一種吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體除溼機的製作方法

2023-12-01 10:58:11

本實用新型涉及除溼裝置設計技術領域，尤其涉及一種吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體制冷機。

背景技術：

半導體製冷技術，又稱溫差電製冷技術，自20世紀50年代快速發展起來。半導體製冷，它利用半導體材料組成的P-N結，通上直流電即可產生製冷效果，幾秒鐘就可以使冷端結霜；它沒有壓縮機等等複雜的機械結構，更不需要製冷劑。

雖然半導體製冷的能效比，即製冷量與輸入電功的比值，相對較低，只有使用氟利昂製冷劑的蒸汽壓縮式製冷系統的1/10左右，但是半導體製冷技術具有無可比擬的特點和優勢：①無機械運動、無製冷劑、製冷迅速；②可以模塊化任意組合，製冷溫差可達30---150℃，使用方便，運用廣泛；③可以連續調節，改變製冷片的供電電壓，製冷量可以連續變化；④重量輕，體積小，可以做成微型、亞微型、小型半導體製冷器。

半導體製冷技術在微小空間，例如工業電氣櫃、家庭衣櫃櫥櫃等等，在沒有大溼熱負荷潮溼空氣連續產生的條件下，在解決櫃內除溼防黴、提高電氣絕緣等級防止擊穿方面，具有獨特的優勢。

但是，半導體除溼機，由於製冷效率較低，通常製冷量都比較小，以「w」為單位時，製冷量通常只有10的1次方數量級或2次方數量級，所以半導體製冷片的製冷量十分金貴,必須妥為保護、謹慎使用;

目前市場上半導體除溼機，其吸熱翅片的通風量具有不確定性，任何一個外界的擾動都能造成通風量的變化，不能精準配風，只能在高溼度例如80%RH條件下除溼，而不能在相對較低的溼度例如40%RH條件下除溼，致使半導體製冷技術的深度除溼「防黴」功能不能實現的問題。

而且，目前的半導體除溼機的吸熱翅片組處在開放的空氣環境中，接觸性漏熱（例如用於固定制冷片吸熱翅片的螺栓會將螺栓另一端的熱量帶入吸熱翅片）和外來對流漏熱輻射漏熱（例如吸熱翅片組兩側的對流與輻射漏入的熱量）極易造成半導體製冷片製冷量的損失。

技術實現要素：

為了解決背景技術中的問題，本實用新型提供了一種吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體制冷機，包括

殼體，其上設置有第一進風口、第二進風口和出風口；

半導體製冷片，設置在所述殼體內，所述半導體製冷片的一側設有吸熱翅片組，另一側設有散熱翅片組；

隔熱防護罩，所述隔熱防護罩罩設在所述吸熱翅片組上，且所述隔熱防護罩與所述吸熱翅片組上除去進風面、出風面以及與所述半導體製冷片的連接面外的其他側面緊密貼合；

外界溼空氣自所述分別從第一進風口和第二進風口進入到所述殼體內，且由第一進風口進入的溼空氣先流經所述吸熱翅片組後再流向所述散熱翅片組，由第二進風口進入的溼空氣直接流向所述散熱翅片組；流經過散熱翅片組後的空氣經由所述出風口排出所述殼體。

較佳地，所述吸熱翅片組的上、下端分別為進風面和出風面。

較佳地，所述隔熱防護罩的界截面呈U形，所述隔熱防護罩由防護罩正面和對稱設置在所述防護罩正面兩側的防護罩側面組成；所述防護罩正面緊貼在所述吸熱翅片組的正面，所述防護罩側面緊貼在所述吸熱翅片組的左右側面上，所述防護罩側面平行於所述吸熱翅片組的吸熱翅片。

