半导体制冷箱的制作方法

半导体制冷箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冰箱技术领域，特别是涉及一种半导体制冷箱。
【背景技术】
[0002]半导体制冷冰箱，也称之为热电冰箱。其利用半导体制冷片通过热管散热及传导技术和自动变压变流控制技术实现制冷，无需制冷工质和机械运动部件，解决了介质污染和机械振动等传统机械制冷冰箱的应用问题。然而，现有的半导体冰箱由于受到冷热端换热、噪音、成本等因素，一般采用小容量单温区，应用中也主要是车载、医疗等特殊小型制冷箱。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的一个目的旨在克服现有的半导体冰箱的至少一个缺陷，提供一种半导体制冷箱，其能够形成多个温区，且具有较大的储物容量。
[0004]本实用新型的一个进一步的目的是要提高散热效率，且使半导体制冷箱结构紧凑。
[0005]本实用新型的另一个进一步的目的是要使每个储物空间内的温度分布均匀。
[0006]为此，本实用新型提供了一种半导体制冷箱。该半导体制冷箱包括:
[0007]具有前向开口的箱体，其内沿横向方向限定有多个储物空间；
[0008]沿横向方向并列设置于所述箱体的后部的多个半导体制冷系统，每个所述半导体制冷系统包括其自身的一个或多个半导体制冷片，以及将该半导体制冷系统内每个半导体制冷片冷端的冷量供应到其前方相应储物空间的传冷装置。
[0009]可选地，所述半导体制冷箱进一步包括:第一散热装置，配置成将每个所述半导体制冷系统内每个半导体制冷片热端的热量散发到周围环境；和/或，多个第二散热装置，每个所述第二散热装置配置成将一个所述半导体制冷系统内每个半导体制冷片热端的热量散发到周围环境。
[0010]可选地，所述第一散热装置包括:
[0011]多个第一导热基体，每个所述第一导热基体的前表面与一个所述半导体制冷系统内每个半导体制冷片的热端热连接，以吸收热量；
[0012]沿水平方向延伸的多根第一散热热管，每根所述第一散热热管均穿过所述多个第一导热基体，以将每个所述第一导热基体中吸收的热量传递出。
[0013]可选地，所述多根第一散热热管的位于每两个相邻的所述第一导热基体之间的区段上均设置有第一散热翅片组；和/或
[0014]所述多根第一散热热管的位于所述多个第一导热基体的两侧的端部区段上均设置有第二散热翅片组。
[0015]可选地，所述第一散热装置还包括:至少一个第一散热风机，每个所述第一散热风机配置成对一个所述第一散热翅片组上的热量进行强制对流散热。
[0016]可选地，所述第一散热翅片组和所述第二散热翅片组均具有多个相对应平行间隔设置的翅片；且每个所述第一散热翅片组中每两个相邻翅片之间的间距小于每个所述第二散热翅片组中每两个相邻翅片之间的间距。
[0017]可选地，每个所述第二散热装置包括:
[0018]第二导热基体，每个所述第二散热装置的第二导热基体的前表面与一个所述半导体制冷系统内每个半导体制冷片的热端热连接，以吸收热量；
[0019]多根第二散热热管，每根所述第二散热热管的下端抵靠于或嵌入所述第二导热基体中，以与所述第二导热基体接触换热；
[0020]第三散热翅片组，具有多个相对应平行间隔设置的翅片，设置于所述多根第二散热热管上；和
[0021]第二散热风机，配置成对从所述多根第二散热热管传至所述第三散热翅片组的热量进行强制对流散热。
[0022]可选地，每个所述传冷装置设置于一个储物空间内，其包括:
[0023]导冷基体，每个所述传冷装置的导冷基体的后表面与一个所述半导体制冷系统内每个半导体制冷片的冷端热连接，以吸收冷量；
[0024]多根传冷热管，每根所述传冷热管的上部区段抵靠于或嵌入所述导冷基体中，以将所述导冷基体中吸收的冷量传递出，并传递到每根所述传冷热管的与其上部区段相距一距离的下部区段；以及
[0025]上部传冷翅片组和下部传冷翅片组，分别与每根所述传冷热管的上部区段和下部区段直接或间接地热连接。
[0026]可选地，每个所述传冷装置还包括:两个传冷风机，分别配置成对所述上部传冷翅片组和所述下部传冷翅片组上的冷量进行强制对流散冷。
[0027]可选地，所述半导体制冷箱进一步包括:第一门体，可转动地安装于所述箱体，用以自所述箱体的前侧封闭所述多个储物空间；或
