换热装置及具有该换热装置的半导体制冷设备的制造方法

换热装置及具有该换热装置的半导体制冷设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及换热技术，特别是涉及一种换热装置及具有该换热装置的半导体制冷设备。
【背景技术】
[0002]近年来，半导体制冷设备由于其优越的性能而被广泛应用，例如半导体制冷冰箱、半导体制冷冰柜等。半导体制冷设备利用半导体制冷片的自动变压变流控制技术实现制冷，同时通过热管及传导技术实现散热，无需制冷工质和机械运动部件。因此，半导体制冷设备在应用过程中没有工质污染和机械振动等传统机械制冷设备在应用上的一系列问题。
[0003]然而，半导体制冷片的冷端产生冷量的同时，其热端会产生大量的热量。为了保证半导体制冷片可靠持续地进行工作，需要及时散发其热端产生的热量。现有技术中的一种散热方式为在半导体制冷片的热端设置一散热基板进行散热，散热基板中嵌设有多个具有两个冷凝端的热管，多个热管的冷凝端穿设在散热翅片中。该多个热管通常采用并列叠加的方式布置，不便于散热，且热管数量较多。若多个热管交错穿插布置，则热管之间易发生干涉，布置起来相当困难。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型第一方面的一个目的旨在克服现有换热装置的至少一个缺陷，提供一种换热装置，其通过合理地选择热管的类型，提高热管布置的灵活性。
[0005]本实用新型第一方面的一个进一步的目的是要有效利用换热空间，减少热管数量，降低成本。
[0006]本实用新型第一方面的又一个进一步的目的是要提高换热装置换热的均匀性。
[0007]本实用新型第二方面的一个目的旨在提供一种具有换热装置的半导体制冷设备。
[0008]根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供了一种换热装置，包括:
[0009]至少一个传热基板，每个所述传热基板均具有与热源热连接的换热面，以从相应的热源接收热量；
[0010]至少一根第一热管，所述第一热管具有与其中一个所述传热基板热连接的中间区段和两个分别由所述中间区段的两端沿该传热基板的长度方向延伸的端部区段；
[0011]至少一根第二热管，所述第二热管具有与其中一个所述传热基板热连接的第一端和由所述第一端沿该传热基板的长度方向延伸的第二端；以及
[0012]多个散热翅片，同时设置在所述第一热管的端部区段和所述第二热管的第二端上，以散发所述端部区段和所述第二端的热量。
[0013]可选地，所述至少一根第一热管包括多根第一热管，所述至少一根第二热管包括多根第二热管，且
[0014]每根所述第二热管的第二端在所述散热翅片的长度方向上均位于两个所述第一热管的其中两个相邻的端部区段之间。
[0015]可选地，所述多个散热翅片分布在所述至少一个传热基板的两端，以形成两个独立的散热翅片模组。
[0016]可选地，穿设于同一个散热翅片模组中的每根第一热管的至少一个端部区段在所述散热翅片的长度方向上位于其他至少一根第一热管的两个端部区段之间。
[0017]可选地，朝向所述至少一个传热基板同一端延伸的第一热管的端部区段和第二热管的第二端配置成沿所述散热翅片的长度方向以等间距间隔穿设于同一个所述散热翅片模组中。
[0018]可选地，所述至少一个传热基板包括位于所述两个散热翅片模组之间的并列且间隔设置的两个传热基板；其中
[0019]每个传热基板中均设置有至少两根所述第一热管和至少一根所述第二热管，且所述至少两根第一热管的端部区段分别穿插不同的散热翅片模组中。
[0020]可选地，嵌设在其中一个所述传热基板中的第一热管的至少一个端部区段位于嵌设在另一个所述传热基板中的第一热管的至少两个端部区段之间。
[0021]可选地，所述传热基板内设有至少两个贯穿其宽度方向的穿孔，所述第一热管的至少部分中间区段和所述第二热管的第一端分别嵌设在所述至少两个穿孔中。
[0022]可选地，所述至少一根第一热管包括多根第一热管，所述至少一根第二热管包括多根第二热管，且
[0023]所述多个第二热管的至少部分第二端均穿设于所述换热翅片的端部，每根所述第一热管的其中一个端部区段位于其他至少一个所述第一热管的两个端部区段之间。
[0024]根据本实用新型的第二方面，本实用新型还提供了一种半导体制冷设备，包括:
[0025]箱体，其内限定有用于储存物品的储物间室；
