CN107514722A - 一种智能蓄冷家用风扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能蓄冷家用风扇，其主要由送风端、制冷端、蓄冷水箱、控制端和遥控终端构成。其中送风端的铜盘管与蓄冷水箱连接，以形成冷水循环结构，则送风端可送出温度较低的风，以让人感觉舒适。制冷端的水排与蓄冷水箱连接，则制冷端为蓄冷水箱的蓄水提供冷量，令蓄冷水箱的蓄水降温。而控制端根据反馈信息对送风端及制冷端进行控制，以使送风端、制冷端和蓄冷水箱三者之间协调的有效工作。本发明采用智能远程控制，并采用水蓄冷方法，解决了半导体制冷片冷量过小导致送风温度与环境温度相差不大的问题，提高了舒适性；且本发明不需要增设机械传动部分，不需要额外的制冷剂，还具有噪声小、无污染、可靠性高寿命长等特点。

Description

一种智能蓄冷家用风扇

技术领域

本发明涉及家用风扇，具体涉及一种智能蓄冷家用风扇。

背景技术

日常生活中使用的电风扇，靠扇叶的快速转动，加快人体表面的空气流动，从而加快汗水蒸发速度，使人体感到凉快。但电风扇内的电机的线路为非纯电阻电路，在将电能转化为机械能的同时，部分转化为热能，持续使用时间越长，热量越大，通常扇叶直接安装在电机轴上，所以电风扇工作时直接把电机热量送到人体表面，长时间使用电风扇人体会感到温热，特别在炎热的夏季，环境温度较高，电机温度上升更快，长时间吹电风扇的话会使人体感到不适。

一些小型送风装置，采用送风机与半导体制冷片结合的方式，确实可以让风扇送出低于环境温度的风，但半导体制冷片的制冷量较小，很难满足冷量要求，风扇送出的风的温度与环境温度相差不会太大，所以采用这种送风办法人体也达不到舒适效果。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理，提高舒适度且智能程度高的智能蓄冷家用风扇。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本智能蓄冷家用风扇，包括送风端、制冷端、蓄冷水箱、控制端和遥控终端；所述送风端包括外壳、铜盘管、送风机和铝翅片，所述铜盘管和铝翅片均固定外壳内，且所述铝翅片套接于铜盘管，所述送风机通过第一固定架安装于外壳的一侧，所述外壳的另一端设有第一温度传感器；所述铜盘管的入水口通过第一保温管与蓄冷水箱的第一出水口连接，所述铜盘管的出水口通过第二保温管与蓄冷水箱的第一进水口的连接，且所述第一保温管设有第一水泵；所述制冷端包括水排、固定件、半导体制冷片、散热铝块和散热风机，所述半导体制冷片和散热铝块均通过固定件与水排连接，且所述半导体制冷片的冷端与水排相贴紧，所述半导体制冷片的热端与散热铝块相贴紧，所述散热风机通过第二固定架与散热铝块连接；所述水排的进水口通过第三保温管与蓄冷水箱的第二出水口连接，所述水排的出水口通过第四保温管与蓄冷水箱的第二进水口连接，且所述第三保温管设有第二水泵；所述送风机、第一温度传感器、第一水泵、半导体制冷片、散热风机和第二水泵均与控制端连接；所述摇控终端与控制端信号连接。

优选的，所述蓄冷水箱包括箱体和箱盖，所述蓄冷水箱的第一出水口和第一进水口均位于箱体的一侧，且第一进水口位于第一出水口的上方；所述蓄冷水箱的第二出水口和第二进水口均位于箱体的另一侧，且所述第二进水口位于第二出水口的上方；所述箱盖封闭箱体的上端开口；所述箱体内的底部设有第二温度传感器，此第二温度传感器与控制端连接。

