一種多層熱管換熱式半導體制冷系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種多層熱管換熱式半導體制冷系統，主要由半導體制冷模塊組、內熱管冷凝器組、內熱管蒸發器、外熱管蒸發器組、外熱管冷凝器、外熱管冷凝器的風機、內熱管蒸發器的風機、導氣管、導液管和控制電路組成；所述內熱管冷凝器的兩面與兩組半導體制冷片的制冷面相緊密接觸；所述外熱管蒸發器的兩面與兩組半導體制冷片的制熱面相緊密接觸；所述內熱管冷凝器組與內熱管蒸發器連接為一個內重力熱管系統；所述外熱管冷凝器與外熱管蒸發器組連接為一個外重力熱管系統；本發明通過重力熱管傳熱技術來增大半導體制冷面和制熱面的散熱面積，改變室內環境溫度；使用半導體制冷片取代壓縮制冷劑制冷，安全可靠無環境污染。
【專利說明】一種多層熱管換熱式半導體制冷系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于冷熱能量輸運【技術領域】，涉及一種將熱管換熱系統和半導體半導體制冷片組合在一起來進行冷熱能量輸運的多層熱管換熱式半導體制冷系統。
【背景技術】
[0002]目前用于調控環境溫度的空調系統主要組成為室內熱交換機和室外熱交換機，這種空調系統可以通過室內熱交換機中壓縮機的高耗能來實現對冷凝劑的溫度調控，從而間接的改變室內環境溫度，這種空調系統并沒有做到很好的節約能源，從而導致電能的無謂浪費，營運成本居高不下，且使用中常發生制冷劑外泄對環境造成污染。
【發明內容】
[0003]為解決現有技術存在的問題，本發明提供一種結構簡單、實施容易、節能減排的多層熱管換熱式半導體制冷系統，用半導體制冷片制冷和重力熱管傳熱技術進行散熱，從而實現良好的制冷，同時減少能源浪費及提高環保質量。
[0004]本發明解決技術問題采用如下技術方案:
一種多層熱管換熱式半導體制冷系統，包括半導體制冷模塊組、內熱管冷凝器組、內熱管蒸發器、外熱管蒸發器組、外熱管冷凝器、外熱管冷凝器的風機、內熱管蒸發器的風機、導氣管、導液管和控制電路；所述內熱管蒸發器的風機安裝在內熱管蒸發器上；所述外熱管冷凝器的風機安裝在外熱管冷凝器上；所述內熱管冷凝器組包括多個內熱管冷凝器；所述外熱管蒸發器組包括多個外熱管蒸發器；所述半導體制冷模塊組包括至少兩組半導體制冷片；所述半導體制冷模塊組的第一組半導體制冷片的制冷面與第二組半導體制冷片的制冷面是相鄰的，第二組半導體制冷片的制熱面與第三組半導體制冷片的制熱面是相鄰的，這樣按照上述順序能夠做成由N層半導體制冷片組成的半導體制冷模塊組；所述內熱管冷凝器組的單個內熱管冷凝器位于兩組半導體制冷片的制冷面內，并且內熱管冷凝器與半導體制冷片的制冷面相緊密接觸；所述外熱管蒸發器組的單個外熱管蒸發器位于兩組半導體制冷片的制熱面內，并且外熱管蒸發器與半導體制冷片的制熱面相緊密接觸；所述外熱管冷凝器和所述內熱管冷凝器的結構相同，都是微通道散熱器，包括集氣管、集液管、位于集氣管和集液管之間的微通道以及散熱翅片；所述外熱管蒸發器組的每個外熱管蒸發器都是直冷式微通道換熱器，包括集氣管、集液管和位于集氣管和集液管之間的微通道金屬扁管；所述外熱管蒸發器組的每個外熱管蒸發器的集氣管并聯之后連接于外熱管冷凝器的集氣管；所述外熱管蒸發器組