专利名称：无泵冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种冷却装置，特别是一种将半导体制冷和吸附式制冷结合 的无泵冷却装置，属于制冷技术领域。
背景技术：
目前，大多数有关于半导体的技术是使用半导体的冷热端效应来进行制冷 的，但是在半导体的制冷中也存在效率不高的问题，随着半导体加电的时间增长， 冷端的温度降低和热端的温度升高到一定程度时，热端的热量就会向冷端传递， 从而达到能量的平衡，为了实现持续制冷，就要从热端不断地抽走热量。通常抽 走热量的主要是水或是空气，但是抽走的热量大多就排到空气中，没有发挥效用。
经检索发现，专利申请号为CN03149802.7的一种电子冷垫中，只是使用半 导体进行制冷或加热，所以在工作时，半导体产生的冷量与热量只有其中之一可 以利用，其余的能量则通过风扇排掉，能量利用效率不高。在专利申请号为 CN02261056. 1太阳能吸附式取水器中，其利用吸附床在夜晚温度下降时吸收水 蒸气，在白天温度升高时放出水蒸气，但是由于其利用的只是太阳能，没有达到 实时吸收与释放水蒸气的作用，过程无法控制。在专利申请号为 CN200720149821. 7的用电能驱动的吸附式制冷装置中，虽然用电能实现了控制 吸附的功能，但是由于其电加热与冷却是交替进行状态，吸附式材料只能交替进 行吸附与释放，并没有实现持续制冷的功能。
对吸附式制冷而言，吸附式的材料在高温与低温时，分别具有吸附与释放的 功能，如果在封闭的容器内吸附与释放，就能引起容器内的压力的变化。如果利 用半导体的冷热端对其进行加热与冷却，就能引起容器内压力的周期性变化，从 而实现压縮蒸汽的功能，达到制冷的效果。如果利用两块不同的吸附材料，在一 块材料进行吸附的同时，另一块材料进行释放，之后交替进行，就可以持续产生 制冷的效果
发明内容
针对目前单一利用半导体进行制冷的情况，本发明设计了一种将半导体制冷 与吸附式制冷结合的无泵冷却装置，能有效地降低系统的噪声，实现在小空间内 的制冷。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包包括高温水箱、低温水箱、阀 门、半导体片、半导体反应室、电极接入点、膨胀阀、吸附床，其中半导体反 应室分为左反应室和右反应室，左反应室和右反应室均设置有一个吸附床。
高温水箱、半导体反应室、低温水箱在竖直方向依次排列，高温水箱与半导 体反应室通过两个连接，两个阀门分别连接半导体反应室的左反应室与右反应 室，半导体反应室通过另外两个阀门与低温水箱连接，这两个阀门也分别连接半 导体反应室的左反应室与右反应室。低温水箱壳体上设水箱液位计和注水口，在 低温水箱底部设一个排污口，方便更换水。高温水箱和低温水箱之间另外通过一 个带膨胀阀的管路连接，管路需要硬管，左反应室与右反应室中间装有半导体片， 半导体片的两端分别与左反应室中的吸附床和右反应室中的吸附床相连。半导体
片部分接出电极接入点。
在装置运行的情况下，吸附床由于半导体片制冷而温度下降，吸附水份，形 成负压，从而让低温水箱中的水经过连接阀门进入该反应室，另一侧吸附床因半 导体制热，释放水份，形成蒸汽，从而让该吸附床中的水经过连接的阀门进入高 温水箱。改变半导体片所加载电压的极性，可以改变半导体片的冷热端，改变吸 附床温度，控制其吸附与释放作用，由此改变反应室内的压力，让水蒸汽交替地 从左反应室与右反应室中进入高温水箱。高温水箱中的水又经过膨胀阀的节流作 用回到低温水箱中，从而降低了低温水箱中的温度，实现制冷的效果。
本发明的有益效果是由于使用的是半导体片加热吸附材料实现制冷，而非 使用制冷泵，能有效地降低系统的噪声，由于半导体块和吸附材料的大小可以控 制，从而可以实现在小空间内的制冷，特别是用于电子冷却领域和其他精密仪器 的制冷。
图1是本发明无泵冷却装置的结构示意图
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的描述。
如图l所示图中的各部件为l为高温水箱，5为低温水箱，2为第一阀门、4为第二阀门、IO为第三阀门、14为第四阀门，8为半导体片，12为膨胀阀，6 第一吸附床，9为第二吸附床，7为电极接入点，ll为半导体反应室。■ 半导体反应室11分为左反应室3、右反应室13。
