半導體製冷除溼器的製作方法

2023-05-05 12:22:56

專利名稱：半導體製冷除溼器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種空氣除溼裝置，特別是一種使用半導體製冷技術除溼的新型 除溼器。
背景技術：
在日常生活和工業生產中，貴重衣服、藥品、重要文件、精密儀器和配電設備都需 要保存在乾燥的空間裡，因為如果這些物品及設備長期處於潮溼的環境中，會受潮、黴變， 甚至引發事故。目前，市場上採用的除溼設備主要有除溼器和防潮盒，除溼器主要包括採用 機械式空氣壓縮器製冷方式的機械壓縮器和採用半導體製冷除溼方式的半導體製冷除溼 器。其中，機械壓縮器主要應用於室內生活空間的除溼，體積龐大笨重，功率消耗高，價格昂 貴；防潮盒是利用乾燥劑的吸溼作用進行除溼，從而達到物品的防潮或防黴的目的，其缺點 是溼度不能定量控制、安全性差，而且需要定期更換防潮盒；半導體製冷除溼器是利用半導 體的帕爾帖效應的原理設計出的一種壽命長、可靠性高、噪音低的除溼器，已取得越來越廣 泛的應用。現有的半導體製冷除溼器的結構主要是將冷凝器、半導體製冷元件和散熱片依 次疊加在一起，由於受到半導體製冷元件的熱端面與散熱片之間的導熱熱阻的限制，造成 其製冷除溼的效率低下，體積與重量較大。

實用新型內容本實用新型針對現有的除溼設備如機械壓縮器體積龐大、功率消耗高、成本高和 現有的半導體製冷除溼器效率低以及防潮盒安全性差、需定期更換的問題，提供一種新型 的半導體製冷除溼器，能夠明顯提高製冷除溼效率，同時還具有功耗低、成本低、體積小、重 量輕及性能可靠的優點。本實用新型的技術方案如下一種半導體製冷除溼器，包括冷凝器、半導體製冷元件和散熱片，所述冷凝器與半 導體製冷元件的冷端面貼合，其特徵在於，還包括與散熱片底板連接的熱管，所述散熱片與 熱管形成具有強化散熱和均衡散熱效果的加強散熱結構，所述加強散熱結構的吸熱面與半 導體製冷元件的熱端面貼合。所述加強散熱結構的吸熱面為熱管的蒸發麵，所述熱管為一個或一個以上，所述 散熱片底板與熱管的冷凝面貼合。所述熱管為平板熱管，所述平板熱管為金屬材料經過擠壓或焊接成型的兩個及以 上並排排列的通孔陣列平板結構。每個所述通孔構成獨立熱管。所述加強散熱結構的吸熱面為所述散熱片的底板，所述散熱片底板的表面大於半 導體製冷元件的熱端面，所述熱管設置在所述散熱片底板上位於該熱端面之外的表面部 分，並且至少有一根熱管的一段靠近該熱端面。所述散熱片底板延伸出所述熱端面的兩側，且所述底板的縱向長度遠大於所述熱端面，所述熱管為兩個或兩個以上，為並排設置，分別位於所述熱端面的兩側並延伸至所述 散熱片底板遠離所述熱端面的部位。所述熱管為平板熱管，所述平板熱管為金屬材料經過擠壓或焊接成型的兩個及以 上並排排列的通孔陣列平板結構，所述通孔構成獨立熱管。所述平板熱管內設置有具有強化傳熱作用的若干微翅片，所述微翅片的大小和結 構適合於與平板熱管的內壁形成沿平板熱管長度方向走向的毛細微槽。所述散熱片的上端設置有風扇，所述半導體製冷元件的冷端面和熱端面均塗有導 熱矽脂。本實用新型半導體製冷除溼器還包括一溼度控制裝置，所述溼度控制裝置與半導 體製冷元件的電源相連，在溼度高於設定值時半導體製冷元件接通電源工作。本實用新型的技術效果如下本實用新型涉及的半導體製冷除溼器，設置由散熱片和熱管組成的加強散熱結 構，由於冷凝器與半導體製冷元件的冷端面直接貼合，所述加強散熱結構的吸熱面與半導 體製冷元件的熱端面貼合，且加強散熱結構是熱管和散熱片底板連接而成，具有強化散熱 和均衡散熱效果，即充分利用了熱管的相變傳熱和散熱片的大面積散熱的優勢，能夠顯著 提高製冷除溼效率，同時還具有功耗低、成本低、體積小、重量輕及性能可靠的優點。當加強散熱結構的吸熱面為熱管的蒸發麵時，熱管的蒸發麵直接與半導體製冷元 件的熱端面直接貼合，熱管的冷凝面與散熱片底板連接，這種連接可以是通過傳熱膜或傳 熱裝置的連接，也可以是直接貼合。