[0028]多个第二门体，每个所述第二门体可转动地安装于所述箱体，用以自一个所述储物空间的前侧封闭该储物空间；或
[0029]折叠门体，安装于所述箱体，其具有多个门体单元，每个所述门体单元用以自一个所述储物空间的前侧封闭该储物空间，且每两个相邻的所述门体单元枢转连接。
[0030]本实用新型的半导体制冷箱由于具有横向并列设置的多个储物空间和多个半导体制冷系统，显著提高了半导体制冷箱的储物容量；而且能够使每个储物空间内的温度相等或不等，从而使半导体制冷箱内具有多个温区，进而能够把半导体制冷箱的应用推广向大容量多温区领域，尤其是大容量双温区领域。
[0031]进一步地，由于本实用新型的半导体制冷箱中第一散热装置的特殊结构，显著提高了半导体制冷箱的散热效率，且能够使半导体制冷箱的结构紧凑。
[0032]进一步地，由于本实用新型的半导体制冷箱中每个传冷装置的特殊结构，可使相应储物空间内的温度分配均匀。
[0033]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】
[0034]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:
[0035]图1是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷箱的示意性主视图；
[0036]图2是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷箱的示意性右视图；
[0037]图3是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷箱的示意性后视图；
[0038]图4是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷箱的示意性右视图；
[0039]图5是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷箱的示意性后视图。
【具体实施方式】
[0040]图1是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷箱100的示意性主视图。如图1所示，本实用新型实施例提供的半导体制冷箱100可包括箱体20和多个半导体制冷系统30。该箱体20具有前向开口，且该箱体20内沿横向方向限定有多个储物空间21。多个半导体制冷系统30沿横向方向并列设置于箱体20的后部，其中，每个半导体制冷系统30包括:其自身的一个或多个半导体制冷片31，以及将该半导体制冷系统30内每个半导体制冷片31冷端的冷量供应到其前方相应储物空间21的传冷装置32。
[0041]在本实用新型实施例中，每个半导体制冷系统30可独立制冷，以使相应的储物空间21处于一预定范围温度范围内，从而使多个储物空间21内的温度相等或不等 ，也就是说，多个半导体制冷系统30可使该半导体制冷箱100内形成多个温区，以保存与各个温区相对应的物品等。
[0042]图2是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷箱100的示意性右视图。如图2所示，每个储物空间21的后壁上可开设有安装孔，以安装一个相应的半导体制冷系统30的一个或多个半导体制冷片31。则每个传冷装置32设置于一个储物空间21内。在一些进一步的实施方式中，可在每个储物空间21内设置一风道盖板，以使风道盖板与该储物空间21的后壁形成一风道，传冷装置32可安装于该风道中。
[0043]在本实用新型实施例的半导体制冷箱100中，每个传冷装置32可包括导冷基体321、多根传冷热管322、上部传冷翅片组323和下部传冷翅片组324。每个传冷装置32的导冷基体321与一个半导体制冷系统30内每个半导体制冷片31的冷端热连接，以吸收冷量。具体地，每个传冷装置32的导冷基体321的后表面与一个半导体制冷系统30内每个半导体制冷片31的冷端接触抵靠。进一步地，导冷基体321与半导体制冷片31的接触面可涂抹导热硅脂。优选地，每个导冷基体321可为由铝材料制成的导热块。
