熱電製冷振蕩熱管複合冷卻溫控系統的製作方法
2023-08-09 15:51:11
專利名稱：熱電製冷振蕩熱管複合冷卻溫控系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種複合熱電製冷、振蕩熱管為一體的冷卻溫控系統，尤其是一種用於電子元器件(紅外探測器、電晶體、光敏器件、精密電阻元器件、計算機CPU、儀器儀表、醫療器械、熱電製冷冰箱空調、功率雷射器等)的冷源，實現電子元器件散熱冷卻及溫度控制的複合熱電製冷、振蕩熱管為一體的冷卻溫控系統。
背景技術：
熱電製冷是利用熱電材料的熱電效應進行製冷，無需製冷劑且沒有機械運動部件，因而具有清潔、噪聲小、製冷迅速、易於調節、易於小型化的優點，被廣泛用於軍事、航空、科研、儀器儀表、醫療衛生等領域。熱端散熱對熱電製冷影響關鍵，熱端熱阻越小、溫度越低，冷端溫度越低，製冷效果越好。同時由於材料原因要求熱端溫度不得超過一定限度。目前的熱電製冷熱端普遍採用散熱片(見圖1)，散熱片及連接方式有多種多樣的結構，風機可有可無。也有冷端採用熱管散熱器構成熱電製冷-熱管複合冷卻系統(見圖2)，熱管、散熱片及連接方式有多種多樣的結構，風機可有可無。
當單根熱管管徑小到一定程度時，由於毛細極限的限制，熱管傳熱能力很有限。這時就有了將單根熱管相連通的想法，於是就出現了振蕩熱管。振蕩熱管不再是普通意義的熱管，熱管中的工作液將會因為蒸發、冷凝、表面張力等原因，形成汽液振蕩流動、上竄下跳、突忽不穩。振蕩熱管的長處在於它的熱阻小，散熱能力強，而且隨著加熱量增加、傳熱能力也增加，還具有緊湊、高效、易於擠壓成型等特點，應用於小型或微型設備散熱具有一定的發展潛力。但是不能給元器件提供低於環境溫度的熱沉。
因此，將熱電製冷與振蕩熱管散熱器兩種技術結合，發揮各自的長處，利用熱電製冷冷端到電子元器件取熱，利用振蕩熱管散熱器為熱電製冷熱端散熱，造成熱電製冷—振蕩熱管複合冷卻溫控系統，這將是一項比較理想的電子設備熱控技術。目前尚無這種複合冷卻溫控系統。
發明內容
本發明是要將熱電製冷和振蕩熱管散熱器相結合，提供一種新形式的熱電製冷振蕩熱管複合冷卻溫控系統。該系統能高效抽取電子元器件工作時產生的熱量，具有對電子元器件進行溫度控制的能力。
本發明的技術方案是這樣來實現的一種熱電製冷振蕩熱管複合冷卻溫控系統，它由作為散熱載體的振蕩熱管散熱器和作為電子元器件冷源的熱電製冷器件組成。被冷卻的電子元器件與熱電製冷器件的冷端相連接，熱電製冷器件的熱端與振蕩熱管散熱器的一端通過連接件固定連接而形成振蕩熱管散熱器的蒸發端，振蕩熱管散熱器的另一端為其冷凝端。熱電製冷器件由電源供電，電源與熱電製冷器件之間連有可調電阻，用於調節系統製冷量。
振蕩熱管散熱器的冷凝端上裝有散熱片。振蕩熱管散熱器的冷凝端前面裝有風機。熱電製冷器件是單級或多級熱電製冷串聯器件。
本發明將熱電製冷與振蕩熱管散熱器兩種技術結合，能發揮各自的長處，利用熱電製冷冷端到電子元器件取熱，利用振蕩熱管散熱器為熱電製冷熱端散熱。因此，本發明能高效抽取電子元器件工作時產生的熱量，具有對電子元器件進行溫度控制的能力。
圖1是熱端採用散熱片的熱電製冷溫控系統示意圖；圖2是熱電製冷熱管散熱器溫控系統示意圖；圖3是本發明的熱電製冷振蕩熱管散熱器溫控系統示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。
