【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及熱電制冷的冷鏈設備領域，具體而言，涉及一種大尺寸熱電制冷器單元及封裝方法、安裝方法。
技術介紹
1、在車載冰箱、航天器冷鏈設備等振動環境中，所需要的制冷量大，熱電制冷器所集成的pn數量多，導致其外形尺寸大；同時由于該類應用設備需要長期工作在振動環境工作，大尺寸熱電制冷器的安裝直接關系到設備的制冷性能和使用壽命，因此對大尺寸的熱電制冷器的安裝要求高，一旦安裝達不到要求，在長期振動環境下必然會出現制冷器散熱效率下降或器件pn結損壞，導致設備制冷性能下降或制冷功能失效。當前熱電制冷器分為裸片和二次封裝兩種方式應用在設備中，安裝使用時，對熱電制冷器的安裝力矩、冷熱端面的安裝平面度和平行度、導熱材料安裝等進行了嚴格控制，當出現制冷單元故障后，需要對整個冰箱設備更換或制冷單元一體更換，而當前的制冷器安裝需要專用工具，進行安裝力矩控制、導熱硅脂涂抹或導熱墊安裝，這些都需要專業維修，產品的維修性差，設備只能整體報廢，導致資源的浪費，若可以實現制冷單元獨立更換，可降低使用成本。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種大尺寸熱電制冷器單元及封裝方法、安裝方法，解決了大尺寸熱電制冷器安裝要求高的問題，克服了制冷單元維修更換困難的難題，提高了大尺寸制冷器抗振動力學環境能力和可靠性，降低了基于熱電制冷技術的冷鏈設備使用維修成本。
2、為實現本專利技術目的，采用的技術方案為：一種大尺寸熱電制冷器單元，包括裝配體和包設在裝配體外的保溫層，所述裝配體包括熱電制冷器、封裝框架、冷端
3、進一步的，所述封裝框架的側面還具有引線孔，熱電制冷器的電引線貫穿引線孔向外延伸。
4、進一步的，所述冷端換熱塊、熱端導熱塊均采用螺栓與封裝框架連接。
5、進一步的，所述封裝框架上還具有臺階槽，熱端導熱塊安裝在臺階槽內。
6、進一步的，所述封裝框架上具有與螺栓配合的螺紋嵌件。
7、進一步的，所述裝配體上具有機械接口。
8、進一步的，所述封裝框架的材質為聚醚醚酮。
9、進一步的，所述封裝框架內部均布有微孔結構。
10、進一步的，所述封裝框架為3d打印成型。
11、進一步的，所述熱電制冷器的冷面和熱電制冷器的熱面均涂覆有導熱材料。
12、進一步的，導熱材料為導熱硅脂。
13、進一步的，所述熱端導熱塊的材質為紫銅。
14、進一步的，所述熱端導熱塊的表面鍍鉻處理。
15、進一步的，所述熱端導熱塊和冷端換熱塊的平面度均為0.02mm，粗糙度ra均為0.4μm。
16、進一步的，所述冷端換熱塊的材質為鋁合金。
17、進一步的，所述保溫層為聚氨酯發泡成型。
18、一種大尺寸熱電制冷器單元的封裝方法，包括如下步驟：
19、在熱電制冷器的冷面和熱電制冷器的熱面涂覆導熱材料；
20、將熱電制冷器裝入封裝框架內，并將冷端換熱塊、熱端導熱塊固定在封裝框架上，形成裝配體；
21、將裝配體放入發泡工裝內，發泡工裝內的聚氨酯硬質發泡材料對裝配體進行封裝；
22、封裝后的裝配體從發泡工裝中取出。
23、進一步的，裝配體放入發泡工裝內之前，在裝配體的上表面和裝配體的下表面貼附保護膜，并在裝配體封裝后將保護膜去除。
24、一種大尺寸熱電制冷器單元的安裝方法，包括如下步驟：
25、將裝配體插入冷鏈設備的隔熱層接口中；
26、在熱端導熱塊和冷端換熱塊的外側安裝導熱墊片；
27、將熱端導熱塊通過導熱墊片與熱端換熱翅片貼合，并將裝配體與熱端換熱翅片固定；
28、將冷端導熱塊通過導熱墊片與冷端換熱翅片貼合，并將裝配體與冷端換熱翅片固定。
29、進一步的，在裝配體與冷鏈設備的隔熱層之間安裝密封橡膠墊。
30、本專利技術的有益效果是：
31、1、本專利技術中將大尺寸裸片熱電制冷器、冷端換熱塊、熱端導熱塊裝成一體，形成標準的裝配體，并配合保溫層，提高了熱電制冷器單元的抗振動環境能力、可靠性，避免了導熱材料涂覆操作、安裝力矩實施、安裝平面度控制等安裝工藝要求，方便熱電制冷器單元損壞后的維修更換，提高了設備關鍵單元的維修性。
32、2、本專利技術中的封裝框架通過選用聚醚醚酮的材質，并使封裝框架內部均布有微孔結構，增加了其熱量傳導空間路徑，導熱系數由0.28w/(m.k)減少到0.12w/(m.k)，下降了約57％，提高了熱電制冷器單元的隔熱性能，減少了熱電制冷器的冷量浪費。
33、3、本專利技術中通過封裝框架+保溫層的結構，其中封裝框架即可為大尺寸熱電制冷器提供良好結構保護，又能為熱電制冷器的熱端、熱電制冷器的冷端提供安裝結構支持，有效保證大尺寸熱電制冷器工作的熱接口界面，解決了大尺寸熱電制冷器安裝復雜的問題，改善了大尺寸熱電制冷器熱傳導環境穩定性，提高了大尺寸制冷器抗振動力學環境能力和工作可靠性；保溫層采用聚氨酯發泡成型，進一步提高了熱電制冷器單元的隔熱性能，對設備整體隔熱性能無影響，可整體更換到設備。
34、4、本專利技術中的裝配體上設置機械接口，只需要利用配備的標準密封橡膠、導熱墊及安裝螺栓，無需專用工具、涂抹導熱硅脂等復雜操作，就可以實現制冷單元的整體更換，且依然保持原來的密封性和保溫隔熱效果，簡化了制冷單元的維修更換，節約設備維護成本。
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1.一種大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，包括裝配體和包設在裝配體外的保溫層(10)，所述裝配體包括熱電制冷器(4)、封裝框架(1)、冷端換熱塊(3)、熱端導熱塊(2)；所述熱電制冷器(4)安裝在封裝框架(1)內，冷端換熱塊(3)、熱端導熱塊(2)分別固定在封裝框架(1)的兩側，且冷端換熱塊(3)與熱電制冷器(4)的冷端貼合，熱端導熱塊(2)與熱電制冷器(4)的熱端貼合。