的每個外熱管蒸發器的集液管并聯之后連接于外熱管冷凝器的集液管；這樣外熱管冷凝器與外熱管蒸發器組連接為一個外重力熱管系統，且外熱管冷凝器在外熱管蒸發器組的上部，二者之間一定有一個高度差；所述內熱管冷凝器組的每個內熱管冷凝器都是直冷式微通道換熱器，包括集氣管、集液管和位于集氣管和集液管之間的微通道金屬扁管；所述內熱管冷凝器組的每個內熱管冷凝器的集氣管并聯之后連接于內熱管蒸發器的集氣管；所述內熱管冷凝器組的每個內熱管冷凝器的集液管并聯之后連接于內熱管冷凝器的集液管；這樣內熱管冷凝器組與內熱管蒸發器通過連接為一個內重力熱管系統，且內熱管冷凝器組在內熱管蒸發器的上部，二者之間一定有一個高度差；所述外重力熱管系統與內重力熱管系統內充有制冷工質，這樣通過重力熱管傳熱技術來增大半導體制冷片的制冷面和制熱面的散熱面積，把半導體制冷片有用的冷的能量利用起來，來改變室內環境溫度，半導體制冷片上無用的熱的能量傳輸出去。
[0005]以上所述控制電路與半導體制冷模塊組、外熱管冷凝器的風機和內熱管蒸發器的風機相連。
[0006]本發明與現有技術相比，使用多層半導體制冷片與多層直冷式微通道熱交換器的間隔疊放來取代壓縮制冷劑制冷，使用時不需要任何制冷劑，節約成本，且安全可靠無環境污染；將每一層半導體制冷片的制冷面產生的能量經由內熱管冷凝器傳送到需要散熱的房間，每一層半導體制冷片的制熱面面產生的無用能量經由外熱管蒸發器傳輸到外熱管冷凝器進行散熱，這樣增大了半導體制冷片散熱面積，從而實現良好散熱，保證半導體制冷片的工作穩定性，并且實現了遠距離傳熱，這種多層熱管換熱式半導體制冷系統可以應用于基站、機房以及大型電器設備等領域的散熱控溫。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明的結構示意圖。
[0008]圖2為本發明的直冷式金屬扁管散熱器的結構示意圖。
[0009]圖中:(I)半導體制冷模塊組；(2)內熱管冷凝器組；(3)內熱管蒸發器；(4)外熱管蒸發器組；(5)外熱管冷凝器組；(6)外熱管冷凝器的風機；(7)內熱管蒸發器的風機。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示的本發明的多層熱管換熱式半導體制冷系統的結構示意圖，包括包括半導體制冷模塊組(I)、內熱管冷凝器組(2)、內熱管蒸發器(3)、外熱管蒸發器組(4)、外熱管冷凝器(5)、外熱管冷凝器的風機(6)、內熱管蒸發器的風機(7)、導氣管、導液管和控制電路；所述內熱管蒸發器的風機(7)安裝在內熱管蒸發器(3)上；所述外熱管冷凝器的風機
(6)安裝在外熱管冷凝器(5)上；所述內熱管冷凝器組(2)包括多個內熱管冷凝器；所述外熱管蒸發器組(4)包括多個外熱管蒸發器；所述半導體制冷模塊組(I)包括至少兩組半導體制冷片；所述半導體制冷模塊組(I)的第一組半導體制冷片的制冷面與第二組半導體制冷片的制冷面是相鄰的，第二組半導體制冷片的制熱面與第三組半導體制冷片的制熱面是相鄰的，這樣按照上述順序能夠做成由N層半導體制冷片組成的半導體制冷模塊組；所述內熱管冷凝器組(2)的單個內熱管冷凝器位于兩組半導體制冷片的制冷面內，并且內熱管冷凝器與半導體制冷片的制冷面相緊密接觸；所述外熱管蒸發器組(4)的單個外熱管蒸發器位于兩組半導體制冷片的制熱面內，并且外熱管蒸發器與半導體制冷片的制熱面相緊密接觸；所述外熱管冷凝器(5)和所述內熱管冷凝器(3)的結構相同，都是微通道散熱器，包括集氣管、集液管、位于集氣管和集液管之間的微通道以及散熱翅片；所述外熱管蒸發器組
