一種制冷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種制冷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前制冷設(shè)備的制冷系統(tǒng)一般由壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器構(gòu)成,能夠?qū)崿F(xiàn)較低溫的制冷。然而,隨著半導(dǎo)體制冷技術(shù)的發(fā)展,采用半導(dǎo)體制冷片進(jìn)行制冷的制冷設(shè)備也被廣泛使用。半導(dǎo)體制冷設(shè)備通過(guò)半導(dǎo)體制冷片的冷端吸收熱量對(duì)制冷空間進(jìn)行制冷,不使用制冷劑、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制冷系統(tǒng)無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng),具有無(wú)污染、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。但是,現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體制冷片在使用時(shí)需要在半導(dǎo)體制冷片段的熱端設(shè)置散熱裝置由半導(dǎo)體制冷片冷端轉(zhuǎn)移到熱端的熱量,保持冷端的制冷效果。并且,現(xiàn)有半導(dǎo)體制冷片的冷熱端溫度差一般不會(huì)大于60攝氏度,制冷效果及制冷空間很有限。有人采用將多個(gè)半導(dǎo)體制冷片疊加的方式,以獲得更高的溫度差,達(dá)到更好的制冷效果。但是將半導(dǎo)體制冷片需要以金字塔狀進(jìn)行疊加,位于下層的半導(dǎo)體制冷片的冷端面積必須要大于上層半導(dǎo)體制冷片的熱端面積,才能使得下層半導(dǎo)體的冷端吸熱能力大于上層半導(dǎo)體制冷片的散熱能力,以對(duì)上層的熱端進(jìn)行降溫而得到更低的冷端溫度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明針對(duì)上述半導(dǎo)體制冷片制冷效率低的問(wèn)題提出一種制冷設(shè)置,包括可密閉的制冷空間、半導(dǎo)體制冷片、電連接所述半導(dǎo)體制冷片并為其供直流電的電源。所述半導(dǎo)體制冷片包括用于吸熱的冷端、用于散熱的熱端、設(shè)置在所述冷端和熱端之間的N型半導(dǎo)體、設(shè)置在所述冷端和所述熱端之間的P型半導(dǎo)體,以及連接所述N型半導(dǎo)體和所述P型半導(dǎo)體的金屬導(dǎo)體,所述金屬導(dǎo)體設(shè)置用于連接所述電源的正負(fù)電極;所述冷端與所述制冷空間導(dǎo)熱連接。其特征在于:所述N型半導(dǎo)體設(shè)置石墨烯層或者所述P型半導(dǎo)體設(shè)置石墨烯層或所述N型半導(dǎo)體和所述P型半導(dǎo)體均設(shè)置石墨烯層。半導(dǎo)體內(nèi)的石墨烯具有極高的導(dǎo)熱率極高的電子迀移率和導(dǎo)電率,能夠促使所述P型半導(dǎo)體和所述N型半導(dǎo)體以更小的能耗更快地形成穩(wěn)定的P極或者N極;同時(shí),石墨烯極高的導(dǎo)熱性能可以提高所述半導(dǎo)體制冷片內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移速度和能力。使得所述半導(dǎo)體制冷片的所述冷端持續(xù)產(chǎn)生冷量,所述半導(dǎo)體制冷片的熱端持續(xù)產(chǎn)生熱量,提高所述半導(dǎo)體制冷片熱冷端的溫度差。即使所述熱端并未設(shè)置散熱裝置所述半導(dǎo)體制冷片也能保護(hù)其不會(huì)燒毀,保證其正常工作。
