[发明专利]具有热超导半导体制冷系统的密封机柜

说明书

技术领域

本发明涉及一种密封机柜，特别是涉及一种具有热超导半导体制冷系统的密封机柜。

背景技术

半导体制冷又称电子制冷，或者温差电制冷，它利用特种半导体材料产生珀尔帖效应， 即通过半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应并称为电制冷的一种新型 制冷方法，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。

作为传统制冷技术的变革，热电制冷器开始越来越多地出现在各种应用场合。在很多特 定情况下，热电制冷器比传统制冷系统更优越，广泛应用于电子产品的冷却系统，比如针对 电池机柜，带走多余的热量，保持在较佳的温度条件下来增加的电池使用寿命。

半导体制冷系统通常由半导体制冷芯片组，以及冷端散热器和热端散热器组成。工作时， 半导体制冷芯片组的冷端产生的冷量通过冷端散热器和风扇送入需制冷或带走热量维持低温 环境的机柜系统内。热端产生热量通过热端散热器和风扇散发到周围环境中或需要加热的系 统中。传统的散热器通常是铝挤型实体金属散热器，由于受金属材料导热系数小的限制，往 往需要分散布置半导体制冷芯片，导致散热器的体积较大、重量重、散热效果差，且易因散 热不良而导致半导体制冷芯片的制冷能力降低，可靠性下降、寿命缩短、影响和限制了半导 体制冷系统的应用与发展。

热超导传热技术，包括在密闭的相互连通的微槽道系统内充装工作介质，通过工作介质 的蒸发与冷凝相变实现热超导传热的热管技术；或通过控制密闭体系中工作介质微结构状态， 即在传热过程中，液态介质的沸腾(或气态介质的冷凝)被抑制，并在此基础上达到工质微 结构的一致性，而实现高效传热的相变抑制(PCI)传热技术。由于热超导技术的快速导热特 性，可实现整个热超导板的均温。

本发明就是利用高效传热的热超导板作为散热器的散热翅片组，实现大幅减小散热器的 体积与重量，提高散热器的散热能力和效率，最终提高半导体制冷系统的效率与可靠性的目 的，而发明的一种具有热超导半导体制冷系统的密封机柜。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有热超导半导体制冷系统 的密封机柜，用于解决现有技术中由于传统的散热器通常是铝挤型实体金属散热器，受金属 材料导热系数小的限制，往往需要分散布置半导体制冷芯片，导致散热器的体积较大、重量 重、散热效果差，且易因散热不良而导致半导体制冷芯片的制冷能力降低，可靠性下降、寿 命缩短、影响和限制了半导体制冷空调的应用与发展的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种具有热超导半导体制冷系统的密封机 柜，所述具有热超导半导体制冷系统的密封机柜包括：热超导半导体制冷系统及密封机柜； 其中，

所述热超导半导体制冷系统包括冷端散热器、热端散热器及半导体制冷芯片组；所述冷 端散热器位于所述密封机柜内部，所述热端散热器位于所述密封机柜外部，所述半导体制冷 芯片组位于所述冷端散热器及所述热端散热器之间，且与所述冷端散热器及所述热端散热器 的表面相接触。

作为本发明的具有热超导半导体制冷系统的密封机柜的一种优选方案，所述热超导半导 体制冷系统还包括风道及风机；所述风道位于所述冷端散热器及所述热端散热器的外围，所 述风机位于所述风道内部一侧。

作为本发明的具有热超导半导体制冷系统的密封机柜的一种优选方案，所述冷端散热器 包括第一散热器基板及多个平行分布的第一热超导散热翅片，所述第一散热器基板包括相对 的第一表面及第二表面，所述第一散热器基板的第一表面设有所述半导体制冷芯片组安装区 域，所述第一热超导散热翅片的侧边垂直固定于所述第一散热器基板的第二表面；

所述热端散热器包括第二散热器基板及多个平行分布的第二热超导散热翅片，所述第二 散热器基板包括相对的第一表面及第二表面，所述第二散热器基板的第一表面设有所述半导 体制冷芯片组安装区域，所述第二热超导散热翅片的侧边垂直固定于所述第二散热器基板的 第二表面；

所述半导体制冷芯片组固定于所述第一散热器基板及所述第二散热器基板的第一表面。

作为本发明的具有热超导半导体制冷系统的密封机柜的一种优选方案，所述第一散热器 基板及所述第二散热器基板表面所述半导体制冷芯片组安装区域的外围设有螺孔，所述冷端 散热器、所述热端散热器及所述半导体制冷芯片组通过所述螺孔组合在一起。