CN108464691A - 一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯，包括毛毯本体、半导体薄膜调温层、温度传感器、散热装置和控制装置，半导体薄膜调温层嵌设于毛毯本体内部，温度传感器设于半导体薄膜调温层上对应人体背部、臀部和腿部的位置，散热装置和控制装置均设于毛毯本体一侧内部，散热装置通过铜管与半导体薄膜调温层相连，控制装置为PLC控制器，通过导线与温度传感器及半导体薄膜调温层相连。本发明能够对毛毯进行迅速合理的温度调节，提高人们睡眠时的舒适性。

Description

一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯

技术领域

本发明属于半导体的技术领域，尤其涉及一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯。

背景技术

能源和环境污染问题越来越威胁到人类的发展，人们更多地把目光投向节能环保材料，并把节能环保材料与人们日常生活紧密结合在一起。由于目前家用的电热毯只能制热，不能制冷，在春夏交际的时候，开启空调会造成极大的能量消耗，而风扇造成的吹风感又会影响人体的热舒适性。并且电热毯是用电阻丝加热，供电电压较高，安全性差，功率大，热效率低，因此现需要一种高效节能适用范围更广的电加热和制冷装置。另外由于普通电热毯所有区域温度都一样，不能满足人身体不同部位的热舒适性要求，比如说冬季，人睡觉脚部会比较凉，如果只是单纯的将电热毯升温反而会造成过热的现象，因此也需要一种智能分区温控装置。

随着目前热电半导体技术的发展，已经能够制备出厚度为微米级的半导体薄膜材料。这种半导体薄膜材料是基于帕尔贴效应进行工作的，在室温下的制冷温差大约能达到67摄氏度，响应时间为秒级，而且半导体薄膜为柔性材料不受安装空间的限制，安装较为方便，能够很好地用于智能温控毛毯中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯，满足人身体不同部位的热舒适性要求进行智能分区温控。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯，其特征在于，包括毛毯本体、半导体薄膜调温层、温度传感器、散热装置和控制装置，所述半导体薄膜调温层嵌设于毛毯本体内部，所述温度传感器设于半导体薄膜调温层上对应人体背部、臀部和腿部的位置，所述散热装置和控制装置均设于毛毯本体一侧内部，散热装置通过铜管与半导体薄膜调温层相连，控制装置为PLC控制器，通过导线与温度传感器及半导体薄膜调温层相连。

按上述方案，所述半导体薄膜调温层包括安装基体和数个调温单体，数个调温单体均布在安装基体顶面上，调温单体包括顶部导热层、半导体薄膜和底部导热层，所述半导体薄膜为圆环形片状结构，所述顶部导热层和底部导热层分别与半导体薄膜的顶端和底端相粘连，顶部导热层由圆形导热片和环形隔热片组成，圆形导热片设于环形隔热片的内孔中，底部导热层为圆环形导热片，圆环形导热片中嵌设铜丝，铜丝沿圆环形导热片周向布设。

按上述方案，所述圆形导热片和圆环形导热片均由导热硅脂制成，所述环形隔热片和半导体薄膜安装基体由柔性隔热材料制成，为聚苯乙烯泡沫。

按上述方案，所述顶部导热层与半导体薄膜的顶端通过导热硅胶粘接，底部导热层的上下两端通过导热硅胶分别与半导体薄膜的底端及半导体薄膜安装基体粘接。

按上述方案，所述铜丝穿过半导体薄膜安装基体上的导热硅胶引出与铜管一端相连，所述铜管另一端与所述散热装置相连。

按上述方案，所述散热装置包括翅片式散热器和散热风扇，所述铜管另一端与所述翅片式散热器的底板相连，所述散热风扇与翅片式散热器相对应设置。

本发明的有益效果是：提供一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯，外形尺寸可依照需要进行设计，能适用于不同尺寸的床，同时满足人体舒适性要求，半导体薄膜调温单体结构紧凑，其数目可以根据需要在毛毯内部进行设计，安装简单且可靠，既可制冷也可制热，满足人体不同环境下的需要，采用半导体薄膜材料进行调温，安全性高，调温迅速，能耗低，可根据人体不同部位进行分区调温，提高舒适性。

附图说明

图1为本发明一个实施例的剖视图。

图2为本发明一个实施例的调温单体的分布示意图。

图3为本发明一个实施例的调温单体的结构示意图。

其中：1-毛毯本体，2-调温单体，3-散热装置，4-安装基体，5-圆形导热片，6-环形隔热片，7-半导体薄膜，8-圆环形导热片，9-铜丝，10-铜管。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。

