半导体制冷系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及半导体制冷领域，特别是设及一种基于半导体制冷忍片的半导体 制冷系统。
【背景技术】
[0002] 半导体制冷忍片(TECJhermoelectric Cooler)W其体积小、结构紧凑、制冷量控 制方便等特点，在小型制冷如红酒冷藏柜、汽车用冷热两用箱、电子冰洪淋机等产品中得到 了广泛的应用。
[000引半导体制冷忍片主要是利用P-N型电偶对（leg)热电半导体材料的巧尔贴 化eltier)效应实现一端冷、一端热，在半导体制冷忍片两端形成溫差，当TEC热端热量放出 后，TEC冷端会产生一定的冷量，完成制冷。
[0004] 对于半导体制冷忍片的产冷量Qc与TEC热端溫度化、冷端溫度Tc的关系式为:Glc = N 曰ITc-K (Th-Tc) -0.512R，其中N-TEC的电偶对的数量;a-TEC热电材料赛贝克系数;K-TEC热 导；I-工作电流;R-TEC内阻。由此式可W得到：当TEC结构参数、材料特性、工作特性及冷端 溫度特性(N、K、a、R、I、Tc)确定后（前述参数存在一定的关联性），则TEC产冷量Qc与其热端 溫度Th密切相关，同样工况下化越小，则产冷量Qc越大。因此，在TEC忍片及散热结构确定条 件下，降低TE试A端溫度化是提升TEC制冷量及制冷转换效率的关键。
[0005] 为了降低TEC热端溫度Th,并兼顾性价比、结构、空间等因素，如图1和图2所示，现 有的半导体制冷系统，通常包括半导体制冷忍片S1、散热器S2和轴流风扇S3,散热器S2包括 散热基板S21和若干个散热翅片S22,若干个散热翅片S22连接于散热基板S21的同一侧;半 导体制冷忍片Sl贴附于散热基板S21上，散热基板S21的面积大于半导体制冷忍片SI;轴流 风扇S3设于散热器S2的若干个散热翅片S22上，轴流风扇S3与散热基板S21平行设置，轴流 风扇S3的轴线与半导体制冷忍片Sl的中屯、线重合。
[0006]由于轴流风扇S3上位于中屯、的电机占有一定体积(垂直轴流风扇S3的轴线方向占 有一定横截面积），因此，沿轴流风扇S3的轴线方向，在轴流风扇S3沿轴线四周的风流对称 时，轴流风扇S3会在吹出的近距离形成风流盲区S4。在现有的半导体制冷系统中，由于轴流 风扇S3与散热基板S21平行设置、轴流风扇S3的轴线与半导体制冷忍片Sl的中屯、线重合，故 轴流风扇S3与散热基板S21之间形成的风流盲区S4,正对准散热基板S21上与半导体制冷忍 片Sl相贴合的部分;散热基板S21上与半导体制冷忍片Sl相贴合的部分是散热基板S21的热 量最集中、溫度最高区域，由于该风流盲区S4的存在，导致该部分的换热系数减小，溫度偏 高，造成与该部分贴合的TEC热端热量无法高效传导（当然，热量通过散热基板S21进行了热 量传递，散热基板S21起到了均溫效果），造成TE试A端溫度化还是比较高，TEC产冷量的提高 比较少。 【实用新型内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种半导体制冷系统，能有效地提高产冷 量。
[000引上述技术问题通过W下方案解决：
[0009] -种半导体制冷系统，包括半导体制冷忍片、散热器和轴流风扇;所述散热器包括 散热基板和连接于所述散热基板的若干个散热翅片;所述半导体制冷忍片贴附于所述散热 基板上;所述轴流风扇设于所述散热器的若干个散热翅片上，并与所述散热基板平行设置； 所述轴流风扇的轴线与所述半导体制冷忍片的中屯、线之间的距离D满足W下条件= (Lf-Lt)/ 2 < D ^ (Lf/化Lt/5)，其中，Lf为轴流风扇的直径，Lt为半导体制冷忍片的长度，Lf>Lt。
