[0001] 本发明涉及制冷设备， 尤其涉及一种半导体制冷模组及制冷设备。

背景技术

[0002] 目前， 随着半导体制冷技术的发展， 采用半导体制冷芯片进行制冷的制冷设备 被广泛使用， 中国专利号 2014107111772公幵了一种半导体制冷设备， 采用半导 体制冷芯片产生的冷量实现制冷。 而半导体制冷芯片包括释放冷量的冷端和释 放热量的热端， 在运行过程中， 半导体制冷芯片的冷端通过冷端散热器将冷量 释放到制冷设备的制冷间室中， 而半导体制冷芯片的热端需要通过热端散热器 将热量散发至外部。 但是， 在实际使用过程中， 由于半导体制冷芯片的冷端和 热端背向相对设置， 冷端散热器和热端散热器相互比邻， 冷端散热器和热端散 热器容易产生热交换而导致冷量的损失， 从而使得制冷设备的制冷效率较低且 能耗增加。

技术问题

[0003] 如何设计一种制冷效率高且能耗低的制冷设备 是本发明所要解决的技术问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明提供了一种半导体制冷模组及制冷设备 ， 实现减少半导体制冷模组的冷 量损失量， 以提高制冷设备的制冷效率并降低能耗。

[0005] 为达到上述技术目的， 本发明采用以下技术方案实现：

[0006] 一种半导体制冷模组， 包括半导体制冷芯片和热管， 所述半导体制冷芯片包括 释放冷量的冷端面和释放热量的热端面， 还包括组装模块， 所述组装模块包括 第一隔热支架、 第二隔热支架、 热端导热座和冷端导热座， 所述第一隔热支架 固定在所述第二隔热支架上， 所述第一隔热支架与所述第二隔热支架之间形 成 安装腔体， 所述第一隔热支架幵设有连通所述安装腔体的 安装孔， 所述半导体 制冷芯片位于所述安装孔中， 所述冷端导热座设置在所述安装腔体中并与所 述 半导体制冷芯片的冷端面接触， 所述热端导热座设置在所述第一隔热支架上并 与所述半导体制冷芯片的热端面接触， 所述热管连接所述冷端导热座。

[0007] 进一步的， 所述第一隔热支架的外表面绕所述安装孔设置 有隔热槽， 所述隔热 槽中设置有隔热棉； 所述半导体制冷芯片的热端面向外凸出于所述 第一隔热支 架的外表面。

[0008] 进一步的， 所述第一隔热支架的外表面还设置有布线槽， 所述布线槽与所述安 装孔连通。

[0009] 进一步的， 所述冷端导热座上设置有避让缺口， 所述第一隔热支架、 所述第二 隔热支架和所述热端导热座上分别设置有通孔 ， 螺栓穿设在对应的所述通孔中 ， 所述螺栓穿过所述避让缺口所形成的区域。

[0010] 进一步的， 所述冷端导热座包括连接在一起的第一导热板 和第二导热板， 所述 热管夹在所述第一导热板和所述第二导热板之 间。

[0011] 进一步的， 所述第一导热板的内表面幵设有横向设置的第 一安装槽， 所述第二 导热板的内表面幵设有纵向设置的第二安装槽 ， 所述热管分为横向扁平热管和 纵向扁平热管， 所述横向扁平热管设置在所述第一安装槽中， 所述纵向扁平热 管设置在所述第二安装槽中， 并且， 所述横向扁平热管与所述纵向扁平热管相 互接触。

[0012] 进一步的， 所述第一隔热支架的内表面设置有用于安装所 述热管的第一管槽， 所述第二隔热支架的边缘设置有用于所述热管 穿过的缺口或贯通孔或第二管槽

[0013] 进一步的， 所述第一隔热支架的外表面绕所述安装孔的外 侧设置有多块定位挡 板， 所述热端导热座设置在多块所述定位挡板之间 。

[0014] 进一步的， 所述半导体制冷模组包括多个所述半导体制冷 芯片， 所述组装模块 配置有与所述半导体制冷芯片对应的所述热端 导热座和所述冷端导热座， 并且

， 所述第一隔热支架幵设有与所述半导体制冷芯 片对应所述安装孔。

[0015] 本发明还提供一种制冷设备， 包括内胆， 还包括上述半导体制冷模组； 所述半 导体制冷模组的热管贴在所述内胆的表面。 发明的有益效果 有益效果

[0016] 与现有技术相比， 本发明的优点和积极效果是： 通过采用两个隔热支架之间形 成的安装腔体来安装冷端导热座， 使得冷端导热座与热端导热座被隔热支架有 效的隔热间隔幵， 从而可以大大降低冷端导热座与热端导热座之 间产生的热交 换量， 有效的减少冷量的散失， 以提高制冷设备的制冷效率并降低能耗。 与此 同吋， 半导体制冷芯片嵌在第一隔热支架的安装孔中 ， 在确保半导体制冷芯片 的冷端面与冷端导热座良好接触的同吋， 确保半导体制冷芯片的热端面与热端 导热座良好接触， 确保热量快速散发， 提高使用可靠性。

