CN101865557A - 制冷制热装置、以及带所述装置的杯子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气技术领域，公开了一种制冷制热装置、以及带所述装置的杯子。该装置包括外壳，在外壳内设置有半导体制冷片、海绵胶、散热片、铝导热片、风扇、极性转换开关，极性转换开关的输入端用于接入直流电流，所述极性转换开关的输出端分别与半导体制冷片、风扇电连接；散热片通过散热胶固定在所述半导体制冷片的下侧面，所述风扇固定在所述散热片的下侧面；海绵胶设置在所述半导体制冷片的前、后、左、右四个侧面的外周；铝导热片的底部通过散热胶固定在所述半导体制冷片的上表面，所述铝导热片嵌设在所述外壳的上部开口处。应用其既能够对水进行加热，也能够对水进行制冷，进一步方便人们的使用。

Description

制冷制热装置、以及带所述装置的杯子

技术领域

本发明涉及电气技术领域，尤其涉及一种制冷制热装置、以及带所述装置的杯子。

背景技术

饮水是人们日常生活的重要部分，人们在日常生活中随时需要使用热水冲调茶、或者咖啡的饮料，或者制作冷冻饮料。

目前一般只有固定桶装水的饮水机可以对水分别进行加热、制冷。现有技术的饮水机的工作原理是，按下制热开关，加热电路接通，电热管发热，当水温升到设定温度时，自动复位温控器动作，切断电源，红色加热指示灯熄灭，转入保温工况。断电后水温逐渐下降，当降到设定温度时，温控器触点动作闭合，接通电源，红色加热指示灯亮，电热管再次发热升温。如此循环，将水温控制在85-95℃之间。

当按下制冷开关，压缩机启动运行，将蒸发器中已吸热气化的制冷剂蒸汽吸回，并随之压缩成高温、高压气体，送至冷凝器，经冷凝器向外界空气中散热冷凝成高压液体，再经毛细管节流降压流入蒸发器内，吸收冷胆热量而使水温下降，然后被压缩机吸回。如此循环，达到降温的目的。当水温随时间降到设定温度时，制冷温控器触点断开，制冷绿色指示灯熄灭，压缩机停转，转入保温工况。断电后水温逐渐回升，当升到设定温度时，制冷温控器触点动作闭合，接通电源绿色指示灯亮，压缩机运行。如此循环，将水温控制在4-12℃之间。

