[发明专利]分立型半导体致冷器制冷系统

权利要求书

1.分立型半导体致冷器制冷系统，按照半导体致冷片Z通过直流电流产生的相对制热面ZS和制冷面ZL，划分成制冷系统D₁和制热系统D₂，即可根据实际应用环境条件，确定具体技术方案。在分立型半导体致冷器制冷系统里，我引入了一条创新技术方案：就是根据现在流行的冷饮水机、小型制冷盒、冷风扇的半导体致冷成熟技术基础，创新为：先制作出一个多功能液箱D，箱底紧密接触着一块致冷片Z的制热面ZS(或制冷面ZL)，再则利用管道G、导热液体S、电动液泵P、冷凝器M(或蒸发器ZL′)，构成液流高速循环系统，致冷片产生的热量(或冷量)传导入功能箱D的液体，即混合到整个液流系统。为说明方便，把一个多功能液箱D和一块半导体致冷片Z紧密接触的组件，称为一个单元型(单面或双面)半导体致冷器。这种方案，不仅能够使致冷片产生的热量或冷量合理分散，也利于使用大功率致冷器高效率制冷。再者，如果制热或制冷系统需要加深冷度和增加制冷量时，可以用单元——单元串联或并联方式实现。

该系统用液量少，功能箱容量小，而整个系统运行程序须为先使用内液体形成高速循环状态，才使致冷器运作；若液路不畅通，则致冷器自动关闭。因而，在系统设计上加有防护系统：自动控制液流循环系统和制冷系统的流通传感FH；防止致冷器过热现象的KSD温度开关。分立型半导体致冷器制冷系统所需要的功能箱D、膨胀盒V、导热液体S、蒸发器ZL′、冷凝器M、液泵、流通传感器FH的有关形式、尺寸及其它物理参量，均须根据系统制冷量和实用环境条件，具体确定实施方案。而提供出一些基本条件：液体管道加装一只膨胀盒V。膨胀盒的容液量可以按照制冷D₁或制热D₂系统所有液量的10-15％(a)设计。相关制热、制冷系统所需用的液泵功率，输出液量，蒸发器、冷凝器应统一设计。这里可以用一个经验公式参考：S_A/Q_A＝S_B/Q_B(a′)中S_A是多功能液箱D内存贮液量(已知量)；Q_A是致冷片制热(冷)量传导入存贮液的制热(冷)速率(已知量)；Q_B、S_B是设定的液泵输出液量和温度变化速率。实际用的液泵功率可以用一个经验公式参考：流量单位为升/秒、液泵杨程单位为米，考虑到适用水、成品防冻液的比热和浓度，则P_W＝(0.8m·L/S)/100(KW)(a″)，系统中所用的蒸发器、冷凝器的形式和几何尺寸，可以根据致冷器制热、制冷功率和液泵输出的液量计算。

2.依据权利1，以12706型致冷片为主，制作一套两级一个单元双面型致冷器串联制冷系统，其具体方案为：

用一块12706型半导体制冷片Z，规格为40×40×4mm，制作一对功能箱D₁、D₂，箱高度h₁＝h₂＝30mm，箱为宽正方形，边长a₁＝55mm。箱底厚度为5mm，具有储冷器功能。在箱底板内制成散热肋形，箱上留出输入输出口d₁、d₂，输入、输出液体流动方向与散热肋一致。制冷片Z两面上涂上导热硅膏，紧夹于功能箱D₁、D₂中央，就成为一个单元双面型半导体制冷器SFC的主结构。

两个单元制冷器串联，前一级SFC₁的输入、输出口联系着和液泵P，留管直径应为d₁＝d₂＝10mm，第二级SFC₂的输入、输出口直径与主管道直径相同。在制冷系统D₁主管道G及蒸发器ZL′直径均为6mm，在制热系统主管道G和冷凝器M中的接口直径均为10mm。