CN104976810B - 四风口制冷装置及其制冷模块 - Google Patents
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Abstract
一种四风口制冷装置及其制冷模块，该制冷模块包括：半导体制冷片；传热器，由基板和成型于该基板上的复数个相对且相隔一定间隙的鳍片组成，鳍片表面呈波浪形，所述基板与所述半导体制冷片的冷端贴合；及散热器，由L形热管和对应套设于L形热管的两臂上的吸热板和散热片组构成，整体呈L形折板状，所述吸热板与所述半导体制冷片的热端贴合，所述热管内装超导液体。该四风口制冷装置包括壳体、弧形板及上述制冷模块，该壳体具有主壳部、第一和第二风道，弧形板置于主壳部内、与第一和第二风道围成倒U形循环风道，半导体制冷片置于装配孔内，传热器置于倒U形循环风道内，散热器置于弧形板的上侧。本制冷装置制冷效率高。
Description
技术领域
本发明涉及制冷设备技术领域，特别是为冷和/或热存储设备（如冰箱、冷柜、冷热一体柜等）提供冷源的四风口制冷装置及其制冷模块。
背景技术
传统冷藏设备需要使用冷媒，不环保，噪音大，而且能耗高。
随着科技的发展，人们采用半导体制冷片或者半导体制冷片与传统压缩机相结合为冷藏设备提供冷源，但到目前为止，单独使用半导体制冷片提供冷源时，制冷效率低，无法满足70升以上容器的制冷。
发明内容
本发明的目的是提供一种制冷效率高的制冷模块。
本发明的另一目的是提供一种制冷效率高的四风口制冷装置，以满足大、中型冷和/或热存储设备的制冷制热需求。
本发明提供的一种制冷模块包括：
半导体制冷片；
传热器，由基板和成型于该基板上的复数个相对且相隔一定间隙的鳍片组成，所述鳍片表面呈波浪形，所述基板与所述半导体制冷片的冷端贴合；以及
散热器，由L形热管和对应套设于L形热管的两臂上的吸热板和散热片组构成，整体呈L形折板状，所述吸热板与所述半导体制冷片的热端贴合，所述热管内装超导液体。
在上述的制冷模块中，优选地，所述传热器的材质为6063铝材或1060铝材，传热器基板的厚度为2mm～5mm，传热器鳍片的厚度为0.4mm～0.6mm、高度为40mm～65mm，相邻鳍片间的间隙为1.2mm～2mm。
在上述的制冷模块中，优选地，传热器鳍片表面构成所述波浪形的突条与所述半导体制冷片垂直。
在上述的制冷模块中，优选地，所述散热器的吸热板的材质为6063铝材或1060铝材；所述热管的直径为8mm～10mm，相邻热管边缘间的间距为1mm～3mm，热管底部与吸热板底部的厚度之和为1mm～2.5mm；按重量计，所述超导液体由1～1.5份氢氧化钠、4～5份铬酸钾、1570～1580份乙醇和8030～8040份纯水组成。
本发明提供的一种四风口制冷装置包括：
壳体，该壳体具有主壳部、以及从主壳部底部向下突出的第一风道和第二风道，第一风道和第二风道相隔一定距离且其下端对应设置第一风口和第二风口，主壳部的顶部和后侧部对应设置第三风口和第四风口，第二、第三和第四风口均设置轴流风扇；
弧形板，设置于所述主壳部内、与所述第一风道和第二风道围成一个倒U形循环风道，该弧形板设置一个装配孔；以及
上述任意一种制冷模块，该制冷模块的半导体制冷片置于所述装配孔内，传热器置于所述倒U形循环风道内，散热器置于壳体内弧形板的上侧且其散热片组的两个大面对应朝向所述第三风口和第四风口。
在上述的四风口制冷装置中，优选地，所述第一风口和第二风口向相背离的方向偏，二者的中心线呈八字形。
在上述的四风口制冷装置中，优选地，所述弧形板上设置隔热层。
在上述的四风口制冷装置中，优选地，所述传热器将所述倒U形循环风道分隔为两段，传热器鳍片之间的间隙构成所述两段之间的连接风道，该连接风道呈波浪形，是释放低温吸收高温或释放高温吸收低温的关键风道。连接风道设计为波浪形，能够起到扰流、减缓气体流速的作用，以此来达到冷热气体更好地交换。
