专利名称：热管式半导体热电制冷装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用热管作为传热元件的半导体热电制冷装置。利用本实用新型提出的通用传热组件，可以制成食品保鲜箱，小空间空调箱等半导体热电制冷装置。该实用新型属于制冷空调、工程热物理的技术领域。
目前，在国内外已有的半导体热电制冷保鲜箱，箱体内采用铝盒吸热，外部用带翅片的铝块散热，热阻大，冷热面温差大，制冷量小，制冷效率低，极待改进。有的用于空调的半导体热电制冷装置，用水作为冷源，需伴随有水箱及水循环系统，应用很不方便。还有的专利报导了在热电制冷装置中采用了热管，但其应用目的在于某些电器元件的局部冷却，在结构特点及装置类型上与本实用新型皆有很大不同。
本实用新型的目的在于设计一种高效的与热管元件结合在一起的半导体热电制冷传热组件，并利用该组件的不同组合，制成保鲜箱、空调箱等不同的半导体热电制冷装置。由于半导体制冷片的两个表面分别与设计的通用传热组件紧密结合，因而使装置的传热性能大大改善，从而达到提高制冷效率或增大制冷量的目的。
本实用新型热管式半导体热电制冷装置包括1.热管元件；2.均温块；3.半导体制冷片；4.箱体；5.整流器；6.风扇。其中数支热管元件与均温块做成一体，成为一个传热组件。
本机的工作原理是(1)利用帕尔贴效应进行制冷。所谓帕尔帖效应就是当电流流过由两种不同材料组成的回路时，就在两种材料的结合处产生温差，一端温度低，可从环境吸收热量，即制冷；另一端温度较高，向外界散热。(2)利用本实用新型提出的通用传热组件来强化半导体制冷层两端面的传热。一个传热组件紧贴于半导体制冷片的冷端面，并一起置于制冷空间中，用以高效地吸收制冷空间的热量，以达到制冷的目的；另一传热组件紧贴于半导体制冷气的热端面，并一起暴露于周围空气中，通过自然对流或强制对流的分式将热量传给大气。
热管是由密封金属管，中间抽成真空后，加入一定量的工质而制成的。热管的蒸发段受热后，工质将沸腾或蒸发，从热源吸收汽化潜热，产生的蒸汽流动到凝结段，蒸汽遇到冷的壁面会凝结成液体同时放出汽化潜热，通过管壁传给外面的冷源，冷凝下来的液体依靠重力或吸液芯产生的毛细管力再回流到蒸发段，重新开始蒸发吸热过程。本实用新型所设计的热管元件，(1)管内壁有螺纹槽道吸液芯，管外表面一端为光管，插入均温块中，并与其紧密接触；另外一端为翅片管，暴露于空气环境中。
均温块(2)是由导热性能良好的金属制成，在均温块的一面有两个与半导体制冷片(3)相接触的凸台，另一面固暴露于空气中，表面有翅片。每个均温块内部插入平行布置的六支热管，而共同组成一个通用的传热组件。
由图1和图2可见，传热组件中的热管元件可以是直管，也可以是弯管，以适应不同的安装部位和箱体结构。此外，传热组件在安装于箱体时，热管元件与水平方向的夹角控制在1～3°。
在保鲜箱或空调箱内部不安装风扇，靠自然对流循环换热；在箱体外部安装有1～2个风扇，根据需要可开启或停用，以调节外部传热组件的散热效果。此外，通过改变通入半导体制冷片的电流方向，制冷侧可变为加热侧，保鲜箱即可当作保温箱使用。
按本实用新型原理制成的40立升保鲜箱，箱内温度3～5℃，从启动至稳定时间半小时，实际功率消耗为50w；从160立升空调箱，箱内温度比环境温度低10～15℃，消耗功率为50～70W，稳定时间为半小时。
图1是本实用新型热管式半导体热电制冷空调箱的结构原图图2是本实用新型热管式半导体热电制冷保鲜箱的结构原理图附图中1－－－－热管元件；2－－－－均温块；3－－－－半导体制冷片；4－－－－箱体；5－－－－整流器；6－－－－风扇。
权利要求1.一种半导体热电制冷装置，包括带翅片的热管元件，均温块。半导体制冷片，绝热箱体，整流器和风扇；其特征在于由若干支热管平行插入均温块中；插入部分为光管，露出部分为翅片管，均温块的一面有两个与半导体制冷片(3)相接触的凸台，另一面支翅片，暴露于空气中，热管元件可以是直的，也可将露出均温块部分弯成直角，半导体制冷元件夹在两块传热组件中，一块传热组件置于箱体内，另一块置于箱体外。
2.权力要求1所述的传热组件所组成的半导体热电制冷装置，其特征在于由传热件、箱件和半导体制冷片制成的半导体热电制冷空调箱和半导体热电制冷保鲜箱的箱体内部靠空气的自然对流换热，外部靠空气的自然对流或风扇的强制对流换热，传热组件的安装方式应保证热管元件与水平方向保持一定的倾角1－3°，传热组件可以平放，可放置于箱体顶部，也可以放置于箱体的侧面或后面。
专利摘要本实用新型提出了以热管作为主要传热元件的热管式半导体热电制冷装置。其主要特征在于由一端带翅尾的若干支热管与导热性能良好的金属均温块组合成一起，而成为一种或两种通用传热组件。半导体制冷片的冷端和热端分别与两个传热组件相结合，并根据不同的应用要求；本实用新型提出了热管式半导体热电制冷空调箱和热管式半导体热电制冷保鲜箱。该装置具有结构简单，通用性强，操作维修方便，稳定时间短，制冷效率高等优点。
文档编号F25B21/00GK2129909SQ92202399
公开日1993年4月14日 申请日期1992年1月31日 优先权日1992年1月31日
发明者刘纪福, 孙宏伟, 夏新林 申请人:哈尔滨工业大学