半導體製冷元件開始製冷後使冷凝器的溫度降低，而半 導體製冷元件熱端面產生的熱量傳遞給熱管的蒸發麵，熱管蒸發麵內部的液體工質受熱後 變為蒸氣進入冷凝面內部，進入冷凝面內部的蒸氣以導熱的方式將熱量傳遞給散熱片，然 後蒸氣冷凝為液體後返回至蒸發麵內部，如此周而復始，半導體製冷元件熱端面產生的熱 量被源源不斷通過熱管傳至散熱片，並經散熱片散熱到外界環境中，當冷凝器的溫度降低 至露點以下時，溼空氣中的水分就會在冷凝器的表面凝結，凝結後的水經冷凝器的排水管 排出。當所述加強散熱結構的吸熱面為所述散熱片的底板時，所述散熱片底板的表面大 於該熱端面，所述熱管設置在所述散熱片底板上位於該熱端面之外的表面部分，並且至少 有一根熱管的一段靠近該熱端面。此時所述散熱片的底板直接與半導體製冷元件的熱端面 貼合，半導體製冷元件熱端面產生的熱量則通過散熱片底板將部分熱量傳遞給設置在熱端 面附近的熱管的蒸發麵，熱管通過內部的蒸發冷凝再將熱量傳遞給散熱片底板上距離熱端 面較遠的區域，使得熱量儘快被傳遞到整個散熱片上，即通過設置熱管，可將半導體製冷元 件的熱端面產生的熱量快速均勻傳遞到整個散熱片上，並經散熱片散熱到外界環境中，降 低熱端面溫度，也相應地加快了溼空氣中的水分在冷凝器中冷凝液化為水的速度，能夠縮 短除溼的時間，有效地降低了環境溼度，提高了製冷除溼效率，解決了半導體製冷除溼器效 率低的問題，並具有功耗低、成本低、體積小、性能可靠的優點。熱管採用平板熱管，可以使接觸面增加，提高了傳熱效率，採用並排排列的通孔陣 列平板結構，可以使蒸發量得到增加，提高傳熱效率；所述通孔為獨立熱管，提高了平板熱 管的使用安全性。
圖1為本實用新型半導體製冷除溼器的第一種優選實施例的結構示意圖；圖2為本實用新型半導體製冷除溼器的第二種優選實施例的結構示意圖；圖3為本實用新型的一種加強散熱結構與半導體製冷元件設置的示意圖；圖4為本實用新型的另一種加強散熱結構與半導體製冷元件設置的示意圖；圖5為本實用新型的第三種加強散熱結構與半導體製冷元件設置的示意圖。圖中各標號列示如下1-冷凝器；2-半導體製冷元件；3-平板熱管；4-散熱片；41-散熱片的底板；5_風 扇；6-進風口 ；7-出風口 ；8-排水管；9-開關電源；10-溼度控制裝置；11-外殼。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行說明。圖1為本實用新型的半導體製冷除溼器的第一種優選實施例的結構示意圖，包括 外殼11，以及設置在外殼11的內部的冷凝器1、半導體製冷元件2、平板熱管3、散熱片4和 風扇5，冷凝器1與半導體製冷元件2的冷端面緊密貼合，平板熱管3的蒸發麵與半導體制 冷元件2的熱端面緊密貼合，平板熱管3的冷凝面均設置有散熱片4，本實施例散熱片4的 底板41與平板熱管3的冷凝面直接緊密貼合，當然平板熱管3的冷凝面與底板41之間也 可以設置導熱矽脂，平板熱管3、散熱片4構成具有強化散熱和均衡散熱效果的加強散熱結 構。加強散熱結構的吸熱面在此實施例為平板熱管3的蒸發麵。散熱片4的上端設置有風 扇5，該風扇5安裝於外殼11的頂端的內部，外殼11的側面尤其是冷凝器1處設置有進風 口 6，外殼11頂端尤其是風扇5處設置有出風口 7，冷凝器1的下端設置有排水管8，排水 管8通向外殼11的外部，在半導體製冷元件2的冷端面和熱端面均塗有一薄層導熱矽脂， 在半導體製冷元件2的周圍附加一層保溫材料，在外殼11上安裝有開關電源9。其中，平板熱管3可以經擠壓或者衝壓或者焊接或者燒結而成。例如，該平板熱管 3可以是金屬材料經過擠壓成型的兩個及以上並排排列的通孔陣列平板結構，各通孔均可 構成獨立熱管，在平板熱管3內設置有具有強化傳熱作用的若干微翅片，可以設置微翅片 的大小和結構適合於與平板熱管的內壁形成沿平板熱管長度方向走向的毛細微槽，該結構 一方面可以增大熱交換面積，另一方面可以提供毛細驅動力，毛細驅動力可以促使蒸發麵 內部的蒸氣更快速地流向冷凝面內部，同時也促使冷凝的液體沿平板熱管的內壁快速回流 至蒸發麵內部，因此可以顯著提高平板熱管的換熱效率。