[0004]作為優(yōu)選,所述P型半導(dǎo)體設(shè)置石墨烯層;所述N型半導(dǎo)體具有石墨烯純度高于所述P型半導(dǎo)體的石墨烯層的石墨烯純度的石墨烯層。使得半導(dǎo)體制冷片熱端和冷端的溫度差達(dá)到150攝氏度,在同樣的熱端溫度下能獲得更低的冷端溫度,大大提高了制冷效果。
[0005]作為優(yōu)選,所述熱端設(shè)置散熱裝置。所述散熱裝置及時(shí)帶走由所述半導(dǎo)體制冷片冷端轉(zhuǎn)移至所述半導(dǎo)體制冷片熱端的熱量,提高半導(dǎo)體制冷片的制冷效果。
[0006]作為優(yōu)選,所述散熱裝置包括與所述熱端進(jìn)行熱傳遞的導(dǎo)熱體、與所述導(dǎo)熱體導(dǎo)熱連接的散熱片。所述導(dǎo)熱體將所述熱端的熱量傳導(dǎo)至所述散熱片進(jìn)行散熱。
[0007]作為優(yōu)選,所述導(dǎo)熱體為石墨烯材質(zhì)。石墨烯的導(dǎo)熱率為金屬的幾十倍,可大大提升所述冷端的熱傳遞效率。
[0008]作為優(yōu)選,所述制冷裝置電源設(shè)置用于調(diào)節(jié)所述電源的電流大小的電流調(diào)節(jié)單元。通過(guò)調(diào)節(jié)所述電源的電流,調(diào)整所述半導(dǎo)體制冷片冷熱端之間的溫度差,從而實(shí)現(xiàn)制冷溫度可調(diào)。
[0009]作為優(yōu)選,所述制冷空間的外壁設(shè)置保溫隔熱層。所述保溫隔熱層減少所述制冷空間內(nèi)部與外界之間的熱傳遞,提高制冷裝置的保溫效果。
[0010]本發(fā)明還提供一種制冷裝置,包括可密閉的制冷空間、半導(dǎo)體制冷片、電連接所述半導(dǎo)體制冷片并為其供直流電的電源。所述半導(dǎo)體制冷片包括用于吸熱的冷端、用于散熱的熱端、設(shè)置在所述冷端和熱端之間的N型半導(dǎo)體、設(shè)置在所述冷端和所述熱端之間的P型半導(dǎo)體,以及連接所述N型半導(dǎo)體和所述P型半導(dǎo)體的金屬導(dǎo)體,所述金屬導(dǎo)體設(shè)置用于連接所述電源的正負(fù)電極;所述冷端與所述制冷空間導(dǎo)熱連接。其特征在于:所述N型半導(dǎo)體添加石墨烯顆粒,或者所述P型半導(dǎo)體添加石墨烯顆粒,或者所述N型半導(dǎo)體和所述P型半導(dǎo)體均添加石墨烯顆粒。半導(dǎo)體內(nèi)的石墨烯具有極高的導(dǎo)熱率極高的電子迀移率和導(dǎo)電率,能夠促使所述P型半導(dǎo)體和所述N型半導(dǎo)體以更小的能耗更快地形成穩(wěn)定的P極或者N極;同時(shí),石墨稀極尚的導(dǎo)熱性能可以提尚所述半導(dǎo)體制冷片內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移速度和能力。使得所述半導(dǎo)體制冷片的所述冷端持續(xù)產(chǎn)生冷量,所述半導(dǎo)體制冷片的熱端持續(xù)產(chǎn)生熱量,提高所述半導(dǎo)體制冷片熱冷端的溫度差。即使所述熱端并未設(shè)置散熱裝置所述半導(dǎo)體制冷片也能保護(hù)其不會(huì)燒毀,保證其正常工作。
[0011 ] 作為優(yōu)選,所述N型半導(dǎo)體添加石墨烯顆粒,所述P型半導(dǎo)體添加石墨烯顆粒,并且所述N型半導(dǎo)體的石墨烯顆粒的石墨烯純度高于所述P型半導(dǎo)體的石墨顆粒的石墨烯純度。使得半導(dǎo)體制冷片熱端和冷端的溫度差達(dá)到150攝氏度,在同樣的熱端溫度下能獲得更低的冷端溫度,大大提高了制冷效果。
[0012]作為優(yōu)選,所述熱端設(shè)置散熱裝置。所述散熱裝置及時(shí)帶走由所述半導(dǎo)體制冷片冷端轉(zhuǎn)移至所述半導(dǎo)體制冷片熱端的熱量,提高半導(dǎo)體制冷片的制冷效果。
[0013]作為優(yōu)選,所述散熱裝置包括與所述熱端進(jìn)行熱傳遞的導(dǎo)熱體、與所述導(dǎo)熱體導(dǎo)熱連接的散熱片。所述導(dǎo)熱體將所述熱端的熱量傳導(dǎo)至所述散熱片進(jìn)行散熱。