[0044]每根传冷热管322的上部区段抵靠于或嵌入导冷基体321中，以将导冷基体321中吸收的冷量传递出，并传递到每根传冷热管322的与其上部区段相距一距离的下部区段。在本实用新型实施例中，每根传冷热管322可为烧结热管，其内部空腔内灌注有二氧化碳、超导介质等制冷剂，其内壁上可附着有烧结的金属粉末结构，以提高传冷效率。进一步地，多根传冷热管322可沿竖直方向平行延伸。传冷热管322可为3根，每根传冷热管322的长度可为60cm，直径为8mm。
[0045]每个传冷装置32的上部传冷翅片组323和下部传冷翅片组324分别与每根传冷热管322的上部区段和下部区段直接或间接地热连接，以向半导体制冷箱100的储物空间21内传递冷量。具体地，每个传冷装置32的上部传冷翅片组323中的多个翅片相对应平行间隔地设置于该传冷装置32的导冷基体321的前表面。下部传冷翅片组324中的多个翅片相对应平行间隔地安装于多根传冷热管322的下部区段，以使下部传冷翅片组324中的每个翅片与每根传冷热管322接触换热。
[0046]为了提高散冷效率，本实用新型实施例中的传冷装置32还包括两个传冷风机，分别为上部传冷风机325和下部传冷风机326。上部传冷风机325可配置成对上部传冷翅片组323上的冷量进行强制对流散冷。下部传冷风机326可配置成对下部传冷翅片组324上的冷量进行强制对流散冷。在该实施例中，上部传冷风机325和下部传冷风机326均可为轴流风机，分别安装于上部传冷翅片组323和下部传冷翅片组324上。
[0047]在本实用新型实施例中，当冷源提供冷量时，该传冷装置32的上部传冷翅片组323和每根传冷热管322的下部传冷翅片组324均可向半导体制冷箱100的一个储物空间21内传递冷量。由于热管传热的多方向性，当冷源停止提供冷量时，传冷装置32也可利用每根传冷热管322使半导体制冷箱100的各个储物间室内温度分布均匀，防止冷空气全部处于该储物空间21的下部，热空气全部处于该储物空间21的上部，造成该储物间室内的上下温差较大。
[0048]在本实用新型的一些实施例中，图3是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷箱100的示意性后视图，本实用新型实施例的半导体制冷箱100可进一步包括第一散热装置40，配置成将每个半导体制冷系统30内每个半导体制冷片31热端的热量散发到周围环境。
[0049]具体地，第一散热装置40包括多个第一导热基体41和沿水平方向延伸的多根第一散热热管42。每个第一导热基体41的前表面与一个半导体制冷系统30内每个半导体制冷片31的热端热连接，以吸收热量。例如，每个第一导热基体41的前表面可与一个半导体制冷系统30内每个半导体制冷片31的热端接触抵靠。进一步地，每个第一导热基体41与半导体制冷片31的接触面可涂抹导热硅脂。优选地，每个第一导热基体41可为由铝材料制成的导热块。
[0050]每根第一散热热管42均穿过多个第一导热基体41，以将每个第一导热基体41中吸收的热量传递出。在本实用新型实施例中，每根第一散热热管42可为烧结热管，其内部空腔内可灌注有去离子水等，其内壁上可附着有烧结的金属粉末结构，以提高散热效率。每根第一散热热管42可为直径为1mm的长热管；且第一散热热管42的数量可为3至8根，优选为4根、5根。
[0051]为了进一步提高散热效率，多根第一散热热管42的位于每两个相邻的第一导热基体41之间的区段上均设置有第一散热翅片组43。和/或，多根第一散热热管42的位于多个第一导热基体41的两侧的端部区段上均设置有第二散热翅片组44。第一散热翅片组43和第二散热翅片组44均具有多个相对应平行间隔设置的翅片。每个翅片上具有用于穿设第一散热热管42的穿管孔，以使翅片安装于每根第一散热热管42。第一散热翅片组43和第二散热翅片组44的每个翅片上均开设有允许气流通过的多个通孔，例如圆形通孔，以促进更好的空气流通散热。
[0052]在本实用新型的一些实施例中，每个第一散热翅片组43中每两个相邻翅片之间的间距小于每个第二散热翅片组44中每两个相邻翅片之间的间距。例如，每个第一散热翅片组43中每两个相邻翅片之间的间距为1.5mm至5mm ;每个第二散热翅片组44中每两个相邻翅片之间的间距5mm至20mmo
