半導體制冷冰箱及其熱端換熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種半導體制冷冰箱及其熱端換熱裝置。其中熱端換熱裝置包括：熱端傳熱基板，具有與半導體制冷片熱端熱連接的換熱面；間隔排列的多根散熱熱管，每根散熱熱管的中部與熱端傳熱基板固定連接，其兩端分別沿與熱端傳熱基板平行的平面延伸出預設長度后，彎折至與熱端傳熱基板垂直的平面繼續(xù)延伸。利用本發(fā)明的技術方案，利用多根散熱熱管將熱端的熱量有效地傳導，利用冰箱的外殼擴大散熱面積，保證了半導體制冷片的工作可靠性，占用空間小，而且加工工藝更加簡便，有助于與冰箱結構的配合。
【專利說明】半導體制冷冰箱及其熱端換熱裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷設備，特別是涉及半導體制冷冰箱及其熱端換熱裝置。

【背景技術】
[0002]半導體制冷冰箱，也稱之為熱電冰箱。其利用半導體制冷片通過高效環(huán)形雙層熱管散熱及傳導技術和自動變壓變流控制技術實現(xiàn)制冷，無需制冷工質和機械運動部件，解決了介質污染和機械振動等傳統(tǒng)機械制冷冰箱的應用問題。
[0003]然而，半導體制冷片的冷端在制冷的同時，會在其熱端產(chǎn)生大量的熱量，為保證半導體制冷片可靠持續(xù)地進行工作，需要及時對熱端進行散熱，然而現(xiàn)有技術中針對半導體制冷片的熱端散熱一般使用散熱翅片的方式與周邊環(huán)境進行熱交換，這種方式散熱效率低，限制了半導體制冷冰箱的發(fā)展。
[0004]目前現(xiàn)有技術中出現(xiàn)了通過設置風機對散熱片進行強制對流散熱的方案，以提高換熱效率，但是散熱翅片本省體積較大，另外設置風扇更加占用冰箱空間。風扇啟動后會引起噪音增加，而且風扇連續(xù)工作，可靠性也較差。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的一個目的是要提供一種換熱效率高、占用空間小的熱端換熱裝置。
[0006]本發(fā)明一個進一步的目的是要使得熱端換熱裝置生產(chǎn)及裝配工藝簡單、與冰箱本體配合可靠穩(wěn)定。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置。該熱端換熱裝置包括:熱端傳熱基板，具有與半導體制冷片熱端熱連接的換熱面；間隔排列的多根散熱熱管，每根散熱熱管的中部與熱端傳熱基板固定連接，其兩端分別沿與熱端傳熱基板平行的平面延伸出預設長度后，彎折至與熱端傳熱基板垂直的平面繼續(xù)延伸。
[0008]可選地，每根散熱熱管以熱端傳熱基板的縱向中心線軸對稱，并在水平面的投影為。型。
[0009]可選地，每根散熱熱管包括:第一區(qū)段，橫向布置，且與熱端傳熱基板固定連接；第二區(qū)段，其第一端從第一區(qū)段沿與熱端傳熱基板平行的平面水平或傾斜延伸；第三區(qū)段，從第二區(qū)段的第二端彎折至與熱端傳熱基板垂直的平面縱向延伸。
[0010]可選地，多根散熱熱管的第三區(qū)段相互平行。
[0011]可選地，第一區(qū)段通過壓鉚嵌入熱端傳熱基板。
[0012]可選地，與熱端傳熱基板垂直的平面為與熱端傳熱基板垂直的豎直平面和/或與熱端傳熱基板垂直的水平平面。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種半導體制冷冰箱。該半導體制冷冰箱包括:外殼，半導體制冷片；以上介紹的任一種熱端換熱裝置，其被安裝成使其熱端傳熱基板與半導體制冷片的熱端熱連接，且使其每根散熱劑熱管的至少一部分與外殼的內表面貼靠，以將來自熱端的熱量傳導至外殼。
[0014]可選地，上述半導體制冷冰箱還包括:內膽，其內限定有儲物間室；外殼設置于內膽的外側，其包括有U殼和后背，外殼的后背與內膽的后壁限定有安裝空間；半導體制冷片和熱端換熱裝置布置于安裝空間內，且熱端傳熱基板與外殼的后壁相對。
[0015]可選地，上述半導體制冷冰箱還包括:冷端換熱裝置，與半導體制冷片的冷端熱連接，用于將冷端的冷量傳至儲物間室。