优选的，所述箱体的底部设有排污口。

优选的，所述控制端包括电源模块、串口模块、控制面板、与控制面板连接的第一接口、与送风机连接的第一继电器、与第一温度传感器连接的第二接口、与第一水泵连接的调速模块、与第二温度传感器连接的第三接口、与第二水泵连接的第二继电器、与半导体制冷片连接的第三继电器、与散热风机连接的第四继电器、控制电路和单片机，所述电源模块、串口模块、第一接口、第一继电器、第二接口、调速模块、第三接口、第二继电器、第三继电器和第四继电器均通过控制电路与单片机连接，所述串口模块通过WIFI串口服务器与遥控终端连接。

优选的，所述摇控终端为智能手机或平板电脑。

优选的，所述第一水泵为变速水泵。

优选的，所述外壳设有保温层。

优选的，所述水排的外表面中除与半导体制冷片相贴紧的一面，其余各面均设有保温层。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1、本智能蓄冷家用风扇采用水蓄冷方法，解决了半导体制冷片冷量过小导致送风温度与环境温度相差不大的问题，而本发明在送风之前蓄水已达到较低的温度，所以在送风端可送出较低温度的风。

2、本智能蓄冷家用风扇采用半导体制冷及水蓄冷结合的技术方式，解决了传统家用风扇不能送出比环境温度低的风的问题；且本发明不需要增设机械传动部分，不需要额外的制冷剂，还具有噪声小、无污染、可靠性高寿命长等特点。

3、本智能蓄冷家用风扇主要由送风端、制冷端、蓄冷水箱、控制端和遥控终端构成，结构简单、造价低。

4、本智能蓄冷家用风扇采用智能手机等遥控终端，解决了从蓄冷到送风之间的时间差问题，即在回家之前可用智能手机通过网络远程控制蓄冷完毕，回家后无需再等待蓄冷，可直接使用送出冷风，达到人体舒适效果。

附图说明

图1是本发明的智能蓄冷家用风扇的结构示意图。

图2是本发明的送风端的正视图。

图3是本发明的送风端的俯视图。

图4是本发明的制冷端的正视图。

图5是本发明的制冷端的俯视图。

图6是本发明的蓄冷水箱的结构示意图。

图7是本发明的控制端的结构框图。

其中：1为送风端，2为蓄冷水箱，3为制冷端，4为控制端，5为送风机，6为第一温度传感器，7为第二温度传感器，8为散热风机，9为半导体制冷片，10为第一继电器，11为第二接口，12为调速模块，13为第四继电器，14为第三继电器，15为第二继电器，16为第三接口，17为第二保温管，18为第一保温管，19为变速水泵，20为第四保温管，21为第三保温管，22为铜盘管，23为铝翅片，24为外壳，25为保温层，26为铜盘管的出水口，27为铜盘管的入水口，28为第一固定架，29为水排，30为固定件，31为散热铝块，32为第二固定架，33为水排的进水口，34为水排的出水口，35为箱体，36为箱盖，37为第二温度传感器，38为第一出水口，39为第一进水口中，40为第二出水口，41为第二进水口，42为排污口，43为电源模块，44为串口模块，45为第一接口，46为控制电路，47为单片机，48为控制面板，49为WIFI串口服务器，50为智能手机，51为第二水泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图5所示的智能蓄冷家用风扇，包括送风端、制冷端、蓄冷水箱、控制端和遥控终端；所述送风端包括外壳、铜盘管、送风机和铝翅片，所述铜盘管和铝翅片均固定外壳内，且所述铝翅片套接于铜盘管，所述送风机通过第一固定架安装于外壳的一侧，所述外壳的另一端设有第一温度传感器；所述铜盘管的入水口通过第一保温管与蓄冷水箱的第一出水口连接，所述铜盘管的出水口通过第二保温管与蓄冷水箱的第一进水口的连接，且所述第一保温管设有第一水泵；所述制冷端包括水排、固定件、半导体制冷片、散热铝块和散热风机，所述半导体制冷片和散热铝块均通过固定件与水排连接，且所述半导体制冷片的冷端与水排相贴紧，所述半导体制冷片的热端与散热铝块相贴紧，所述散热风机通过第二固定架与散热铝块连接；所述水排的进水口通过第三保温管与蓄冷水箱的第二出水口连接，所述水排的出水口通过第四保温管与蓄冷水箱的第二进水口连接，且所述第三保温管设有第二水泵；所述送风机、第一温度传感器、第一水泵、半导体制冷片、散热风机和第二水泵均与控制端连接；所述摇控终端与控制端信号连接。

