CN107621118A - 一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱,包括保温的储藏箱箱体,在所述的箱体顶部设有一个制冷箱盖,在所述的制冷箱盖上设有半导体制冷模块,所述的半导体制冷模块包括半导体制冷组件,所述的半导体制冷组件包括半导体制冷片,所述的半导体制冷片包括散热面和制冷面,其中散热面向上,与散热翅片贴合,水管插入散热翅片中,将散热面处热量传递到冰水中;制冷面向下,与导冷翅片贴合。本发明在储藏箱中应用半导体制冷提供冷量,且在半导体热端实现循环冰水冷却方式散热,能有效降低热端温度,提高制冷机构的散热效率,从而提高制冷机构的制冷效率。系统结构简单,非常适用于冷链运输和配送过程。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱,属于物流冷链运输领域。
背景技术
随着物流业的发展,物流配送货物的种类更加多样,生鲜配送已成为目前淘宝、京东等的主营业务之一。然而,物流配送生鲜及肉制品对温度有一定的要求,需要进行冷藏或冷冻。原有技术的制冷箱大多采用压缩式或吸收式制冷方式,设备体积大,重量大,造价高,无法小型化,致使其应用受到了限制。而常用的小型冷藏箱仅为泡沫箱体,无法保证长时间的运输。将半导体制冷技术应用于制冷箱,可以减少制冷箱的体积重量,节省成本,并增加运输过程中的可靠性和便捷性。
已有部分专利将半导体制冷应用至制冷箱领域。专利CN106091522A《基于半导体制冷的冷藏配送箱》使用半导体制冷,采用热管和微型热管进行散热和导冷,最终还是通过空气散热。CN106524567A《一种箱式半导体制冷装置》同样使用半导体制冷,半导体制冷机构的散热端插入散热通道,最终通过空气散热。两个专利都存在的问题是使用空气冷却效率较低,当环境温度很高时,热端散热不理想,无法深度制冷。综上所述,现有的半导体制冷系统存在以下缺陷:1、散热和导冷的效率较低,制冷效果不理想。2、热端采用风冷散热,很难达到较低的制冷温度,无法适应配送货物温度控制要求较高的场合。
本发明基于半导体制冷技术的储藏箱输入直流电即可制冷,没有复杂的设备和管路,可有效减少制冷箱体积和制造成本;热端采用冰水冷却,可有效降低热端温度,实现深度冷却。本发明可为冷链运输领域制冷箱的设计制造提供新的思路和方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,提供了一种结构简单、紧凑且效率高、节能环保的循环冰水冷却方式散热的半导体制冷储藏箱。
本发明提供的一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱,其特征在于包括温度传感器(1)、风扇(2-1)、风扇(2-2)、风扇(2-3)、储藏箱(3)、开关(4)、制冷箱盖(5)、控制装置(6)、格栅(7)、散热翅片(8)、电源(9)、隔热层(10)、半导体制冷片(11)、导冷翅片(12)、进水管(13-1)、出水管(13-2)、水管(13-3)、水泵(14-1)、潜水泵(14-2)、水箱提手(15)、水箱(16)、保温材料(17)、水位线(18)、储冰箱(19)、电流表(20)、调压器(21)、阀门(22-1)、阀门(22-2)、阀门(22-3)、箱盖(23)。
其中储藏箱(3)顶部设有制冷箱盖(5)。储藏箱(3)左侧边设有风扇(2-1)和温度传感器(1),右侧边设有储冰箱(19)。储冰箱(19)上端设有水箱(16),水箱(16)位于制冷箱盖(5)右侧边。
制冷箱盖(5)内设有2片半导体制冷片(11),其冷端朝向箱壁内侧,热端朝向箱壁外侧。半导体制冷片(11)冷端与导冷翅片(12)的一端相连,风扇(2-2)贴于导冷翅片(12)的另一端;半导体制冷片(11)热端与散热翅片(8)的一端相连,风扇(2-3)贴于散热翅片(8)的另一端。隔热层(10)设置于半导体制冷片(11)四周且位于导冷翅片(12)与散热翅片(8)之间。散热翅片(8)左边设有开关(4)和控制装置(6);散热翅片(8)右边设有电源(9)。控制装置(6)和电源(9)之间设有电流表(20)和调压器(21),电流表(20)和电源(9)串联,调压器(21)和电源(9)并联。制冷箱盖(5)顶面为格栅(7)。
