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CN100396999C - 热电制冷振荡热管复合冷却温控系统 - Google Patents

热电制冷振荡热管复合冷却温控系统 Download PDF

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CN100396999C CNB2005100300223A CN200510030022A CN100396999C CN 100396999 C CN100396999 C CN 100396999C CN B2005100300223 A CNB2005100300223 A CN B2005100300223A CN 200510030022 A CN200510030022 A CN 200510030022A CN 100396999 C CN100396999 C CN 100396999C
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China
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thermoelectric
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pipe radiator
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崔晓钰
石景祯
唐聪
徐之平
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Abstract

本发明公开了一种热电制冷振荡热管复合冷却温控系统，它由作为散热载体的振荡热管散热器和作为电子元器件冷源的热电制冷器件组成。被冷却的电子元器件与热电制冷器件的冷端相连接，热电制冷器件的热端与振荡热管散热器的一端通过连接件固定连接而形成振荡热管散热器的蒸发端，振荡热管散热器的另一端为冷凝端。热电制冷器件由电源供电，电源与热电制冷器件之间连有可调电阻。本发明将热电制冷与振荡热管散热器两种技术结合，能发挥各自的长处，利用热电制冷冷端到电子元器件取热，利用振荡热管散热器为热电制冷热端散热。因此，本发明能高效抽取电子元器件工作时产生的热量，具有对电子元器件进行温度控制的能力。

Description

热电制冷振荡热管复合冷却温控系统
技术领域
本发明涉及一种复合热电制冷、振荡热管为一体的冷却温控系统，尤其是一种用于电子元器件(红外探测器、晶体管、光敏器件、精密电阻元器件、计算机CPU、仪器仪表、医疗器械、热电制冷冰箱空调、功率激光器等)的冷源，实现电子元器件散热冷却及温度控制的复合热电制冷、振荡热管为一体的冷却温控系统。
背景技术
热电制冷是利用热电材料的热电效应进行制冷，无需制冷剂且没有机械运动部件，因而具有清洁、噪声小、制冷迅速、易于调节、易于小型化的优点，被广泛用于军事、航空、科研、仪器仪表、医疗卫生等领域。热端散热对热电制冷影响关键，热端热阻越小、温度越低，冷端温度越低，制冷效果越好。同时由于材料原因要求热端温度不得超过一定限度。目前的热电制冷热端普遍采用散热片(见图1)，散热片及连接方式有多种多样的结构，风机可有可无。也有冷端采用热管散热器构成热电制冷-热管复合冷却系统(见图2)，热管、散热片及连接方式有多种多样的结构，风机可有可无。
当单根热管管径小到一定程度时，由于毛细极限的限制，热管传热能力很有限。这时就有了将单根热管相连通的想法，于是就出现了振荡热管。振荡热管不再是普通意义的热管，热管中的工作液将会因为蒸发、冷凝、表面张力等原因，形成汽液振荡流动、上窜下跳、突忽不稳。振荡热管的长处在于它的热阻小，散热能力强，而且随着加热量增加、传热能力也增加，还具有紧凑、高效、易于挤压成型等特点，应用于小型或微型设备散热具有一定的发展潜力。但是不能给元器件提供低于环境温度的热沉。
因此，将热电制冷与振荡热管散热器两种技术结合，发挥各自的长处，利用热电制冷冷端到电子元器件取热，利用振荡热管散热器为热电制冷热端散热，造成热电制冷-振荡热管复合冷却温控系统，这将是一项比较理想的电子设备热控技术。目前尚无这种复合冷却温控系统。
发明内容
本发明是要将热电制冷和振荡热管散热器相结合，提供一种新形式的热电制冷振荡热管复合冷却温控系统。该系统能高效抽取电子元器件工作时产生的热量，具有对电子元器件进行温度控制的能力。
本发明的技术方案是这样来实现的：一种热电制冷振荡热管复合冷却温控系统，它由作为散热载体的振荡热管散热器和作为电子元器件冷源的热电制冷器件组成。被冷却的电子元器件与热电制冷器件的冷端相连接，热电制冷器件的热端与振荡热管散热器的一端通过连接件固定连接而形成振荡热管散热器的蒸发端，振荡热管散热器的另一端为其冷凝端。热电制冷器件由电源供电，电源与热电制冷器件之间连有可调电阻，用于调节系统制冷量。
振荡热管散热器的冷凝端上装有散热片。振荡热管散热器的冷凝端前面装有风机。热电制冷器件是单级或多级热电制冷串联器件。
本发明将热电制冷与振荡热管散热器两种技术结合，能发挥各自的长处，利用热电制冷冷端到电子元器件取热，利用振荡热管散热器为热电制冷热端散热。因此，本发明能高效抽取电子元器件工作时产生的热量，具有对电子元器件进行温度控制的能力。
附图说明
图1是热端采用散热片的热电制冷温控系统示意图；
图2是热电制冷热管散热器温控系统示意图；
图3是本发明的热电制冷振荡热管散热器温控系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图3所示，热电制冷振荡热管复合冷却温控系统。被冷却的电子元器件1与热电制冷器件2的冷端3连接，电子元器件1的热负荷传给热电制冷器件2的冷端3，两者之间有一温度梯度，从而形成从电子元器件1到热电制冷器件2的冷端3的连续热流。在热电制冷器件2内部，根据珀尔贴效应实现把热量从冷端3连续抽到热端4。热电制冷器件2的热端4与振荡热管散热器5一端进行热的和机械的连接，这一端连同连接件6为振荡热管散热器蒸发端7。振荡热管散热器蒸发端7吸收来自热电制冷器件2的热端4的热量。振荡热管散热器5的另一端为冷凝端8。冷凝端8可以加装散热片9，也可以不加。在振荡热管冷凝端8附近可以装风机10强化其与环境的换热，也可不装。通过振荡热管散热器5导热及冷凝端8、散热片9的散热，把热抽到周围环境中，实现对电子元器件的高效连续冷却。振荡热管散热器5有自调节换热能力。热电制冷器件2由电源11供电，12为可调电阻，通过调节可直接进行热电制冷器件调节，从而调节系统制冷量，达到对电子元器件进行温度控制的目的。热电制冷器件2可以是单级或多级热电制冷串联器件。振荡热管散热器5、散热片9及连接件6可以有多种多样的结构。
热电制冷振荡热管复合冷却温控系统能高效抽取电子元器件工作时产生的热量，具有对电子元器件进行温度控制的能力。

Claims (4)

1.一种热电制冷振荡热管复合冷却温控系统，由作为散热载体的振荡热管散热器和作为电子元器件冷源的热电制冷器件组成，其特征在于，被冷却的电子元器件(1)与热电制冷器件(2)的冷端(3)相连接；热电制冷器件(2)的热端(4)与振荡热管散热器(5)的一端通过连接件(6)固定连接而形成振荡热管散热器(5)的蒸发端(7)，振荡热管散热器(5)的另一端为冷凝端(8)，所述热电制冷器件(2)由电源(11)供电，电源(11)与热电制冷器件(2)之间连有可调电阻(12)，用于调节系统制冷量。
2.根据权利要求1所述的热电制冷振荡热管复合冷却温控系统，其特征在于，所述振荡热管散热器(5)的冷凝端(8)上装有散热片(9)。
3.根据权利要求1所述的热电制冷振荡热管复合冷却温控系统，其特征在于，所述振荡热管散热器(5)的冷凝端(8)前面装有风机(10)。
4.根据权利要求1所述的热电制冷振荡热管复合冷却温控系统，其特征在于，所述热电制冷器件(2)是单级或多级热电制冷串联器件。
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