具体的，所述第一水泵为变速水泵。这可调整送风端的铜盘管中单位时间水流量。而送风端在工作时，冷水从第一出水口流出后进入铜盘管，再从所述铜盘管的出水口流出，并通过第二保温管及第一进水口的回流到蓄冷水箱。冷水流经铜盘管时，冷量传递给铜盘管壁面，再由铜盘管外壁面传递给铝翅片，在铜盘管上套接铝翅片是为了增大送风端的换热面积，送风机工作，让空气流过铜盘管与铝翅片外表面并进行热交换，降低了空气温度，最终送出了冷风。外壳粘贴保温层是为了防止外壳温度过低造成结露现象，第一温度传感器可实时检测送风口温度。制冷端在工作时，水从水排进水口流进水排，再从水排出水口流出，半导体制冷片在通电工作时，半导体制冷片的冷端制冷吸热，热端放热。半导体制冷片的冷端与水排紧贴在一起，流经水排的水通过水排壁面将热量传递给半导体制冷片的冷端，水温下降。而所述水排的外表面中除与半导体制冷片相贴紧的一面，其余各面均设有保温层。这水排的保温处理是避免工作时损失冷量。半导体制冷片的热端与散热铝块紧贴在一起，半导体制冷片的热端放出的热量传递给散热铝块，散热铝块温度升高，散热风机工作为散热铝块降温，散热铝块采用刀片型框架结构，增加空气接触面积，增强了散热效果。

如图6所示，所述蓄冷水箱包括箱体和箱盖，所述蓄冷水箱的第一出水口和第一进水口均位于箱体的一侧，且第一进水口位于第一出水口的上方；所述蓄冷水箱的第二出水口和第二进水口均位于箱体的另一侧，且所述第二进水口位于第二出水口的上方；所述箱盖封闭箱体的上端开口；所述箱体内的底部设有第二温度传感器，此第二温度传感器与控制端连接。工作时蓄水的温度较低，故在箱体外表面粘贴箱体保温层、箱盖外表面粘贴箱盖保温层，避免冷量损失，第二温度传感器可实时检测蓄水的温度。

所述箱体的底部设有排污口。蓄冷水箱中当蓄水的水质变差时，可打开排污口排空蓄水，清洗蓄冷水箱后关闭排污口，再打开箱盖补水。

如图7所示，所述控制端包括电源模块、串口模块、控制面板、与控制面板连接的第一接口、与送风机连接的第一继电器、与第一温度传感器连接的第二接口、与第一水泵连接的调速模块、与第二温度传感器连接的第三接口、与第二水泵连接的第二继电器、与半导体制冷片连接的第三继电器、与散热风机连接的第四继电器、控制电路和单片机，所述电源模块、串口模块、第一接口、第一继电器、第二接口、调速模块、第三接口、第二继电器、第三继电器和第四继电器均通过控制电路与单片机连接，所述串口模块通过WIFI串口服务器与遥控终端连接。