散热翅片(8)有一个入口和一个出口,入口接进水管(13-1),出口接出水管(13-2)。储冰箱(19)体有一个入口和一个出口,入口接出水管(13-2)、出口接进水管(13-1)。进水管(13-1)末端接潜水泵(14-2),且进水管(13-1)和出水管(13-2)末端没入储冰箱(19)内水位线(18)以下。进水管(13-1)处于制冷箱盖(5)内的水平段上设有阀门(22-3),出水管(13-2)处于制冷箱盖(5)内的水平段上设有阀门(22-2)。水箱(16)有一个水箱提手(15)和一个接口,接口与水管(13-3)的一侧相接。水管(13-3)的另一侧与出水管(13-2)相接。水管(13-3)处于制冷箱盖(5)内的水平段上设有水泵(14-1)和阀门(22-1)。
温度传感器(1)具有两个端口,两个端口均与控制装置(6)相连;阀门(22-1)、阀门(22-2)、阀门(22-3)分别具有两个端口,两个端口均与控制装置(6)相连;调压器(21)具有两个端口,两个端口均与控制装置(6)相连。
本发明提供的一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱,其特征在于包括以下工作过程:
电源(9)通电后,半导体制冷片(11)处于工作状态,此时半导体制冷片(11)的冷端产生冷量,储藏箱(3)内风扇(2-1)及风扇(2-2)启动,促进储藏箱(3)内空气对流,将冷量均匀传递至储藏箱(3)内。半导体制冷片(11)的热端产生热量,风扇(2-3)启动,促进箱外空气与散热翅片(8)换热;阀门(22-1)、水泵(14-1)关闭,阀门(22-2)和阀门(22-3)打开,潜水泵(14-2)启动,冰水通过进水管(13-1)进入散热翅片(8),通过出水管(13-2)流回储冰箱(19)。
电源(9)断电后,半导体制冷片(11)处于非工作状态时,关闭阀门(22-2)、阀门(22-3)和潜水泵(14-2),打开阀门(22-1),启动水泵(14-1),将处于水平段的进水管(13-1)、出水管(13-2)和水管(13-3)内积水抽入水箱(16)内,且定期将水箱(16)内积水排出,可有效防止积水存留进水管(13-1)、出水管(13-2)和水管(13-3)内滋生细菌。
散热翅片(8)与导冷翅片(12)呈锯齿状,可增大换热面积,增强制冷片制冷效率。
水管在散热翅片(8)内呈U型,可增加水管面积,促使冰水与散热翅片(8)充分换热,能有效将热端热量传递至冰水中。
水箱(16)可从制冷储藏箱内取出,箱盖(23)与储冰箱(19)可分离,冰块从箱盖(23)处放入储冰箱(19)内。储冰箱(19)四周有保温材料(17),可有效保存冰块的冷量,延迟冰块的融化时间。
储藏箱(3)内温度通过温度传感器(1)测得,电源(9)通过导线与控制装置(6)相连。当储藏箱(3)内温度升高时,通过控制装置(6)调节调压器(21),增大电流表(20)示值;当储藏箱(3)内温度降低时,通过控制装置(6)调节调压器(21),减小电流表(20)示值,可实现对储藏箱(3)内温度的控制。
储藏箱(3)和储冰箱(19)四周有保温材料(17)。保温材料(17)可为聚氨酯或其他保温材料,箱体材料可为冷轧钢板。
附图说明
图1是适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱整体平面示意图;
图中的标号名称:1、温度传感器,2-1、风扇,2-2、风扇,2-3、风扇,3、储藏箱,4、开关,5、制冷箱盖,6、控制装置,7、格栅,8、散热翅片,9、电源,10、隔热层,11、半导体制冷片,12、导冷翅片,13-1、进水管,13-2、出水管,13-3、水管,14-1、水泵,14-2、潜水泵,15、水箱提手,16、水箱,17、保温材料,18、水位线,19、储冰箱,22-1、阀门,22-2、阀门,22-3、阀门,23、箱盖。
图2是适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱的制冷箱盖平面示意图;
图中的标号名称:2-3、风扇,4、开关,6、控制装置,8、散热翅片,9、电源,13-1、进水管,13-2、出水管,13-3、水管,14-1、水泵,16、水箱,17、保温材料,19、储冰箱,20、电流表,21、调压器,22-1、阀门,22-2、阀门,22-3、阀门。
