[发明专利]调温式半导体饮用液体制冷系统和制冷设备

说明书

本发明公开了一种调温式半导体饮用液体制冷系统和制冷设备，所述制冷系统包括半导体制冷芯片、热端散热器、液冷换热单元、泵送装置、存储容器、温度传感器和温度控制模块；所述液冷换热单元、存储容器和泵送装置液路连接为闭环的循环液路系统，所述温度传感器设置于所述存储容器中或者该存储容器的出液液路上；所述温度控制模块与所述温度传感器、热端散热器和半导体制冷芯片电连接，其中，所述半导体制冷芯片的热端与所述热端散热器接触，且冷端与所述液冷换热单元接触；所述液冷换热单元包括换热器进口和换热腔，所述换热器进口与所述换热腔的通流截面积比为1:10‑150。该系统换热充分，制冷效率高，控温准确，该设备体积小，水温可调节，使用方便。

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体地涉及一种调温式半导体饮用液体制冷系统。此外，本发明还涉及一种制冷设备。

背景技术

制冷是指将物体温度降低到或维持在自然环境温度以下的过程，目前常用的制冷方法有以电能驱动压缩机，利用氨、氟等制冷剂实现制冷循环的压缩式制冷机制冷和以N型半导体材料和P型半导体材料的珀尔帖效应实现制冷过程的半导体制冷芯片制冷。压缩式制冷机的优点是功率大，制冷效率高。缺点是结构复杂，占用体积大，存在运动部件，容易损坏，噪音大。半导体制冷芯片的优点是无运动部件，稳定性高，结构简单，体积小，无噪音。缺点是单件功率较小，制冷效率受半导体制冷芯片冷热两端的温差影响。

现有的半导体制冷设备多采用半导体制冷芯片的冷面与金属存储容器相接触的方法实现水的降温，也有以与半导体制冷芯片的冷面相接触的换热片浸泡在水中的方法实现水的制冷，但是这种方法主要依靠水的自然对流来实现热量在存储容器中的传导，存储容器中不同部位的水的温差较大，无法实现对水温的精确检测和控制。1993年3月公开的一种便携式半导体自循环冷饮机，其利用半导体制冷器冷面散热器伸入冷室与冷室中的水进行热交换，再通过冷泵实现储水箱与冷室之间和储水箱内部的水循环。但其冷室容量较大，冷室与储水箱之间的通道小，通道与冷室的通流截面积比过小，能够通过通道进入储水箱的低温水过少，导致冷室与储水箱之间换热不充分，冷室内部以及冷室与储水箱之间的温差较大，影响制冷效率。

长期以来，半导体制冷器件换热不充分、制冷效率差的问题并没有得到解决，直接影响了半导体制冷技术的应用。而换热通道与冷室之间的通流截面积比对换热效果的影响也一直没有受到重视。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的半导体制冷设备的冷端换热不充分、存储容器温差大、控温不准确的问题，提供一种调温式半导体饮用液体制冷系统，该系统具有半导体制冷芯片冷端换热效果好，存储容器内饮用液体温度均匀，控温准确的优点。

为了实现上述目的，本发明提供一种调温式半导体饮用液体制冷系统，包括半导体制冷芯片、热端散热器、液冷换热单元、泵送装置、存储容器、温度传感器和温度控制模块；所述液冷换热单元、所述存储容器和所述泵送装置液路连接为闭环的循环液路系统，所述温度传感器设置于所述存储容器中或者设置在该存储容器直接连接的出液液路上；所述温度控制模块与所述温度传感器、所述热端散热器和所述半导体制冷芯片电连接，其中，所述半导体制冷芯片的热端与所述热端散热器接触，且冷端与所述液冷换热单元接触；所述液冷换热单元包括换热器进口和换热腔，所述换热器进口与所述换热腔的通流截面积比为1:10-150。

优选地，所述换热器进口与所述换热腔的通流截面积比为1:30-50。该优选比例的通流截面积比，液流的均匀性和液体的换热时间俱佳，换热效果更好。

优选地，所述循环液路系统形成的饮用液体运动轨迹能够引导饮用液体的热对流运动，且所述饮用液体能够在所述运动轨迹的局部区域形成局部紊流。在该优选方案中，饮用液体的热对流运动和换热部位的局部紊流有助于饮用液体的热交换，能够提高饮用液体内的换热效果，以及所述液冷换热单元的换热效果。