冷端换热装置及半导体制冷冰箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制冷设备，特别是涉及一种冷端换热装置及具有该冷端换热装置的半导体制冷冰箱。
【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高效环形双层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。
[0003]然而，半导体制冷冰箱需要有效地将半导体制冷片冷端的温度传导至冰箱储物间室内，现有技术一般采用散热片强制对流，散热片通过与半导体制冷片冷端直接接触，并与储物间室进行热交换，这种固体之间的导热换热效率低，不利于半导体最佳性能的发挥，而且散热翅片体积较大，占用冰箱空间，配合风扇后，会引起噪音增加，且风扇连续工作，可靠性较差。
【发明内容】
[0004]本发明第一方面的一个目的是要提供一种换热效率高、占用空间小的冷端换热装置。
[0005]本发明第一方面的一个进一步的目的是要尽量提高冷端换热装置的有效蒸发面积。
[0006]本发明第一方面的另一个进一步的目的是要使得冷端换热装置生产及装配工艺简单、与冰箱本体配合可靠稳定。
[0007]本发明第二方面的一个目的是要提供一种具有上述冷端换热装置的半导体制冷冰箱。
[0008]根据本发明第一方面，本发明提供了一种用于半导体制冷冰箱的冷端换热装置。该冷端换热装置包括:冷端换热部，限定有用于容装气液两相共存的制冷剂的内腔或管道，且配置成允许制冷剂在其内流动并发生相变换热；和多根制冷剂管路，配置成允许制冷剂在其内流动且发生相变换热，每根所述制冷剂管路具有:在一竖直平面中向下弯折延伸且末端封闭的蒸发段，和从所述蒸发段的起始端向上弯折延伸并连通至所述内腔或管道的连接段。特别地，所述多根制冷剂管路中至少部分制冷剂管路的蒸发段布置于相互垂直的两个竖直平面中。
[0009]可选地，所述冷端换热部为扁平长方体状，其相对设置的前表面与后表面的面积大于其他表面的面积，且所述冷端换热部的后表面用作与冷源热连接的换热面。
[0010]可选地，所述两个竖直平面包括与所述冷端换热部的后表面垂直的第一平面和与所述冷端换热部的后表面平行的第二平面。
[0011]可选地，所述多根制冷剂管路中部分制冷剂管路的蒸发段布置于与所述第一平面平行的第三平面中。
[0012]可选地，其蒸发段布置于所述第二平面中的每根制冷剂管路的蒸发段位于所述第一平面和所述第三平面之间；
[0013]其蒸发段布置于所述第一平面中的每根制冷剂管路的蒸发段和其蒸发段布置于所述第三平面中的每根制冷剂管路的蒸发段均位于所述第二平面的一侧。
[0014]可选地，其蒸发段布置于所述第二平面中的制冷剂管路的数量为两根，关于一竖向几何对称面对称设置。
[0015]可选地，其蒸发段布置于所述第一平面中的制冷剂管路和其蒸发段布置于所述第三平面中的制冷剂管路的数量均为一根，并关于所述竖向几何对称面对称设置。
[0016]可选地，其蒸发段布置于所述第二平面中的每根制冷剂管路的蒸发段在水平面上的投影长度小于所述半导体制冷冰箱的内胆后壁宽度的1/2且大于所述内胆后壁宽度的1/4 ；
[0017]其蒸发段布置于所述第一平面中的制冷剂管路的蒸发段和其蒸发段布置于所述第三平面中的制冷剂管路的蒸发段在水平面上的投影长度均小于所述半导体制冷冰箱的内胆侧壁宽度且大于所述内胆侧壁宽度的1/2。
[0018]可选地，每根所述制冷剂管路的蒸发段包括:
[0019]多个直管区段，沿竖直方向间隔地设置，每个所述直管区段以相对于水平面呈10°至70°的角度倾斜设置；和
[0020]弯折区段，连接每两个相邻所述直管区段。
[0021]可选地，所述冷端换热装置进一步包括:多个固位钢丝，沿竖直方向设置；而且每根所述制冷剂管路同侧的各个弯折区段的外顶点处管壁均焊接于一个所述固位钢丝。
[0022]根据本发明的第二方面，本发明提供了一种半导体制冷冰箱。该半导体制冷冰箱包括:内胆，其内限定有储物间室；半导体制冷片，设置于所述内胆的后方；和上述任一种冷端换热装置，其被安装成使其冷端换热部的后表面与所述半导体制冷片的冷端热连接，而且使其每根制冷剂管路的蒸发段与所述内胆的外表面贴靠，以将来自所述冷端的冷量传至所述储物间室。
[0023]本发明的冷端换热装置及半导体制冷冰箱中，至少部分制冷剂管路的蒸发段布置于相互垂直的两个竖直平面中，显著提高了冷端换热装置的有效蒸发面积，可使内胆的至少一个侧壁和后壁与制冷剂管路的蒸发段进行热交换，显著提高了冷端换热装置的散冷效率和提高了半导体制冷冰箱的能效；且充分利用冰箱结构，占用空间小。
[0024]进一步地，本发明的冷端换热装置及半导体制冷冰箱中制冷剂管路一端连通至冷端换热部，并倾斜向下弯折延伸，利用制冷剂在冷端换热部和多根制冷剂管路中相变循环换热，有效地传导半导体制冷片的冷端温度，而且利用多根相互独立的制冷剂管路，加工工艺更加简便，有助于与冰箱结构的配合。
[0025]根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
【附图说明】
[0026]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。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:
[0027]图1是根据本发明一个实施例的冷端换热装置的示意性后视图；
[0028]图2是根据本发明一个实施例的冷端换热装置的示意性右视图；
[0029]图3是图1中A处的示意性局部放大图；
[0030]图4是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的局部结构的示意性后视图；
[0031]图5是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的局部结构的示意性右视图；
[0032]图6是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的局部结构的示意性主视图；
[0033]图7是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的局部结构的示意性剖视图。
【具体实施方式】
[0034]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0035]图1是根据本发明一个实施例的冷端换热装置200的示意性后视图。如图1所示，并参考图2和图3，本发明实施例提供了一种用于半导体制冷冰箱的冷端换热装置200，其可包括冷端换热部10和多根制冷剂管路20。具体地，冷端换热部10限定有用于容装气液两相共存的制冷剂的内腔或管道，且配置成允许制冷剂在其内流动并发生相变换热。多根制冷剂管路20配置成允许制冷剂在其内流动且发生相变换热。每根制冷剂管路20具有:在一竖直平面中向下弯折延伸且末端封闭的蒸发段21，和从蒸发段21的起始端向上弯折延伸并连通至内腔或管道的连接段22。也就是说，每根制冷剂管路20的形成为开口端的第一端连通至内腔或管道的下部，每根制冷剂管路20从其第一端倾斜向下地弯折延伸，终结于其形成为封闭端的第二端。特别地，多根制冷剂管路20中至少部分制冷剂管路20的蒸发段21布置于相互垂直的两个竖直平面中，可使内胆100的至少一个侧壁和后壁与制冷剂管路20的蒸发段21进行热交换，显著提高了冷端换热装置