半导体制冷恒温箱的制作方法

本实用新型属于制冷恒温设备领域，具体涉及一种半导体制冷恒温箱。

背景技术：

半导体制冷恒温箱，也称之为热电恒温箱，其利用半导体制冷片通过高效密齿形换热传导技术和自动调压控流技术实现制冷与恒温，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，半导体制冷恒温箱需要有效地将半导体制冷片冷端的温度传导至冰箱储藏室内，传统半导体冰箱一般采用密集热管内的制冷工质相变吸热制冷，密集管路包覆在冰箱储藏室内壁外侧，制冷时首先吸收储藏室内壁的热量，然后储藏室内壁再吸收储藏室内空气的热量，由于储藏室内壁多选用隔热性能良好的材质，且冰箱储藏室环境中只有自然对流的热交换方式，因而此类二次热交换制冷方式效率一般较低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种半导体制冷恒温箱，旨在克服现有的半导体制冷冰箱交换制冷方式效率低的缺陷，并为储藏室提供一个隔热性能优良的保温层，提高其恒温性。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种半导体制冷恒温箱，该半导体制冷恒温箱包括：内胆、半导体制冷片、冷端换热装置、热端换热装置和保温门；所述内胆内限定有储物间室；所述内胆组成包括内壁、外壁和前壁，前壁为方形边框连接内壁和外壁；所述冷端换热器位于内胆内并作为内胆内壁的左右侧壁，并设置成左右对称结构；所述冷端换热装置为密齿形结构的片状换热装置，其密齿端朝向储藏间室，非密齿端与半导体制冷片的冷端相接触进行换热；冷端换热器密齿端相对配置，宽度方向与内胆内壁后壁和内胆前壁贴合配置，高度方向与内胆内壁上、下壁贴合配置；所述内胆内壁后壁的厚度等于冷端换热器相邻凸起密齿之间的间隔；内胆内壁后壁嵌入到凸起的密齿齿槽内定位；所述半导体制冷片设置于内胆的内壁侧壁外与冷端换热装置相贴合，半导体制冷片外对应设置热端换热装置；每个冷端换热装置对应设置至少一个半导体制冷片；所述保温门通过合页与内胆外壁右侧壁连接。

所述冷端换热装置面向储藏室一侧纵向平面内凸起一横贯换热器高度截面的换热齿，且等间隔相邻纵向平面上各凸起一条换热齿，在换热器宽度方向形成密齿形凸起；每个凸起密齿的高度占整个冷端换热器厚度的2/3；每个凸起密齿的厚度是其高度的1/10至1/9；每两个凸起密齿的纵向间隔距离为凸起密齿厚度的2至3倍。

所述保温门的组成包括：静音风扇保护罩、静音风扇、强力门磁、保温门把手和保温门内板、保温门外板、保温门边框和静音风扇边框；所述静音风扇设置在保温门内板和保温门外板之间，且保温门内板上设置有静音风扇出风口，静音风扇边框位于静音风扇外；所述强力门磁设置在保温门内板上，并且在所述内胆前壁对应设置有极性相反的强力门磁；所述保温门把手设置在保温门外板外。

所述出风口形状为圆形，且其直径为静音风扇斜对角长度的4/5。

所述内胆外壁的左右侧壁上分别设置有一个矩形槽，矩形槽面积等于半导体制冷片、热端换热器之间的最大截面积。

所述内胆外壁选用隔热系数较高的材质，优选为亚克力材质，其绝热系数良好、质量较轻所述内胆内壁选用导热系数较高的材质，优选为铝合金材质。

所述内胆内外壁之间填充有隔热系数良好的填充材料，填充材料优选橡塑保温棉。

所述保温门内板和外板之间填充有保温材料。

所述冷端换热装置采用具有优良导热系数的材质。

所述保温门采用隔热系数较高的保温材料填充。

所述冷端换热装置对应与内胆内壁的后壁和上下壁结合，且内胆内壁的后壁和下壁的材质与冷端换热装置相同。

所述热端换热装置采用现有技术中的水冷头，如图9所示，其结构由配置了进出水口的板状上盖以及具有密集铜柱水道的底板组成。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1、本实用新型的半导体制冷恒温箱中设置有多个冷端换热装置，从而提高了与恒温箱储藏室进行热连接的有效换热面积，进而提高了半导体制冷恒温箱的能效；也可同时使用多个半导体制冷片进行制冷，进一步提高了半导体制冷恒温箱的能效；

