[发明专利]换热装置及具有该换热装置的半导体制冷设备

说明书

技术领域

本发明涉及换热技术，特别是涉及一种换热装置及具有该换热装置的半导体制冷设备。

背景技术

近年来，半导体制冷设备由于其优越的性能而被广泛应用，例如半导体制冷冰箱、半导体制冷冰柜等。半导体制冷设备利用半导体制冷片的自动变压变流控制技术实现制冷，同时通过热管及传导技术实现散热，无需制冷工质和机械运动部件。因此，半导体制冷设备在应用过程中没有工质污染和机械振动等传统机械制冷设备在应用上的一系列问题。

然而，半导体制冷片的冷端产生冷量的同时，其热端会产生大量的热量。半导体制冷片热端的热量为其冷端制冷量和电功率的总和。同时，由于半导体制冷片的热端面积很小，导致热流密度很大。比如，常用的TEC1-12708的尺寸为50*50mm，其最大热功率＝电功率(12V*8A)+69W＝165W；考虑到环境温度高时的恶劣条件，需要保证散热器的散热能力至少其最大热功率的1.2～1.5倍，约198～247.5W。由于半导体制冷片热端产生了大量的热量，为保证半导体制冷片可靠持续地进行工作，需要及时对热端进行散热。

现有技术中针对半导体制冷片的热端散热一般通过设置风机对散热翅片进行强制对流散热的方案，以提高换热效率。但是现有技术的缺陷在于散热翅片本身体积较大，另外还需在散热翅片的一侧设置轴流风机，以向相邻两个翅片之间的间隙吹送气流，或从相邻两个翅片之间的间隙吸入气流。这种热交换器的体积比较大，需要安装空间大，不适合在较小的空间内安装。此外，半导体制冷片的热端散热通常是通过增加风机的转速和功率来达到散热的目的，散热效率差且噪音大能耗高。

并且，现有技术无法有效解决热流密度高的半导体制冷片的散热问题，从而无法保证半导体制冷能力。例如，常规的半导体制冷冰箱的容积一般小于等于50L，在环境温度为32℃时，冰箱内温度只能下拉到12℃，无法实现更低温度，导致无法实现大容积(容积大于50L)的半导体制冷冰箱。

发明内容

本发明第一方面的一个目的旨在克服现有换热装置的至少一个缺陷，提供一种换热效率高的换热装置。

本发明第一方面的一个进一步的目的是要提高换热装置换热的均匀性。

本发明第二方面的一个目的是提供一种具有换热装置的半导体制冷设备。

根据本发明的第一方面，提供了一种换热装置，包括：

至少一个传热基板，每个所述传热基板均具有与热源热连接的换热面，以从相应的热源接收热量；

至少一根第一热管，所述第一热管具有与一个所述传热基板热连接的连接区段和由所述连接区段的一端朝所述传热基板的横向一侧延伸的散热区段；

第一散热翅片组，其包括竖向延伸、且沿横向间隔设置的多个第一散热翅片，所述第一散热翅片组设置在所述第一热管的散热区段上，以散发从所述连接区段向所述散热区段传送的热量；以及

风机，设置在所述至少一个传热基板和/或所述第一散热翅片组的上方或下方，配置成驱使气流在任意两个相邻的第一散热翅片之间的间隙中沿竖向流动。

可选地，所述第一散热翅片组分为上部翅片组和下部翅片组，其中所述上部翅片组中任意两个相邻的第一散热翅片之间的横向间距小于所述下部翅片组中任意两个相邻的第一散热翅片之间的横向间距；

所述风机配置成驱使气流从所述第一散热翅片组的下端在任意两个相邻的第一散热翅片之间的间隙中沿竖向向上流动。

可选地，所述换热装置还包括：

至少一根第二热管，所述第二热管具有与一个所述传热基板热连接的连接区段和由所述连接区段的一端朝所述传热基板的横向另一侧延伸的散热区段；和

第二散热翅片组，其包括竖向延伸、且沿横向间隔设置的多个第二散热翅片，所述第二散热翅片组设置在所述第二热管的散热区段上，以散发从所述连接区段向所述散热区段传送的热量，其中

所述风机设置在所述至少一个传热基板的下方，配置成同时驱使气流自所述第一散热翅片组和所述第二散热翅片组的下端在任意两个相邻的散热翅片之间的间隙中沿竖向向上流动。

可选地，所述第二散热翅片组也分为上部翅片组和下部翅片组，其中所述第二散热翅片组的上部翅片组中任意两个相邻的第二散热翅片之间的横向间距小于其下部翅片组中任意两个相邻的第二散热翅片之间的横向间距。

可选地，所述传热基板的数量为两个，两个所述传热基板在所述第一散热翅片组和所述第二散热翅片组之间沿竖向间隔设置；且

与每个所述传热基板热连接的所述第一热管和所述第二热管的数量均为多个。