2.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述封裝框架(1)的側面還具有引線孔(7)，熱電制冷器(4)的電引線(5)貫穿引線孔(7)向外延伸。
3.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述冷端換熱塊(3)、熱端導熱塊(2)均采用螺栓(6)與封裝框架(1)連接。
4.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述封裝框架(1)上還具有臺階槽(16)，熱端導熱塊(2)安裝在臺階槽(16)內。
5.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述封裝框架(1)上具有與螺栓(6)配合的螺紋嵌件。
6.根據
7.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述封裝框架(1)的材質為聚醚醚酮。
8.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述封裝框架(1)內部均布有微孔結構(9)。
9.根據權利要求7或8所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述封裝框架(1)為3D打印成型。
10.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述熱電制冷器(4)的冷面和熱電制冷器(4)的熱面均涂覆有導熱材料。
11.根據權利要求10所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，導熱材料為導熱硅脂。
12.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述熱端導熱塊(2)的材質為紫銅。
13.根據權利要求12所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述熱端導熱塊(2)的表面鍍鉻處理。
14.根據權利要求1或12或13所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述熱端導熱塊(2)和冷端換熱塊(3)的平面度均為0.02mm，粗糙度Ra均為0.4μm。
15.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述冷端換熱塊(3)的材質為鋁合金。
16.根據權利要求1至8、10-13中任意一項所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述保溫層(10)為聚氨酯發泡成型。
17.權利要求1至16中任意一項所述大尺寸熱電制冷器單元的封裝方法，包括如下步驟：
18.根據權利要求17所述的大尺寸熱電制冷器單元的封裝方法，裝配體放入發泡工裝內之前，在裝配體的上表面和裝配體的下表面貼附保護膜，并在裝配體封裝后將保護膜去除。
19.權利要求1至16中任意一項所述大尺寸熱電制冷器單元的安裝方法，其特征在于，包括如下步驟：
20.根據權利要求19所述的大尺寸熱電制冷器單元的安裝方法，其特征在于，在裝配體與冷鏈設備的隔熱層(13)之間安裝密封橡膠墊(15)。
...【技術特征摘要】
1.一種大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，包括裝配體和包設在裝配體外的保溫層(10)，所述裝配體包括熱電制冷器(4)、封裝框架(1)、冷端換熱塊(3)、熱端導熱塊(2)；所述熱電制冷器(4)安裝在封裝框架(1)內，冷端換熱塊(3)、熱端導熱塊(2)分別固定在封裝框架(1)的兩側，且冷端換熱塊(3)與熱電制冷器(4)的冷端貼合，熱端導熱塊(2)與熱電制冷器(4)的熱端貼合。
2.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述封裝框架(1)的側面還具有引線孔(7)，熱電制冷器(4)的電引線(5)貫穿引線孔(7)向外延伸。
3.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述冷端換熱塊(3)、熱端導熱塊(2)均采用螺栓(6)與封裝框架(1)連接。
4.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述封裝框架(1)上還具有臺階槽(16)，熱端導熱塊(2)安裝在臺階槽(16)內。
5.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述封裝框架(1)上具有與螺栓(6)配合的螺紋嵌件。
6.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述裝配體上具有機械接口(8)。
7.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述封裝框架(1)的材質為聚醚醚酮。
8.根據權利要求1所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述封裝框架(1)內部均布有微孔結構(9)。
9.根據權利要求7或8所述的大尺寸熱電制冷器單元，其特征在于，所述封裝框架(1)為3d打印成型...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王琦，譚平，李鵬，劉金，李運生，鄧凱，程一倩，楊斌，趙偉，
申請(專利權)人：四川航天系統工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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