如圖3所示，熱電製冷振蕩熱管複合冷卻溫控系統。被冷卻的電子元器件1與熱電製冷器件2的冷端3連接，電子元器件1的熱負荷傳給熱電製冷器件2的冷端3，兩者之間有一溫度梯度，從而形成從電子元器件1到熱電製冷器件2的冷端3的連續熱流。在熱電製冷器件2內部，根據珀爾貼效應實現把熱量從冷端3連續抽到熱端4。熱電製冷器件2的熱端4與振蕩熱管散熱器5一端進行熱的和機械的連接，這一端連同連接件6為振蕩熱管散熱器蒸發端7。振蕩熱管散熱器蒸發端7吸收來自熱電製冷器件2的熱端4的熱量。振蕩熱管散熱器5的另一端為冷凝端8。冷凝端8可以加裝散熱片9，也可以不加。在振蕩熱管冷凝端8附近可以裝風機10強化其與環境的換熱，也可不裝。通過振蕩熱管散熱器5導熱及冷凝端8、散熱片9的散熱，把熱抽到周圍環境中，實現對電子元器件的高效連續冷卻。振蕩熱管散熱器5有自調節換熱能力。熱電製冷器件2由電源11供電，12為可調電阻，通過調節可直接進行熱電製冷器件調節，從而調節系統製冷量，達到對電子元器件進行溫度控制的目的。熱電製冷器件2可以是單級或多級熱電製冷串聯器件。振蕩熱管散熱器5、散熱片9及連接件6可以有多種多樣的結構。
熱電製冷振蕩熱管複合冷卻溫控系統能高效抽取電子元器件工作時產生的熱量，具有對電子元器件進行溫度控制的能力。
權利要求
1.一種熱電製冷振蕩熱管複合冷卻溫控系統，由作為散熱載體的振蕩熱管散熱器和作為電子元器件冷源的熱電製冷器件組成，其特徵在於，被冷卻的電子元器件(1)與熱電製冷器件(2)的冷端(3)相連接；熱電製冷器件(2)的熱端(4)與振蕩熱管散熱器(5)的一端通過連接件(6)固定連接而形成振蕩熱管散熱器(5)的蒸發端(7)，振蕩熱管散熱器(5)的另一端為其冷凝端(8)，所述熱電製冷器件(2)由電源(11)供電，電源(11)與熱電製冷器件(2)之間連有可調電阻(12)，用於調節系統製冷量。
2.根據權利要求1所述的熱電製冷振蕩熱管複合冷卻溫控系統，其特徵在於，所述振蕩熱管散熱器(5)的冷凝端(8)上裝有散熱片(9)。
3.根據權利要求1所述的熱電製冷振蕩熱管複合冷卻溫控系統，其特徵在於，所述振蕩熱管的冷凝端(8)前面裝有風機(10)。
4.根據權利要求1所述的熱電製冷振蕩熱管複合冷卻溫控系統，其特徵在於，所述熱電製冷器件(2)是單級或多級熱電製冷串聯器件。
全文摘要
本發明公開了一種熱電製冷振蕩熱管複合冷卻溫控系統，它由作為散熱載體的振蕩熱管散熱器和作為電子元器件冷源的熱電製冷器件組成。被冷卻的電子元器件與熱電製冷器件的冷端相連接，熱電製冷器件的熱端與振蕩熱管散熱器的一端通過連接件固定連接而形成振蕩熱管散熱器的蒸發端，振蕩熱管散熱器的另一端為冷凝端。熱電製冷器件由電源供電，電源與熱電製冷器件之間連有可調電阻。本發明將熱電製冷與振蕩熱管散熱器兩種技術結合，能發揮各自的長處，利用熱電製冷冷端到電子元器件取熱，利用振蕩熱管散熱器為熱電製冷熱端散熱。因此，本發明能高效抽取電子元器件工作時產生的熱量，具有對電子元器件進行溫度控制的能力。
文檔編號H05K7/20GK1743765SQ20051003002
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月27日 優先權日2005年9月27日
發明者崔曉鈺, 石景禎, 唐聰, 徐之平 申請人:上海理工大學