图3是适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱的制冷箱盖外壳平面示意图;
图中的标号名称:7、格栅,17、保温材料。
图4是适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱的热端散热翅片与水管的安装位置示意图;
图中的标号名称:8、散热翅片,13-1、进水管,13-2、出水管,13-3、水管,14-1、水泵,22-1、阀门,22-2、阀门,22-3、阀门。
指定图1为摘要附图。
具体实施方式
图1是适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱整体结构示意图,该制冷储藏箱的具体实施方式如下;
当制冷储藏箱3内需要储藏生鲜肉类、水果和蔬菜时,储冰箱19内应先放入冰块和部分0℃的水,关闭阀门22-1和水泵14-1,打开阀门22-2、阀门22-3和潜水泵14-2。电源9外输入220V交流电,输出直流电,风扇2-1、风扇2-2、风扇2-3开始转动,同时半导体制冷片11冷端产生冷量,热端产生热量。通过温度传感器1观察储藏箱3体内温度变化,调节调压器21,增大电流,增大半导体制冷片11的制冷量。当储藏箱3内温度传感器1显示的数值满足储存生鲜肉类、水果和蔬菜需要的温度时,放入需要储存的生鲜肉类、水果和蔬菜,同时调节调压器21,减小电流,使半导体制冷片11处于最大制冷效率状态。
当温度传感器1显示的数值不断上升时,储冰箱19内需要更换冰块。控制装置6将关闭电源9,拿出水箱16,打开箱盖23,将储冰箱19内水排出,再重新放入冰块和0℃的水。
当制冷储藏箱停机维护时,关闭阀门22-2、阀门22-3和潜水泵14-2,打开阀门22-1和水泵14-1,将处于水平段进水管13-1、出水管13-2、水管13-3内积水排入水箱16中,水箱16内积水较多时,通过水箱提手15拿出水箱16,将水箱16内水排出。
当制冷储藏箱停机维护,且储冰箱19内冰块全部融化,储冰箱19内水的温度升高时。拿出水箱16,打开箱盖23,将储冰箱19内水排出。
本发明提供的半导体制冷箱使用半导体制冷片作为冷源,热端应用冰水冷却,制冷量大,制冷效果好且能达到深冷的效果。该半导体制冷箱可应用于短途物流运输。特别适合储存生鲜肉类、水果和蔬菜,也适合储存从冷库拿出的肉制品。
Claims (8)
1.一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱,其特征在于包括温度传感器(1)、风扇(2-1)、风扇(2-2)、风扇(2-3)、储藏箱(3)、开关(4)、制冷箱盖(5)、控制装置(6)、格栅(7)、散热翅片(8)、电源(9)、隔热层(10)、半导体制冷片(11)、导冷翅片(12)、进水管(13-1)、出水管(13-2)、水管(13-3)、水泵(14-1)、潜水泵(14-2)、水箱提手(15)、水箱(16)、保温材料(17)、水位线(18)、储冰箱(19)、电流表(20)、调压器(21)、阀门(22-1)、阀门(22-2)、阀门(22-3)、箱盖(23)。
其中储藏箱(3)顶部设有制冷箱盖(5)。储藏箱(3)左侧边设有风扇(2-1)和温度传感器(1),右侧边设有储冰箱(19)。储冰箱(19)上端设有水箱(16),水箱(16)位于制冷箱盖(5)右侧边。
制冷箱盖(5)内设有2片半导体制冷片(11),其冷端朝向箱壁内侧,热端朝向箱壁外侧。半导体制冷片(11)冷端与导冷翅片(12)的一端相连,风扇(2-2)贴于导冷翅片(12)的另一端;半导体制冷片(11)热端与散热翅片(8)的一端相连,风扇(2-3)贴于散热翅片(8)的另一端。隔热层(10)设置于半导体制冷片(11)四周且位于导冷翅片(12)与散热翅片(8)之间。散热翅片(8)左边设有开关(4)和控制装置(6);散热翅片(8)右边设有电源(9)。控制装置(6)和电源(9)之间设有电流表(20)和调压器(21),电流表(20)和电源(9)串联,调压器(21)和电源(9)并联。制冷箱盖(5)顶面为格栅(7)。