[0026]至少一个半导体制冷片，其冷端与所述储物间室热连接，以为所述储物间室提供冷量；以及
[0027]以上任一所述的换热装置，其至少一个传热基板的换热面与所述至少一个半导体制冷片的热端热连接，以散发所述热端产生的热量。
[0028]由于本实用新型的换热装置包括具有两个端部区段的第一热管和具有一个第二端的第二热管两种热管，因此，在传热基板上布置热管时，可间隔交替布置第一热管和第二热管，即在不足以布置第一热管的空间内选择布置第二热管，从而充分利用了热管布置空间，且避免仅采用第一热管进行布置时产生的热管之间的干涉问题，提高了热管布置的灵活性和便易性。
[0029]进一步地，本实用新型的换热装置中由于可自由选择第一热管和/或第二热管进行布置，且第一热管的至少一个端部区段位于其他至少一根第一热管的两个端部区段之间，第二热管的第二端位于两个第一热管的其中两个相邻的端部区段之间，也即是，第一热管和第二热管在换热空间内交错穿插设置，以有效利用热管所在的换热空间，从而以较少的热管数量达到较好的换热效果，降低了换热装置的成本。
[0030]进一步地，由于本实用新型的换热装置的第一热管的端部区段和第二热管的第二端分别穿设在位于传热基板两段的两个散热翅片模组中，增大了翅片换热面积，提高了换热效率。
[0031]根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
【附图说明】
[0032]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0033]图1是根据本实用新型一个实施例的换热装置的示意性结构图；
[0034]图2是根据本实用新型一个实施例的换热装置的第一热管的示意性结构图；
[0035]图3是根据本实用新型另一个实施例的换热装置的示意性结构图。
【具体实施方式】
[0036]图1是根据本实用新型一个实施例的换热装置的示意性结构图。如图1所示，换热装置100包括:至少一个传热基板、至少一根第一热管21、至少一根第二热管22和多个换热翅片30。传热基板具有与热源热连接的换热面，以从热源接受热量。第一热管21具有与其中一个传热基板连接的中间区段和两个分别由中间区段的两端沿该传热基板的长度方向延伸的端部区段。第二热管22具有与其中一个传热基板热连接的第一端和由第一端沿该传热基板的长度方向延伸的第二端。多个换热翅片30设置在热管的端部区段上，以散发从中间区段向端部区段传送的热量。
[0037]由于本实用新型实施例中的换热装置100包括具有两个端部区段的第一热管21和具有一个第二端的第二热管22两种热管。因此，在传热基板上布置热管时，可在不足以布置第一热管21的空间内选择布置第二热管22，从而充分利用了热管布置空间， 且避免仅采用第一热管21进行布置时产生的热管之间的干涉问题，提高了热管布置的灵活性和便易性。
[0038]在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，至少一根第一热管21包括多根第一热管21，至少一根第二热管22包括多根第二热管22。每根第一热管21的至少一个端部区段在散热翅片的长度方向上均位于其他至少一根第一热管21的两个端部区段之间，每根第二热管22的第二端在散热翅片的长度方向上均位于两个第一热管21的其中两个相邻的端部区段之间。也就是说，本实用新型实施例中的换热装置100的多根第一热管21交错穿插设置，第一热管21和第二热管22间隔交替布置，从而在避免热管布置产生干涉的同时，有效利用了热管所在的换热空间，从而以较少的热管数量达到较好的换热效果，降低了换热装置的成本。
[0039]在本实用新型的一些实施例中，多个换热翅片30分布在至少一个传热基板的两端，以形成两个独立的换热翅片模组，从而增大了换热翅片的阵列面积，保证有效的自然散热。换热装置100包括至少两根热管，由此，嵌设在至少一个传热基板中的第一热管21和第二热管22可分为沿传热基板长度方向上的分别朝向至少一个传热基板两端延伸的两组热管。每组热管的端部区段和/或第二端均穿设在位于至少一个传热基板的相应端部的换热翅片模组中，从而便于第一热管21和第二热管22的布置和安装，同时也充分利用了位于两个换热翅片模组之间的换热空间。
[0040]进一步地，穿设于同一个散热翅片模组中的每根第一热管21的至少一个端部区段在散热翅片的长度方向上位于其他至少一根第一热管21的两个端部区段之间，使多个第一热管21形成交错穿插设置，并使其以不规则或规则的形式布满该换热空间，从而有效利用了该换热空间，提高了换热效果，减少了热管数量。