此外，該平板熱管還可以是採用鋁 質管材焊接成的平板熱管，在其框架內設置有內翅片，所述內翅片位於框架的上下端面之 間，該內翅片將框架的內部空間分隔成若干孔狀通道，框架內部為真空結構，並灌裝有氨水 或者其它液體工質，成整體平板熱管；也可以將平板熱管替換為其它熱管，如多數平行的非 圓形熱管。接通開關電源9，該開關電源9將交流電轉換為12-24V、1 7A的直流電，本實用 新型還包括在外殼11內壁上設置的溼度控制裝置10，如圖1所示，該溼度控制裝置10與半 導體製冷元件2的電源相連，當溼度控制裝置10檢測到環境溼度高於設定溼度的上限時， 半導體製冷元件2和風扇5啟動，溼空氣從進風口 6進入，半導體製冷元件2開始製冷，使 冷凝器1的溫度降低，半導體製冷元件2熱端面產生的熱量傳遞給平板熱管3的蒸發麵，其蒸發麵內部的液體工質受熱後變為蒸氣進入冷凝面內部，進入冷凝面內部的蒸氣以導熱的 方式將熱量傳遞給散熱片4，然後蒸氣冷凝為液體後返回至蒸發麵內部，如此周而復始，半 導體製冷元件2熱端面產生的熱量被源源不斷傳至散熱片4，再由風扇5將熱量由出風口 7 排出至外界環境中。當冷凝器1的溫度降低至露點以下時，溼空氣中的水分就會在冷凝器 1的表面凝結，凝結後的水經冷凝器1的排水管8排出。當溼度控制裝置10檢測到環境溼 度達到設定的範圍時，該半導體製冷除溼器停止工作。一旦環境溼度高於設定的溼度的上 限，溼度控制裝置10動作，半導體製冷元件2啟動，風扇5開始轉動，使得環境溼度迅速下 降，在經過一段時間的運行後，又使得封閉空間保持在設定的溼度範圍內。本實用新型的半 導體製冷除溼器由於設置溼度控制裝置10，能夠實現環境溼度的自動控制與調節。圖2為本實用新型的半導體製冷除溼器的第二種優選實施例的結構示意圖，該實 施例與圖1所示的半導體製冷除溼器的區別在於，該實施例沒有設置風扇5，此時，散熱片4 以自然對流的方式進行散熱。接通開關電源9，該開關電源9將交流電轉換為12-24V、1 7A的直流電，當溼度控制裝置10檢測到環境溼度高於設定溼度的上限時，半導體製冷元件 2啟動，半導體製冷元件2開始製冷，冷凝器1的溫度開始下降，半導體製冷元件2熱端面產 生的熱量被源源不斷傳至散熱片4，散熱器4使得其周圍空氣的溫度升高，密度降低，從而 在該半導體製冷除溼器外殼11內部的空氣形成自然對流，即在外殼11內部形成煙窗效應。 溼空氣從進風口 6進入，經冷凝器1後上升，經散熱器4加熱後由出風口 7排出。當冷凝器 1的溫度降低至露點以下時，溼空氣中的水分就會在冷凝器1的表面凝結，凝結後的水經冷 凝器1的排水管8排出。當環境溼度低於設定溼度值時，半導體製冷除溼器停止工作。圖3是一種加強散熱結構與半導體製冷元件設置的示意圖；平板熱管3 (可以是其 它熱管)的寬度大於半導體製冷元件2熱端面的寬度，長度遠大於該熱管面的長度，平板熱 管3的蒸發麵與該熱端面貼合，即所述加強散熱結構的吸熱面為平板熱管3的蒸發麵，平板 熱管3的冷凝面與散熱片底板41貼合。圖4中的加強散熱結構與圖3類似，加強散熱結構 與半導體製冷元件2熱端面的貼合部件也一致，但是平板熱管或熱管為並排的兩個。所述加強散熱結構的吸熱面可以為散熱片4的底板41，底板41的表面大於半導體 製冷元件2熱端面，平板熱管3設置在底板41上位於該熱端面之外並靠近該熱端面的表面 部分，如圖5所示本實用新型的第三種加強散熱結構與半導體製冷元件設置的示意圖。在 本實施例，底板41的寬度大於該熱端面的寬度，底板41延伸出所述熱端面的兩側，且底板 41的縱向長度遠大於所述熱端面，平板熱管3為兩個，為並排設置，均設置在所述熱端面附 近且分別位於所述熱端面的兩側。當然根據需要平板熱管3也可以三個或以上，均設置在 所述熱端面附近並且分設於所述熱端面的兩側。本實用新型的半導體製冷除溼器採用的是半導體製冷技術除溼，可有效地降低環 境溼度，為保存各種物品和設備所提供除溼防潮的環境，且功率消耗低，除溼能力強，噪音 小，體積簡單並且緊湊，便於加工和運輸，安裝時也非常簡便，無方向性要求，可以豎直、傾 斜、水平方向安裝，該半導體製冷除溼器可廣泛應用於各種配電設備、精密儀器、藥品、貴重 衣服等的除潮防溼。應當指出，以上所述具體實施方式