2、本实用新型的半导体制冷恒温箱的内胆外壁部分采用了隔热系数良好、质量较轻的亚克力板，内胆内外壁之间填充了橡塑保温棉材料，提高了储藏间室的保温隔热性能；

3、本实用新型的半导体制冷恒温箱的储藏室保温门配置一静音风扇，静音风扇的主体嵌入到保温门厚度方向，风扇风口朝向储藏室，通过风扇转动带动储藏室内气流扰动，实现强制对流，提高热交换率；

4、本实用新型的半导体制冷恒温箱的保温门外侧有一把手，通过拉动把手实现保温门的开启与关闭状态；

5、本实用新型的半导体制冷恒温箱的保温门和内胆前壁相对位置处嵌入多粒强力门磁，极性相反的门磁反向成对配置，确保了保温门与内胆之间的密封性，提高了恒温性能。

附图说明

图1 是本实用新型的半导体制冷恒温箱的内胆外观示意图；

图2 是本实用新型的半导体制冷恒温箱的内胆展开示意图；

图3 是本实用新型的半导体制冷恒温箱的内胆构造示意图；

图4 是本实用新型的半导体制冷恒温箱的冷端换热器示意图；

图5 是本实用新型的半导体制冷恒温箱的内胆正面示意图；

图6 是本实用新型的半导体制冷恒温箱的内胆沿A-A截面的剖视图；

图7 是本实用新型的半导体制冷恒温箱的内胆沿B-B截面的剖视图；

图8 是本实用新型的半导体制冷恒温箱的内胆保温门爆炸示意图；

图9 是本实用新型的半导体制冷恒温箱的热端换热器的示意图；

图中：1：保温门、2：右侧半导体片、3：左侧半导体片、4：静音风扇保护罩、5：静音风扇、6001：顶部门磁、6002：左侧门磁、6003：底部门磁、7001:上部合页铰链、7002：下部合页铰链、7：保温门把手、8：内胆保温层、9: 保温门保温层、101：内胆外壁上壁、102：内胆外壁右侧壁、201：内胆外壁左侧壁、202：内胆外壁下壁、401：内胆内壁上壁、402：内胆内壁左侧壁（冷端换热器）、403：内胆内壁下壁、404：内胆内壁右侧壁（冷端换热器）、405：内胆内壁后壁、406：内胆前壁、407：内胆外壁后壁、801：保温门内板、802.：保温门外板、803：保温门边框、804：静音风扇边框。

具体实施方式

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。

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

图1是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷恒温箱箱的内胆外观示意图，其中示出了半导体制冷恒温箱的内胆和储藏室保温门1。如图1所示，并参考图2和图3，本实用新型实施例提供了一种半导体制冷恒温箱。半导体制冷恒温箱一般可包括 ：内胆、半导体制冷片2,3、冷端换热器402,404、热端换热器、保温门1。内胆内限定有储藏间室。特别地，本实用新型实施例中半导体制冷恒温箱中，半导体制冷片的数量为至少两个，冷端换热器的数量为两个。每个冷端换热器配置成允许更多面积与储藏室接触的密齿形结构，其结构如图4所示，冷端换热器既是半导体制冷片的导冷装置又是内胆储藏室的内侧壁402、404，其密齿端朝向储藏室配置，非密齿端用作与冷源（半导体制冷片的冷端）热接触的换热面，其中热接触方式可以为该端表面直接与冷源贴合或者通过外加导热层接触。在本实施例中导热层为导热硅脂涂覆（石墨或其他介质亦可）。可将其认为是接触面上的部分，作为改善热连接的导热层。

图2是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷恒温箱的内胆展开示意图。图3 是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷恒温箱的内胆构造示意图。结合图1，半导体制冷恒温箱的内胆主要由内壁、外壁和前壁组成；其中内胆外壁的组成包括内胆外壁上壁101、内胆外壁右侧壁102、内胆外壁左侧壁201、内胆外壁下壁202和内胆外壁后壁407。整个半导体制冷恒温箱的内胆的外壁可选用隔热系数较高的材质，在本实用新型的一个实施例中，半导体制冷恒温箱的内胆的外壁选用了亚克力材质，厚度3毫米。内胆外壁左右侧壁分别有一个矩形槽，矩形槽面积等于热端换热器最大纵向截面积，从而允许热端换热器和半导体制冷片的安装。

