[发明专利]半导体制冷冷冻柜及其控制方法

说明书

本发明提出一种半导体制冷冷冻柜及其控制方法，其包括柜体以及设置于柜体上的制冷机构，制冷机构包括：双级半导体制冷元件组，安装于柜体的箱壁中；冷端散热器，与双级半导体制冷元件组的冷端连接，冷端散热器位于柜体内；冷却风扇，安装于柜体内且其靠近冷端散热器设置用以实现冷量扩散；单级半导体制冷元件组，设置于柜体的外侧；至少一根柔性热管，其两端的冷凝段与蒸发段分别连接于单级半导体制冷元件组的冷端和双级半导体制冷元件组的热端；热端散热器，与单级半导体制冷元件组的热端连接，其包括U型翅式热管；两个散热风扇，对称设置于U型翅式热管的内侧。本发明结构简单、控制方便，提高了制冷效率，能够满足更低的温度要求。

技术领域

本发明属于冷柜制冷技术领域，尤其涉及一种半导体制冷冷冻柜及其控制方法。

背景技术

半导体制冷作为一种固态制冷方法，其是利用半导体材料的帕尔贴效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，通过在其冷端表面的吸热作用，就可以实现在一定空间的制冷。由于它不需要使用压缩机与影响环境的制冷剂，因此具有环保、结构简单等优势，在电子冷却、小型冷藏柜、酒柜、饮品柜以及冰箱中获得应用。然而，相比于蒸气压缩制冷，半导体制冷效率低是它的主要缺点，特别是获取更低制冷温度时，提高其制冷效率是其应用的关键。

现有的半导体制冷冷柜等多集中于冷藏产品(柜内温度高于0℃)，其制冷结构主要是基于采用单级半导体制冷元件，其制冷量、制冷温度不能满足更低的制冷温度需求，严重制约了半导体制冷应用发展。为了实现半导体制冷冷冻柜产品(柜内温度达到-18℃及以下)的发展，采用双级或多级半导体制冷元件是主要的技术路线。然而，采用双级半导体制冷元件仍存在制冷能力及效率偏低的问题，且传统的多级半导体制冷元件虽然在一定程度上解决制冷能力以及制冷效率低的问题，但其采用的整体堆叠方式存在体积偏大的缺点，不适合于小型冷冻柜柜体的配置。

发明内容

本发明针对上述的技术问题，提出一种半导体制冷冷冻柜及其控制方法，该半导体制冷冷冻柜结构简单、使用方便，利用柔性热管实现双级、单级半导体制冷元件组串联制冷，容易实现-18℃的制冷温度要求，提高了制冷效率以及制冷量；柔性软管的设置使得制冷机构的布置更加灵活。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种半导体制冷冷冻柜，其包括柜体以及设置于柜体上的制冷机构，所述制冷机构包括：

双级半导体制冷元件组，安装于所述柜体的箱壁中；

冷端散热器，与所述双级半导体制冷元件组的冷端连接，所述冷端散热器位于所述柜体内；

冷却风扇，安装于所述柜体内且其靠近冷端散热器设置用以实现冷量扩散；

单级半导体制冷元件组，设置于所述柜体的外侧；

至少一根柔性热管，其两端的冷凝段与蒸发段分别连接于单级半导体制冷元件组的冷端和所述双级半导体制冷元件组的热端；

热端散热器，与单级半导体制冷元件组的热端连接，其包括U型翅式热管；

两个散热风扇，对称设置于所述U型翅式热管的内侧用以使得外部的空气流向U型翅式热管。

本技术方案提供的半导体制冷冷冻柜，利用柔性热管将双级半导体制冷元件组的热端的热量传递至单级半导体制冷元件组的冷端，使得两者之间处于热串联状态，即串联制冷，容易实现-18℃的制冷温度要求，提高了半导体制冷冷冻柜的制冷效率以及制冷量；同时柔性软管利用自身可弯曲变形的特点可实现制冷机构的灵活布置，方便在柜体上灵活安装。

本申请其他一些实施例中，半导体制冷冷冻柜还包括：

第一导热块，与所述单级半导体制冷元件组的冷端贴合连接，所述柔性热管的冷凝段设置在所述第一导热块内；