[0041]在本实用新型的一些实施例中，朝向至少一个传热基板同一端延伸的第一热管21的端部区段和第二热管22的第二端配置成沿散热翅片的长度方向以等间距间隔穿设于同一个散热翅片模组中。也就是说，第一热管21朝向同一方向延伸的端部区段和朝向该方向延伸的第二热管22的第二端沿换热翅片30的长度方向以等间距间隔依次排列。换句话说，第一热管21朝向同一方向延伸的端部区段和朝向该方向延伸的第二热管22的第二端将换热翅片30沿其长度方向分割为等长的若干部分，以使第一热管21和第二热管22的热量均匀地传递至换热翅片30。也就是使换热翅片30接受到的热量更加均匀，便于其更加均匀地换热，提高换热效率。
[0042]在本实用新型的一些实施例中，至少一个传热基板包括位于两个散热翅片模组之间的并列且间隔设置的两个传热基板，具体为第一传热基板11和第二传热基板12，第一传热基板11具有第一换热面111，第二传热基板具有第二换热面121。每个传热基板中均设置有至少两根第一热管21和至少一根第二热管22，且至少两根第一热管21的端部区段分别穿插不同的散热翅片模组中。第一传热基板11和第二传热基板12在两个换热翅片模组之间并列且间隔设置，以使两个传热基板的长度方向和宽度方向均一致，第一传热基板11和第二传热基板12沿其宽度方向并列且间隔一定距离设置。进一步地，嵌设在第一传热基板11中的第一热管21的至少一个端部区段位于嵌设在第二传热基板12的第一热管21的至少两个端部区段之间，以使两个传热基板的第一热管21交错穿插设置，提供散热效果。
[0043]进一步地，在本实用新型实施例中，第一热管21可大致呈U形，以使每根第一热管21的两个端部区段由其中间区段的两端朝同一方向平行延伸，进而使得每根第一热管21的两个端部区段均穿设在同一个换热翅片模组中。具体地，第一热管21的端部区段212和另一个端部区段213由其中间区段211的两端沿传热基板11的长度方向朝传热基板11的同一端(图1中所示状态的右端)延伸，从而端部区段212和另一个端部区段213均穿设在位于该端的换热翅片模组中。第二热管22可大致呈L形，以使每根第二热管22的第二端222由其第一端221沿传热基板11的长度方向朝传热基板11的任意一端延伸。
[0044]图2是根据本实用新型一个实施例的换热装置100的第一热管21的示意性结构图。结合图1和图2，第一热管21的中间区段211具有沿传热基板11的宽度方向依次连接的第一直线型子区段2111、第二直线型子区段2112和第三直线型子区段2113。第一直线型子区段2111、第二直线型子区段2112和第三直线型子区段2113可位于同一条直线上，也可分别位于不同的直线上，还可以为相邻两个子区段位于具有一定夹角的两条直线上。第一直线型子区段2111、第二直线型子区段2112和第三直线型子区段2113的长度可等长，也可不等长。相邻的两个第一热管21分别以其不同的直线型子区段嵌设在传热基板11中，以使至少两个第一热管21交错穿插设置。
[0045]在本实用新型的一些实施例中，每个传热基板内均设有至少两个贯穿其宽度方向的穿孔，第一热管21的至少部分中间区段和第二热管22的第一端221嵌设在该穿孔中。优选地，该至少两个穿孔以等间距间隔排列，以将传热基板沿其长度方向分割为等长的三部分，以使传热基板中的热量均匀地传递至第一热管21和第二热管22。穿孔的大小可与第一热管21和第二热管22的外径分别相匹配，以在第一热管21和第二热管22嵌设在穿孔中后，使其的外表面与位于穿孔内的传热基板紧密接触，从而使实现热量的有效传递。
[0046]本领域技术人员应理解，在本实用新型其他的实施方式中，还可在传热基板的换热面上开设贯穿传热基板宽度方向的卡装槽，以供第一热管21和第二热管22嵌设于其中。卡装槽的尺寸配置成使得第一热管21和第二热管22可在外力作用下卡装嵌入其中，并保持该第一热管21和第二热管22，避免其自动脱离卡装槽。
[0047]在本实用新型的一些实施例中，至少一个传热基板上还可设置有风机，以驱使气流朝向多个换热翅片30流动，从而使空气与多个换热翅片30发生强制对流换热，提高换热效率。