[0016]可選地，冷端換熱裝置包括:冷端傳熱基板，與冷端熱連接；間隔排列的多根制冷熱管，每根制冷熱管的中部與冷端傳熱基板固定連接，其兩端分別沿與冷端傳熱基板平行的平面延伸出預設長度后，彎折至與冷端傳熱基板垂直的平面繼續(xù)延伸，其中每根制冷熱管延伸段的至少一部分與內膽的外表面貼靠，以將來自冷端的冷量傳至儲物間室。
[0017]本發(fā)明的熱端換熱裝置，利用多根散熱熱管將熱端的熱量有效地傳導，利用冰箱的外殼擴大散熱面積，保證了半導體制冷片的工作可靠性，占用空間小，而且加工工藝更加簡便，有助于與冰箱結構的配合。
[0018]進一步地,本發(fā)明的半導體制冷冰箱,無需設置風機等運動機構,震動小，無噪音。
[0019]更進一步地，本發(fā)明的半導體制冷冰箱還可以利用多根制冷熱管均勻地傳導冷端傳熱基板的冷量，有效地利用制冷源如半導體制冷片的溫度。
[0020]根據(jù)下文結合附圖對本發(fā)明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置的示意圖；
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置安裝于冰箱外殼上的示意圖；
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置安裝于冰箱外殼上的第二種示意圖；
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置安裝于冰箱外殼上的第三種示意圖；
[0026]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的半導體制冷冰箱的示意性剖視圖；
[0027]圖6是圖5中A處的示意性局部放大圖；
[0028]圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于半導體制冷冰箱的冷端換熱裝置的示意圖；以及
[0029]圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的半導體制冷冰箱的一種示意性爆炸圖。

【具體實施方式】
[0030]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，術語“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置400的示意圖。如圖，本實施例的熱端換熱裝置400 —般性地可包括:熱端傳熱基板410和散熱熱管420。熱管420的數(shù)量可以根據(jù)半導體制冷片的功率進行配置，在圖1中示出了 5根散熱熱管420的情況，此處僅為舉例說明，在一些其他實施例中散熱熱管420的數(shù)量可以為多根、例如3根、4根、6根、7根等。
[0032]熱端傳熱基板410具有與半導體制冷片的熱端熱連接的換熱面，從而擴大熱端的熱傳導面積。多根散熱熱管420依次間隔排列，每根散熱熱管420的中部與熱端傳熱基板410固定連接，其兩端分別沿與熱端傳熱基板410平行的平面延伸出預設長度后，彎折至與熱端傳熱基板410垂直的平面繼續(xù)延伸。
[0033]每根散熱熱管420可以均以熱端傳熱基板410的縱向中心線軸對稱，并在水平面的投影為U型。也就是說每根散熱熱管420向兩端分別延伸的姿態(tài)和長度是一致的。
[0034]在本實施例中，一種可選的每根散熱熱管420的結構為:橫向布置的第一區(qū)段421與熱端傳熱基板410固定連接。第二區(qū)段422從其第一端從第一區(qū)段421沿與熱端傳熱基板410平行的平面水平或傾斜延伸；第三區(qū)段423從第二區(qū)段422的第二端彎折至與熱端傳熱基板410垂直的平面縱向延伸。第一區(qū)段421可以通過壓鉚直接嵌入熱端傳熱基板410內部，例如熱端傳熱基板410上形成有多個容納槽，每個容納槽配置成容納一根散熱熱管420的至少部分第一區(qū)段421，從而實現(xiàn)可靠連接。
[0035]以上多根每根散熱熱管420可以縱向依次排列，其中第一區(qū)段421分別平行，第三區(qū)段423分別平行。第三區(qū)段423所在的平面可以為與熱端傳熱基板410垂直的豎直平面和/或與熱端傳熱基板410垂直的水平平面，分別對應于外殼的側壁和/或頂壁、底壁。