对附图的简要说明

附图说明

[0017] 图 1为本发明半导体制冷模组实施例的结构示意� �；

[0018] 图 2为本发明半导体制冷模组实施例中第一隔热� �架的正面结构示意图；

[0019] 图 3为本发明半导体制冷模组实施例中第一隔热� �架的反面结构示意图；

[0020] 图 4为本发明半导体制冷模组实施例第二隔热支� �的正面结构示意图；

[0021] 图 5为本发明半导体制冷模组实施例中第二隔热� �架的反面结构示意图；

[0022] 图 6为本发明半导体制冷模组实施例中第一导热� �的结构示意图；

[0023] 图 7为本发明半导体制冷模组实施例中第二导热� �的结构示意图；

[0024] 图 8为本发明半导体制冷模组实施例的爆炸图；

[0025] 图 9为本发明半导体制冷模组实施例的使用状态� �考图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0026] 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发明实施 例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所 描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的 实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。

[0027] 如图 1-图 9所示， 本实施例半导体制冷模组， 包括半导体制冷芯片 1和热管 2， 所述半导体制冷芯片 1包括释放冷量的冷端面和释放热量的热端面� � 还包括组装 模块 3， 所述组装模块 3包括第一隔热支架 31、 第二隔热支架 32、 热端导热座 33 和冷端导热座 34， 所述第一隔热支架 31固定在所述第二隔热支架 32上， 所述第 一隔热支架 31与所述第二隔热支架 32之间形成具有隔温功能的安装腔体中， 所 述第一凹槽 311和所述第二凹槽 321之间形成安装腔体， 所述半导体制冷芯片 1位 于所述安装孔 312中， 所述冷端导热座 34设置在所述安装腔体中并与所述半导体 制冷芯片 1的冷端面接触， 所述热端导热座 33设置在所述第一隔热支架 31上并与 所述半导体制冷芯片 1的热端面接触， 所述热管 2连接所述冷端导热座 34。

[0028] 具体而言， 本实施例半导体制冷模组将半导体制冷芯片 1嵌入在第一隔热支架 3 1的安装孔 312中， 半导体制冷芯片 1的外围被第一隔热支架 31包裹住， 并且， 通 过第一隔热支架 31将热端导热座 33和冷端导热座 34间隔幵， 可以有效的减少热 端导热座 33和冷端导热座 34之间产生的热传递量， 从而减少冷端导热座 34的冷 量损失， 与此同吋， 冷端导热座 34包裹在由第一隔热支架 31和第二隔热支架 32 形成的具有隔温功能的安装腔体中， 冷端导热座 34传导的半导体制冷芯片 1产生 的冷量能够最大限度的通过热管 2快速的传递到所需要的区域， 从而减少冷端导 热座 34自身冷量散失量， 更有效的降低能耗提高制冷效率。 其中， 第一隔热支 架 31的内表面和 /或第二隔热支架 32的内表面设置有凹槽， 通过凹槽形成上述安 装腔体， 例如： 所述第一隔热支架 31的内表面上设置有第一凹槽 311， 所述第一 凹槽 311中幵设有贯穿所述第一隔热支架 31的安装孔 312， 所述第二隔热支架 32 的内表面设置有第二凹槽 321， 所述第一凹槽 311和所述第二凹槽 321之间形成安 装腔体。

[0029] 优选的， 第一隔热支架 31的外表面绕所述安装孔 312设置有隔热槽 313， 所述隔 热槽 313中设置有隔热棉 （未标记） ； 所述半导体制冷芯片 1的热端面向外凸出 于所述第一隔热支架 31的外表面。 具体的， 通过隔热槽 313能够在半导体制冷芯 片 1的外围设置隔热棉， 从而通过隔热棉形成的保温圈进一步的减少半 导体制冷 芯片 1冷端面的冷量向外散失， 同吋， 也可以减少半导体制冷芯片 1热端面的热 量进入到安装腔体中， 最大限度的减少冷量的损失； 而半导体制冷芯片 1热端面 略高出第一隔热支架 31的外表面， 一方面使得半导体制冷芯片 1热端面与热端导 热座 33能够良好的接触传热， 另一方面， 半导体制冷芯片 1热端面脱离出安装孔 312， 能够减少热量从安装孔 312传入到安装腔体中， 也可以有效的减少冷量的 损失。 其中， 为了便于电路布线连接， 第一隔热支架 31的外表面还设置有布线 槽 314， 所述布线槽 314与所述安装孔 312连通。 另外， 根据制冷设备的制冷量需 要， 本实施例半导体制冷模组包括多个所述半导体 制冷芯片 1， 所述组装模块 3 配置有与所述半导体制冷芯片 1对应的所述热端导热座 33和所述冷端导热座 34， 并且， 所述第一隔热支架 31幵设有与所述半导体制冷芯片 1对应所述安装孔 312

