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換熱裝置及具有該換熱裝置的半導體制冷冰箱.pdf

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裝置 具有 半導體 制冷 冰箱
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摘要
申請專利號:

CN201510633666.5

申請日:

2015.09.29

公開號:

CN105258382A

公開日:

2016.01.20

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):F25B 21/02申請公布日:20160120|||實質審查的生效IPC(主分類):F25B 21/02申請日:20150929|||公開
IPC分類號: F25B21/02 主分類號: F25B21/02
申請人: 青島海爾特種電冰箱有限公司; 青島海爾股份有限公司
發明人: 陶海波; 劉建如; 李鵬
地址: 266101山東省青島市嶗山區海爾路1號海爾工業園
優先權:
專利代理機構: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙)11391 代理人: 薛峰; 夏開松
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510633666.5

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2019.04.19|||2016.07.27|||2016.01.20

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及換熱裝置及具有該換熱裝置的半導體制冷冰箱。具體地,本發明提供了一種換熱裝置,其包括關于一幾何平面對稱布置的兩個翅片組,每個翅片組具有多個平行間隔設置的翅片;兩個風道組件,每個風道組件限定出送風風道,每個送風風道配置成使氣流進入一個翅片組的每兩個相鄰的翅片之間;和送風裝置,配置成從其進風區吸入氣流并向兩個送風風道吹送。此外,本發明還提供了一種具有該換熱裝置的半導體制冷冰箱。本發明的換熱裝置具有較小的厚度和很高的散熱傳冷效率,特別適用于半導體制冷冰箱的散熱。

權利要求書

1.一種換熱裝置,其特征在于包括:
關于一幾何平面對稱布置的兩個翅片組,每個所述翅片組具有多個平行間
隔設置的翅片;
兩個風道組件,每個所述風道組件限定出送風風道,每個所述送風風道配
置成使氣流進入一個所述翅片組的每兩個相鄰的翅片之間;和
送風裝置,配置成從其進風區吸入氣流并向兩個所述送風風道吹送。
2.根據權利要求1所述的換熱裝置,其特征在于
所述送風裝置為具有雙出風口的離心風機,所述離心風機的兩個出風口分
別連通至兩個所述送風風道的進風口。
3.根據權利要求1所述的換熱裝置,其特征在于
兩個所述風道組件關于所述幾何平面對稱布置,以使兩個所述送風風道關
于所述幾何平面對稱。
4.根據權利要求3所述的換熱裝置,其特征在于
兩個所述送風風道的進風口之間限定出一容納空間;且
所述送風裝置為離心葉輪,安裝于所述容納空間內,配置成從其軸向方向
吸入氣流并利用離心力將氣流向每個所述送風風道吹送。
5.根據權利要求1所述的換熱裝置,其特征在于,還包括:
導熱裝置,關于所述幾何平面對稱,且其中部配置成從熱源或冷源吸收熱
量或冷量;而且
所述兩個翅片組分別設置于所述導熱裝置的兩端。
6.根據權利要求5所述的換熱裝置,其特征在于,所述導熱裝置包括:
導熱基板,具有與所述熱源或冷源熱連接的換熱面;和
間隔排列的多根導熱體,每根所述導熱體包括固定于所述導熱基板的中部
管段和位于所述中部管段兩側的、垂直于所述幾何平面的第一直管段,每根所
述導熱體的兩個第一直管段分別延伸穿過兩個所述翅片組的每個翅片上的穿
管孔。
7.根據權利要求6所述的換熱裝置,其特征在于
每個所述風道組件包括兩個平行間隔設置的風道側板,每個所述風道側板
上開設有用于安裝多根所述導熱體的一個第一直管段的多個通孔;且
每個所述翅片組位于每個所述風道組件的兩個所述風道側板之間。
8.根據權利要求7所述的換熱裝置,其特征在于
每個所述風道側板與每個所述翅片由同種材料制成,且每個所述風道側板
的厚度與每個所述翅片的厚度相同。
9.根據權利要求7所述的換熱裝置,其特征在于
每個所述風道組件還包括兩個風道蓋板,與該風道組件的兩個所述風道側
板圍成該風道組件的所述送風風道。
10.一種半導體制冷冰箱,包括內膽、半導體制冷片和設置于所述內膽400
后側的保溫層,其特征在于,還包括:
后殼,其與所述保溫層的后表面限定有安裝空間,且其上開設有進風口和
兩個出風口;和
根據權利要求1至9中任一項所述的換熱裝置,其被安裝成使其兩個翅片
組均與所述半導體制冷片的熱端直接或間接地熱連接;且
所述換熱裝置的兩個翅片組、兩個風道組件和送風裝置均安裝于安裝空間
內;
所述送風裝置配置成從所述后殼的進風口吸入氣流,并向所述換熱裝置的
兩個送風風道內吹送,以使氣流進入每個所述翅片組的每兩個相鄰的翅片之
間,與每個所述翅片換熱后經由所述后殼的兩個出風口流出所述半導體制冷冰
箱。