[0053]在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，第一散热装置40还包括至少一个第一散热风机45，每个第一散热风机45配置成对一个第一散热翅片组43上的热量进行强制对流散热。每个第一散热风机45可为轴流风机，设置于一个第一散热翅片组43上。
[0054]在本实用新型的一些实施例中，储物空间21可为两个，箱体20内按照左右分割方式设置为双温区结构，左右两个储物空间21的空间大小可相同或不同。则半导体制冷系统30为两个，第一散热装置40的第一导热基体41的数量为两个。由于第一导热基体41的数量为两个，且第一散热翅片组43和第一散热风机45均可为一个，第二散热翅片组44为两个，从而使第一散热装置40的外形像一个张开翅膀的蝴蝶。第一散热装置40工作模式可为:当半导体制冷箱100的储物空间21需要加快制冷，即半导体制冷片31需要加快散热，以用于大功率的热量散热时，每个第一散热风机45可开启，进行自然散热的具有大翅片间距的第二散热翅片组44、进行第一散热风机45强制散热的具有小翅片间距的第一散热翅片组43共同作用。当半导体制冷箱100的储物空间21需要稳定制冷，即半导体制冷片31需要稳定散热时，可关闭各个第一散热风机45，使第一散热翅片组43和第二散热翅片组44均进行自然散热，且能够降低半导体制冷箱100的噪音。
[0055]图4是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷箱100的示意性右视图，图5是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷箱100的示意性后视图。本实用新型实施例的半导体制冷箱100还可包括多个第二散热装置50，每个第二散热装置50配置成将一个半导体制冷系统30内每个半导体制冷片31热端的热量散发到周围环境。例如，在一些实施方式中，多个第二 散热装置50可代替第一散热装置40用于多个半导体制冷系统30的散热。在一些替代性实施例方式中，多个第二散热装置50也可与第一散热装置40同时用于多个半导体制冷系统30的散热。
[0056]在本实用新型的一些实施例中，如图4和图5所示，该实施例的半导体制冷箱100中，每个第二散热装置50可包括第二导热基体51、多根第二散热热管52、第三散热翅片组53和第二散热风机54。
[0057]具体地，每个第二散热装置50的第二导热基体51与一个半导体制冷系统30内每个半导体制冷片31的热端热连接，以吸收热量。例如，每个第二导热基体51的前表面与一个半导体制冷系统30内每个半导体制冷片31的热端接触换热。优选地，每个第二导热基体51可为由铝材料制成的导热块。
[0058]每根第二散热热管52的下端抵靠于或嵌入第二导热基体51中，以与第二导热基体51接触换热。每根第二散热热管52可为烧结热管，其内部空腔内可灌注有去离子水等，其内壁上可附着有烧结的金属粉末结构，以提高散热效率。进一步地，第二散热热管52的数量可为3到4根，每根第二散热热管52的长度在35cm内，直径为10mm。
[0059]第三散热翅片组53可具有多个相对应平行间隔设置的翅片，设置于多根第二散热热管52上。第二散热风机54可为轴流风机，安装于第三散热翅片组53上，配置成对从多根第二散热热管52传至第三散热翅片组53的热量进行强制对流散热。
[0060]在本实用新型的一些实施例中，半导体制冷箱100还包括用以自箱体20的前侧封闭多个储物空间21的封闭装置。具体地，该封闭装置可为第一门体，其可转动地安装于箱体20，用以自箱体20的前侧封闭多个储物空间21。可选地，该封闭装置也可包括多个第二门体，每个第二门体可转动地安装于箱体20，用以自一个储物空间21的前侧封闭该储物空间21。可选地，该封闭装置也可为折叠门体，安装于箱体20。折叠门体可具有多个门体单元，每个门体单元用以自一个储物空间21的前侧封闭该储物空间21，且每两个相邻的门体单元枢转连接。
[0061]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】
