[发明专利]一种海上用的半导体综合散热系统及方法

说明书

本发明公开了一种海上用的半导体综合散热系统，将半导体制冷片贴在目标设备上，另一侧贴着散热冷头，半导体通电后两极产生温差，从而将热量传导到散热冷头中，散热冷头通过水管经一体式水泵与冷排相连，使散热冷头中的热量通过冷却液经一体式水泵进入散热冷排中。冷却液流经散热冷排上的散热片时，将热量释放到空气中，再由散热风扇将热空气吹走。冷却液在散热冷排中释放热量后，进入散热冷头中继续带走冷头中的热量，如此不断循环，持续为目标设备降温。本发明综合使用半导体散热、液体散热、气体散热等方式，具有制冷效果好、可靠性高、环境污染小、耐腐蚀性强、环境适应性强等优点，可以适应各种海上复杂工作环境。

技术领域

本发明属于计算机制造技术领域，具体涉及一种半导体综合散热系统及方法。

背景技术

机箱在许多工业领域，发挥着重要作用。但是，由于机箱内部散热困难，尤其是密闭式机箱容易在箱体内形成密闭高温环境，对箱体内部电器元件伤害很大。而随着全球气候变化，极端高温环境的出现也越来越频繁，工业设备尤其是海洋设备也面临着愈加恶劣的运行环境，如何高效地给机箱降温，保护内部电子器件很重要。

现有散热技术主要是利用水冷或风冷技术进行被动降温，被动降温会造成能源浪费、元器件过度损耗等问题。同时，在海上等复杂环境中工作的设备，出于对防水、防风、防腐蚀的需要，设备机箱多采取密闭式机箱，当机箱内部元器件工作时，内部高温的空气无法出来，这就造成水冷、风冷等现有冷却技术的冷却效率大大降低，很难有效将机箱内部的热量传导出来进行散热。在海上受强烈太阳辐射下的高温环境中工作的设备，所处环境中的温湿度高，现有的水冷、风冷技术达不到理想的冷却效果。

空调作为现有的一种主动式制冷系统，它的工作原理是将冷冻剂压缩成高压饱和气体(氨或氟里昂)，这种气态冷冻剂再经过冷凝器冷凝。通过节流装置节流之后，通入到蒸发器中，将所需要冷却的媒介冷却换热。空调压缩机是在空调制冷剂回路中起压缩驱动制冷剂的作用。压缩机把制冷剂从低压区抽取出来压缩后送到高压区冷却凝结，通过散热片散发出热量到空气中。空调在制冷运行时，低温低压的制冷剂气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的制冷剂气体，高温高压的制冷剂气体在室外换热器中放热变成中温高压的液体，中温高压的液体再经过节流部件降压后变成低温低压的液体，进入压缩机压缩，就这样一直循环。但是，这种制冷方式需要消耗大量的电能，在户外复杂环境中，存在取电不便、电压不稳等问题，如果散热设备耗电量过大会影响工作设备的正常供电。同时，该散热系统设备体积过大，占用大量空间，这会限制工作设备的安装位置和安装方式，造成安装困难、运输不便等问题。该散热系统还需要大量的元器件进行工作，这就造成成本过高、元器件损耗严重等问题。

半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制、可靠性要求高、无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的珀尔帖效应，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，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件、制冷效果好、可靠性高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种海上用的半导体综合散热系统，将半导体制冷片贴在目标设备上，另一侧贴着散热冷头，半导体通电后两极产生温差，从而将热量传导到散热冷头中，散热冷头通过水管经一体式水泵与冷排相连，使散热冷头中的热量通过冷却液经一体式水泵进入散热冷排中。冷却液流经散热冷排上的散热片时，将热量释放到空气中，再由散热风扇将热空气吹走。冷却液在散热冷排中释放热量后，进入散热冷头中继续带走冷头中的热量，如此不断循环，持续为目标设备降温。本发明综合使用半导体散热、液体散热、气体散热等方式，具有制冷效果好、可靠性高、环境污染小、耐腐蚀性强、环境适应性强等优点，可以适应各种海上复杂工作环境。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种海上用的半导体综合散热系统，包括半导体模块、水冷模块、气冷模块、控制模块和供电模块；