本四风口制冷装置制冷效率高，能够满足大中型（容积超过70升）制冷设备和冷热一体柜等的制冷需求。
附图说明
图1为一实施例制冷模块的结构示意图；
图2为一实施例四风口制冷装置的结构示意图；
图3为图2所示四风口制冷装置的前视图；
图4为图3的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本制冷模块包括半导体制冷片1、传热器2和散热器3。传热器2由基板21和成型于基板21上的复数个相对且相隔一定间隙的鳍片22组成，鳍片22表面呈波浪形，基板21与半导体制冷片1的冷端贴合。散热器3由L形热管31、套设于L形热管31下臂的吸热板32和套设于L形热管31上臂的散热片组33构成，散热器3整体呈L形折板状，吸热板32与半导体制冷片1的热端贴合，热管31内装超导液体。
由图1可见，在该制冷模块中，由L形热管31、吸热板32和散热片组33构成的散热器3整体呈L形折板状，这样当其吸热板32和传热器2对应贴合在半导体制冷片1的热端和冷端后，散热片组33的两个大面不会朝向吸热板32、并且能够分别朝向壳体4的两个相邻端面（参照图4，散热片组33的两个大面分别朝向壳体4的顶面和左侧面），从而将热能从壳体4的两个方向散发出去，提高散热效率。
紫铜的导热系数约400W/m.k，铝材6063或1060料导热系数约200W/m.k。为了提高散热效率，人们常常想到采用高导热系数的材料，如紫铜，来做吸热板和传热器，但是相对于铝材，紫铜较贵且加工困难。发明人通过研究，提出了通过结构优化使得采用低成本、易加工的6063或1060铝材制造的传热器2和吸热板32的效果好于紫铜传热器和紫铜吸热板。具体地，设计的一种些较佳的6063铝材或1060铝材传热器2的结构为：传热器基板21的厚度为2mm～5mm，传热器鳍片22的厚度为0.4mm～0.6mm、高度为40mm～65mm，相邻鳍片22间的间隙为1.2mm～2mm。当吸热板32采用6063铝材或1060铝材时，热管31须选用管内填注由多种不同的超导液体材料经比例调混构成的超导混合液体的超导热管，最好填注以下超导液体：按重量计，该超导液体由1～1.5份氢氧化钠、4～5份铬酸钾、1570～1580份乙醇和8030～8040份水组成。此外，热管31的直径需为8mm～10mm，相邻热管31边缘间的间距需为1mm～3mm，热管31底部与吸热板32底部的厚度之和需为1mm～2.5mm，才能使铝材吸热板32效能超越紫铜吸热板效能。吸热板32大小和半导体制冷片1一样大或大一点即可。
优选地，鳍片22表面构成所述波浪形的突条23（见图4）与半导体制冷片1垂直，这样在相邻鳍片22之间够成了弯曲狭窄的风道，能够进一步提升吸热效率。
参照图2-4，本四风口制冷装置包括壳体4、弧形板5、以及上述的制冷模块。
壳体4具有主壳部41、以及从主壳部41底部向下突出的第一风道42和第二风道43，第一风道42和第二风道43相隔一定距离且其下端对应设置第一风口44和第二风口45，主壳部41的顶部和后侧部对应设置第三风口46和第四风口47，第二风口45设置轴流风扇45’，第三风口46设置轴流风扇46’，第四风口47设置轴流风扇47’。
弧形板5设置于主壳部41内、与第一风道42和第二风道43围成一个倒U形循环风道51，该弧形板5设置一个装配孔52。
制冷模块的半导体制冷片1置于装配孔52内，传热器2置于倒U形循环风道51内，散热器3置于壳体4内弧形板5的上侧，散热器3的散热片组33的一个大面朝向第三风口46、另一个大面朝向第四风口47。
其工作过程为：空气从第一风口44进入倒U形循环风道51、经过传热器2的鳍片22之间的间隙（弯曲狭窄风道）、然后从第二风口45流出。在此过程中，半导体制冷片1通电冷端产生致冷效应，使得空气流过鳍片22之间的间隙时空气中的热能被吸收，同时半导体制冷片1热端的热能依次通过吸热板32、热管31和散热片组33后，从壳体4顶部的第三风口46和壳体侧部的第四风口47散发出去。
