[发明专利]一种半导体热管制冷系统及其制冷方法

权利要求书

1.一种半导体热管制冷系统，其特征在于，包括第一热管系统、第二热管系统、半导体制冷系统、控制器和温度传感器；

第一热管系统包括第一热管蒸发端换热器(1)、蒸发风机(2)、第一热管冷凝端换热器(3)；蒸发风机设置在第一热管蒸发端换热器处；

第二热管系统包括第二热管蒸发端换热器(6)、第二热管冷凝端换热器(4)、冷凝风机(5)；冷凝风机设置在第二热管冷凝端换热器处；

半导体制冷系统包括半导体冷端(7)、P型半导体元件、N型半导体元件、半导体热端(8)；

第一热管冷凝端换热器与半导体冷端连接，第二热管蒸发端换热器与半导体热端连接；

半导体热管制冷系统还包括4个三通阀：第一阀门(9)、第二阀门(10)、第三阀门(11)和第四阀门(12)；

第三阀门(11)的三个端口分别接第二热管冷凝端换热器的出口端、第二热管蒸发端换热器的入口端和第四阀门的第一端口；

第四阀门(12)的第二端口和第三端口分别接第一热管冷凝端换热器的出口端和第一热管蒸发端换热器的入口端；

第二阀门(10)的三个端口分别接第二热管冷凝端换热器的入口端、第二热管蒸发端换热器的出口端和第一阀门(9)的第一端口；

第一阀门(9)的第二端口和第三端口分别接第一热管冷凝端换热器的入口端和第一热管蒸发端换热器的出口端；

温度传感器用于检测第一热管蒸发端换热器和第二热管冷凝端换热器的环境温度；

温度传感器与控制器相连；4个三通阀均受控于控制器。

2.根据权利要求1所述的半导体热管制冷系统，其特征在于，P型半导体元件和N型半导体元件位于半导体冷端(7)和半导体热端(8)之间。

3.根据权利要求1所述的半导体热管制冷系统，其特征在于，所述的蒸发风机、冷凝风机为轴流风机、灌流风机或离心风机。

4.根据权利要求1-3任一项所述的半导体热管制冷系统，其特征在于，当第一热管蒸发端换热器和第二热管冷凝端换热器的环境温度差大于T，则由控制器控制半导体热管制冷系统工作在工况1；否则由控制器控制半导体热管制冷系统工作在工况2：

(1)工况1：

第一热管蒸发端换热器(1)和第二热管冷凝端换热器(4)通过4个三通阀连成制冷通路；第一热管冷凝端换热器(3)和第二热管蒸发端换热器(6)不在制冷通路内；半导体制冷系统不工作；

(2)工况2：

第一热管蒸发端换热器(1)和第一热管冷凝端换热器(3)相连通形成第一制冷通路；

第二热管蒸发端换热器(6)和第二热管冷凝端换热器(4)相连通形成第二制冷通路；

第二热管蒸发端换热器(6)与半导体热端(8)换热；第一热管冷凝端换热器(3)与半导体冷端(7)换热；

T为8-12℃中的某一个值。

5.根据权利要求4所述的半导体热管制冷系统，其特征在于，T为10℃。

6.一种半导体热管制冷方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项述的半导体热管制冷系统，其特征在于，当第一热管蒸发端换热器和第二热管冷凝端换热器的环境温度差大于T，则由控制器控制半导体热管制冷系统工作在工况1；否则由控制器控制半导体热管制冷系统工作在工况2：

(1)工况1：

第一热管蒸发端换热器(1)和第二热管冷凝端换热器(4)通过4个三通阀连成制冷通路；第一热管冷凝端换热器(3)和第二热管蒸发端换热器(6)不在该制冷通路内；半导体制冷系统不工作；

(2)工况2：

第一热管蒸发端换热器(1)和第一热管冷凝端换热器(3)相连通形成第一制冷通路；

第二热管蒸发端换热器(6)和第二热管冷凝端换热器(4)相连通形成第二制冷通路；

第二热管蒸发端换热器(6)与半导体热端(8)换热；第一热管冷凝端换热器(3)与半导体冷端(7)换热；

T为8-12℃中的某一个值。

7.根据权利要求6所述的半导体热管制冷方法，其特征在于，T为10℃。