冷設(shè)備工作室。
在散熱系統(tǒng)中，所使用的液體工質(zhì)B為丙酮溶液，外交換器中使用的工質(zhì)A是丙酮和乙醇的混合液，以降低成本，也可以在其中加入阻燃劑。在儲(chǔ)冷系統(tǒng)中，工質(zhì)C和D使用乙醇和氯化鈣混合溶液。
將本實(shí)施例直接試用于安徽合肥美菱161立升的冰箱中，用以替代現(xiàn)有的空氣壓縮機(jī)，實(shí)測(cè)結(jié)果，各項(xiàng)指標(biāo)已符合三星級(jí)冰箱標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明使用半導(dǎo)體致冷堆制冷，所使用的工質(zhì)具有無毒、無污染的特點(diǎn)，符合國(guó)際環(huán)保法要求，尤其是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積小，生產(chǎn)工藝較為簡(jiǎn)單，維修方便，儲(chǔ)冷效果好，散熱面積大，制冷效率高，可以方便地應(yīng)用到冰柜、冰箱、空調(diào)器等各種制冷設(shè)備中，而且還可以對(duì)現(xiàn)有冰箱等制冷設(shè)備方便地進(jìn)行改裝。
權(quán)利要求
1.一種雙內(nèi)循環(huán)儲(chǔ)冷式交換器，包括有半導(dǎo)體致冷堆、散熱系統(tǒng)和儲(chǔ)冷系統(tǒng)，散熱系統(tǒng)中包括有外交換器1和內(nèi)交換器3，外交換器1和內(nèi)交換器3分別為裝有低沸點(diǎn)工質(zhì)的密封箱體，內(nèi)外交換器共用導(dǎo)熱下底板8，該底板和半導(dǎo)體致冷堆W的熱面緊密接觸，儲(chǔ)冷系統(tǒng)中包括有盛裝低凝固工質(zhì)的儲(chǔ)冷器，其特征在于a)所述外交換器1上設(shè)有回風(fēng)管2，該管的內(nèi)腔和環(huán)境空間相通；b)所述內(nèi)交換器3上并外交換器上設(shè)置有助凝管4，該管的內(nèi)腔和環(huán)境空間相通；c)所述外交換器1中在常溫下裝滿有低沸點(diǎn)液體工質(zhì)；d)所述儲(chǔ)冷系統(tǒng)中包括有內(nèi)儲(chǔ)冷器12和外冷凍器14，內(nèi)儲(chǔ)冷器和外冷凍器共用的導(dǎo)冷上底板19和半導(dǎo)體制冷堆的冷面緊密接觸，內(nèi)儲(chǔ)冷器和外冷凍器內(nèi)分別盛裝有低凝固點(diǎn)液體工質(zhì)；e)所述內(nèi)儲(chǔ)冷器的底壁上固連有導(dǎo)冷片或者是與內(nèi)儲(chǔ)冷器腔相通的薄壁導(dǎo)冷管16。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換器，其特征在于所述導(dǎo)熱下底板8和導(dǎo)冷上底板19由螺紋連接件連接成為一個(gè)整體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換器，其特征在于所述內(nèi)交換器3的內(nèi)底壁上可以設(shè)置有導(dǎo)熱片6。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體致冷交換器，它包括有半導(dǎo)體致冷堆、散熱系統(tǒng)和儲(chǔ)冷系統(tǒng)，在散熱系統(tǒng)中，盛有低沸點(diǎn)工質(zhì)的內(nèi)外交換器上設(shè)置有利于散熱的助凝管和回風(fēng)管，當(dāng)半導(dǎo)體致冷堆工作，由于受熱液體的汽化、冷凝以及體積的膨脹，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)兩道循環(huán)過程。在儲(chǔ)冷系統(tǒng)中包括有內(nèi)儲(chǔ)冷器和外冷凍器。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、制造工藝簡(jiǎn)單、散熱面積大，儲(chǔ)冷效果好等特點(diǎn)，可以方便地用于冰箱、空調(diào)器等制冷設(shè)備中，還可以方便地對(duì)現(xiàn)有冰箱等制冷設(shè)備進(jìn)行改裝。
文檔編號(hào)F25B21/00GK1077019SQ92102308
公開日1993年10月6日 申請(qǐng)日期1992年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月27日
發(fā)明者衛(wèi)行 申請(qǐng)人:衛(wèi)行