[0014]作為優(yōu)選,所述導(dǎo)熱體為石墨烯材質(zhì)。石墨烯的導(dǎo)熱率為金屬的幾十倍,可大大提升所述冷端的熱傳遞效率。
[0015]作為優(yōu)選,所述制冷裝置電源設(shè)置用于調(diào)節(jié)所述電源的電流大小的電流調(diào)節(jié)單元。通過(guò)調(diào)節(jié)所述電源的電流,調(diào)整所述半導(dǎo)體制冷片冷熱端之間的溫度差,從而實(shí)現(xiàn)制冷溫度可調(diào)。
[0016]作為優(yōu)選,所述制冷空間的外壁設(shè)置保溫隔熱層。所述保溫隔熱層減少所述制冷空間內(nèi)部與外界之間的熱傳遞,提高制冷裝置的保溫效果。
[0017]本發(fā)明具有如下有益效果:
1.提高了半導(dǎo)體制冷片的熱冷端溫度差,從而提高了制冷裝置的制冷能力。
[0018]2.克服了半導(dǎo)體制冷片依賴(lài)于散熱裝置進(jìn)行工作的缺點(diǎn),簡(jiǎn)化了半導(dǎo)體制冷裝置的結(jié)構(gòu),節(jié)約了成本。
[0019]3.通過(guò)提高半導(dǎo)體制冷片的制冷能力,提高了半導(dǎo)體制冷片的制冷空間。
[0020]4.采用電制冷的方式制冷,不需要使用氟利昂作為制冷劑,綠色環(huán)保,更加安全。
[0021]5.采用電制冷的方式制冷,避免了使用壓縮機(jī)式的制冷系統(tǒng),降低了制冷噪音。
[0022]6.采用電制冷的方式制冷,制冷系統(tǒng)中無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng),運(yùn)行更穩(wěn)定。
[0023]7.制冷制熱能力可通過(guò)電流調(diào)節(jié)單元調(diào)整。
[0024]8.提高了半導(dǎo)體制冷片的制冷速度,即使頻繁開(kāi)關(guān)制冷裝置門(mén)制冷空間內(nèi)的溫度也不會(huì)有太大波動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1制冷裝置側(cè)視剖視圖;
圖2半導(dǎo)體制冷片結(jié)構(gòu)示意圖一;
圖3半導(dǎo)體制冷片結(jié)構(gòu)示意圖二;
其中,1-制冷空間、2-半導(dǎo)體制冷片、3-電源、4-散熱裝置、11-保溫隔熱層、21-冷端、22-熱端、23-N型半導(dǎo)體、24-P型半導(dǎo)體、25-金屬導(dǎo)體、26-石墨稀層、27-石墨稀顆粒、41-導(dǎo)熱體、42-散熱片。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1,一種制冷裝置,包括可密閉的制冷空間1、半導(dǎo)體制冷片2、電連接半導(dǎo)體制冷片并為其供直流電的電源3。半導(dǎo)體制冷片2包括用于吸熱的冷端21、用于散熱的熱端22、設(shè)置在冷端21和熱端22之間的N型半導(dǎo)體23、設(shè)置在冷端21和熱端22之間的P型半導(dǎo)體24,以及連接N型半導(dǎo)體23和P型半導(dǎo)體24的金屬導(dǎo)體25,金屬導(dǎo)體25設(shè)置用于連接電源3的正負(fù)電極。冷端21與制冷空間I導(dǎo)熱連接,對(duì)制冷空間I進(jìn)行降溫制冷。
[0027]半導(dǎo)體制冷片2的結(jié)構(gòu)如圖2,N型半導(dǎo)體或者P型半導(dǎo)體設(shè)置石墨烯層26。N型半導(dǎo)體23或者P型半導(dǎo)體24內(nèi)夾有石墨烯層26。N型半導(dǎo)體23內(nèi)的石墨烯層為摻雜有H2或者其他可以增加石墨烯失電子能力的雜質(zhì)的N型摻雜石墨烯層#型半導(dǎo)體24內(nèi)的石墨烯層為摻雜有N02或者其他可以增加石墨烯得電子能力的雜質(zhì)的P型摻雜石墨烯層。石墨烯具有極高的導(dǎo)熱率極高的電子迀移率和導(dǎo)電率,能夠促