[0036]第三區(qū)段423是散熱熱管420的主要冷凝區(qū)段，第一區(qū)段421是散熱熱管420的主要蒸發(fā)區(qū)段，在冷凝區(qū)段中，散熱熱管420吸收周圍環(huán)境的冷量，冷媒冷凝為液態(tài)，并回流至散熱熱管420的蒸發(fā)區(qū)段，通過吸收熱端傳熱基板410釋放的熱量進行蒸發(fā)。為了提高第三區(qū)段與半導體制冷外殼的接觸面積，可以選用扁平的方形熱管。
[0037]需要說明的是以上橫向、縱向、水平、豎直、傾斜等方位均以本實施例的熱端換熱裝置400在正常工作的狀態(tài)為參照，即熱端傳熱基板410豎直地安裝于半導體制冷冰箱的后部，散熱熱管420從半導體制冷冰箱的后部延伸至半導體制冷冰箱外殼的兩側壁、頂壁、底壁。
[0038]以下結合熱端換熱裝置400相對于半導體制冷冰箱的外殼的位置，對本實施例的實施例的用于半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置400進一步進行介紹。
[0039]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置400安裝于冰箱外殼上的示意圖，半導體制冷冰箱的殼體分為內膽210和外殼220，其中，內膽210內限定有儲物間室；熱端換熱裝置400被安裝成使其熱端傳熱基板410與半導體制冷片的熱端熱連接。每根散熱熱管420的至少一部分貼靠于外殼220的兩側壁、頂壁、底壁的內側，以將熱量散發(fā)至外殼220。
[0040]熱端傳熱基板410可以為扁平長方體狀，其一個外表面用作與半導體制冷片的熱端熱連接的換熱面，熱連接的方式可以包括該外表面直接與熱端貼靠或者通過導熱層接觸，其中導熱層可以為涂覆于外表面和熱端之間的導熱硅膠或石墨等。本實施例中的“熱連接”或“熱接觸”，本可以是是直接抵靠接觸，采用熱傳導的方式進行傳熱。若抵靠接觸面涂覆導熱硅脂(石墨或其他介質)，可將其認為是抵靠接觸面上的一部分，作為改善熱連接(或熱接觸)的導熱層。
[0041]熱端傳熱基板410布置于外殼220后背內側的中部,從其延伸出散熱熱管420從中部延伸至外殼的側壁、頂壁、底壁中的一個或多個，并與之貼靠。在圖2所示的4根散熱熱管420中，位于最上部的一根的散熱熱管420的第二區(qū)段422沿熱端傳熱基板410平行的平面傾斜向上延伸一定的長度，該長度與熱端傳熱基板410相對于外殼220的位置以及外殼220尺寸相關，需要滿足可將第三區(qū)段423延伸至外殼200的頂壁內側。位于中部的兩根的散熱熱管420的第三區(qū)段423延伸至外殼200的側壁內側。位于下部的兩根的散熱熱管420的第三區(qū)段423延伸至外殼200的底壁內側。
[0042]第三區(qū)段423優(yōu)選使用扁管，便于貼靠在外殼220的側壁或頂壁或底壁的內側。散熱熱管420的橫截面為近似方形或矩圓形。
[0043]本實施例的用于半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置400與外殼220進行裝配時，可以采用直接焊接、壓靠、粘接的方式，將散熱熱管420直接固定在外殼220內側，利用外殼220良好的傳熱性進行散熱。本實施例的半導體制冷冰箱還可以在外殼220的至少部分內表面上噴涂石墨涂料或者粘貼石墨膜形成的石墨膜層外殼220各個部分的傳熱均勻。
[0044]圖2中示出的第三區(qū)段423通過熱端固定壓板610壓靠的方式實現(xiàn)固定。每個熱端固定壓板610具有隆起部和兩個固定側翼。隆起部上形成有沿其長度方向延伸的固定槽，以容納相應散熱熱管420的至少部分蒸發(fā)段。兩個固定側翼分別從隆起部的兩個長度邊緣向外側延伸出，用于與外殼220固定連接且貼靠在外殼220的內表面上，以保證散熱熱管420的第三區(qū)段423與外殼220的內表面緊密貼靠,從而將熱量散發(fā)至外殼。每個固定側翼上具有沿其長度方向間隔設置的多個螺釘孔，以使每個熱端固定壓板610的每個固定側翼通過螺釘固定于外殼220。
