雙溫車用半導體冰箱的製作方法

2023-09-19 04:30:40 1

專利名稱：雙溫車用半導體冰箱的製作方法
技術領域：
本實用新型發明涉及專用於汽車客室和駕駛室內的小型雙溫車用半導體冰箱。屬於汽車電器設備。
目前生產的利用半導體製冷器件做為冷源的車用小型冷藏設備，採用單級製冷，其按最大致冷效率設計時，由於設計基礎為小溫差達不到冷凍效果，而按最大產冷量設計時，由於設計基礎為犧牲致冷效率取得大溫差，則耗電量大；同時，由於半導體致冷器件的工作特性是在穩態工作時，散熱端的溫度上升，吸熱端的溫度也隨之同步上升，由於致冷時散熱器散發的熱量排放在室內，從而使冷藏設備的環境溫度大大升高，致使設備製冷效果大大降低，如此反覆形成惡性循環，以致致冷失敗。
本實用新型發明的目的在於充分利用半導體致冷器件在低溫差時具有較高的致冷效率的特點，採用二級製冷方式，每級都按低溫差最大製冷效率設計，而二級致冷的低溫差之和又能達到高溫差的最大致冷量的設計效果，其次將散熱器設計成封閉管式散熱器，通過出風管將散熱器排出的熱量排放到室外，使設備避免運行在本身所排放的熱量所造成的不利的高溫環境中，從而達到冷凍冷藏都能兼有按最大致冷效率設計和按最大產冷量設計的雙重優點。
本實用新型發明是這樣設計的，由半導體致冷器件(13)的散熱端(24)和半導體致冷器件(18)的吸熱端(22)疊放，製成二級半導體致冷電堆，為了減少二級半導體致冷電堆兩級間的熱阻，在半導體致冷器件(13)的散熱端(24)和半導體致冷器件(18)的吸熱端(22)之間灌注導熱矽脂(23)並壓緊，使二級半導體致冷電堆二級間的熱阻造成的溫升低於4℃，這樣，經由半導體致冷器(13)的吸熱端吸走的冰箱內的熱量和電流通過半導體致冷器件所產生的焦耳熱在半導體致冷器件(13)的散熱端(24)排出，同時半導體致冷器件(18)將半導體致冷器件(13)散熱端(24)排出的熱量吸走，並經由半導體致冷器件(18)的散熱端(21)排放給散熱器(7)，再由離心風機驅動的空氣流將散熱器(7)排出的熱量，通過導熱係數低的導流管將其排出室外。
按照最大致冷效率設計的半導體致冷器件(13)的吸熱端(25)和放熱端(24)的溫差為25℃，按照最大致冷效率設計的半導體致冷器件(18)的吸熱端(22)和放熱端(21)的溫差為25℃，這樣半導體製冷器件(13)的吸熱端(25)和半導體製冷器件(18)的放熱端(21)的溫差為50℃，減去半導體製冷器件(13)的放熱端(24)和半導體致冷器件(18)的吸熱端(22)由於熱阻造成的寄存溫差4℃和半導體致冷器件(18)的散熱端(21)與散熱器之間的熱阻造成的寄存溫差4℃，使半導體致冷器(13)的吸熱端與環境溫度之間的溫差達到42℃。即半導體致冷器件(13)的吸熱端溫度將比環境溫度低42℃，也就是說，當環境溫度高達40℃時候，半導體致冷器件(13)吸熱端的溫度也將在－2℃以下，從而使冰箱達到冷凍的目的。當不需要冰箱冷凍而只需要冷藏功能時，通過只接通控制電路中的冷藏開關(31)，半導體二級製冷電堆的工作狀態轉變成單級製冷狀態，即只有半導體致冷器件(13)工作，而半導體致冷器件(18)停止工作，這時半導體致冷器件(13)的吸熱端和半導體致冷器件(18)的放熱端的溫差為25℃，減去半導體二級致冷電堆，由熱阻產生的寄存溫差8℃，使半導體致冷器件(13)的吸熱端與環境溫度的溫差達到17℃，從而達到冷藏的目的。由吸熱導流片(14)、半導體致冷器件(13)、半導體致冷器件(18)組成的半導體二級製冷電堆組成了本實用新型發明的製冷系統。本實用新型發明的散熱系統由離心風機(2)，散熱器(7)、進風管(4)和出風管(3)組成。散熱器(7)腔內焊有散熱導流片(29)使氣流分布均勻，並有效地將由半導體致冷器件(18)的散熱端排出的熱量帶走。散熱器(7)的外表面覆以導熱係數低的隔熱材料(5)以最大限度地減少散熱器的熱量排往室內，從而達到了不因雙溫車用半導體冰箱工作而導致環境溫度升高從而降低致冷效率的目的。為了保證致冷系統和散熱系統的工作，本實用新型的控制電路系統提供12V和6V的兩路經過穩壓的直流輸出，其中12V直流穩壓輸出給半導體致冷器件(18)和離心風機供電，6V直流穩壓輸出給半導體致冷器件(13)和供電。
由箱體、致冷系統、散熱系統和控制電路組成的本實用新型發明雙溫車用半導體冰箱，由於設計二級致冷電堆做為冷源，並能按單級製冷和二級製冷兩種狀態進行工作，從而能夠達到冷凍和冷藏兩種功能，由於按最大致冷效率設計，並且由於散熱系統使製冷時產生的熱量排放到室外，使致冷時環境溫度不升高，從而達到節能的目的。從而避免了目前生產的車用小型冷藏設備不但達不到冷凍溫度，而且由於製冷時排放的熱量使環境溫度升高，進而使半導體致冷器件散熱端溫度升高，從而使半導體致冷器件吸熱端溫度降不下來而導致致冷失敗的危險。
實施例1本實施例藉助附圖詳述如下附


