CN107461978A - 一种半导体制冷温控箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半导体制冷温控箱，半导体制冷片对称嵌于壳体侧内壁，半导体制冷片的热端设置第一水冷头，冷水头通过水管连接水泵，水泵的另一端通过水管连接循环水箱的进水口，循环水箱的出水口通过水管连接风冷散热器，风冷散热器的另一端通过水管连接到半导体制冷片上设置的第二水冷头上，形成循环回路；所述温度传感器设置于壳体内部，且连接微处理器，所述微处理器连接温度控制模块；所述温度控制模块连接所述半导体制冷片。本发明不需要制冷剂，对环保无污染、体积小、重量轻、热惯性小，制冷迅速并且在超重或失重，水平、垂直或与地面成任何角度，都能正常工作，满足于航天、医疗，车载等的有限空间的需求。
Description
技术领域
本发明涉及便携式智能温控领域，具体地说是一种半导体制冷温控箱。
背景技术
随着微电子技术的不断发展，小型化甚至微型化成为各种设备的发展潮流与方向。对于航天、军事、医疗、生物制品、车载等特殊有限空间的独特需求，往往需要对少量甚至微量的物料进行精确的存储。因此，半导体制冷温控箱就应运而生。
现有的温控箱主要以压缩机与制冷剂制冷，氟利昂制冷剂破环臭氧层同时压缩机体积大，并且安放位置必须平稳才能保证温控箱正常工作。即使新型的制冷剂逐渐投入使用，但有温室效应，对环境产生破坏作用。压缩机的存在使温控箱的体积受到限制并且噪声大，因此现有的温控箱的体积与工作环境都有特殊要求，不便于对少量物料进行精确灵活控制，同时不满足于有限空间工作的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种以半导体制冷技术的智能温控箱。其主要以半导体制冷片为核心制冷元件，半导体制冷片无机械运动，结构简单、无磨损、寿命长、无噪声，不需要制冷剂，对环保无污染、体积小、重量轻、热惯性小，制冷迅速并且在超重或失重，水平、垂直或与地面成任何角度，都能正常工作。因此可以满足于航天、医疗，车载等的有限空间的需求。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种半导体制冷温控箱，包括壳体、保温门、半导体制冷片5、温度传感器和电源，所述半导体制冷片5对称嵌于壳体侧内壁，半导体制冷片5的热端设置第一水冷头，第一冷水头通过水管连接水泵，水泵的另一端通过水管连接循环水箱2的进水口，循环水箱2的出水口通过水管连接风冷散热器1，风冷散热器1的另一端通过水管连接到半导体制冷片5上设置的第二水冷头上，形成循环回路；
所述温度传感器设置于壳体内部，且连接微处理器，采集温控箱内部温度后发送到微处理器；
所述微处理器连接温度控制模块，接收微处理器发送的温控命令；
所述温度控制模块连接所述半导体制冷片，对其进行温度控制。
所述壳体包括内胆和保温外壳，所述内胆与保温外壳之间设有间隙，用发泡剂填充。
所述内胆为导热铝板，且半导体制冷片5所嵌的侧内胆壁为翅片形散热铝板。
所述保温外壳为亚克力板。
所述保温门由内到外依次包括门内板6、保温层支撑框7和门外板8；门内板6与门外板8之前用发泡剂填充。
所述门内板6内嵌有扰流风扇9，并设置风扇保护罩10。
在门内板6与内胆的相对位置设置磁铁，且在门内板6的四周边沿设置密封条。
在所述门外板8外侧设置门把手11。
所述风冷散热器1两端设置进水口和出水口，内部迂回设置盘旋结构的管路。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.采用半导体制冷技术，具有使用周期长、体积小、无污染、无噪音、可靠性高、易于高精度恒温控制及热惯性小等优点，成为各种制冷箱的优良冷源，是一种环保型的新兴制冷方法。
2.采用水冷散热与风冷散热相结合的方式，通过水泵和冷却水管不断的将热量带走，风扇不停给循环水降温以加速散热。水冷散热方式是所有散热方式中散热效率最高的一个，水冷散热的热交换系数比自然对流大100-1000倍，温控箱半导体片热端采用迂回设置盘旋结构的管路，既提高了散热效率又减小散热器的面积。
3.采用扰动风扇，提高了温控箱内空气之间的热交换率，由此在内胆一定距离的三维空间区域形成一个恒温控制区。
附图说明
图1是本发明的硬件结构连接图；
图2是本发明的保温门结构图；
图3是本发明的温控箱的外壳图；