现有技术的饮水机使用交流供电，其一般仅能应用于室内有交流电源接口的常说，其应用场景较为受限。

另外，现有技术中的饮水机由于压缩制冷部件占用的空间较大，故饮水机的体积较大。

发明内容

本发明实施例提供了一种制冷制热装置，应用其既能够对水进行加热，也能够对水进行制冷，进一步方便人们的使用。

本发明实施例还提供了一种杯子，应用其既能够对水进行加热，也能够对水进行制冷，进一步方便人们的使用。

本发明实施例提供的一种制冷制热装置，包括：外壳，在外壳内设置有半导体制冷片、海绵胶、散热片、铝导热片、风扇、极性转换开关，

所述极性转换开关的输入端用于接入直流电流，所述极性转换开关的输

出端分别与半导体制冷片、风扇电连接；

所述散热片通过散热胶固定在所述半导体制冷片的下侧面，所述风扇固定在所述散热片的下侧面；

所述海绵胶设置在所述半导体制冷片的前、后、左、右四个侧面的外周；

所述铝导热片的底部通过散热胶固定在所述半导体制冷片的上表面，所述铝导热片嵌设在所述外壳的上部开口处。

可选地，所述铝导热片呈“U”型。

可选地，在所述外壳上还设置有直流电源接口，

所述极性转换开关的输入端接入直流电流，具体是，

所述极性转换开关的输入端与所述直流电源接口电连接，接入外部的直流电流。

可选地，所述直流电源接口为USB接口。

可选地，在所述外壳内还设置有直流电池，

所述极性转换开关的输入端接入直流电池，具体是，

所述极性转换开关的输入端与所述直流电池电连接，接入所述直流电池输出的直流电流。

可选地，在所述外壳上还设置有交流电源接口，

所述交流电源接口电连接有交流到直流转换器，

所述极性转换开关的输入端接入直流电源，具体是，

所述极性转换开关的输入端与所述交流到直流转换器的输出端电连接。

可选地，所述散热片通过螺钉与所述上盖固定连接；

所述风扇通过螺钉与所述下盖固定连接。

可选地，所述极性转换开关的输出端与半导体制冷片电连接，具体是：

所述极性转换开关的输出端与稳压电路的输入端电连接，所述稳压电路的输出端与所述半导体制冷片电连接。

本发明实施例提供的一种杯子，包括：在所述杯子的底部设置有制冷制热装置，

所述制冷制热装置包括：外壳，在外壳内设置有半导体制冷片、海绵胶、散热片、铝导热片、风扇、极性转换开关，

所述极性转换开关的输入端用于接入直流电流，所述极性转换开关的输出端分别与半导体制冷片、风扇电连接；

所述散热片通过散热胶固定在所述半导体制冷片的下侧面，所述风扇固定在所述散热片的下侧面；

所述海绵胶设置在所述半导体制冷片的前、后、左、右四个侧面的外周；

所述铝导热片的底部通过散热胶固定在所述半导体制冷片的上表面，所述铝导热片嵌设在所述外壳的上部开口处；

所述杯子可容置于所述开口部内，与所述铝导热片的上平面相接触。

可选地，所述铝导热片呈“U”型；

所述杯子可容置于所述铝导热片的“U”型凹陷部。

由上可见，应用本发明实施例的技术方案，用户可以将由导热材料(比如铝、或者钢等金属材料，或者其它的导热材料)制成的杯子(杯子中盛放有水)置放在该外壳的开口处内的铝导热片的上平面，使其与杯子的底部相接触。在使用时，用户可以根据实际需要转换极性开关，以控制流入半导体制冷片的电流的极性，控制半导体制冷片在制冷(或者制热)的状态下工作。

当半导体制冷片在制冷的状态下工作时，半导体的温度低于杯子中的温度，杯子中的热量通过热传导片的热传导作用不断被传递至半导体制冷片上，实现对杯子中的水进行制冷的功能；

当半导体制冷片在制热的状态下工作时，半导体制冷片不断产生热量，使得半导体制冷片的温度高于杯子中的温度，半导体制冷片产生的热量不断通过热传导片的热传导被传递到杯子上，对的热量通过热传导不断被传递至半导体制冷片上，实现对杯子中的水进行制热的功能。

由上可见，在日常使用中，应用本装置可以根据应用场景方便地对饮用水进行制热、或者制冷，满足用户的多方面应用需求。

另外，本实施例的装置采用直流供电而不是交流供电，故其应用场景更加广泛。比如，在户外时，可以接入车载电源对其进行供电。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例1提供的一种制冷制热装置的机械装配结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种制冷制热装置的电路原理示意图；

图3为本发明实施例1提供的一种带外接直流电源接口的制冷制热装置的电路结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的内置直流电池的制冷制热装置的电路结构示意图；

图5为本发明实施例1提供的带外接交流电源接口的制冷制热装置的电路结构示意图；

图6为本发明实施例1的本装置中的极性转换开关的工作原理图；

图7为本发明实施例1提供的一种带稳压电路的制热制冷装置的电路原理示意图；

图8为本发明实施例1提供的一种带图1的制热制冷装置的杯子的装配结构示意图；

图9为本发明实施例2提供的一种制冷制热装置的装配结构示意图；

图10为本发明实施例2提供的一种带图9所示制热制冷装置的杯子的装配结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

参见图1、2所示，本实施例的制冷制热装置，包括：外壳102，在外壳102内设置有半导体制冷片101、海绵胶103、散热片104、铝导热片105、风扇106、极性转换开关201。

其中，参见图2所示，极性转换开关201的输入端用于接入直流电流，极性转换开关201通过极性转换操作，转换从输出端输出的电流的极性，该极性转换开关201的输出端分别与半导体制冷片101、风扇106电连接。极性转换开关201将接入的直流电源从输出端输出，接入到半导体制冷片101、以及风扇106，以启动其工作。

其中，该极性转换开关201的输入端接入的直流电源既可以为本装置内置的电源，也可以为外接的电源。比如：

参见图3所示，可以在本装置的外壳102上设置一个直流电源接口301，极性转换开关201的输入端与该直流电源接口301电连接，接入外部的直流电源。比如，用户可以接入外部的车载电源、太阳能电源、蓄电池电源等直流电源。

随着计算机技术的发展，电脑无所不在，为了方便用户使用，可以将该直流电源接口301设计成USB接口，使用USB接口接入的5V直流电供电。

再比如，参见图4所示，还可以在本装置内设置有直流电池401，比如，碱性电池、可充电的锂离子电池、或者其他类型的直流电池。使极性转换开关201的输入端与直流电池401的输出端电连接，接入直流电池401输出的直流电流进行供电。

再比如：参见图5所示，可以在本装置的外壳102上设置一个交流电源接口501，并且，该交流电源接口501电连接有交流到直流转换器502，极性转换开关201的输入端与交流到直流转换器502的输出端电连接。这样，在使用时，交流电源接口501接入外部的交流电源(比如220V交流电源)，交流到直流转换器502将该交流电转换成适合本半导体制冷片101工作的直流电流，并向极性转换开关201输出该直流电流，以供输入至本实施例中的半导体制冷片101，驱动其在制冷、或制热的工作状态下进行工作。