参考图3，本实用新型一个实施例的半导体制冷恒温箱的内胆内壁组成包括内胆内壁上壁401、内胆内壁下壁403、内胆内壁左侧壁402、内胆内壁右侧壁404和内胆内壁后壁405。整个内胆内壁可选用导热系数较高的材质，在本实用新型的一个实施例中，半导体制冷恒温箱的内胆的内壁选用了铝合金材质。

图6 是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷恒温箱的内胆沿A-A截面的剖视图，图7 是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷恒温箱的内胆沿B-B截面的剖视图。参考图3，本实用新型一个实施例的半导体制冷恒温箱的内胆内外壁之间填充了隔热系数良好的材料，本实用新型一个实施例的半导体制冷恒温箱的内外壁之间的填充材料为橡塑保温棉。除上述内胆外壁左右侧壁矩形槽处外，内胆内外壁之间的其余空间均填满橡塑保温棉。

在本实用新型实施例中，半导体制冷片的数量可为两个，分别设置于内胆内壁左右侧壁的后方，其冷端通过导热装置分别与冷端换热器402,404热连接 ；半导体制冷片的数量也可为多个，均设置于内胆内壁左右侧壁的后方，多个半导体制冷片的冷端分别与相应冷端换热装置402，404热连接，以进一步提高半导体制冷冰箱的能效比。

图8 是根据本实用新型一个实施例的半导体制冷恒温箱的内胆保温门爆炸示意图。内胆保温门主要由静音风扇保护罩4、静音风扇5、强力门磁6001,6002,6003、保温门把手7和保温门内板801、保温门外板802、保温门边框803、静音风扇边框804以及两个合页铰链7001,7002构成。

内胆保温门通过合页铰链与内胆外壁右侧壁102连接，通过拉动保温门把手7可带动整个保温门绕合页铰链轴转动，达到保温门的开启与关闭状态。保温门内板配置三粒强力门磁6001、6002、6003，在内胆前壁406相对应的位置配置另外三粒极性相反的强力门磁，通过极性相异的一对门磁之间的吸力保证了保温门在闭合状态下的封闭性。

在半导体制冷恒温箱处于工作状态且内胆保温门处于关闭状态时，静音风扇5上电转动。此时拉动保温门把手7打开保温门，静音风扇5自动断电以保证人身安全。

再次关闭保温门时静音风扇5再次启动，静音风扇5工作过程中产生的噪音大部分被保温门的橡塑保温棉吸附过滤从而降低了半导体制冷恒温箱的噪音。

内胆保温门内板801设置有静音风扇出风口，形状为圆形，该圆形出风口直径是静音风扇5斜对角线长度的4/5。静音风扇5与保温门内板801之间的半月形缝隙可作为静音风扇5入风口。内胆储藏间室内的风量通过所述半月形缝隙被吸入静音风扇5内并被扇叶加速推出，从而完成强制对流的循环过程。

本发明实施例的半导体制冷冰箱的工作过程为：每个半导体制冷片通电工作时，冷端温度下降，通过传导，冷端换热器402、404温度相应下降，低温冷端换热器作为内胆的两个侧壁，与温度相对较高的储藏室形成温差，在温差的驱动下产生热交换并使储藏室温度开始下降。此时的热交换属于自然对流，其热交换效率十分缓慢，为了提高其热交换效率，通常采用外加辅助风扇的方式实现强制对流。在本实用新型一个实施例的半导体制冷恒温箱中，为了避免风扇过多占用内胆储藏室空间，外加辅助静音风扇5被选定嵌入到保温门当中，通过驱动使得储藏室内空气被加速循环形成强制对流。

内胆内外壁之间填充的橡塑保温棉材料将半导体制冷片冷端的冷量锁定在储藏室中并阻止了内胆储藏室与外界高温环境的热交换现象，从而使得储藏室区域温度不受外界环境温度的影响。

内胆保温门内外板之间非静音风扇区域填充的保温材料，能阻止储藏室环境与外界环境产生不必要热交换，同时，还可吸收过滤静音风扇5产生的噪音和抖动。

所述热端换热装置采用现有技术中的水冷头，如图9所示，其结构由配置了进出水口的板状上盖以及具有密集铜柱水道的底板组成。

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。