控制端工作时，主控板的电源模块把220伏外电源转换为主控板、控制面板、制冷端、蓄冷水箱、送风端、变速水泵(即第一水泵)、第二水泵的工作电源。WIFI串口服务器及串口模块通过网络协议实现单片机与智能手机的通信，提供了信息化、智能化的便利。智能手机安装风扇监控软件，可远程对单片机输出开启蓄冷、设置蓄水设定温度、开启送风、设置送风口设定温度、停止送风、停止蓄冷指令，并可远程读取第一温度传感器和第二温度传感器向单片机反馈的蓄水实时温度、送风口实时温度数据，随时掌握设备工作状态。单片机接收到开启蓄冷、设置蓄水设定温度指令后，采集蓄水温度数据，并与蓄水设定温度相比较，经过运算后输出指令控制第二继电器、第三继电器、第四继电器；接收到开启送风、设置送风口设定温度指令后，输出控制第一继电器闭合，采集送风口温度数据，并与送风口设定温度相比较，经过运算后调节调速模块的输出电压；接收到停止送风、停止蓄冷指令后，控制第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器断开，调节调速模块的输出电压为零。控制面板是在没有网络或无需远程监控的情况下使用，可现场设置参数、控制设备、查看数据等，其功能与智能手机的风扇监控软件相类似。而本实施例中的电源模块、串口模块和调速模块均为常规的模块，可直接自市场中购买。

所述摇控终端为智能手机或平板电脑。本实施例中，遥控终端为智能手机。

所述外壳设有保温层。此设置避免了冷量的损失，提高了冷量的利用率。

本智能蓄冷家用风扇的工作过程如下：

(1)蓄冷工作：

蓄冷工作时，控制端的第二继电器输出控制指令驱动第二水泵，第三继电器输出控制指令驱动半导体制冷片，第四继电器输出控制指令驱动散热风机；同时，蓄冷水箱的第二温度传感器采集蓄冷水箱内蓄水的温度，再通过第三接口向单片机反馈。

蓄冷水箱中蓄水温度的控制：根据第二温度传感器检测的蓄水温度与蓄水设定温度之间的差值，控制第二水泵、半导体制冷片和散热风机的开停，实现蓄水温度控制。当蓄水温度低于或等于蓄水设定温度-1℃时，第二水泵、半导体制冷片和散热风机停止工作，不再对蓄水降温；当蓄水温度高于或等于蓄水设定温度+1℃时，第二水泵、半导体制冷片和散热风机开启工作降低蓄水温度，使蓄水温度最终保持在蓄水设定温度±1℃以内。

第二水泵、半导体制冷片和散热风机之间的开启顺序：先开启散热风机，延时10秒开启半导体制冷片与第二水泵。先开启散热风机是为了给散热铝块预冷。第二水泵、半导体制冷片和散热风机之间的停止顺序：先停止半导体制冷片，延时10秒停止散热风机与第二水泵，延迟停止散热风机是为了给散热铝块散余热，延迟停止第二水泵是为了带走半导体制冷片冷端的冷量，让其温度升高不至于表面结露。

(2)送风工作：

送风工作时，控制端的第一继电器输出控制指令驱动送风机、调速模块和变速水泵(即第一水泵)，同时第一温度传感器采集外壳的送风口温度，再通过第二接口向单片机反馈。

送风端的送风口温度控制：根据第一温度传感器检测的送风口温度与送风口设定温度之间的差值，调速模块输出不同的电压，以调节变速水泵的转速，从而实现送风口温度的控制。当送风口温度高于或等于送风口设定温度+5℃时，变速水泵全速工作；当送风口温度低于送风口设定温度+5℃时，变速水泵按比例调速工作。因送风口温度降低后，不再需要太大的冷量，降低变速水泵的转速，水流速度也降低，送风端的铜盘管中单位时间水流量减少，最终送风端的冷量也减少，反之送风口温度升高后，需提升变速水泵的转速，最终增加送风端的冷量，实现了送风端冷量自动调节的功能。