較佳地，所述吸熱翅片組上的吸熱翅片呈平行四邊形，所述隔熱防護罩側面也呈與所述吸熱翅片尺寸相同的平行四邊形。

較佳地，所述隔熱防護罩採用絕緣材料發泡成型製成。

較佳地，所述第一進風口上設置有第一配風板，所述第一配風板上均布有多個第一通孔；所述第二進風口上設置有第二配風板，所述第二配風板上均布有多個第二通孔。

較佳地，所述第一通孔、所述第二通孔為圓形或矩形。

較佳地，所述吸熱翅片組下方設置有接水盤，所述接水盤連接有一水箱。

較佳地，所述散熱翅片組的出風端與所述出風口之間設置有風機，用於推動殼體內空氣的流動。

本實用新型由於採用以上技術方案，使之與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：

（1）本實用新型提供的一種吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體制冷機，通過在吸熱翅片組上罩設一隔熱防護罩，從而有效阻斷了外界對吸熱翅片的接觸性漏熱、對流漏熱、輻射漏熱，從而減少了半導體製冷片的製冷量的損失，進而有利於提高吸熱翅片組的除溼效果；

（2）本實用新型提供的一種吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體制冷機，通過將進風口分為兩個進風口，並對在兩進風口設置有配風板進行精準的分配、控制，使得穿越吸熱翅片組的風量小於穿越散熱翅片組的風量，從而使穿越吸熱翅片組的空氣的顯熱在半導體製冷片製冷量中的佔比大幅降低、精確降低，空氣中水蒸汽的相變潛熱在製冷片製冷量中的佔比得到有效提高、精確提高，保證半導體製冷片的吸熱翅片在低相對溼度（例如40%）條件下從空氣中濾除水分，從而將半導體除溼機所處空間內的相對溼度降低到50%以下，以有效抑制黴菌的發生。

附圖說明

結合附圖，通過下文的述詳細說明，可更清楚地理解本實用新型的上述及其他特徵和優點，其中：

圖1為實施例1中吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體制冷機的結構示意圖；

圖2為圖1的A向示意圖；

圖3為實施例1中吸熱翅片組的結構示意圖；

圖4為實施例1中隔熱防護罩的結構示意圖；

圖5為實施例2中吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體制冷機的結構示意圖；

圖6為圖5的A向示意圖；

圖7位實施例2中吸熱翅片組的結構示意圖。

具體實施方式

參見示出本實用新型實施例的附圖，下文將更詳細地描述本實用新型。然而，本實用新型可以以許多不同形式實現，並且不應解釋為受在此提出之實施例的限制。相反，提出這些實施例是為了達成充分及完整公開，並且使本技術領域的技術人員完全了解本實用新型的範圍。這些附圖中，為清楚起見，可能放大了層及區域的尺寸及相對尺寸。

當前的半導體制冷機的製冷片，由於半導體P-N結自身的物理特性，其製冷效率較低，一般只有0.3左右；通常製冷片的製冷量都比較小，以「w」為單位時，製冷量通常只有10的1次方數量級或2次方數量級，所以半導體製冷片的製冷量十分金貴。必須從半導體制冷機結構優化出發，有效控制住半導體制冷機的吸熱翅片組（模塊）的接觸性漏熱，例如用於固定制冷片吸熱翅片模塊的螺栓作為熱橋將螺栓另一端的熱量帶入吸熱翅片模塊所形成的接觸性漏熱；和吸熱翅片模塊外部空氣對流漏熱輻射漏熱，例如吸熱翅片模塊兩側的空氣對流與低溫輻射所漏入吸熱翅片模塊的熱量。

半導體製冷片運行時，其吸熱翅片組（模塊）被溫度高於吸熱翅片組溫度的高溫環境所包圍，高溫環境的熱量通過傳導、對流、輻射方式流向吸熱翅片組這個溫度「窪地」，這些接觸性漏熱和對流漏熱輻射漏熱，造成了半導體製冷片極為寶貴的製冷量的損失。