1.一种半导体制冷箱，其特征在于包括: 具有前向开口的箱体，其内沿横向方向限定有多个储物空间； 沿横向方向并列设置于所述箱体的后部的多个半导体制冷系统，每个所述半导体制冷系统包括其自身的一个或多个半导体制冷片，以及将该半导体制冷系统内每个半导体制冷片冷端的冷量供应到其前方相应储物空间的传冷装置。2.根据权利要求1所述的半导体制冷箱，其特征在于还包括: 第一散热装置，配置成将每个所述半导体制冷系统内每个半导体制冷片热端的热量散发到周围环境；和/或 多个第二散热装置，每个所述第二散热装置配置成将一个所述半导体制冷系统内每个半导体制冷片热端的热量散发到周围环境。3.根据权利要求2所述的半导体制冷箱，其特征在于，所述第一散热装置包括: 多个第一导热基体，每个所述第一导热基体的前表面与一个所述半导体制冷系统内每个半导体制冷片的热端热连接，以吸收热量； 沿水平方向延伸的多根第一散热热管，每根所述第一散热热管均穿过所述多个第一导热基体，以将每个所述第一导热基体中吸收的热量传递出。4.根据权利要求3所述的半导体制冷箱，其特征在于 所述多根第一散热热管的位于每两个相邻的所述第一导热基体之间的区段上均设置有第一散热翅片组；和/或 所述多根第一散热热管的位于所述多个第一导热基体的两侧的端部区段上均设置有第二散热翅片组。5.根据权利要求4所述的半导体制冷箱，其特征在于，所述第一散热装置还包括: 至少一个第一散热风机，每个所述第一散热风机配置成对一个所述第一散热翅片组上的热量进行强制对流散热。6.根据权利要求4所述的半导体制冷箱，其特征在于 所述第一散热翅片组和所述第二散热翅片组均具有多个相对应平行间隔设置的翅片；且 每个所述第一散热翅片组中每两个相邻翅片之间的间距小于每个所述第二散热翅片组中每两个相邻翅片之间的间距。7.根据权利要求2所述的半导体制冷箱，其特征在于，每个所述第二散热装置包括: 第二导热基体，每个所述第二散热装置的第二导热基体的前表面与一个所述半导体制冷系统内每个半导体制冷片的热端热连接，以吸收热量； 多根第二散热热管，每根所述第二散热热管的下端抵靠于或嵌入所述第二导热基体中，以与所述第二导热基体接触换热； 第三散热翅片组，具有多个相对应平行间隔设置的翅片，设置于所述多根第二散热热管上；和 第二散热风机，配置成对从所述多根第二散热热管传至所述第三散热翅片组的热量进行强制对流散热。8.根据权利要求1所述的半导体制冷箱，其特征在于，每个所述传冷装置设置于一个储物空间内，其包括: 导冷基体，每个所述传冷装置的导冷基体的后表面与一个所述半导体制冷系统内每个半导体制冷片的冷端热连接，以吸收冷量； 多根传冷热管，每根所述传冷热管的上部区段抵靠于或嵌入所述导冷基体中，以将所述导冷基体中吸收的冷量传递出，并传递到每根所述传冷热管的与其上部区段相距一距离的下部区段；以及 上部传冷翅片组和下部传冷翅片组，分别与每根所述传冷热管的上部区段和下部区段直接或间接地热连接。9.根据权利要求8所述的半导体制冷箱，其特征在于，每个所述传冷装置还包括: 两个传冷风机，分别配置成对所述上部传冷翅片组和所述下部传冷翅片组上的冷量进行强制对流散冷。10.根据权利要求1所述的半导体制冷箱，其特征在于还包括: 第一门体，可转动地安装于所述箱体，用以自所述箱体的前侧封闭所述多个储物空间；或 多个第二门体，每个所述第二门体可转动地安装于所述箱体，用以自一个所述储物空间的前侧封闭该储物空间；或 折叠门体，安装于所述箱体，其具有多个门体单元，每个所述门体单元用以自一个所述储物空间的前侧封闭该储物空间，且每两个相邻的所述门体单元枢转连接。
【专利摘要】本实用新型提供了一种半导体制冷箱。该半导体制冷箱包括：具有前向开口的箱体，其内沿横向方向限定有多个储物空间；沿横向方向并列设置于箱体的后部的多个半导体制冷系统，每个半导体制冷系统包括其自身的一个或多个半导体制冷片，以及将该半导体制冷系统内每个半导体制冷片冷端的冷量供应到其前方相应储物空间的传冷装置。本实用新型的半导体制冷箱由于具有横向并列设置的多个储物空间和多个半导体制冷系统，显著提高了半导体制冷箱的储物容量；而且能够使每个储物空间内的温度相等或不等，从而使半导体制冷箱内具有多个温区，进而能够把半导体制冷箱的应用推广向大容量多温区领域，尤其是大容量双温区领域。
【IPC分类】F25D19/04, F25D11/00
【公开号】CN204693921
【申请号】CN201520365408
【发明人】王定远, 裴玉哲, 高希成, 刘杰
【申请人】青岛海尔智能技术研发有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月29日