变速水泵与送风机之间的停止顺序：先停止变速水泵，延时10秒停止送风机，延迟停止送风机是为了带走铜盘管与铝翅片的冷量，让其表面温度升高不至于结露。

(3)协调工作：

在工作时，通过智能手机遥控驱动制冷端，让水在蓄冷水箱与制冷端之间循环流动，制冷端制冷吸热，使蓄冷水箱里的蓄水温度降低，并将蓄水温度控制在蓄水设定温度±1℃以内。然后运行送风端与变速水泵，让冷水在送风端与蓄冷水箱之间循环流动，冷水流经送风端的铜盘管时，冷水与送风端送出的风进行热交换，则从外壳的送风口流出的风温度降低。因送风端与变速水泵工作前蓄冷水箱的蓄水已达到较低的温度，在送风端可送出较低温度的风，送风端工作之后蓄冷水箱的蓄水温度上升，当蓄水温度高于或等于蓄水设定温度+1℃时，制冷端与第二水泵继续工作使蓄水补充冷量，最终送风端可持续一段时间送出较低温度的风，达到人体舒适效果。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能蓄冷家用风扇，其特征在于：包括送风端、制冷端、蓄冷水箱、控制端和遥控终端；所述送风端包括外壳、铜盘管、送风机和铝翅片，所述铜盘管和铝翅片均固定外壳内，且所述铝翅片套接于铜盘管，所述送风机通过第一固定架安装于外壳的一侧，所述外壳的另一端设有第一温度传感器；所述铜盘管的入水口通过第一保温管与蓄冷水箱的第一出水口连接，所述铜盘管的出水口通过第二保温管与蓄冷水箱的第一进水口的连接，且所述第一保温管设有第一水泵；所述制冷端包括水排、固定件、半导体制冷片、散热铝块和散热风机，所述半导体制冷片和散热铝块均通过固定件与水排连接，且所述半导体制冷片的冷端与水排相贴紧，所述半导体制冷片的热端与散热铝块相贴紧，所述散热风机通过第二固定架与散热铝块连接；所述水排的进水口通过第三保温管与蓄冷水箱的第二出水口连接，所述水排的出水口通过第四保温管与蓄冷水箱的第二进水口连接，且所述第三保温管设有第二水泵；所述送风机、第一温度传感器、第一水泵、半导体制冷片、散热风机和第二水泵均与控制端连接；所述摇控终端与控制端信号连接。

2.根据权利要求1所述的智能蓄冷家用风扇，其特征在于：所述蓄冷水箱包括箱体和箱盖，所述蓄冷水箱的第一出水口和第一进水口均位于箱体的一侧，且第一进水口位于第一出水口的上方；所述蓄冷水箱的第二出水口和第二进水口均位于箱体的另一侧，且所述第二进水口位于第二出水口的上方；所述箱盖封闭箱体的上端开口；所述箱体内的底部设有第二温度传感器，此第二温度传感器与控制端连接。

3.根据权利要求2所述的智能蓄冷家用风扇，其特征在于：所述箱体的底部设有排污口。

4.根据权利要求2所述的智能蓄冷家用风扇，其特征在于：所述控制端包括电源模块、串口模块、控制面板、与控制面板连接的第一接口、与送风机连接的第一继电器、与第一温度传感器连接的第二接口、与第一水泵连接的调速模块、与第二温度传感器连接的第三接口、与第二水泵连接的第二继电器、与半导体制冷片连接的第三继电器、与散热风机连接的第四继电器、控制电路和单片机，所述电源模块、串口模块、第一接口、第一继电器、第二接口、调速模块、第三接口、第二继电器、第三继电器和第四继电器均通过控制电路与单片机连接，所述串口模块通过WIFI串口服务器与遥控终端连接。

5.根据权利要求4所述的智能蓄冷家用风扇，其特征在于：所述摇控终端为智能手机或平板电脑。

6.根据权利要求1所述的智能蓄冷家用风扇，其特征在于：所述第一水泵为变速水泵。

7.根据权利要求1所述的智能蓄冷家用风扇，其特征在于：所述外壳设有保温层。

8.根据权利要求1所述的智能蓄冷家用风扇，其特征在于：所述水排的外表面中除与半导体制冷片相贴紧的一面，其余各面均设有保温层。