[0010] 在其中一个实施例中，所述距离D满足W下条件：（L广Lt)/2 ^如f/2。
[OOW 在其中一个实施例中，所述距离D = Lf/2。
[001^ 在其中一个实施例中，所述距离D满足W下条件:Lf/2 ^<1/2(Lf+Lt)。
[0013] 在其中一个实施例中，所述半导体制冷忍片沿垂直厚度方向的横截面为正方形。
[0014] 在其中一个实施例中，所述散热基板沿垂直厚度方向的横截面为正方形，所述散 热基板的长度与轴流风扇的直径相等。
[0015] 本设计人经理论分析和实验，发现轴流风扇的轴线与半导体制冷忍片的中屯、线的 距离D在一定范围内逐渐增大，会使得半导体制冷系统的等效换热性能出现增大和减小变 化过程。经设计和实验验证，本实用新型半导体制冷系统将距离D设置在W下范围内：（Lf-Lt)/2卽含（Lf/化Lt/5)，其中Lf>Lt，能明显地提高了半导体制冷系统的等效换热性能，从 而有效地提高了产冷量。
【附图说明】
[0016] 图1为【背景技术】中现有的半导体制冷系统的分解结构示意图；
[0017] 图2为【背景技术】中现有的半导体制冷系统的剖视结构示意图；
[0018] 图3为本实用新型的半导体制冷系统的结构示意图。
【具体实施方式】 [0019]实施例一
[0020]如图3所示，一种半导体制冷系统，包括半导体制冷忍片11、散热器12和轴流风扇 13;散热器12包括散热基板121和连接于散热基板121的若干个散热翅片122;半导体制冷忍 片11贴附于散热基板121上；轴流风扇13设于散热器12的若干个散热翅片122上，并与散热 基板121平行设置;轴流风扇13的轴线与半导体制冷忍片11的中屯、线之间的距离D满足W下 条件：1/2(Lf-Lt) < D ^/2(Lf+Lt)，其中，Lf为轴流风扇13的直径，Lt为半导体制冷忍片11的 长度，Lf〉Lt。
[0021 ]上述半导体制冷系统的效果分析如下：
[0022] 散热器12的换热理论:换热量Q = AA A T，A-散热器12的有效换热面积，A-散热器12 表面平均换热系数(W/VK)，A T-散热器12溫度与环溫的溫度差。在溫差不变的前提下，提 高散热器12与周围环境的换热量Q，唯有提升散热器12的有效换热面积A及表面换热系数A。
[0023] 在现有的半导体制冷系统中，记散热器的有效换热面积为Ao,散热器表面平均换 热系数为入0。
[0024] 由于轴流风扇13的轴线与半导体制冷忍片11的中屯、线偏离，会使得与半导体制冷 忍片11贴合的散热器12中屯、区域风流盲区相应减小，而且会导致轴流风扇S3沿轴线四周的 风流对称逐渐失衡而逐渐削弱风流盲区，则对应轴流风扇13的换热风道阻力减小，而散热 器12与半导体制冷忍片11贴合区域对应的散热翅片122表面积等效系数最大，对散热器12 的有效换热面积影响最大。因此，随着距离D的增大，从表象看散热器12的换热面积一直在 减小，但实际上有效换热面积A相对有效换热面积为Ao会有增大和减小变化过程；同时，由 于轴流风扇13的轴线与半导体制冷忍片11的中屯、线偏移，在一定范围内，轴流风扇13到散 热器12的风流阻力减小，加快了空气流动速度，故表面换热系数A会增大变化。因此，随着距 离D的增大，参数AA的乘积值相对于初始乘积值AoAo会有增大和减小变化过程，半导体制冷 系统的等效换热性能会有增大和减小变化过程。
[0025] 经设计和实验验证，轴流风扇13的轴线与半导体制冷忍片11的中屯、线