圖1.雙溫車用半導體冰箱結構圖；附件2.雙溫車用半導體冰箱二級半導體製冷電堆結構附件3.雙溫車用半導體冰箱散熱器結構圖；附件4.雙溫車用半導體冰箱電路圖。
用食品級聚丙烯製造的箱體內膽(19)和用增強型聚丙烯製造的箱體外殼(9)中間填充隔熱材料聚氨脂泡沫塑料(15)；上蓋(11)由絞練(10)與箱體外殼(9)相連接，無毒橡膠彈性密封圈(16)用來防止環境中的熱量大量進入箱內，搭扣(17)用來扣緊上蓋；用多齒鋁合金型材製造的吸熱導流片(14)被固定在用ABS工程塑料製造的二級半導體製冷電堆護套(12)上，半導體製冷器件(13)的吸熱端(25)灌注導熱矽脂後裝入二級半導體製冷電堆護套內並與吸熱導流片貼緊，半導體致冷器件(18)的吸熱端(22)灌注導熱矽脂(23)後，裝入二級半導體製冷電堆護套內並與半導體致冷器件(13)的散熱端(24)貼緊。半導體致冷器件(18)的散熱端(21)灌注導熱矽脂後與散熱器(7)貼緊，散熱器內壁上焊有散熱導流片(29)，散熱器分別與二級半導體製冷電堆護套和箱體外殼固定，從而使鑲入箱體的吸熱導流片、半導體二級製冷電堆、散熱器牢固的連接在一起。散熱器外面包覆聚氨脂泡沫塑料(5)做為隔熱層，離心風機(2)安裝在散熱器下端，並與散熱器相接通，進風管(4)安裝在離心風機的進風口，散熱器的出風口也安裝有出風管(3)，進風管和出風管都另接導熱係數低的硬質塑料管通到室外。電源插座(1)安裝在箱體外殼上，印刷電路板(6)安裝在散熱器隔熱層上。控制旋鈕(8)安裝在箱體上部，旋鈕選擇(31)接通時，半導體致冷器件(13)的接線端(28)和(26)導通，有工作電流通過，雙溫車用半導體冰箱處於冷藏狀態，旋鈕選擇(30)和(31)都接通時，半導體致冷器件(18)的接線端(20)和(27)也有工作電流通過，雙溫車用半導體冰箱處於冷凍工作狀態。供電電源為直流12V，冰凍狀態功率為54瓦，冷藏狀態功率為18瓦。在環境溫度為35℃時，滿負荷冷藏溫度低於17℃，冷凍溫度低於－2℃。
權利要求1.一種用於汽車客室和駕駛室內的雙溫車用半導體冰箱，主要由製冷系統、散熱系統、控制電路和箱體組成；其主要技術特徵在於製冷系統是由吸熱導流片(14)、半導體製冷器件(13)和半導體致冷器件(18)中間填充導熱矽脂(23)後被固定在二級半導體製冷電堆護套(12)中的二級半導體致冷電堆組成；散熱系統是由離心風機(2)、散熱器(7)、進風管(4)、出風管(3)及隔熱材料(5)組成；箱體是由全塑的箱體內膽(19)和全塑的箱體外殼(9)及上蓋(11)組成。
2.如權利要求1所述雙溫車用半導體冰箱，其特徵在於二級半導體致冷電堆是由二路直流穩壓電源供電。
專利摘要雙溫車用半導體冰箱，是專用於汽車客室和駕駛室內的小型半導體冷凍冷藏設備，克服了現有車用小型半導體冷藏設備不能在按最大致冷效率設計的同時又能得到較大的溫度降低，因而不能達到冷凍冷藏雙溫功能的技術缺陷。主要技術特徵是採用半導體致冷器件，設計出一種即能達到半導體致冷器件的最大致冷效率，又能達到大溫差的二級半導體致冷電堆，從而使其達到具有冷凍冷藏兩種功能的目的。
文檔編號F25D13/00GK2091435SQ9120971
公開日1991年12月25日 申請日期1991年6月11日 優先權日1991年6月11日
發明者王世榮 申請人:北京匯理自動化技術聯合公司