高温水箱l，半导体反应室ll，低温水箱5在竖直方向依次排列，高温水箱 1与半导体反应室11通过第一阀门2和第二阀门14连接，两个阀门分别连接半 导体反应室的左反应室3与右反应室13，半导体反应室11通过第二阀门4和第 三阀门10与低温水箱5连接，第二阀门4和第三阀门IO分别连接半导体反应室 11的左反应室3与右反应室13。低温水箱5壳体上设水箱液位计和注水口，在 低温水箱5底部设一个排污口，方便更换水。高温水箱1和低温水箱5之间另外 通过一个带膨胀阀12等节流机构的管路连接，管路需要硬管，左反应室3与右 反应室13中间装有半导体片8，半导体片8的两端分别与左反应室3中的第一 吸附床6和右反应室13中的第二吸附床9相连。半导体片部分接出电极接入点 7。只要保证低温水箱中有足够的水，装置就可以实现制冷。
工作时，打开第四阔门14和第二阀门4，关闭第一阀门2和第三阀门10， 接通电极接入点7，半导体片8产生制冷作用，第二吸附床9温度升高，第二吸 附床9产生释放作用，右反应室13中的压力上升，水蒸汽进入高温水箱1，第 一吸附床6温度降低，产生吸附作用，引起左反应室3内的压力降低，从而加速 低温水箱5内的水蒸发，低温水箱5内的温度下降。 一段时间后，第一吸附床6 中吸附充分，第二吸附床9中液体蒸发完毕。此时反接电极接入点7，同时关闭 第四阀门14和第二阀门4，打开第一阀门2和第三阀门10，第一吸附床6温度 升高，左反应室3内的压力上升，蒸汽由左反应室3进入高温水箱1，第二吸附 床9温度降低，产生吸附作用，引起右反应室13内的压力下降，低温水箱5内 的水蒸汽通过第三阀门10蒸发进入第二吸附床9，引起低温水箱5内的温度下 降。当第一吸附床6中的水蒸汽发完毕时，再反接电极接入点7。反复之后，高 温水箱1内的压力高于低温水箱5内的压力，高温水箱1中的水通过膨胀阀12 的节流作用进入低温水箱5中。从而让低温水箱5降温，在低温水箱5 —侧就可 以产生制冷的效果。
权利要求
1.一种无泵冷却装置，包括高温水箱(1)、第一阀门(2)、第二阀门(4)、低温水箱(5)、第一吸附床(6)、电极接入点(7)、半导体片(8)、第二吸附床(9)、第三阀门(10)、半导体反应室(11)、第四阀门(14)、膨胀阀(12)，其中半导体反应室(11)分为左反应室(3)、右反应室(13)，其特征在于高温水箱(1)、半导体反应室(11)、低温水箱(5)在竖直方向依次排列，高温水箱(1)与半导体反应室(11)通过第一阀门(2)和第二阀门(14)连接，两个阀门分别连接半导体反应室的左反应室(3)与右反应室(13)，半导体反应室(11)通过第二阀门(4)和第三阀门(10)与低温水箱(5)连接，第二阀门(4)和第三阀门(10)分别连接半导体反应室(11)的左反应室(3)与右反应室(13)，高温水箱(1)和低温水箱(5)之间另外通过一个带膨胀阀(12)的管路连接，左反应室(3)与右反应室(13)中间装有半导体片(8)，半导体片(8)的两端分别与左反应室(3)中的第一吸附床(6)和右反应室(13)中的第二吸附床(9)相连，半导体片(8)部分接出电极接入点(7)。
2. 根据权利要求1所述的无泵冷却装置，其特征是低温水箱(5)壳体上设 水箱液位计和注水口。
3. 根据权利要求1或2所述的无泵冷却装置，其特征是低温水箱(5)底部 设一个排污口。
4. 根据权利要求1所述的无泵冷却装置，其特征是带膨胀阀(12)的管路， 其管路为硬管。
全文摘要
一种无泵制冷装置属于制冷领域，包括高温水箱，低温水箱，阀门，半导体片，膨胀阀，半导体吸附床，电极接入点，左反应室，右反应室，反应室整体。本发明将半导体制冷与吸附式制冷结合，利用吸附材料在吸附和释放时对容器的压力产生的变化，持续吸收水蒸汽并对其进行压缩，压缩过的蒸汽再通过节流作用在系统中循环，从而实现制冷的目的。该制冷装置结合了半导体制冷与吸附式制冷的特点，能有效地降低系统的噪声，并且由于半导体块和吸附材料的大小可以控制，从而可以实现在小空间内的制冷，特别是用于电子冷却领域和其他精密仪器的制冷。
文档编号F25B25/00GK101294757SQ20081003884
公开日2008年10月29日 申请日期2008年6月12日 优先权日2008年6月12日
发明者玮 王, 陈江平 申请人:上海交通大学