[0045]采用壓板固定的方式使制冷熱管120與內膽210貼靠，避免了焊接有可能造成的熱管損傷或者粘貼的不可靠。
[0046]該實施例的熱端換熱裝置400適用于散熱量為100W以內時，通過在外殼220的內表面排布4根“類似U形”散熱熱管420。
[0047]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置400安裝于冰箱外殼上的第二種示意圖，在圖3所示的半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置400中，使用了五根散熱熱管420，其中上部一根的第三區(qū)段423與頂壁內側貼靠，中部三根的第三區(qū)段423與側壁內側貼靠，下部一根的第三區(qū)段423與底壁內側貼靠。相比于圖2示出的熱端換熱裝置400，該實施例的熱端換熱裝置400可適用于100?125W的散熱量。
[0048]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置400安裝于冰箱外殼上的第三種示意圖，該實施例的半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置400中，使用了六根散熱熱管420，其中上部兩根的第三區(qū)段423與頂壁內側貼靠，在這兩根中最上一根的U形開口較小，中部三根的第三區(qū)段423與側壁內側貼靠，下部一根的第三區(qū)段423與底壁內側貼靠。相比于圖2示出的熱端換熱裝置400，該實施例的熱端換熱裝置400散熱面積增加了將近一倍，可適用于125?150W的散熱量。
[0049]通過以上幾個實例看出，本實施例的半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置400可以根據(jù)半導體制冷冰箱的制冷量靈活進行配置，通過增加散熱熱管420擴大散熱面積，到達更好的散熱效果。經(jīng)過大量的測試，不同根數(shù)的散熱熱管可以對不同功率的半導體制冷片的熱端進行有效散熱，例如5根散熱熱管420可以對散熱量為100?125W的半導體制冷片的熱端進行有效散熱。一般熱端散熱量每增加30W，則需要增加一根散熱熱管420。
[0050]本實施例的熱端換熱裝置400裝配于半導體制冷冰箱中，可以在不使用任何風機設備的情況，均勻有效地對半導體制冷片進行散熱結構緊湊，占用空間小。
[0051]進一步地，本發(fā)明實施例還提供了一種使用上述熱端換熱裝置400的半導體制冷冰箱，圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的半導體制冷冰箱的示意性剖視圖；而圖6是圖5中A處的示意性局部放大圖。本實施例的半導體制冷冰箱可以包括半導體模塊、冷端換熱裝置100、熱端換熱裝置400、內膽210、外殼220、箱門230以及絕熱層240。內膽210的外表面和外殼220的內表面的可以涂覆石墨膜層，充分利用石墨膜層的橫向高導熱率，實現(xiàn)對儲物間室的均勻制冷和均勻散熱。
[0052]半導體制冷冰箱的外殼220 —般存在兩種結構，一種是拼裝式、即由頂蓋、左右側板、后背板、下底板等拼裝成一個完整的箱體。另一種是整體式，即將頂蓋與左右側板按要求輥軋成一倒“U”字形，稱為U殼，再與后背板、下底板點焊成箱體。本發(fā)明實施例的半導體制冷冰箱優(yōu)選使用整體式外殼220，即外殼包括有U殼和后背，其中U殼設置于內膽210的側壁212和頂壁213的外側，外殼220的后背與內膽210的后壁限定有安裝空間。
[0053]半導體模塊和熱端換熱裝置400可以選擇布置于內膽210的后壁211外側與外壁220限定的安裝空間內，熱端傳熱基板410與半導體制冷片的熱端熱連接，且使其每根散熱熱管420的至少一部分與外殼220內表面貼靠，以對熱端散熱。具體的結構可以參見以上對圖2至圖4的介紹。