用户可以根据当前的需要，改变极性转换开关201的输出端输入至半导体制冷片101的电流的极性，其极性转换开关201的电路原理可参见图6所示：

设当极性转换开关201的输入端子Vi1、Vi2分别与输出端子Vo11、Vo21电连接时，半导体制冷片101的工作状态为：制冷；当极性转换开关201的输入端子Vi1、Vi2分别与输出端子Vo12、Vo22电连接时，半导体制冷片101的工作状态为：制热。在接入电源后，用户可以根据实际的需要控制开关，而选择本装置制冷、或制热。

其中，半导体制冷片101物理原理为：电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级向低能级运动时，就会释放出多余的热量。反之，就需要从外接吸收热量(即表现为制冷)。所以，″半导体制冷″的效果就主要取决于电荷载体运动的两种材料的能级差，即热电势差。纯金属的导电导热性能好，但制冷效率极低(不到1％)。半导体材料具有极高的热电势，在本实施例中可以用来做小型的制冷制热装置。

半导体制冷片101作为特种冷源，在技术应用上具有以下的优点和特点：

1、不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。能够满足用户的冷敷、热敷的日常使用。

2、半导体制冷片101具有两种功能，既能制冷，又能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于1。

3、半导体制冷片101热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差，用户使用起来方便实用。

4、半导体制冷片101的反向使用就是温差发电，半导体制冷片101一般适用于中低温区发电，可以满足人们日常使用的需要。

5、半导体制冷片101的温差范围，从正温90℃到负温度130℃都可以实现，可以满足人们日常使用的需要。

在半导体制冷片101的上侧面通过散热胶固定有铝导热片105，半导体制冷片101产生的热量能够被迅速传导到铝导热片105上。在本实施例中使用散热胶固定连接半导体制冷片101与铝导热片105，既能保证两者的牢固连接，并且能够使得半导体制冷片101与铝导热片105的接触性能良好，有利于热量在半导体制冷片101与铝导热片105之间传导。

其中上述的铝导热片105位于上盖101的开孔部位而表面外露，这样用户通过接触铝导热片105能够感受到其热量，实现冷敷、热敷。

由于在工作的时候会产生一定的热量，为了避免半导体制冷片101工作温度过高而受损，本实施例在在半导体制冷片101的下侧面通过散热胶固定一散热片105，并且在散热片104的下侧面固定一风扇106，该风扇106的电源接线端子接入直流电，利用外部输入的直流电源进行工作，加快空气流动：外壳102外的冷空气通过外壳102底部的风孔流入壳内，热空气通过外壳102的风孔流到外壳102外，可以通过热量交换实现散热。

需要说明的是，为了进一步提高本实施例装置的结构牢固性，可以将散热片105通过螺钉固定在外壳102的上部，这样可以使得半导体制冷片101被限制固定在散热片105与外壳102之间的空间内，进一步使得半导体制冷片101不易晃动。将风扇106通过螺钉固定在散热片105的下面。

为了进一步保护本实施例的主要功能部件半导体制冷片101，防止由于机械振动而造成器件受损影响使用，本实施例还在半导体制冷片101的四侧面设置海绵，参见图1所示，将半导体制冷片101容置固定于双面海绵胶103的中心通孔内，使得海绵胶103设置在半导体制冷片101的前、后、左、右四个侧面的外周。这样当发生机械振动时，该海绵胶103能够起缓冲保护的作用，避免半导体制冷片101受损。

在本实施例中为了进一步提升本装置的工作稳定性，进一步地保护半导体制冷片101，延长其使用寿命，参见图7所示，还可以在极性转换开关201以及半导体制冷片101之间通过稳压电路701电连接：

具体是：极性转换开关201输出端与稳压电路701的输入端电连接，稳压电路701的输出端与半导体制冷片101电连接，电流通过稳压电路701处理后再输入至半导体制冷片101，稳压电路701能够缓解电压、电流不稳定因素对半导体制冷片101的干扰，能够保护半导体制冷片101，有助于延长其使用寿命。

在使用时，参见图8所示，用户可以将由导热材料(比如铝、或者钢等金属材料，或者其它的导热材料)制成的杯子801(杯子801中盛放有水)置放在该外壳102的开口处1021内的铝导热片105的上平面，使其与杯子801的底部相接触。在使用时，用户可以根据实际需要转换极性开关，以控制流入半导体制冷片101的电流的极性，控制半导体制冷片101在制冷(或者制热)的状态下工作。