散热翅片(8)有一个入口和一个出口,入口接进水管(13-1),出口接出水管(13-2)。储冰箱(19)体有一个入口和一个出口,入口接出水管(13-2)、出口接进水管(13-1)。进水管(13-1)末端接潜水泵(14-2),且进水管(13-1)和出水管(13-2)末端没入储冰箱(19)内水位线(18)以下。进水管(13-1)处于制冷箱盖(5)内的水平段上设有阀门(22-3),出水管(13-2)处于制冷箱盖(5)内的水平段上设有阀门(22-2)。水箱(16)有一个水箱提手(15)和一个接口,接口与水管(13-3)的一侧相接。水管(13-3)的另一侧与出水管(13-2)相接。水管(13-3)处于制冷箱盖(5)内的水平段上设有水泵(14-1)和阀门(22-1)。
温度传感器(1)具有两个端口,两个端口均与控制装置(6)相连;阀门(22-1)、阀门(22-2)、阀门(22-3)分别具有两个端口,两个端口均与控制装置(6)相连;调压器(21)具有两个端口,两个端口均与控制装置(6)相连。
2.根据权利要求1所述的一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱,其特征在于:
电源(9)通电后,半导体制冷片(11)处于工作状态,此时半导体制冷片(11)的冷端产生冷量,储藏箱(3)内风扇(2-1)及风扇(2-2)启动,促进储藏箱(3)内空气对流,将冷量均匀传递至储藏箱(3)内。半导体制冷片(11)的热端产生热量,风扇(2-3)启动,促进箱外空气与散热翅片(8)换热;阀门(22-1)、水泵(14-1)关闭,阀门(22-2)和阀门(22-3)打开,潜水泵(14-2)启动,冰水通过进水管(13-1)进入散热翅片(8),通过出水管(13-2)流回储冰箱(19)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱,其特征在于:
电源(9)断电后,半导体制冷片(11)处于非工作状态时,关闭阀门(22-2)、阀门(22-3)和潜水泵(14-2),打开阀门(22-1),启动水泵(14-1),将处于水平段的进水管(13-1)、出水管(13-2)和水管(13-3)内积水抽入水箱(16)内,且定期将水箱(16)内积水排出,可有效防止积水存留进水管(13-1)、出水管(13-2)和水管(13-3)内滋生细菌。
4.根据权利要求1所述的一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱,其特征在于:
散热翅片(8)与导冷翅片(12)呈锯齿状,可增大换热面积,增强制冷片制冷效率。
5.根据权利要求1所述的一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱,其特征在于:
水管在散热翅片(8)内呈U型,可增加水管面积,促使冰水与散热翅片(8)充分换热,能有效将热端热量传递至冰水中。
6.根据权利要求1所述的一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱,其特征在于:
水箱(16)可从制冷储藏箱内取出,箱盖(23)与储冰箱(19)可分离,冰块从箱盖(23)处放入储冰箱(19)内。储冰箱(19)四周有保温材料(17),可有效保存冰块的冷量,延迟冰块的融化时间。
7.根据权利要求1所述的一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱,其特征在于:
储藏箱(3)内温度通过温度传感器(1)测得,电源(9)通过导线与控制装置(6)相连。当储藏箱(3)内温度升高时,通过控制装置(6)调节调压器(21),增大电流表(20)示值;当储藏箱(3)内温度降低时,通过控制装置(6)调节调压器(21),减小电流表(20)示值,可实现对储藏箱(3)内温度的控制。
8.根据权利要求1所述的一种适用于冷链运输的半导体制冷储藏箱,其特征在于:
储藏箱(3)和储冰箱(19)四周有保温材料(17)。保温材料(17)可为聚氨酯或其他保温材料,箱体材料可为冷轧钢板。
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