[实用新型]高效电子致冷器

说明书

本实用新型涉及一种高效率电子致冷器，可用于制造大容量、大产冷量的电子致冷设备，适合在60～300升电子冰箱及车辆、家庭中空调等设备中应用。

现有的电子致冷器中，电子致冷电堆热端的散热主要是靠散热器翅片扩散面经强制风冷或水冷，也就是主要靠热传导和对流换热这两种传热形式传输热量，再加上换热面积有限，使现有的电子致冷器制冷效率低，制冷量小，只适合在小容积制冷设备中应用。

本实用新型的目的在于，将蒸发－－冷凝这一最强的传热形式运用于电子致冷器的制冷散热系统中，从而提供一种致冷效率高，制冷量大，结构紧凑的适合在大容积，大产冷量制冷设备中应用的电子致冷器。

本实用新型的技术解决方案是：由散热系统、电子致冷电堆、吸热蓄冷器组成的一种电子致冷器，其主要特征是散热系统由蒸发器1和冷凝器21组成。蒸发器1为密闭容器，其底部与电子致冷电堆15的热端固定连接，从其顶部引出蒸气输送管7与冷凝器21的进口22连接，从其侧下部引出冷凝液回流管13与冷凝器21的出口23连接，使蒸发器1和冷凝器21形成连通密闭系统，系统内部抽真空并灌注低沸点液体工质5。

本实用新型的技术解决方案还有：吸热蓄冷器16为真空密闭容器，其顶部与电子致冷电堆15的冷端固定连接，内部灌注低凝固点的液体工质17。

电子致冷电堆15的热端面和蒸发器1的底部分别焊接或粘接在一块双面金属化陶瓷板14的两面，电子致冷电堆15的冷端面和吸热蓄冷器16的顶部分别焊接或者粘接在另一块双面金属化陶瓷板14的两面，使蒸发器1、电子致冷电堆15、吸热蓄冷器16连接成一个整体。

蒸发器1的内侧壁上加工有若干竖直槽道2，并加焊有金属板阻尼衬套3。

本实用新型工作时，随着电子致冷电堆15的热端温度上升，蒸发器1的内的工质5被加热，在负压下迅速蒸发并在蒸气压差驱动下上升，经过蒸气输送管7到达冷凝器21冷凝，放出潜热，冷凝液在蒸气压力作用下经冷凝液回流管13回到蒸发器1，有少量蒸气在蒸发器的侧壁和金属板阻尼衬套上冷凝，放出潜热，冷凝液回流蒸发器底部。如此循环往复，将热量通过工质的蒸发－－冷凝过程向外散去。同样，随着电子致冷电堆15的冷端温度下降，吸热蓄冷器16内的工质蒸气在其顶部壁面冷凝，放出潜热，冷凝液靠重力回到底部，由于蒸气冷凝，使吸热蓄冷器16内的饱和蒸气压下降促使工质17蒸发，如此蒸发－－冷凝过程中。将吸热蓄冷器16底部的热量，即冷室的热量输送到电子致冷器的冷端。

下列附图描述了本实用新型的一个实施例，下面将结合附图对本实用新型给予详细说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为蒸发器的横剖面图。

图3为冷凝器的示意图。

图1中蒸发器1为密闭容器，其内壁四周加工有竖直槽道2，并加焊一层同样材质的阻尼衬套3，其外面加有翅片4。从蒸发器1的顶部引出蒸气输送管7与如图3所示的管形冷凝器21的进口22连接，从其侧下部引出冷凝液回流管13与冷凝器21的出口23连接，使蒸发器1和冷凝器21构成连通密闭系统，系统内部抽真空并灌注低沸点液体工质5。该密闭系统的材质用铜、铝或者其他金属制成，对工质5的要求是沸点尽可能低，但在常温下为液体且与容器壁的材质相容，本实施例中采用乙醇作为工质。蒸发器1置于蓄液箱体6内，其底部与蓄液箱体6的底部固定为一体，蓄液箱体6内盛有冷水或者油，并有由水泵9、电动机10，管式散热器11组成的排热驱动系统实行强制水冷。吸热蓄冷器16为内部抽真空并灌注液体工质17的密闭容器，容器材质为铜、铝或其他金属，其底部用螺丝固定在冷室金属壳体18上，对工质17的要求是在零下25℃或更低时仍能保持液体状态且与容器材料相容的低凝固点物质，本实施例中是采用甲醇作为工质。本电子致冷器的各固体件之间是通过锡焊固定连接的，即电子致冷电堆15的热端面和蒸发器1的底部分别焊接在一块双面金属化陶瓷板14的两面，电子致冷电堆15的冷端面和吸热蓄冷器16的顶部分别焊接在另一块双面金属化陶瓷板14的两面，使电子致冷电堆与制冷散热系统连接成一个整体，成为高效电子致冷器。为了防止冷量散失，在电子致冷电堆15和吸热蓄冷器16的临空裸露面上均用浇注方法包一层聚氨酯保温层19。

本实用新型的优点在于，制冷散热系统中，巧妙地利用了蒸发－－冷凝这一最强的传热过程，而且由于冷凝器与蒸发器采用分离式，可以大大扩展散热面；电子致冷电堆与散热系统、吸热蓄冷器的连接采用了焊接或粘接工艺；散热系统还采用了强制水冷的技术措施，使本实用新型制冷效率高，传导热阻小，制冷效率可达50％以上，制冷量大，结构紧凑，体积小适合在大容积、大产冷量的制冷设备中应用。