当半导体制冷片101在制冷的状态下工作时，半导体的温度低于杯子801中的温度，杯子801中的热量通过热传导片的热传导作用不断被传递至半导体制冷片101上，实现对杯子801中的水进行制冷的功能；

当半导体制冷片101在制热的状态下工作时，半导体制冷片101不断产生热量，使得半导体制冷片101的温度高于杯子801中的温度，半导体制冷片101产生的热量不断通过热传导片的热传导被传递到杯子801上，对的热量通过热传导不断被传递至半导体制冷片101上，实现对杯子801中的水进行制热的功能。

由上可见，在日常使用中，应用本装置可以根据应用场景方便地对饮用水进行制热、或者制冷，满足用户的多方面应用需求。

另外，本实施例的装置采用直流供电而不是交流供电，故其应用场景更加广泛。比如，在户外时，可以接入车载电源对其进行供电。

综上，应用本实施例的制冷制热装置可以方便的对水进行制热、以及制冷，且其适用的一股脑用场景更为广泛，能够更好的方便人们的应用。

实施例2：

参见图9、10所示，本制冷制热装置的结构相对于实施例1中的装置所不同住处仅在于：

在本实施例中，设置在热传导片上平面的铝导热片901呈“U”型，用户在使用时，可以将使用导热材料制成的杯子1001放置在该铝导热片901的“U”型凹陷部内，对杯子1001内的水进行制热或者制冷。

本实施例的制热制冷装置、以及带该装置的杯子相对于实施例1，其杯子1001与铝导热片901的接触面积更大，即热传导的接触面积更大，热传导的效果更佳，即有利于节省能效，用户使用起来更加便捷。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种制冷制热装置，其特征是，包括：外壳，在外壳内设置有半导体制冷片、海绵胶、散热片、铝导热片、风扇、极性转换开关，

所述极性转换开关的输入端用于接入直流电流，所述极性转换开关的输出端分别与半导体制冷片、风扇电连接；

所述散热片通过散热胶固定在所述半导体制冷片的下侧面，所述风扇固定在所述散热片的下侧面；

所述海绵胶设置在所述半导体制冷片的前、后、左、右四个侧面的外周；

所述铝导热片的底部通过散热胶固定在所述半导体制冷片的上表面，所述铝导热片嵌设在所述外壳的上部开口处。

2.根据权利要求1所述的制冷制热装置，其特征是，所述铝导热片呈“U”型。

3.根据权利要求1或2所述的制冷制热装置，其特征是，

在所述外壳上还设置有直流电源接口，

所述极性转换开关的输入端接入直流电流，具体是，

所述极性转换开关的输入端与所述直流电源接口电连接，接入外部的直流电流。

4.根据权利要求3所述的制冷制热装置，其特征是，所述直流电源接口为USB接口。

5.根据权利要求1或2所述的制冷制热装置，其特征是，在所述外壳内还设置有直流电池，

所述极性转换开关的输入端接入直流电池，具体是，

所述极性转换开关的输入端与所述直流电池电连接，接入所述直流电池输出的直流电流。

6.根据权利要求1或2所述的制冷制热装置，其特征是，

在所述外壳上还设置有交流电源接口，

所述交流电源接口电连接有交流到直流转换器，

所述极性转换开关的输入端接入直流电源，具体是，

所述极性转换开关的输入端与所述交流到直流转换器的输出端电连接。

7.根据权利要求1或2所述的制冷制热装置，其特征是，

所述散热片通过螺钉与所述上盖固定连接；

所述风扇通过螺钉与所述下盖固定连接。

8.根据权利要求1或2所述的制冷制热装置，其特征是，

所述极性转换开关的输出端与半导体制冷片电连接，具体是：

所述极性转换开关的输出端与稳压电路的输入端电连接，所述稳压电路的输出端与所述半导体制冷片电连接。

9.一种杯子，其特征是，在所述杯子的底部设置有制冷制热装置，

所述制冷制热装置包括：外壳，在外壳内设置有半导体制冷片、海绵胶、散热片、铝导热片、风扇、极性转换开关，

所述极性转换开关的输入端用于接入直流电流，所述极性转换开关的输出端分别与半导体制冷片、风扇电连接；

所述散热片通过散热胶固定在所述半导体制冷片的下侧面，所述风扇固定在所述散热片的下侧面；

所述海绵胶设置在所述半导体制冷片的前、后、左、右四个侧面的外周；

所述铝导热片的底部通过散热胶固定在所述半导体制冷片的上表面，所述铝导热片嵌设在所述外壳的上部开口处；

所述杯子可容置于所述开口部内，与所述铝导热片的上平面相接触。

10.根据权利要求9所述的制冷制热装置，其特征是，

所述铝导热片呈“U”型；

所述杯子可容置于所述铝导热片的“U”型凹陷部。

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