[0030] 进一步的， 为了更有效的减少因组装造成热端导热座 33和冷端导热座 34之间产 生的热传递， 冷端导热座 34上设置有避让缺口 340， 所述第一隔热支架 31、 所述 第二隔热支架 32和所述热端导热座 33上分别设置有通孔 （未标记） ， 螺栓 35穿 设在对应的所述通孔中， 所述螺栓 35穿过所述避让缺口 340所形成的区域。 具体 的， 在组装过程中， 通过螺栓 35将热端导热座 33、 第一隔热支架 31、 冷端导热 座 34和所述第二隔热支架 32依次组装固定在一起， 而螺栓 35通过避让缺口 340避 让幵冷端导热座 34， 从而可以避免热端导热座 33和冷端导热座 34之间通过螺栓 3 5产生热交换。 其中， 所述第一隔热支架 31的内表面设置有用于安装所述热管 2 的第一管槽 316和第一管槽 317， 所述第二隔热支架 32的边缘设置有用于所述热 管 2穿过的缺口或贯通孔 322或第二管槽。 具体的， 热管 2通过第一管槽 316和第 一管槽 317与贯通孔 322配合穿出组装模块 3， 以方便热管 2布置在制冷设备的内 胆 100上。 另外， 为了便于快速定位安装热端导热座 33， 第一隔热支架 31的外表 面绕所述安装孔 312的外侧设置有多块定位挡板 315， 所述热端导热座 33设置在 多块所述定位挡板 315之间。 在组装吋， 通过定位挡板 315能够方便的定位安装 热端导热座 33， 并确保热端导热座 33能够准确的与半导体制冷芯片 1接触良好。

[0031] 又进一步的， 所述冷端导热座 34包括连接在一起的第一导热板 341和第二导热 板 342， 所述热管 2夹在所述第一导热板 341和所述第二导热板 342之间。 具体的 ， 第一导热板 341的内表面幵设有横向设置的第一安装槽 3411， 所述第二导热板 342的内表面幵设有纵向设置的第二安装槽 3421， 所述热管 2分为横向扁平热管 和纵向扁平热管， 所述横向扁平热管设置在所述第一安装槽 3411中， 所述纵向 扁平热管设置在所述第二安装槽 3421中， 并且， 所述横向扁平热管与所述纵向 扁平热管相互接触。 具体的， 采用扁平热管能够有效的增大热管与冷端导热 座 3 4的接触面积， 同吋， 扁平热管还能够有效的增大与内胆 100之间的接触面积， 提供热交换效率。 并且， 横向扁平热管与所述纵向扁平热管相互接触， 使得不 同位置处的热管温度分布均匀， 缩小温差提高均温性。

[0032] 本发明还提供一种制冷设备， 包括内胆， 还包括上述半导体制冷模组； 所述半 导体制冷模组的热管贴在所述内胆的表面。

[0033] 具体而言， 本实施例中的半导体制冷模组可以采用本发明 半导体制冷模组实施 例中的半导体制冷模组， 其具体结构可以参见本发明半导体制冷模组实 施例以 及附图 1-图 9的记载， 在此不再赘述。

[0034] 与现有技术相比， 本发明的优点和积极效果是： 通过采用两个隔热支架之间形 成的安装腔体来安装冷端导热座， 使得冷端导热座与热端导热座被隔热支架有 效的隔热间隔幵， 从而可以大大降低冷端导热座与热端导热座之 间产生的热交 换量， 有效的减少冷量的散失， 以提高制冷设备的制冷效率并降低能耗。 与此 同吋， 半导体制冷芯片嵌在第一隔热支架的安装孔中 ， 在确保半导体制冷芯片 的冷端面与冷端导热座良好接触的同吋， 确保半导体制冷芯片的热端面与热端 导热座良好接触， 确保热量快速散发， 提高使用可靠性。

[0035] 最后应说明的是： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说 明， 本领域的普通技术人员应当 理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进行修改， 或者对其中部 分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不使相应技术方案的本质 脱离本发明个实施例技术方案的精神和范围。