說明書

換熱裝置及具有該換熱裝置的半導體制冷冰箱

技術領域

本發明涉及冷凍冷藏設備,特別是涉及一種換熱裝置及具有該換熱裝置的
半導體制冷冰箱。

背景技術

半導體制冷冰箱,也稱之為熱電冰箱。其利用半導體制冷片通過熱管散熱
及傳導技術和自動變壓變流控制技術實現制冷,無需制冷工質和機械運動部
件,解決了介質污染和機械振動等傳統機械制冷冰箱的應用問題。然而,半導
體制冷片的冷端在制冷的同時,會在其熱端產生大量的熱量,為保證半導體制
冷片可靠持續地進行工作,需要及時對熱端進行散熱,然而現有技術中針對半
導體制冷片的熱端散熱一般使用通過設置風機對散熱片進行強制對流散熱的
方案,以提高換熱效率,但是散熱翅片本身體積較大;另外,在散熱翅片組的
一側設置風機,以向每兩個相鄰的翅片之間的間隙吹送氣流,或從每兩個相鄰
的翅片之間的間隙吸入氣流。這種熱交換器的體積比較大,需要安裝空間大等
問題,不適合在較小的空間內安裝。此外,對于半導體制冷片等高熱流密度的
熱源進行散熱,現有的熱交換器可能達不到理想的效果。

發明內容

本發明的一個目的旨在克服現有的換熱裝置的至少一個缺陷,提供一種結
構新穎的換熱裝置,其具有較小的厚度,特別適用于半導體制冷冰箱的散熱。

本發明第一方面的一個進一步的目的是要盡量提高換熱裝置的散熱或傳
冷效率,以適用于高熱流密度的熱源或冷源。

本發明第二方面的一個目的是要提供一種具有上述換熱裝置的半導體制
冷冰箱。

根據本發明的一個方面,本發明提供了一種用于半導體制冷冰箱的換熱裝
置。該換熱裝置包括:

關于一幾何平面對稱布置的兩個翅片組,每個翅片組具有多個平行間隔設
置的翅片;

兩個風道組件,每個風道組件限定出送風風道,每個送風風道配置成使氣
流進入一個翅片組的每兩個相鄰的翅片之間;和

送風裝置,配置成從其進風區吸入氣流并向兩個送風風道吹送。

可選地,送風裝置為具有雙出風口的離心風機,離心風機的兩個出風口分
別連通至兩個送風風道的進風口。

可選地,兩個風道組件關于幾何平面對稱布置,以使兩個送風風道關于幾
何平面對稱。

可選地,兩個送風風道的進風口之間限定出一容納空間;且送風裝置為離
心葉輪,安裝于容納空間內,配置成從其軸向方向吸入氣流并利用離心力將氣
流向每個送風風道吹送。

可選地,該換熱裝置還包括導熱裝置,關于幾何平面對稱,且其中部配置
成從熱源或冷源吸收熱量或冷量;而且兩個翅片組分別設置于導熱裝置的兩
端。

可選地,導熱裝置包括:

導熱基板,具有與熱源或冷源熱連接的換熱面;和

間隔排列的多根導熱體,每根導熱體包括固定于導熱基板的中部管段和位
于中部管段兩側的、垂直于幾何平面的第一直管段,每根導熱體的兩個第一直
管段分別延伸穿過兩個翅片組的每個翅片上的穿管孔。

可選地,每個風道組件包括兩個平行間隔設置的風道側板,每個風道側板
上開設有用于安裝多根導熱體的一個第一直管段的多個通孔;且

每個翅片組位于每個風道組件的兩個風道側板之間。

可選地,每個風道側板與每個翅片由同種材料制成,且每個風道側板的厚
度與每個翅片的厚度相同。

可選地,每個風道組件還包括兩個風道蓋板,與該風道組件的兩個風道側
板圍成該風道組件的送風風道。

根據本發明的第二方面,本發明提供了一種半導體制冷冰箱,包括內膽、
半導體制冷片和設置于內膽后側的保溫層。特別地,該半導體制冷冰箱還包括:

后殼,其與保溫層的后表面限定有安裝空間,且其上開設有進風口和兩個
出風口;和

上述任一種換熱裝置,其被安裝成使其兩個翅片組均與半導體制冷片的熱
端直接或間接地熱連接;且

換熱裝置的兩個翅片組、兩個風道組件和送風裝置均安裝于安裝空間內;

送風裝置配置成從后殼的進風口吸入氣流,并向換熱裝置的兩個送風風道
內吹送,以使氣流進入每個翅片組的每兩個相鄰的翅片之間,與每個翅片換熱
后經由后殼的兩個出風口流出半導體制冷冰箱。