[0054]另外，本實施例的半導體制冷冰箱設置的冷端換熱裝置100，可以采用類似于熱端換熱裝置400結構，將半導體制冷片的冷量傳導至內膽210限定的儲物間室內。圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于半導體制冷冰箱的冷端換熱裝置100的示意圖。冷端換熱裝置100 一般性地可包括:冷端傳熱基板110和制冷熱管120。其中制冷熱管120的具體的數(shù)量可以根據(jù)半導體制冷片的功率進行配置，一般而言，半導體制冷片的制冷功率每增加25W，則需要增加一根制冷熱管120。
[0055]冷端傳熱基板110具有與半導體制冷片的冷端熱連接的換熱面,從而擴大制冷源的熱傳導面積。多根制冷熱管120依次間隔排列，每根制冷熱管120的中部與冷端傳熱基板110固定連接，其兩端分別沿與冷端傳熱基板110平行的平面延伸出預設長度后，彎折至與冷端傳熱基板110垂直的平面繼續(xù)延伸。
[0056]每根制冷熱管120可以均以冷端傳熱基板110的縱向中心線軸對稱，并在水平面的投影為u型。也就是說每根制冷熱管120向兩端分別延伸的姿態(tài)和長度是一致的。
[0057]在本實施例中，一種可選的每根制冷熱管120的結構為:橫向布置的第一區(qū)段121與冷端傳熱基板110固定連接。第二區(qū)段122從其第一端從第一區(qū)段121沿與冷端傳熱基板110平行的平面水平或傾斜延伸；第三區(qū)段123從第二區(qū)段122的第二端彎折至與冷端傳熱基板110垂直的平面縱向延伸。第一區(qū)段121可以通過壓鉚直接嵌入冷端傳熱基板110內部，以實現(xiàn)可靠連接。
[0058]以上多根每根制冷熱管120可以縱向依次排列，其中第一區(qū)段121分別平行，第三區(qū)段123分別平行。第三區(qū)段123所在的平面可以為與冷端傳熱基板110垂直的豎直平面和/或與冷端傳熱基板110垂直的水平平面，分別對應于內膽的側壁212和頂壁213。
[0059]第三區(qū)段123是制冷熱管120的主要蒸發(fā)段，第一區(qū)段121是制冷熱管120的主要冷凝段，在冷凝段中，制冷熱管吸收冷量，冷媒冷凝為液態(tài)，并回流至制冷熱管蒸發(fā)段，將冷量傳導至與之貼靠的冰箱內體后，蒸發(fā)后為氣態(tài)，返回冷凝段進行循環(huán)，完成傳導冷量的功能。為了提高第三區(qū)段與半導體制冷冰箱內膽的接觸面積，可以選用扁平的方形熱管。
[0060]制冷半導體冷端的冷量則通過導熱硅脂傳導至制冷熱管的冷凝段和冷端傳熱基板110，使熱管內的氣態(tài)工質液化，并回流至制冷熱管蒸發(fā)段，并通過內膽，將冷量傳導給至儲物間室內部，實現(xiàn)對儲物間室內部的制冷。
[0061]冷端傳熱基板110布置于內膽210后壁外側的中部，從其延伸出的制冷熱管120從內膽210的后壁211延伸至內膽210的兩個側壁212或者頂壁213，以與內膽210的外側貼靠。熱管的第三區(qū)段123可以相對均勻的貼靠于內膽兩個側壁212和頂壁213上，作為蒸發(fā)段，向儲物間室內部傳冷。第三區(qū)段123的長度與內膽210側壁212的縱向長度匹配，并且可以為水平布置。
[0062]第三區(qū)段123優(yōu)選使用扁管，即貼靠在內膽10側壁212或頂壁213上的至少部分制冷熱管管段的橫截面為近似方形或矩圓形。
[0063]本實施例的用于半導體制冷冰箱的冷端換熱裝置100與內膽210進行裝配時，可以采用直接焊接、壓靠、粘接的方式，將制冷熱管120直接固定在內膽210上，利用內膽210良好的傳熱性進行制冷。本領域的技術人員通常認為，金屬內膽就具有導熱特性，能夠將冷量傳遞至內膽的儲物間室內，且不需要均溫，在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，直接將每根制冷熱管120的第三區(qū)段123的冷量傳至內膽210外表面時，內膽210上的靠近制冷熱管120的區(qū)域的溫度要遠遠低于遠離制冷熱管120的區(qū)域的溫度的區(qū)域，也就是隨著至制冷熱管120的距離增加，溫度逐漸提高，導致使內膽210內的儲物間室內各個部分吸收的冷量不一致，降低了半導體制冷冰箱的傳冷效率。因此本實施例的半導體制冷冰箱還可以在內膽210的至少部分外表面上噴涂石墨涂料或者粘貼石墨膜形成的石墨膜層可使儲物間室內的各個位置的制冷比較均勻。