因此，本實用新型提供了一種吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體制冷機，包括一殼體，殼體上設置有第一進風口、第二進風口和出風口； 殼體內設置有半導體製冷片，半導體製冷片的一側設有吸熱翅片組，另一側設有散熱翅片組；所述吸熱翅片組上罩設有隔熱防護罩，且隔熱防護罩與吸熱翅片組上除去進風面、出風面以及與半導體製冷片的連接面外的其他側面緊密貼合；外界溼空氣自分別從第一進風口和第二進風口進入到殼體內，且由第一進風口進入的溼空氣先流經吸熱翅片組後再流向散熱翅片組，由第二進風口進入的溼空氣直接流向散熱翅片組；流經過散熱翅片組後的空氣經由出風口排出所述殼體。

一方面，本實用新型提供的吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體制冷機，通過在吸熱翅片組上罩設一隔熱防護罩，從而有效阻斷了外界對吸熱翅片的接觸性漏熱、對流漏熱、輻射漏熱，從而減少了半導體製冷片的製冷量的損失，進而有利於提高吸熱翅片組的除溼效果。

另一方面，本實用新型提供的吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體制冷機，通過將進風口分為兩個進風口，使得穿越吸熱翅片組的風量小於穿越散熱翅片組的風量，使穿越吸熱翅片組的微小風量得到精確控制，從而使穿越吸熱翅片組的空氣的顯熱在製冷片製冷量中的佔比大幅降低、精確降低，空氣中水蒸汽的相變潛熱在製冷片製冷量中的佔比得到有效提高、精確提高，保證半導體製冷片的吸熱翅片組在低相對溼度（例如40%）條件下從空氣中濾除水分，從而將半導體除溼機所處空間內的相對溼度降低到50%以下，以有效抑制黴菌的發生。

下面就具體實施方式做進一步的說明，具體如下。

實施例1

參照圖1-4，本實用新型提供了一種吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體制冷機，包括有一殼體，殼體內設置有半導體製冷片3，半導體製冷片3的一側設置有吸熱翅片組7，另一側設置有散熱翅片組2。

如圖3中所示，吸熱翅片組7和散熱翅片組2具體由一基板和多個平行間隔設置基板上的翅片組成，吸熱翅片組7、散熱翅片組2的基板一側壓制在半導體製冷片3上的；當半導體製冷片3通電工作後，吸熱翅片組7吸熱、散熱翅片組2放熱，溼空氣流經吸熱翅片組7被降溫除溼，變成低溫飽和空氣，然後流經散熱翅片組2帶走散熱翅片組2上的熱量。

在在本實施例中，殼體1上設置有第一進風口9、第二進風口4和出風口10，外界溼空氣自分別從第一進風口9和第二進風口4進入到殼體內，且由第一進風口9進入的溼空氣先流經吸熱翅片組7被降溫除溼後，再流向散熱翅片組2，由第二進風口4進入的溼空氣直接流向散熱翅片組2；來吸熱翅片組9和第二進風口的空氣一起流經散熱翅片組2並對散熱翅片組2進行降溫後，經由出風口10排出殼體10。

在本實施例中，吸熱翅片組7上罩設有隔熱防護罩8，隔熱防護罩8與吸熱翅片組7上除去進風面、出風面以及與半導體製冷片的連接面外的其他側面緊密貼合；在本實施例中，由於吸熱翅片組7的上端d為進風面，吸熱翅片組7的下端e為出風面，因此只有吸熱翅片組7的正面c和左右側面a、b需要與隔熱防護罩緊密貼合，以隔絕外界對吸熱翅片組7熱量的漏入。

進一步的，參照圖3，隔熱防護罩8的截面呈U形，隔熱防護罩8由防護罩正面和對稱設置在防護罩正面兩側的防護罩側面組成；隔熱防護罩8的尺寸與吸熱翅片組7的尺寸相匹配，使得防護罩正面緊貼在吸熱翅片組的正面c，兩防護罩側面緊貼在吸熱翅片組7的左右側面a、b上，而且防護罩側面平行於吸熱翅片組7上的吸熱翅片。