其中1为风冷散热器、2为循环水箱、3为水泵、4为水冷头、5为半导体制冷片、6为门内板、7为保温层支撑框、8为门外板、9为扰流风扇、10为风扇保护罩、11为门把手、12为铝板钣金折弯、13为控制面板、14为温控箱侧板、15为温控箱底板。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示为硬件结构连接图。
两片半导体制冷片5分别贴于温控箱体的左右对称内壁，两片半导体制冷片5的热端设置水冷头4。电源设置于温控箱腔体中。温度传感器固定在温控箱中央。电源给温度控制模块供电，温度传感器的数据接口与微处理器数据接口相连，温度控制模块的加电控制接口与微处理器的控制口通过导线连接，半导体制冷片5的加电控制口与温度控制模块的加电控制接口通过导线连接。
主要对半导体制冷片5热端散热的功能，将两风扇用螺钉固定在风冷散热器1上，对水循环散热，风冷散热器1一端通过水管与循环水箱2相连，水泵3通过水冷头4与半导体制冷片5的热端接触。风冷散热器1的另一端通过水管和水冷头4组成循环系统。水泵3不断把水从风冷散热器1中抽出，通过水管流入循环水箱2，然后在循环水箱2另一个口出来，通过水管流过水冷头4，在流回到风冷散热器1中。不断循环，把热量从半导体制冷片5的热端带走。
将风冷散热排1用螺钉固定在温控箱的内胆及保温壳模块的后壁，内胆壁采用导热系数较大的铝板，保温壳采用导热系数小的压克力板，内胆与保温壳之间通过螺纹固定，两者之间留有缝隙，并填充发泡剂以绝热。
如图2所示为本发明的保温门结构图。
温控箱保温门是保证储藏室密闭空间的一道重要屏障，保温门的保温绝热效果直接影响到储藏室的温度保持。保温门应当有良好的密封性且轻便。为此会在门内板6贴硅胶密封条，并且在门内板6内侧以及内胆保温壳前板相对位置安装门磁，储藏室就是依靠门磁吸力配合硅胶条密封。为了增强门的保温性，在门内板6与门外板8之间留有高度26mm保温层支撑框7，再利用发泡剂填充门内外板之间的空间，整个门的绝热性就会大幅提升。门内外板之间的距离恰好可以允许扰流风扇9的正常运行，因此可以将扰流风扇9嵌入门内，外侧安装风扇保护罩10防止扇叶伤人等事故。
如图3所示为本发明的温控箱外壳结构图。
温控箱的外壳应有一定的力学性能，同时还应该美观轻质。为此，选用8mm厚的铝板作为温控箱的外壳。整个温控箱前、后、上三个表面拟采用易加工的铝板折弯加工，刚度得到了保证且方便装配。在钣金折弯件前侧留有安装门的空间，后侧留有散热风扇排风口。温控箱侧板14和温控箱底板15均开有散热通风槽，在温控箱左右侧板14开有嵌入式把手安装槽。控制面板13由钣金折弯12所得，控制面板13包含液晶显示屏和调温按键以及状态指示灯。
Claims (9)
1.一种半导体制冷温控箱，包括壳体、保温门、半导体制冷片(5)、温度传感器和电源，其特征在于：所述半导体制冷片(5)对称嵌于壳体侧内壁，半导体制冷片(5)的热端设置第一水冷头，第一冷水头通过水管连接水泵，水泵的另一端通过水管连接循环水箱(2)的进水口，循环水箱(2)的出水口通过水管连接风冷散热器(1)，风冷散热器(1)的另一端通过水管连接到半导体制冷片(5)上设置的第二水冷头上，形成循环回路；
所述温度传感器设置于壳体内部，且连接微处理器，采集温控箱内部温度后发送到微处理器；
所述微处理器连接温度控制模块，接收微处理器发送的温控命令；
所述温度控制模块连接所述半导体制冷片，对其进行温度控制。
2.根据权利要求1所述的半导体制冷温控箱，其特征在于：所述壳体包括内胆和保温外壳，所述内胆与保温外壳之间设有间隙，用发泡剂填充。
3.根据权利要求2所述的半导体制冷温控箱，其特征在于：所述内胆为导热铝板，且半导体制冷片(5)所嵌的侧内胆壁为翅片形散热铝板。
4.根据权利要求2所述的半导体制冷温控箱，其特征在于：所述保温外壳为亚克力板。
5.根据权利要求1所述的半导体制冷温控箱，其特征在于：所述保温门由内到外依次包括门内板(6)、保温层支撑框(7)和门外板(8)；门内板(6)与门外板(8)之前用发泡剂填充。
6.根据权利要求5所述的半导体制冷温控箱，其特征在于：所述门内板(6)内嵌有扰流风扇(9)，并设置风扇保护罩(10)。
7.根据权利要求5所述的半导体制冷温控箱，其特征在于：在门内板(6)与内胆的相对位置设置磁铁，且在门内板(6)的四周边沿设置密封条。
8.根据权利要求5所述的半导体制冷温控箱，其特征在于：在所述门外板(8)外侧设置门把手(11)。
9.根据权利要求1所述的半导体制冷温控箱，其特征在于：所述风冷散热器(1)两端设置进水口和出水口，内部迂回设置盘旋结构的管路。
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