[0064]半導體模塊一般性地可以包括:半導體制冷片521、導冷塊523以及具有中央開口的冷熱端隔熱層524，半導體制冷片521的數(shù)量可以為一塊或多塊，冷端換熱裝置100的冷端傳熱基板110被安裝成使其后表面與半導體制冷片521的冷端熱連接，冷端傳熱基板110上形成有至少一個容納槽，每個容納槽配置成容納一根制冷熱管120的至少部分第一區(qū)段121。導冷塊523的后表面與半導體制冷片521的冷端接觸抵靠，導冷塊523的前表面與冷端傳熱基板110的后表面接觸抵靠，以將半導體制冷片521的冷量傳至冷端傳熱基板110。半導體制冷片521和導冷塊523設置在冷熱端隔熱層524的中央開口中。半導體制冷片521的熱端凸出于或平齊于冷熱端隔熱層524的后側面，導冷塊523的前表面凸出于或平齊于冷熱端隔熱層524的前側面，以防止冷端傳熱基板110與熱端傳熱基板410之間進行冷熱交換。熱端傳熱基板410的前表面與半導體制冷片521的熱端接觸抵靠，以將半導體制冷片521的熱量傳遞至空氣中，進行散熱。半導體制冷片521、冷端傳熱基板110、熱端傳熱基板410和導冷塊523相互之間的接觸面皆要涂抹導熱硅脂，以降低接觸面熱阻。
[0065]在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，冷端傳熱基板110的前表面與內膽210的后壁211的外表面接觸抵靠，且內膽的后壁211的最外層為石墨膜層512，以使冷端傳熱基板510與石墨膜層512接觸，顯著增加了散冷面積。在本發(fā)明的一些其它的實施例中，冷端傳熱基板110的每個容納槽的開口處于冷端傳熱基板110的后表面，以使每根制冷熱管120的第一區(qū)段的部分外壁與導冷塊523接觸抵靠，以使每根制冷熱管120的第一區(qū)段121與內膽后壁211的外表面之間具有一定的間距，可防止每根制冷熱管120的第一區(qū)段121吸收內膽210外表面上的冷量，降低制冷效果。
[0066]每個熱端固定壓板610將每根散熱熱管420的至少部分冷凝段固定于外殼220的內表面，將半導體制冷冰箱以外殼內表面作為散熱面，省去傳統(tǒng)的冷熱端散熱翅片，簡化加工工藝，節(jié)約成本。每個熱端固定壓板610與以上冷端固定壓板310的結構一致。在本發(fā)明的一些替代性實施例中，散熱熱管420也可以焊接于外殼220的內表面，即散熱熱管420可與經(jīng)過表面鍍鎳處理的外殼220進行錫焊連接，以降低接觸熱阻。
[0067]每根散熱熱管420的冷凝段至少部分管段分別沿水平縱向方向固定于外殼220的兩個相對側壁的內表面。至少一根散熱熱管420的數(shù)量為至少三根，以可被分為兩部分或者三部分。當被分隔為兩部分時，一部分熱端熱管420中的冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向固定于外殼220的兩個相對側壁的內表面，其余部分散熱熱管420的冷凝段的至少部分管段均沿水平縱向方向固定于外殼220的頂壁的內表面。當被分隔為三部分時，第一部分熱端熱管420中的冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向固定于外殼220的兩個相對側壁的內表面，第二部分散熱熱管420的冷凝段的至少部分管段均沿水平縱向方向固定于外殼220的頂壁的內表面，第三部分散熱熱管420的冷凝段的至少部分管段均沿水平縱向方向固定于外殼220的底壁的內表面。
[0068]熱端傳熱基板410上也形成有至少一個容納槽，每個容納槽配置成容納一根相應散熱熱管420的至少部分蒸發(fā)段。每個容納槽的開口處于熱端傳熱基板410的前表面，以使每根散熱熱管420的至少部分蒸發(fā)段的部分外壁與半導體制冷片的熱端接觸抵靠。熱端傳熱基板410的后表面與外殼220的后壁的內表面接觸抵靠。外殼220的至少部分最內層也可為外殼220的石墨膜層551，以提高散熱效率。每根散熱熱管420的至少部分冷凝段為扁管。
[0069]本發(fā)明的熱管主要采用的是銅材料，制冷熱管120的冷媒工質可選用乙醇或甲醇，熱端熱管420的冷媒工質可選用去離子水。為了保證半導體冷熱端的溫度和溫差，單根制冷熱管120在25W的功率測試條件下其溫差必須小于5°C。