参照图4，第一风口44向左偏、第二风口45向右偏，即第一风口44和第二风口45分别向相背离的方向偏，二者的中心线呈八字形。这样能够使空气更好地循环流动，通过倒U形循环风道51。
还可以进一步在弧形板5上设置隔热层6。
传热器2将倒U形循环风道51分隔为两段，传热器鳍片22之间的间隙构成所述两段之间的连接风道。这样能够保证空气全部从传热器的鳍片22之间的间隙通过，实现更好的传热效果。
Claims (7)
1.一种四风口制冷装置，其特征在于，包括：
壳体(4)，该壳体具有主壳部(41)、以及从主壳部底部向下突出的第一风道(42)和第二风道(43)，第一风道和第二风道相隔一定距离且其下端对应设置第一风口(44)和第二风口(45)，主壳部的顶部和后侧部对应设置第三风口(46)和第四风口(47)，第二、第三和第四风口均设置轴流风扇(45’、46’、47’)；
弧形板(5)，设置于所述主壳部(41)内、与所述第一风道和第二风道围成一个倒U形循环风道(51)，该弧形板设置一个装配孔(52)；以及
制冷模块，该制冷模块包括半导体制冷片(1)、传热器(2)以及散热器(3)；传热器(2)由基板(21)和成型于该基板上的复数个相对且相隔一定间隙的鳍片(22)组成，所述鳍片表面呈波浪形，所述基板与所述半导体制冷片的冷端贴合；散热器(3)由L形热管(31)和对应套设于L形热管的两臂上的吸热板(32)和散热片组(33)构成，整体呈L形折板状，所述吸热板与所述半导体制冷片的热端贴合，所述热管内装超导液体；该制冷模块的半导体制冷片(1)置于所述装配孔(52)内，传热器(2)置于所述倒U形循环风道(51)内，散热器(3)置于壳体内弧形板(5)的上侧且其散热片组(33)的两个大面对应朝向所述第三风口(46)和第四风口(47)。
2.根据权利要求1所述的四风口制冷装置，其特征在于：所述传热器(2)的材质为6063铝材或1060铝材，传热器基板(21)的厚度为2mm～5mm，传热器鳍片(22)的厚度为0.4mm～0.6mm、高度为40mm～65mm，相邻鳍片(22)间的间隙为1.2mm～2mm。
3.根据权利要求1所述的四风口制冷装置，其特征在于：传热器鳍片(22)表面构成所述波浪形的突条(23)与所述半导体制冷片(1)垂直。
4.根据权利要求1所述的四风口制冷装置，其特征在于：所述散热器(3)的吸热板(32)的材质为6063铝材或1060铝材；所述热管(31)的直径为8mm～10mm，相邻热管边缘间的间距为1mm～3mm，热管底部与吸热板底部的厚度之和为1mm～2.5mm；
按重量计，所述超导液体由1～1.5份氢氧化钠、4～5份铬酸钾、1570～1580份乙醇和8030～8040份纯水组成。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的四风口制冷装置，其特征在于：所述第一风口(44)和第二风口(45)向相背离的方向偏，二者的中心线呈八字形。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的四风口制冷装置，其特征在于：所述弧形板(5)上设置隔热层(6)。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的四风口制冷装置，其特征在于：所述传热器(2)将所述倒U形循环风道(51)分隔为两段，传热器鳍片(22)之间的间隙构成所述两段之间的连接风道，该连接风道呈波浪形，是释放低温吸收高温或释放高温吸收低温的关键风道。
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