[0048]进一步地，每个换热翅片30的片体中均形成有通风孔31，且相邻两个换热翅片30的通风孔正向相对。每个换热翅片30中可形成有多个通风孔31，相邻两个换热翅片30的位于同一位置的通风孔正向相对。也就是说，多个换热翅片30的位于同一位置的通风孔位于同一直线上，以便于空气通过多个换热翅片30的通风孔流通，增强换热翅片30的换热能力，从而提高换热装置100的换热效率。
[0049]进一步地，换热翅片30可沿至少一个传热基板的宽度方向延伸，且其所在平面于传热基板的换热面垂直，从而使得多个换热翅片30中的通风孔位于沿传热基板长度方向上的、且与换热面平行的直线上，以便于设置在传热基板上的风机沿通风孔31向换热翅片30吹送气流，提高气流的流速，便于空气与换热翅片30之间进行强制对流换热。
[0050]在本实用新型的一些实施例中，多个换热翅片中的相邻两个换热翅片之间的间距大于一预定的最小间距阈值。也就是说，多个换热翅片30中的相邻两个换热翅片间隔一定距离设置，以在相邻两个换热翅片之间形成预定间隙。该预定的最小间距阈值优选为10?20mmo
[0051]图3是根据本实用新型另一个实施例的换热装置的示意性结构图。如图3所示，在本实用新型的另一些实施例中，至少一根第一热管21包括多根第一热管21，至少一根第二热管22包括多根第二热管22。多个第二热管22的至少部分第二端均穿设于换热翅片的端部，多根第一热管21的至少部分端部区段位于多根第二热管22的第 二端之间，以便于布置第一热管21和第二热管22。每根第一热管21的其中一个端部区段位于其他至少一个第一热管21的两个端部区段之间。在本实用新型实施例中，换热装置100包括具有第一换热面111的第一传热基板11和具有第二换热面121的第二传热基板12，每个传热基板中均嵌设有两根第二热管22和两根第一热管21。其中每个传热基板中的一个第二热管的第二端穿设于其中一个换热翅片模组中、且位于换热翅片30的端部，另一个第二热管的第二端穿设于另一个换热翅片模组中、且位于嵌设在两个传热基板的两个第一热管的相邻两个端部区段之间。具体地，传热基板11中的一个第二热管22的第二端222穿设于其中一个换热翅片模组中、且位于换热翅片30的端部，第二热管22的第一端221嵌设于传热基板11中。第一热管21的端部区段212和另一个端部区段213分别穿设在同一个散热翅片模组中，其中间区段211嵌设于传热基板11中。
[0052]在本实用新型的另一些实施例中，每个换热翅片模组分为上下两个部分，穿设在每个部分中的第一热管21端部区段和第二热管22第二端配置成沿换热翅片30的长度方向以等间距间隔排列。也就是说，第一热管21端部区段和第二热管22第二端可将每个换热翅片模组中的每个部分沿其长度方向分割为等长的若干部分，以使第一热管21端部区段和第二热管22第二端的热量均匀地传递至换热翅片。也就是使换热翅片接受到的热量更加均匀，便于其更加均匀地换热，提高换热效率。具体地，两个换热翅片模组的上部分换热翅片位于传热基板11的左右两端，两个换热翅片模组的下部分换热翅片位于其他传热基板12的左右两端，以均匀地散热两个传热基板的热量。
[0053]本实用新型还提供一种半导体制冷设备，包括箱体、至少一个半导体制冷片和换热装置100。箱体内限定有用于储存物品的储物间室。半导体制冷片的冷端与储物间室热连接，以为该储物间室提供冷量。换热装置100的至少一个传热基板的换热面与至少一个半导体制冷片的热端热连接，以散发该热端产生的热量。
[0054]在本实用新型的一些实施例中，半导体制冷片的冷端可紧贴储物间室的内壁或外壁，半导体制冷片的热端可紧贴传热基板的换热面。每个传热基板朝向换热面的一侧设置有螺丝固定孔，用于固定半导体制冷片的热端，保证该热端与换热装置100的可靠热连接。在本实用新型实施例中，换热装置100可为散热装置，在本实用新型其他的实施方式中，换热装置100还可为散冷装置。
[0055]本领域技术人员应理解，本实用新型实施例中涉及的半导体制冷设备可以为冰箱、冰柜、冷冻冷藏罐或其他利用半导体制冷片进行制冷的设备。
[0056]本领域技术人员还应理解，在没有特别说明的情况下，本实用新型所称的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”均是以安装在半导体制冷设备中的换热装置100的正常使用状态为基准而言的。
[0057]至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
【主权项】
