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制冷片裝配方式的選擇

2017-12-19  來自: 瀏覽次數:723

制冷片的安裝方式,主要包括以下三種:

    1.螺絲夾緊固定

    2.樹脂膠黏結

    3.軟墊或其他材料聯接

    ● 螺絲夾緊固定

       螺絲夾緊固定是一種最常見的安裝方法,它的主要過程是使用螺絲將制冷片夾緊在散熱器和需要被冷卻的物體的一個平面之間。通常在大部分應用條件下,推薦使用這種方法,具體的實施方法如下:

       1.將制冷片需要進行安裝的表面,通過機械車床或者打磨的方法使之平整。為了達到最佳的制冷性能,表面平整度需要在1 mm/m 以內,單個安裝時保證在與制冷片接觸面在0.03mm以內。

       2. 如果在給定的表面之間需要安裝多組熱電制冷片,這一組制冷片中的所有制冷片的厚度(或高度)都應該相互一致,厚度的最大偏差不能超過0.05 mm 。

       3.夾緊螺絲需要相對于制冷片對稱的排布,從而在整個部件被夾具夾緊時,可以在制冷片上產生均勻的壓力。為了減少在螺絲上的熱損失,需要盡量使用可以滿足機械性能要求的尺寸最小的螺絲,并在鏈接部分加隔熱墊圈。對于大多數情況來說,不銹鋼螺絲M3或者M4即可以滿足要求。除此之外,還可以使用一些非金屬的緊固部件,如尼龍塑料等。在小型的機械部件連接處還可以使用更小尺寸的的螺絲。另外緊貼每一個螺絲頭部的位置,還應該放置貝氏彈簧墊圈或者開口鎖緊墊圈,使得在系統零件熱膨脹或者收縮時其壓強保持均勻。

       4. 確保清潔制冷片和安裝表面,不會殘留任何毛刺或者灰塵。

       5. 在制冷片的熱面表面涂覆一層0.05~0.08mm左右厚導熱硅脂,并且將熱端面向下放置在散熱器上,然后放置在需要的位置上,輕輕的按壓制冷片然后來回轉動制冷片,將多余的硅脂擠壓出去。重復多次向下按壓和來回轉動的動作,直到感覺到少量的阻力為止。 

       6. 在制冷片的冷端表面涂覆一層與上一步驟中使用的相同的導熱硅脂。要冷卻的物體放置在制冷片上并與冷面接觸。使用如上的步驟將多余的硅脂擠壓出去。

       7. 為了保證良好的平行度,安裝時需要在安裝表面上保持均勻的壓力。如果施加的壓力非常不平衡,可能會降低器件的性能,甚至可能會損壞制冷片。為了確保均勻施加壓力,應在器件中心部位施加2倍于單條緊固螺絲的力。然后使用可以顯示扭矩的螺絲刀逆時針方向逐一上緊所有的螺絲,并且逐漸增加扭矩,直到所有的螺釘上都獲得適當的扭矩值。一般來說根據不同的應用條件,正常的安裝壓力在2kg/cm2---7 kg/cm2之間不等。

       8. 在所有的部件第一次使用螺絲夾緊安裝的過程中,應有少量多余的導熱硅脂會被擠出。

       9. 如果夾緊螺絲過緊可能會引起散熱片或者被冷卻物體表面的翹起變形,特別是如果這些部件是由很薄的材料加工而成的時候。這種變形將會降低器件的熱電性能,并且在大多數情況下,還會破壞整個系統。如果在安裝過程中,將夾緊螺絲適當靠近制冷片或者使用相對較厚的材料可以有效的減小這種彎曲。另外,如果制冷片的熱面或冷面使用小于6 mm的鋁片或者小于3.3 mm的銅片時,要相應的減小螺釘扭矩。

    ● 樹脂膠黏結

       這種安裝方法主要用在一些特定應用條件下,其主要方法是在制冷片的一面或者兩面上都使用一種特殊的高導熱樹脂黏結劑。由于制冷片中陶瓷片、散熱器和被冷卻物體之間的熱膨脹系數都不相同,我們不推薦在較大的制冷片上使用樹脂膠黏結方法。對于需要在真空的應用條件下使用的制冷片,除非采取了適當的措施來避免漏氣,一般不推薦使用樹脂膠黏結的方法。

    ● 軟墊或其他材料聯接

       現在已經設計了很多種類的產品用來取代導熱硅脂作為界面材料。其中最常見的是硅基安裝軟墊了。由于最初這些硅基軟墊是用來安裝半導體材料的,所以對于熱電應用來說他們的熱阻會比較大。但是使用這種方法的優點是可以減少生產所需時間和清潔時間,所以這種方法可以廣泛的應用于對器件損害較少的應用條件下。


安裝注意事項:

在制冷器體系中安裝熱電制冷器的技術是非常重要的。在安裝過程中如果沒有遵循一定的基本規則,結果將會導致性能和可靠性的下降。

    ● 制冷片在壓力條件下具有很高的機械強度,但是其剪切強度相對來說比較低。所以不可以將制冷片設計在起主要支撐作用的機械結構體系中。

    ● 系統中所有的界面之間必須保持相互平行,并且界面需要平整、潔凈,以降低熱阻。在界面處一般使用一些熱導比較高的材料來保證表面間的良好接觸。對于需要拆卸的結構,或者要求不高的場合可以使用導熱硅脂,但是注意硅脂在長期的高溫下會揮發,導致硅脂熱傳導性能下降,所以有時需要使用固化型導熱劑。但固化型導熱劑大多需要加熱固化并對組裝過程有更嚴格的清潔要求,給應用者帶來諸多工藝與成本問題。

    ● 標準制冷片的熱面和冷面可以通過導線的位置分辨出來。導線一般是焊接在制冷片的熱面表面上,而熱面是與散熱器相接觸的。對于使用絕緣導線的制冷片來說,紅色和黑色的導線分別與直流電源的正極和負極相連。熱流從制冷片的冷端通過整個制冷片進入散熱器。正極連接在制冷片的右邊,而負極連在左邊。本店的制冷片印有型號的一面為冷面(除非客戶特別要求)。

    ●當溫度降低到環境溫度以下時,被冷卻的物體應該盡可能的與空氣絕緣,以減少冷氣量損失。同時,盡量避免被冷卻物體和外部的結構單元直接接觸,也可以減少對流損失。

    ●當溫度降低到露點以下時,在冷卻的表面上會容易形成露或霜。如果潮氣進入制冷片中,會大大降低其制冷性能。為了避免這種情況的發生,應該安裝有效的防潮密封保護。本店的制冷片出廠前針對一般的應用已做了基本的防護,對于特殊的應用結構上還應做加強防護。

    ●高度公差:制冷片主要有兩種高度公差,+/-0.10mm 和 +/-0.02mm 。當在熱電部件中只使用一個制冷片的時候,可以考慮選擇公差為+/-0.10mm的制冷片,因為與對應的小公差制冷片相比,其價格相對低廉。然而,對于在散熱器和被制冷物體之間需要同時使用多個制冷片的情況下,為了保證良好的傳熱,需要成組的所有制冷片的厚度比較精確。基于這個原因,所有的多制冷片布局中,都需要使用公差為+/-0.02mm的制冷片。

關鍵詞: 制冷片裝配           

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