一种水冷却半导体散热器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种水冷却半导体散热器，主要采用水冷却和半导体散热技术，可以应用于货车密闭车厢、大功率电池柜的散热。其特征在于：采用两级散热，水冷却部分用于直接与设备进行热交换，半导体制冷部分则是通过与水冷却部分进行热交换，间接地达到散热的目的；在半导体制冷系统中，主要包括半导体制冷装置和散热装置，风机（5）加快热量交换；在水冷却系统中，水泵作为动力，散热装置与半导体制冷装置热交换，负载是热交换器，用来与设备进行热量交换，副水箱则是用来储存系统中的水。两级系统通过巧妙的连接，共同构成本实用新型专利技术的散热系统，这在目前同类散热器中还是属于比较新颖的设计。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体制冷片散热领域，主要采用水冷却和半导体散热技术，可以应用于货车密闭车厢、大功率电池柜的一种水冷却半导体散热器。
技术介绍
目前，设备的散热方式主要是空气冷却、强制风冷和水冷散热，虽然这些散热方式结构简单、成本低廉，在许多情况下可以有效解决相关设备的散热问题，但当设备的发热量比较大，或者需要高效、快速的散热时，这些传统的散热方式都有着一定的局限性。半导体制冷技术是一种比较新的制冷散热技术。半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。利用半导体材料的帕尔帖效应，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，可靠性也比较高。半导体制冷片制冷散热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。因此，考虑到大功率、密闭设备对高效散热的需求，设计一款利用半导体制冷片制冷散热技术进行散热的散热器可以充分满足其要求。
技术实现思路
本技术针对有限空间的高效散热问题，目的在于提供一种利用半导体制冷技术的高效、轻便的水冷却半导体散热器。本技术从半导体制冷片这一新型制冷材料出发，从基本原理上提出一种新型的散热器模式。与传统散热器相比，本技术使用的半导体制冷装置无机械运动，无噪声，占用空间小，反应时间快，对于需要快速制冷散热的设备来说十分重要。另外，本技术除了使用半导体制冷技术之外，还使用了水冷却散热系统，二者通过巧妙的连接，共同构成本技术的散热系统，这在目前的同类散热器中还是属于比较新颖的设计。本技术利用半导体制冷技术，采用如下技术方案：水冷却半导体散热器，由半导体制冷系统和水冷却系统，半导体制冷系统由半导体制冷装置3、第二散热装置４和风机５组成，半导体制冷装置３的两端分别连接第二散热装置４的两端，第二散热装置４一侧设有风机５；水冷却系统由水泵１、热交换器６、副水箱７和第一散热装置２组成，第一散热装置２位于半导体制冷装置３内，第一散热装置２的一端依次通过管道连接热交换器６、副水箱７、水泵１和第二散热装置２的另一端；半导体制冷装置３的两端连接电源；水泵1作为动力使水流流动，第一散热装置２与半导体制冷装置3热交换。本技术中，第一散热装置２是多层曲管结构。本技术中，半导体制冷装置３是薄片结构。本技术中，电源通过电流流过半导体制冷装置两端传递热量，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端，实现制冷；水冷却系统则是通过水流管实现热量的交换，水流在设备内部各处游走，吸收设备散发的热量，到达半导体制冷系统的冷端时，将热量传递过去，实现热量的转移；两个系统共同工作，就可以高效地将设备内部的热量散发出来。本技术中，所述的半导体制冷系统并没有直接吸收设备散发的热量，而是与水冷却系统进行热量交换，然后进一步通过第二散热装置４，风机5将热量散发出去，间接地达到降低设备内部热量的功能。本技术中，所述的半导体制冷片与一般的制冷片存在着一定的区别，其冷端为薄片状，与水冷却系统的第一散热装置接触，方便热量交换，热端为散热管状，散热面积较大，方便散热。本技术中，所述的半导体制冷片采用风机5风冷的方式，降低热端的温度，则可以同时降低冷端的温度，增加散热效果。本技术中，所述的水泵1作为水冷却系统的动力源，将水管中的水输送到系统的各个部分。本技术中，所述的副水箱7用于储存管道中多余的水，在系统停止工作时，可以通过副水箱7对管道内的水进行更换，保证系统能在较好的状态下运行。本技术中，所述的热交换器6使用的是多层结构，管道内的水在较长的范围内可以更外部进行热量交换，既可以增加吸热量，又可以增加管道中的水量，防止在大功率情况下热量过多而出现冷却水沸腾的情况。本技术中，所述的水冷却系统的管道由于可以方便地设计，提高了散热系统的灵活性，可以根据设备情况设计管道布局。本技术中，所述的水冷却半导体散热器采用两级散热系统，具有其他单级散热系统无法达到的优势。水冷却系统可以方便安装在散热设备的各处，可以均匀地吸收各部分的热量，避免出现散热不均匀而局部损害的情况；半导体制冷系统则有着降温快，温度稳定的特点，可以将设备内的稳定维持在稳定可调的范围内，散热情况是可控的，另外，半导体制冷系统实际上是一个电子电路系统，结构简单，安装维护十分的方便。附图说明图1是本技术的结构原理图。图中标号：１为水泵，２为第一散热装置，３为半导体制冷装置，４为第二散热装置，５为风机，６为热交换器，７为副水箱。具体实施方式下面结合说明书附图对本技术进行进一步的说明实现。实施例１：如图1所示，水冷却半导体散热器清楚地分成两个部分，水冷却部分用于直接与设备进行热交换，半导体制冷部分则是通过与水冷却部分进行热交换，间接地达到散热的目的。两个部分的连接部分只有第一散热装置２与半导体制冷装置3，虽然接触部分比较少，但因为水冷却系统的第一散热装置２是多层曲管结构，半导体制冷装置3是薄片结构，二者可以十分紧密地结合，进行充分的热交换，两个系统可以十分协调地工作。水冷却半导体散热器各个设备进行一定的安装连接才能正常工作。副水箱7是水冷却系统工质的储存设备，也是工作循环的开始，之后通过管道与水泵1连接，水泵1是水冷却系统的动力源，由它将水泵到管路的各个地方，在管路的前面某处，会有第一散热装置２与半导体制冷系统的冷端连接，将热量传递出系统，管路中还有与设备之间进行热交换的热交换器6，其存在较长的路径，可以让工质与设备进行充足的热量交换，在完成以上工作后，工质会返回副水箱，即完成水冷却循环。半导体制冷片的冷端是半导体制冷系统的工作开始位置，在吸收完水冷却系统的热量之后，电流会将热量带到制冷片的热端第二散热装置４处，随后将热量散发到外部空气中，通过风机5可以降低热端温度，同步也会降低冷端温度，完成热量传递后电流回到冷端，完成一次循环。两个系统不断地进行如上循环，即可实现相关设备的散热需求。水冷却半导体散热器由于采用两级散热系统，半导体散热系统的冷端与水进行热交换，其热量交换不会过于剧烈，制冷片能够较快地达到最大温差，一般达到最大温差的时间在60s以内。水冷却半导体散热器的水管管路是一节一节安装出来的，因此其管路没有固定的形状，需要根据设备散热空间的大小进行设计，具有较高的灵活性。水冷却半导体散热器具有较大的温度范围，方便使用者根据设备实际情况进行调整。水冷却半导体散热器水冷却系统的工质为水，半导体制冷系统的工质为电子。水冷却半导体散热器大小可以根据设备类型进行标准化设计，模块化生产。本文档来自技高网...