1.一种换热装置，其特征在于，包括:至少一个传热基板，每个所述传热基板均具有与热源热连接的换热面，以从相应的热源接收热量； 至少一根第一热管，所述第一热管具有与其中一个所述传热基板热连接的中间区段和两个分别由所述中间区段的两端沿该传热基板的长度方向延伸的端部区段； 至少一根第二热管，所述第二热管具有与其中一个所述传热基板热连接的第一端和由所述第一端沿该传热基板的长度方向延伸的第二端；以及 多个散热翅片，同时设置在所述第一热管的端部区段和所述第二热管的第二端上，以散发所述端部区段和所述第二端的热量。
2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述至少一根第一热管包括多根第一热管，所述至少一根第二热管包括多根第二热管，且 每根所述第二热管的第二端在所述散热翅片的长度方向上均位于两个所述第一热管的其中两个相邻的端部区段之间。
3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述多个散热翅片分布在所述至少一个传热基板的两端，以形成两个独立的散热翅片模组。
4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，穿设于同一个散热翅片模组中的每根第一热管的至少一个端部区段在所述散热翅片的长度方向上位于其他至少一根第一热管的两个端部区段之间。
5.根据权利要求4所述的换热装置，其特征在于，朝向所述至少一个传热基板同一端延伸的第一热管的端部区段和第二热管的第二端配置成沿所述散热翅片的长度方向以等间距间隔穿设于同一个所述散热翅片模组中。
6.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述至少一个传热基板包括位于所述两个散热翅片模组之间的并列且间隔设置的两个传热基板；其中 每个传热基板中均设置有至少两根所述第一热管和至少一根所述第二热管，且所述至少两根第一热管的端部区段分别穿插不同的散热翅片模组中。
7.根据权利要求6所述的换热装置，其特征在于，嵌设在其中一个所述传热基板中的第一热管的至少一个端部区段位于嵌设在另一个所述传热基板中的第一热管的至少两个端部区段之间。
8.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述传热基板内设有至少两个贯穿其宽度方向的穿孔，所述第一热管的至少部分中间区段和所述第二热管的第一端分别嵌设在所述至少两个穿孔中。
9.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述至少一根第一热管包括多根第一热管，所述至少一根第二热管包括多根第二热管，且 所述多个第二热管的至少部分第二端均穿设于所述换热翅片的端部，每根所述第一热管的其中一个端部区段位于其他至少一个所述第一热管的两个端部区段之间。
10.—种半导体制冷设备，其特征在于，包括:箱体，其内限定有用于储存物品的储物间室； 至少一个半导体制冷片，其冷端与所述储物间室热连接，以为所述储物间室提供冷量；以及 权利要求1-9任一项所述的换热装置，其至少一个传热基板的换热面与所述至少一个半导体制冷片的热端热连接，以散发所述热端产生的热量。
【专利摘要】本实用新型提供一种换热装置及具有该换热装置的半导体制冷设备。具体地，本实用新型提供一种换热装置，包括至少一个传热基板、至少一根第一热管、至少一根第二热管和多个换热翅片。第一热管具有与其中一个传热基板热连接的中间区段和两个分别由中间区段的两端沿该传热基板的长度方向延伸的端部区段。第二热管具有与其中一个传热基板热连接的第一端和由第一端沿该传热基板的长度方向延伸的第二端。多个换热翅片设置在第一热管的端部区段和第二热管的第二端上，以散发从中间区段向端部区段传送的热量。本实用新型还提供一种半导体制冷设备，包括限定有储物间室的箱体、至少一个半导体制冷片和与半导体制冷片的热端热连接的换热装置。
【IPC分类】F28F1-30, F25B21-02, F28D15-02
【公开号】CN204612556
【申请号】CN201520278452
【发明人】王定远, 唐林强, 高希成, 张立臣, 肖长亮, 李鹏
【申请人】青岛海尔智能技术研发有限公司, 青岛海尔特种电冰柜有限公司, 青岛海尔股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月30日