可以使本領域的技術人員更全面地理解本發明 創造，但不以任何方式限制本發明創造。因此，儘管本說明書參照附圖和實施例對本發明創 造已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發明創造進行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發明創造的精神和範圍的技術方案及其改進，其均應涵 蓋在本發明創造專利的保護範圍當中。
權利要求一種半導體製冷除溼器，包括冷凝器、半導體製冷元件和散熱片，所述冷凝器與半導體製冷元件的冷端面貼合，其特徵在於，還包括與散熱片底板連接的熱管，所述散熱片與熱管形成具有強化散熱和均衡散熱效果的加強散熱結構，所述加強散熱結構吸熱面與半導體製冷元件的熱端面貼合。
2.根據權利要求1所述的半導體製冷除溼器，其特徵在於，所述加強散熱結構的吸熱 面為熱管的蒸發麵，所述熱管為一個或一個以上，所述散熱片底板與熱管的冷凝面貼合。
3.根據權利要求2所述的半導體製冷除溼器，其特徵在於，所述熱管為平板熱管，所述 平板熱管為金屬材料經過擠壓或焊接成型的兩個及以上並排排列的通孔陣列平板結構。
4.根據權利要求3所述的半導體製冷除溼器，其特徵在於，每個所述通孔構成獨立熱管。
5.根據權利要求1所述的半導體製冷除溼器，其特徵在於，所述加強散熱結構的吸熱 面為所述散熱片的底板，所述散熱片底板的表面大於半導體製冷元件的熱端面，所述熱管 設置在所述散熱片底板上位於該熱端面之外的表面部分，並且至少有一根熱管的一段靠近 該熱端面。
6.根據權利要求5所述的半導體製冷除溼器，其特徵在於，所述散熱片底板延伸出所 述熱端面的兩側，且所述底板的縱向長度遠大於所述熱端面，所述熱管為兩個或兩個以上， 為並排設置，分別位於所述熱端面的兩側並延伸至所述散熱片底板遠離所述熱端面的部 位。
7.根據權利要求6所述的半導體製冷除溼器，其特徵在於，所述熱管為平板熱管，所述 平板熱管為金屬材料經過擠壓或焊接成型的兩個及以上並排排列的通孔陣列平板結構，所 述通孔構成獨立熱管。
8.根據權利要求3或4或7所述的半導體製冷除溼器，其特徵在於，所述平板熱管內設 置有具有強化傳熱作用的若干微翅片，所述微翅片的大小和結構適合於與平板熱管的內壁 形成沿平板熱管長度方向走向的毛細微槽。
9.根據權利要求1至7之一所述的半導體製冷除溼器，其特徵在於，所述散熱片的上端 設置有風扇，所述半導體製冷元件的冷端面和熱端面均塗有導熱矽脂。
10.根據權利要求1至7之一所述的半導體製冷除溼器，其特徵在於，還包括一溼度控 制裝置，所述溼度控制裝置與半導體製冷元件的電源相連，在溼度高於設定值時半導體制 冷元件接通電源工作。
專利摘要本實用新型涉及一種半導體製冷除溼器，包括冷凝器、半導體製冷元件、散熱片和熱管，冷凝器與半導體製冷元件的冷端面貼合，還包括與散熱片底板連接的熱管，所述散熱片與熱管形成具有強化散熱和均衡散熱效果的加強散熱結構，所述加強散熱結構吸熱面與半導體製冷元件的熱端面貼合。本實用新型的半導體製冷除溼器能夠明顯提高製冷除溼效率，同時還具有功耗低、成本低、體積小、性能可靠的優點。
文檔編號F24F11/02GK201599886SQ20102011417
公開日2010年10月6日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者趙耀華 申請人:趙耀華