[实用新型]微型制冷器有效
申请号: | 201320028572.1 | 申请日: | 2013-01-18 |
公开(公告)号: | CN203068865U | 公开(公告)日: | 2013-07-17 |
发明(设计)人: | 杨同青;王瑾菲 | 申请(专利权)人: | 同济大学 |
主分类号: | F25B21/00 | 分类号: | F25B21/00 |
代理公司: | 上海光华专利事务所 31219 | 代理人: | 余明伟 |
地址: | 200092 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 微型 制冷 | ||
技术领域
本实用新型涉及一种制冷器,特别是涉及一种微型制冷器。
背景技术
致冷技术包括气体压缩致冷,半导体致冷等。
压缩致冷是技术比较成熟、应用广泛的致冷技术。它是用压缩致冷机对致冷剂进行压缩的一种致冷系统,将从蒸发器来的低压蒸汽进行压缩,变成高温、高压蒸汽后进入冷凝器,受到水或空气的冷却而凝结成高压液体,再经过节流机构后变成低压液体,液体蒸发使温度相应下降,于是在蒸发器中吸收热量,使被冷却介质温度降低。制冷剂由液态变为气态,重返压缩机,再进行下一个循环。但是压缩制冷都需要利用致冷剂,这类致冷剂统称为氟利昂。由于氟利昂被大量使用,使臭氧层受到破坏,导致近年来南极上空的臭氧空洞不断扩大,因此对氟利昂致冷剂进行替代、或寻找新型制冷技术势在必行。
半导体致冷利用特种半导体材料构成的P-N结,形成热电偶对,产生珀尔帖效应,即通过直流电致冷的一种新型致冷方法。与压缩式致冷机相比,半导体致冷是一种固态致冷技术,具有诸多优点,但是受制于半导体材料致冷系数不高、材料制取工艺和相关技术的限制,半导体致冷效率较低,大功率热电致冷器难以推广,并且在大致冷量的情况下,半导体致冷器的致冷效率比机械压缩式冷冻机低。因此,半导体致冷器只能用作小功率致冷器;且其电源只能使用直流电源。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种微型制冷器,用于解决现有技术中难以环保、高效且不受电源种类限制地实现制冷的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本实用新型提供一种微型制冷器,所述微型制冷器至少包括:在电场作用下对热量进行吸收或释放的制冷介质层;所述制冷介质层具有热量吸收端和与所述热量吸收端相对的热量释放端;用于释放热量的散热器;与所述制冷介质层的热量吸收端连接,供由某一需制冷设备对所述制冷介质层进行单向热量传递的第一热开关;位于所述制冷介质层的热量释放端和所述散热器之间,供由所述制冷介质层对所述散热器进行单向热量传递的第二热开关;覆盖于所述制冷介质层、所述第一热开关、所述第二热开关的周侧外表面的热隔离层。
优选地,所述制冷介质层包括在电场作用下发生极化态变化和熵变,从而对热量进行吸收或释放的制冷介质材料。
优选地,所述散热器采用液体冷却。
优选地,所述制冷介质层的结构为块体结构或多层膜结构。
优选地,所述块体结构为矩形柱体或圆柱体,高度不小于80μm。所述多层膜结构为多层形状相同的膜堆叠而成的矩形柱体或圆柱体,单层膜的厚度不小于10μm,堆叠而成的柱体的高度不小于20μm。
优选地,所述第一热开关和所述第二热开关的开启或关闭由电场控制。
优选地,所述制冷介质层和所述第一热开关之间涂有用于密封的导热硅脂。所述制冷介质层和所述第二热开关之间涂有用于密封的导热硅脂。所述热隔离层分别与所述制冷介质层、所述第一热开关、以及所述第二热开关之间涂有用于密封的导热硅脂。
优选地,所述第一热开关和所述需制冷设备之间涂有导热硅脂。
在电场的作用下,所述第一热开关关闭,所述第二热开关开启,所述制冷介质层温度升高,释放热量。所述第一热开关隔绝了所述制冷介质层向所述需制冷设备传递的热量。所述制冷介质层释放的热量通过所述第二热开关向所述散热器传递。
撤去施加的电场后,所述第一热开关开启,所述第二热开关关闭,所述制冷介质层温度降低,吸收热量。所述第二热开关隔绝了所述散热器向所述制冷介质层传递的热量。所述需制冷设备释放的热量通过所述第一热开关向所述制冷介质层传递。
如上所述,本实用新型微型制冷器,具有以下有益效果:在电场作用下制冷介质材料的极化态和熵发生变化,从而实现对热量的快速吸收或释放,这是一种新物理效应,利用此效应配合热开关材料的设计,实现热量从需制冷设备到制冷介质层再到散热器的单向流通。本实用新型微型制冷器具有易控制,调节方便,响应时间快、尺寸小、无环境污染、易实现等优点。制冷介质层还具有成本低的优点。本实用新型微型制冷器可用于CPU等电子产品的制冷,在日常生活中有着很大的发展空间和需求。
附图说明
图1显示为本实用新型微型制冷器的结构示意图。
图2显示为本实用新型微型制冷器第二实施例的结构示意图。
元件标号说明
11 制冷介质层
12 第一热开关
13 第二热开关
14 热隔离层
15 散热器
具体实施方式
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