(4)的每個外熱管蒸發器都是直冷式微通道換熱器，包括集氣管、集液管和位于集氣管和集液管之間的微通道金屬扁管；所述外熱管蒸發器組(4)的每個外熱管蒸發器的集氣管并聯之后連接于外熱管冷凝器(5)的集氣管；所述外熱管蒸發器組(4)的每個外熱管蒸發器的集液管并聯之后連接于外熱管冷凝器(5)的集液管；這樣外熱管冷凝器(5)與外熱管蒸發器組(4)連接為一個外重力熱管系統，且外熱管冷凝器(5)在外熱管蒸發器組(4)的上部，二者之間一定有一個高度差；所述內熱管冷凝器組(2)的每個內熱管冷凝器都是直冷式微通道換熱器，包括集氣管、集液管和位于集氣管和集液管之間的微通道金屬扁管；所述內熱管冷凝器組(2)的每個內熱管冷凝器的集氣管并聯之后連接于內熱管蒸發器(3)的集氣管；所述內熱管冷凝器組(2)的每個內熱管冷凝器的集液管并聯之后連接于內熱管冷凝器
(3)的集液管；這樣內熱管冷凝器組(2)與內熱管蒸發器(3)通過連接為一個內重力熱管系統，且內熱管冷凝器組(2)在內熱管蒸發器(3)的上部，二者之間一定有一個高度差；所述外重力熱管系統與內重力熱管系統內充有制冷工質，這樣通過重力熱管傳熱技術來增大半導體制冷片的制冷面和制熱面的散熱面積，把半導體制冷片有用的冷的能量利用起來，來改變室內環境溫度，半導體制冷片上無用的熱的能量傳輸出去。
[0011]本發明的工作原理是這樣的:當多層熱管換熱式半導體制冷系統工作時，控制電路為半導體制冷模塊組(I)、外熱管冷凝器的風機(6)以及內熱管蒸發器的風機(7)輸送合適的電流；在內熱管蒸發器的風機(7)帶動室內熱的空氣流動與內熱管蒸發器(3)進行熱交換，這樣內熱管蒸發器(3)的液態制冷工質，吸收熱量并蒸發為氣體，蒸發形成的氣態制冷工質通過導氣管進入到內熱管冷凝器組(2)的每一個內熱管冷凝器，每一個內熱管冷凝器與半導體制冷模塊組(I)的每一組半導體制冷片的制冷面相緊密接觸，每一個內熱管冷凝器內的制冷工質冷凝為液體，并放出熱量，冷凝形成的液體工作介質在重力的作用下通過導液管進入內熱管蒸發器(3);這樣半導體制冷模塊(I)通過內熱管冷凝器組(2)源源不斷地從房間內吸取熱量，并將熱量傳到外熱管蒸發器組(4)上進行散熱，外熱管蒸發器組(4)內的液態制冷工質，吸收熱量并蒸發為氣體，蒸發形成的氣態制冷工質通過導氣管進入到外熱管冷凝器(5)，外熱管冷凝器(5)與室外冷源接觸，而冷凝為液體，并放出熱量，冷凝形成的液體工作介質在重力的作用下通過導液管進入外熱管蒸發器組(4)，這樣源源不斷的把室內的熱能量傳輸出去，降低房間內溫度，達到制冷的目的；由于外熱管蒸發器組
(4)與內熱管冷凝器組(2)是直冷式微通道換熱器，能夠分別與半導體制冷片的制熱面和制冷面相緊密接觸，增大了半導體制冷片的制熱面和制冷面的散熱面積，提高了半導體制冷片與外熱管蒸發器和內熱管冷凝器的熱交換系數，再加上重力熱管系統具有很高的傳熱效率，能夠高效率地帶走無用的熱量，充分減小內熱管冷凝器與外熱管蒸發器之間的溫差，極大的提高了半導體制冷片的制冷效率。