本發明的換熱裝置,利用一個送風裝置和兩個送風風道將氣流輸送到兩個
翅片組,可顯著提高換熱裝置散熱面積,送風裝置、送風風道和翅片組可處于
同一平面內,顯著降低了換熱裝置的厚度,特別適用于半導體制冷冰箱的散熱。

根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述,本領域技術人員將會
更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特征。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體
實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術
人員應該理解,這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:

圖1是根據本發明一個實施例的換熱裝置的示意性主視圖;

圖2是根據本發明一個實施例的換熱裝置的示意性側視圖;

圖3是根據本發明一個實施例的換熱裝置的示意性結構圖;

圖4是根據本發明一個實施例的半導體制冷冰箱的示意性后視圖;

圖5是根據本發明一個實施例的半導體制冷冰箱的示意性側視圖;

圖6是根據本發明一個實施例的半導體制冷冰箱的示意性局部結構圖。

具體實施方式

圖1和圖2分別是根據本發明一個實施例的換熱裝置100的示意性主視圖
和側視圖。如圖1和圖2所示,本發明實施例提供了一種換熱裝置100,其可
包括兩個翅片組20,以提高換熱裝置100的散熱面積。每個翅片組20均可具
有多個平行間隔設置的翅片。進一步地,換熱裝置100還可包括導熱裝置50,
配置成從熱源或冷源吸收熱量或冷量,兩個翅片組20可安裝于導熱裝置50上。

在一些實施方式中,導熱裝置50可關于上述幾何平面對稱,且其中部配
置成從熱源或冷源吸收熱量或冷量。兩個翅片組20分別設置于導熱裝置50的
兩端。例如,導熱裝置50包括導熱基板51和間隔排列的多根導熱體52。導熱
基板51具有與熱源或冷源熱連接的換熱面。每根導熱體52包括固定于導熱基
板51的中部管段和位于中部管段兩側的、垂直于幾何平面的第一直管段,每
根導熱體52的兩個第一直管段分別延伸穿過兩個翅片組20的每個翅片上的穿
管孔。每個導熱體52可為導熱熱管。

在一些替代性實施方式中,導熱裝置50可為長條形的導熱板,其一側面
的中部為換熱面。兩個翅片組20分別設置于導熱板的兩端,每個翅片組20的
翅片從導熱板的另一側面延伸出。導熱板可為板式熱管。在另一些替代性實施
方式中,導熱裝置50可包括導熱基板51和多個導熱管。導熱管的一端固定于
導熱基板51,另一端向導熱基板51的一側延伸。兩個翅片組20沿多個導熱管
的長度方向依次間隔地設置于多個導熱管上。進一步地,導熱裝置50還可包
括另外兩個翅片組20和另外多個導熱管,另外多個導熱管的一端固定于導熱
基板51,另一端向導熱基板51的另一側延伸;另外兩個翅片組20沿另外多個
導熱管的長度方向依次間隔地設置于另外多個導熱管上。

特別地,在本發明實施例中,換熱裝置100還可包括兩個風道組件30和
送風裝置40。每個風道組件30限定出送風風道,每個送風風道配置成使氣流
進入一個翅片組20的每兩個相鄰的翅片之間。送風裝置40可配置成從其進風
區吸入氣流并向兩個送風風道吹送。送風裝置40、兩個風道組件30和兩個翅
片組20可安裝于同一垂直于上述幾何平面的平面內,以降低換熱裝置100的
厚度。優選地,兩個風道組件30關于幾何平面對稱布置,以使兩個送風風道
關于幾何平面對稱。

在本發明的一些實施例中,兩個送風風道的進風口之間限定出一容納空
間。送風裝置40為離心葉輪,安裝于容納空間內,配置成從其軸向方向吸入
氣流并利用離心力將氣流向每個送風風道吹送。在本發明的一些替代性實施例
中,送風裝置40可為具有雙出風口的離心風機,離心風機的兩個出風口分別
連通至兩個送風風道的進風口。

圖3是根據本發明一個實施例的換熱裝置100的示意性結構圖。如圖3所
示,每個風道組件30包括兩個平行間隔設置的風道側板31,每個風道側板31
上開設有用于安裝多根導熱體52的一個第一直管段的多個通孔311。每個翅片
組20位于每個風道組件30的兩個風道側板31之間,以使每個翅片組20位于
一個風道組件30內。優選地,每個風道側板31與每個翅片由同種材料制成,
且每個風道側板31的厚度與每個翅片的厚度相同,以使風道側板31也可用作
翅片進行散熱。