[0070]圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的半導體制冷冰箱的一種示意性爆炸圖，本發(fā)明實施例的半導體制冷冰箱采用以上介紹的冷端傳熱裝置100和熱端傳熱裝置400，將半導體制冷片521的冷端冷量以及熱端熱量分別通過內膽210和外殼230進行傳導。內膽210的外表面和外殼230的內表面可以分別噴涂石墨涂料或者粘貼石墨膜450，熱傳導效率高，傳熱均勻。
[0071]通過以上實施例介紹的熱端換熱裝置與冷端端換熱裝置進行裝配，構成了半導體冰箱的制冷系統(tǒng)，可以可靠地保證半導體制冷片正常工作，零噪音、能耗低、節(jié)能環(huán)保、可靠性高、結構簡單、安裝方便、適應性強。
[0072]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內容直接確定或推導出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【權利要求】
1.一種用于半導體制冷冰箱的熱端換熱裝置，包括: 熱端傳熱基板，具有與半導體制冷片熱端熱連接的換熱面； 間隔排列的多根散熱熱管，每根所述散熱熱管的中部與所述熱端傳熱基板固定連接，其兩端分別沿與所述熱端傳熱基板平行的平面延伸出預設長度后，彎折至與所述熱端傳熱基板垂直的平面繼續(xù)延伸。
2.根據(jù)權利要求1所述的熱端換熱裝置，其中 每根所述散熱熱管以所述熱端傳熱基板的縱向中心線軸對稱，并在水平面的投影為U型。
3.根據(jù)權利要求2所述的熱端換熱裝置，其中每根所述散熱熱管包括: 第一區(qū)段，橫向布置，且與所述熱端傳熱基板固定連接； 第二區(qū)段，其第一端從所述第一區(qū)段沿與所述熱端傳熱基板平行的平面水平或傾斜延伸； 第三區(qū)段，從所述第二區(qū)段的第二端彎折至與所述熱端傳熱基板垂直的平面縱向延伸。
4.根據(jù)權利要求3所述的熱端換熱裝置，其中 所述多根散熱熱管的第三區(qū)段相互平行。
5.根據(jù)權利要求3所述的熱端換熱裝置，其中 所述第一區(qū)段通過壓鉚嵌入所述熱端傳熱基板。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的熱端換熱裝置，其中 與所述熱端傳熱基板垂直的平面為與所述熱端傳熱基板垂直的豎直平面和/或與所述熱端傳熱基板垂直的水平平面。
7.一種半導體制冷冰箱，包括: 夕卜殼， 半導體制冷片； 根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的熱端換熱裝置,其被安裝成使其熱端傳熱基板與所述半導體制冷片的熱端熱連接，且使其每根散熱劑熱管的至少一部分與所述外殼的內表面貼靠，以將來自所述熱端的熱量傳導至所述外殼。
8.根據(jù)權利要求7所述的半導體制冷冰箱，還包括: 內膽，其內限定有儲物間室； 所述外殼設置于所述內膽的外側，其包括有U殼和后背，所述外殼的后背與所述內膽的后壁限定有安裝空間； 所述半導體制冷片和所述熱端換熱裝置布置于所述安裝空間內，且所述熱端傳熱基板與所述外殼的后壁相對。
9.根據(jù)權利要求8所述的半導體制冷冰箱，還包括: 冷端換熱裝置，與所述半導體制冷片的冷端熱連接，用于將所述冷端的冷量傳至所述儲物間室。
10.根據(jù)權利要求9所述的半導體制冷冰箱，其中 所述冷端換熱裝置包括: 冷端傳熱基板，與所述冷端熱連接； 間隔排列的多根制冷熱管，每根所述制冷熱管的中部與所述冷端傳熱基板固定連接，其兩端分別沿與所述冷端傳熱基板平行的平面延伸出預設長度后，彎折至與所述冷端傳熱基板垂直的平面繼續(xù)延伸，其中每根所述制冷熱管延伸段的至少一部分與所述內膽的外表面貼靠，以將來自所述冷端的冷量傳至所述儲物間室。
【文檔編號】F25D11/00GK104344641SQ201410437154
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權日:2014年8月29日
【發(fā)明者】陶海波, 王定遠, 李鵬, 王晶, 李春陽 申請人:青島海爾股份有限公司