【權利要求】
1.一種多層熱管換熱式半導體制冷系統，包括半導體制冷模塊組(I)，其特征在于，還包括內熱管冷凝器組(2)、內熱管蒸發器(3)、外熱管蒸發器組(4)、外熱管冷凝器(5)、外熱管冷凝器的風機(6)、內熱管蒸發器的風機(7)、導氣管、導液管和控制電路；所述內熱管蒸發器的風機(7 )安裝在內熱管蒸發器(3 )上；所述外熱管冷凝器的風機(6 )安裝在外熱管冷凝器(5)上；所述內熱管冷凝器組(2)包括多個內熱管冷凝器；所述外熱管蒸發器組(4)包括多個外熱管蒸發器；所述半導體制冷模塊組(I)包括至少兩組半導體制冷片；所述半導體制冷模塊組(I)的第一組半導體制冷片的制冷面與第二組半導體制冷片的制冷面是相鄰的，第二組半導體制冷片的制熱面與第三組半導體制冷片的制熱面是相鄰的，這樣按照上述順序能夠做成由N層半導體制冷片組成的半導體制冷模塊組；所述內熱管冷凝器組(2)的單個內熱管冷凝器位于兩組半導體制冷片的制冷面內，并且內熱管冷凝器與半導體制冷片的制冷面相緊密接觸；所述外熱管蒸發器組(4)的單個外熱管蒸發器位于兩組半導體制冷片的制熱面內，并且外熱管蒸發器與半導體制冷片的制熱面相緊密接觸；所述外熱管冷凝器(5)和所述內熱管冷凝器(3)的結構相同，都是微通道散熱器，包括集氣管、集液管、位于集氣管和集液管之間的微通道以及散熱翅片；所述外熱管蒸發器組(4)的每個外熱管蒸發器都是直冷式微通道換熱器，包括集氣管、集液管和位于集氣管和集液管之間的微通道金屬扁管；所述外熱管蒸發器組(4)的每個外熱管蒸發器的集氣管并聯之后連接于外熱管冷凝器(5)的集氣管；所述外熱管蒸發器組(4)的每個外熱管蒸發器的集液管并聯之后連接于外熱管冷凝器(5 )的集液管；這樣外熱管冷凝器(5 )與外熱管蒸發器組(4 )連接為一個外重力熱管系統，且外熱管冷凝器(5)在外熱管蒸發器組(4)的上部，二者之間一定有一個高度差；所述內熱管冷凝器組(2)的每個內熱管冷凝器都是直冷式微通道換熱器，包括集氣管、集液管和位于集氣管和集液管之間的微通道金屬扁管；所述內熱管冷凝器組(2)的每個內熱管冷凝器的集氣管并聯之后連接于內熱管蒸發器(3)的集氣管；所述內熱管冷凝器組(2)的每個內熱管冷凝器的集液管并聯之后連接于內熱管冷凝器(3)的集液管；這樣內熱管冷凝器組(2)與內熱管蒸發器(3)通過連接為一個內重力熱管系統，且內熱管冷凝器組(2)在內熱管蒸發器(3)的上部，二者之間一定有一個高度差；所述外重力熱管系統與內重力熱管系統內充有制冷工質，這樣通過重力熱管傳熱技術來增大半導體制冷片的制冷面和制熱面的散熱面積，把半導體制冷片有用的冷的能量利用起來，來改變室內環境溫度，半導體制冷片上無用的熱的能量傳輸出去。
2.根據權利要求1所述的一種多層熱管換熱式半導體制冷系統，其特征還在于，所述控制電路與半導體制冷模塊組(I)、外熱管冷凝器的風機(6)和內熱管蒸發器的風機(7)相連。
【文檔編號】F25B39/04GK103557570SQ201310575697
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月18日 優先權日:2013年11月18日
【發明者】祝長宇, 丁式平 申請人:北京德能恒信科技有限公司