進一步地,如圖1和圖2所示,每個風道組件30還可包括兩個風道蓋板,
與該風道組件30的兩個風道側板31圍成該風道組件30的送風風道。在一些
替代性實施方式中,每個風道組件30僅可包括兩個風道側板31,當該換熱裝
置100安裝于半導體制冷冰箱的內膽400后側的保溫層700和后殼510限定的
安裝空間內,后殼510和保溫層700的后表面以及兩個風道側板31共同限定
出送風風道。

在圖1至圖3所示的實施例中,每個翅片組20位于一個送風風道內。在
一些替代性實施方式中,每個翅片組20位于一個送風風道外,且每個送風風
道的出風口朝向一個翅片組20的一個端部,以向該翅片組20的每兩個相鄰的
翅片之間吹送氣流。

在本發明的一些實施例中,每根導熱體52的中部管段可包括第二直管段
和兩個彎曲管。第二直管段導熱基板51固定連接。兩個彎曲段分別從第一直
管段向導熱基板51的外側后方彎曲延伸至兩個第一直管段。采用這種結構,
可以有效均勻地將導熱基板51上的熱量傳導至散熱面積大的散熱翅片上。第
二直管段與導熱基板51固定連接方式可以為:導熱基板51僅具有一個底板,
其相背于換熱面一側開設有多個容納槽;多根導熱體52的第二直管段通過壓
鉚嵌入容納槽,這種方式連接可靠、熱阻率低。第二直管段與導熱基板51固
定連接方式也可以為:導熱基板51可具有底板和蓋板,底板的相背于換熱面
一側開設有多個容納槽;多根導熱體52的第二直管段通過壓鉚嵌入容納槽;
蓋板安裝于導熱基板51相背于換熱面一側,以與底板將多根導熱體52的第二
直管段夾置于其間。

進一步地,本發明實施例還提供了一種使用上述換熱裝置100的半導體制
冷冰箱,圖4、圖5和圖6分別是根據本發明一個實施例的半導體制冷冰箱的
示意性后視圖、側視圖和局部結構圖。如圖4至圖6所示,本實施例的半導體
制冷冰箱可包括半導體模塊、內膽400、外殼500、箱門600以及保溫層700。
內膽400內限定有儲物空間。半導體制冷冰箱的外殼500一般存在兩種結構,
一種是拼裝式、即由頂蓋、左右側板、后殼510、下底板等拼裝成一個完整的
箱體。另一種是整體式,即將頂蓋與左右側板按要求輥軋成一倒“U”字形,
稱為U殼,再與后殼510、下底板點焊成箱體。本發明實施例的半導體制冷冰
箱優選使用整體式外殼500,即外殼500包括有U殼和后殼510。后殼510可
與位于內膽400后側的保溫層700的后表面限定有安裝空間,且后殼510上開
設有進風口511和兩個出風口512。

在該實施例中,半導體制冷冰箱的半導體模塊可包括半導體制冷片200、
冷端換熱裝置300和熱端換熱裝置。內膽400的后壁和內膽400后側的保溫層
700上開設有安裝孔。冷端換熱裝置300可包括導冷塊、散冷基板、形成在散
冷基板上的多個散冷翅片,以及用于強制對流散冷的散冷風扇。導冷塊和半導
體制冷片200安裝于安裝孔內,且導冷塊的后表面與半導體制冷片200的冷端
表面熱接觸。

熱端換熱裝置為上述任一實施例中的換熱裝置100,其被安裝成使其兩個
翅片組20均與半導體制冷片200的熱端直接或間接地熱連接。換熱裝置100
的兩個翅片組20、兩個風道組件30和送風裝置40均安裝于安裝空間內。送風
裝置40配置成從后殼510的進風口511吸入氣流,并向換熱裝置100的兩個
送風風道內吹送,以使氣流進入每個翅片組20的每兩個相鄰的翅片之間,與
每個翅片換熱后經由后殼的兩個出風口512流出半導體制冷冰箱。

具體地,在本發明實施例中,換熱裝置100的兩個翅片組20、兩個送風風
道和導熱裝置50可關于后殼510的豎向中央平面對稱設置。導熱裝置50的導
熱基板51與半導體制冷片200的熱端熱連接。后殼510上的兩個出風口設置
于后殼510的上部,且關于后殼510的豎向中央平面對稱設置。后殼510上的
進風口位于后殼510的下部,且與送風裝置40的進風口對齊。此種設置,顯
著提高了半導體制冷冰箱的散熱效率,且顯著減小了冰箱的體積。

進一步地,半導體制冷冰箱還包括控制裝置,設置于熱端換熱裝置100的
下方。儲物間室的內部設置有溫度傳感器。控制裝置可根據溫度傳感器的檢測
值控制半導體制冷片200、散冷風扇和送風裝置40動作,以使儲物間室內的溫
度保持在預定溫度處。

至此,本領域技術人員應認識到,雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的
多個示例性實施例,但是,在不脫離本發明精神和范圍的情況下,仍可根據本
發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因
此,本發明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。

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