【技术保护点】
水冷却半导体散热器，其特征在于由半导体制冷系统和水冷却系统，半导体制冷系统由半导体制冷装置（３）、第二散热装置（４）和风机（５）组成，半导体制冷装置（３）的两端分别连接第二散热装置（４）的两端，第二散热装置（４）一侧设有风机（５）；水冷却系统由水泵（１）、热交换器（６）、副水箱（７）和第一散热装置（２）组成，第一散热装置（２）位于半导体制冷装置（３）内，第一散热装置（２）的一端依次通过管道连接热交换器（６）、副水箱（７）、水泵（１）和第二散热装置（２）的另一端；半导体制冷装置（３）的两端连接电源；水泵1作为动力使水流流动，第一散热装置（２）与半导体制冷装置3热交换。

【技术特征摘要】
1.水冷却半导体散热器，其特征在于由半导体制冷系统和水冷却系统，半导体制冷系统由半导体制冷装置（３）、第二散热装置（４）和风机（５）组成，半导体制冷装置（３）的两端分别连接第二散热装置（４）的两端，第二散热装置（４）一侧设有风机（５）；水冷却系统由水泵（１）、热交换器（６）、副水箱（７）和第一散热装置（２）组成，第一散热装置（２）位于半导体制冷装置（３）内，第一散热装置（...

【专利技术属性】
技术研发人员：张怀，廖启利，
申请(专利权)人：张怀，
类型：新型
国别省市：上海;31