[實用新型]微型制冷器

有效

• 申請號: 201320028572.1
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN203068865U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 楊同青;王瑾菲
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F25B21/00
• 分類號: F25B21/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本實用新型涉及一種制冷器，特別是涉及一種微型制冷器。

背景技術

致冷技術包括氣體壓縮致冷，半導體致冷等。

壓縮致冷是技術比較成熟、應用廣泛的致冷技術。它是用壓縮致冷機對致冷劑進行壓縮的一種致冷系統，將從蒸發器來的低壓蒸汽進行壓縮，變成高溫、高壓蒸汽后進入冷凝器，受到水或空氣的冷卻而凝結成高壓液體，再經過節流機構后變成低壓液體，液體蒸發使溫度相應下降，于是在蒸發器中吸收熱量，使被冷卻介質溫度降低。制冷劑由液態變為氣態，重返壓縮機，再進行下一個循環。但是壓縮制冷都需要利用致冷劑，這類致冷劑統稱為氟利昂。由于氟利昂被大量使用，使臭氧層受到破壞，導致近年來南極上空的臭氧空洞不斷擴大，因此對氟利昂致冷劑進行替代、或尋找新型制冷技術勢在必行。

半導體致冷利用特種半導體材料構成的P-N結，形成熱電偶對，產生珀爾帖效應，即通過直流電致冷的一種新型致冷方法。與壓縮式致冷機相比，半導體致冷是一種固態致冷技術，具有諸多優點，但是受制于半導體材料致冷系數不高、材料制取工藝和相關技術的限制，半導體致冷效率較低，大功率熱電致冷器難以推廣，并且在大致冷量的情況下，半導體致冷器的致冷效率比機械壓縮式冷凍機低。因此，半導體致冷器只能用作小功率致冷器；且其電源只能使用直流電源。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種微型制冷器，用于解決現有技術中難以環保、高效且不受電源種類限制地實現制冷的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種微型制冷器，所述微型制冷器至少包括：在電場作用下對熱量進行吸收或釋放的制冷介質層；所述制冷介質層具有熱量吸收端和與所述熱量吸收端相對的熱量釋放端；用于釋放熱量的散熱器；與所述制冷介質層的熱量吸收端連接，供由某一需制冷設備對所述制冷介質層進行單向熱量傳遞的第一熱開關；位于所述制冷介質層的熱量釋放端和所述散熱器之間，供由所述制冷介質層對所述散熱器進行單向熱量傳遞的第二熱開關；覆蓋于所述制冷介質層、所述第一熱開關、所述第二熱開關的周側外表面的熱隔離層。

優選地，所述制冷介質層包括在電場作用下發生極化態變化和熵變，從而對熱量進行吸收或釋放的制冷介質材料。

優選地，所述散熱器采用液體冷卻。

優選地，所述制冷介質層的結構為塊體結構或多層膜結構。

優選地，所述塊體結構為矩形柱體或圓柱體，高度不小于80μm。所述多層膜結構為多層形狀相同的膜堆疊而成的矩形柱體或圓柱體，單層膜的厚度不小于10μm，堆疊而成的柱體的高度不小于20μm。

優選地，所述第一熱開關和所述第二熱開關的開啟或關閉由電場控制。

優選地，所述制冷介質層和所述第一熱開關之間涂有用于密封的導熱硅脂。所述制冷介質層和所述第二熱開關之間涂有用于密封的導熱硅脂。所述熱隔離層分別與所述制冷介質層、所述第一熱開關、以及所述第二熱開關之間涂有用于密封的導熱硅脂。

優選地，所述第一熱開關和所述需制冷設備之間涂有導熱硅脂。

在電場的作用下，所述第一熱開關關閉，所述第二熱開關開啟，所述制冷介質層溫度升高，釋放熱量。所述第一熱開關隔絕了所述制冷介質層向所述需制冷設備傳遞的熱量。所述制冷介質層釋放的熱量通過所述第二熱開關向所述散熱器傳遞。

撤去施加的電場后，所述第一熱開關開啟，所述第二熱開關關閉，所述制冷介質層溫度降低，吸收熱量。所述第二熱開關隔絕了所述散熱器向所述制冷介質層傳遞的熱量。所述需制冷設備釋放的熱量通過所述第一熱開關向所述制冷介質層傳遞。

如上所述，本實用新型微型制冷器，具有以下有益效果：在電場作用下制冷介質材料的極化態和熵發生變化，從而實現對熱量的快速吸收或釋放，這是一種新物理效應，利用此效應配合熱開關材料的設計，實現熱量從需制冷設備到制冷介質層再到散熱器的單向流通。本實用新型微型制冷器具有易控制，調節方便，響應時間快、尺寸小、無環境污染、易實現等優點。制冷介質層還具有成本低的優點。本實用新型微型制冷器可用于CPU等電子產品的制冷，在日常生活中有著很大的發展空間和需求。

附圖說明

圖1顯示為本實用新型微型制冷器的結構示意圖。

圖2顯示為本實用新型微型制冷器第二實施例的結構示意圖。

元件標號說明

11?????制冷介質層

12?????第一熱開關

13?????第二熱開關

14?????熱隔離層

15?????散熱器

具體實施方式