其中，隔熱防護罩8是採用絕熱材料進行發泡成型製成，其中絕緣材料具體可為聚氨酯類絕緣材料，此處不做限制；隔熱防護罩緊密罩設貼合在吸熱翅片組上，從而阻斷吸熱翅片組7的正面c和左右側面a、b的空氣對流與輻射熱量的漏入；同時，吸熱翅片組7用於與其他結構連接固定的連接件（例如螺杆等連接件），採用尼龍、樹脂等低導熱係數的材料製成，阻斷傳導性漏熱的輸入。

在本實施例中，第一進風口9處還可設置有第一配風板8，第二進風口4處還可設置有第二配風板，第一配風板和第二配風板用於實現對第一進風口9、第二進風口8的進風量的精確分配。

進一步的，第一配風板上設置有多個第一通孔，第二配風板4上設置有多個第二通孔，其中第一通孔、第二通孔可以為圓孔，也可為矩形孔，此處均不作限制。

本實用新型可以通過控制第一通孔、第二通孔的設置數量、尺寸來精確控制第一配風板和第二配風板的進風量，從而來精確控制吸熱翅片組7、散熱翅片組2的通風量。具體的，通過對配風板上通孔的直徑和數量的設置，調節空氣流過孔板的阻力，就可以精確調節吸熱翅片組、散熱翅片組的通風量，可以精確調整吸熱翅片組通風量與散熱翅片組通風量的比例；即可以實現「增加散熱翅片組通風量以降低散熱翅片組的工作溫度、提高半導體製冷片的製冷效率」，又可以實現「減少吸熱翅片組通風量使空氣的顯熱在製冷片製冷量中的佔比大幅降低、精確降低，空氣中水蒸汽的相變潛熱在製冷片製冷量中的佔比得到有效提高、可靠提高，從而將半導體除溼機所在的工業與家用空間的相對溼度降低到50%以下。

在本實施例中，吸熱翅片組7的下方設置有接水盤6，用於收集吸熱翅片組7上形成的冷凝水；接水盤6還連接有一水箱5，接水盤6內的水直接排到水箱內。

在本實施例中，散熱翅片組2的出風端與出風口10之間設置有風機1，即設置在出風通道內，風機1用於推動殼體內空氣的流動。風機1啟動後，使得殼體內部形成負壓，從而使得外界空氣順從第一進風口、第二進風口進入到殼體內。

下面就本實用新型提供的吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體制冷機的工作原理做進一步的說明：

首先，半導體製冷片3通電啟動後，右側的吸熱翅片組7吸收熱量，右側的散熱翅片組2散發熱量；風扇1啟動，使得外界溼空氣分別從第一進風口9、第二進風口4進入到殼體內；從第一進風口9進入的溼空氣經過第一配風板後均勻流過吸熱翅片組7，被降溫除溼，成為低溫飽和空氣後流向散熱翅片組2；從第二進風口4進入的溼空氣經過第二配風板後均勻流向散熱翅片組2；來自第一進風通道內的低溫飽和空氣與來自第二進風通道內的溼空氣一起流向散熱翅片組2，並對散熱翅片組2降溫，最後再從出風口10排出，如此循環達到除溼的效果。

實施例2

參照圖5-7，本實施例是在實施例1基礎上進行的修改，與實施例1相比存在以下不同之處。

在本實施例中，吸熱翅片組7上的吸熱翅片成平行四邊形，本實用新型將吸熱翅片設計成平行四邊形是為了方便翅片上的冷凝水順利沿著吸熱翅片向下流。

在本實施例中，為了使得隔熱防護罩8緊貼吸熱翅片組7，隔熱防護罩平行於吸熱翅片的側面也呈與吸熱翅片尺寸相同的平行四邊形。

在本實施例中，吸熱翅片組帶熱防護結構的半導體制冷機的其他結構形式，均可參照實施例1中所述，此處不再贅述。

本技術領域的技術人員應理解，本實用新型可以以許多其他具體形式實現而不脫離本實用新型的精神或範圍。儘管已描述了本實用新型的實施例，應理解本實用新型不應限制為這些實施例，本技術領域的技術人員可如所附權利要求書界定的本實用新型精神和範圍之內作出變化和修改。