如图1所示，一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯，包括毛毯本体1、半导体薄膜调温层、温度传感器、散热装置3和控制装置，半导体薄膜调温层嵌设于毛毯本体内部，温度传感器设于半导体薄膜调温层上对应人体背部、臀部和腿部的位置，散热装置和控制装置均设于毛毯本体一侧内部，散热装置通过铜管10与半导体薄膜调温层相连，控制装置为PLC控制器，通过导线与温度传感器及半导体薄膜调温层相连。

如图2、图3所示，半导体薄膜调温层包括安装基体4和数个调温单体2，数个调温单体均布在安装基体顶面上，调温单体包括顶部导热层、半导体薄膜7和底部导热层，半导体薄膜为圆环形片状结构，顶部导热层和底部导热层分别与半导体薄膜的顶端和底端相粘连，顶部导热层由圆形导热片5和环形隔热片6组成，圆形导热片设于环形隔热片的内孔中，保温隔热的同时，也起到了对圆形导热片的保护作用，底部导热层为圆环形导热片8，圆环形导热片中嵌设铜丝9，铜丝沿圆环形导热片周向布设。

圆形导热片和圆环形导热片均由导热硅脂制成，环形隔热片和半导体薄膜安装基体由柔性隔热材料制成，为聚苯乙烯泡沫，顶部导热层与半导体薄膜的顶端通过导热硅胶粘接，底部导热层的上下两端通过导热硅胶分别与半导体薄膜的底端及半导体薄膜安装基体粘接，铜丝穿过半导体薄膜安装基体上的导热硅胶引出与铜管一端相连，铜管另一端与散热装置相连。

散热装置包括翅片式散热器和散热风扇，铜管另一端与翅片式散热器的底板相连，散热风扇与翅片式散热器相对应设置。在毛毯制冷时，底部导热层可将半导体薄膜产生的热量通过铜丝、铜管传导到翅片式散热器，散热风扇对准散热器进行风吹散热，保证半导体薄膜的正常工作。

在本发明中，各个半导体薄膜调温单体内的铜丝均从下部引出，埋在半导体薄膜安装基体上方的导热硅胶中，然后从该层导热硅胶中引出一根导热良好的铜管，引出的铜管直接连在散热器基底上。

在本发明中，半导体薄膜调温层和温度传感器的供电由车载蓄电池提供。温度传感器分别埋在背部、臀部和腿部的中部的工作区域的导热层内部，用于测量毛毯与人体背部、臀部和腿部接触处的表面温度；控制单元根据温度传感器的信号，对背部、臀部及腿部的毛毯区域内的半导体薄膜调温单体进行分区开关控制，进而控制不同区域的制冷量或制热量，从而在很好地满足人体热舒适性的情况下，进一步降低能耗。而且，由于半导体薄膜自身的特性，通入其中的电流改变方向时，薄膜的工作区就能在制冷和制热的模式间进行切换。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所做的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯，其特征在于，包括毛毯本体、半导体薄膜调温层、温度传感器、散热装置和控制装置，所述半导体薄膜调温层嵌设于毛毯本体内部，所述温度传感器设于半导体薄膜调温层上对应人体背部、臀部和腿部的位置，所述散热装置和控制装置均设于毛毯本体一侧内部，散热装置通过铜管与半导体薄膜调温层相连，控制装置为PLC控制器，通过导线与温度传感器及半导体薄膜调温层相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯，其特征在于，所述半导体薄膜调温层包括安装基体和数个调温单体，数个调温单体均布在安装基体顶面上，调温单体包括顶部导热层、半导体薄膜和底部导热层，所述半导体薄膜为圆环形片状结构，所述顶部导热层和底部导热层分别与半导体薄膜的顶端和底端相粘连，顶部导热层由圆形导热片和环形隔热片组成，圆形导热片设于环形隔热片的内孔中，底部导热层为圆环形导热片，圆环形导热片中嵌设铜丝，铜丝沿圆环形导热片周向布设。

3.根据权利要求2所述的一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯，其特征在于，所述圆形导热片和圆环形导热片均由导热硅脂制成，所述环形隔热片和半导体薄膜安装基体由柔性隔热材料制成，为聚苯乙烯泡沫。

4.根据权利要求3所述的一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯，其特征在于，所述顶部导热层与半导体薄膜的顶端通过导热硅胶粘接，底部导热层的上下两端通过导热硅胶分别与半导体薄膜的底端及半导体薄膜安装基体粘接。

5.根据权利要求4所述的一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯，其特征在于，所述铜丝穿过半导体薄膜安装基体上的导热硅胶引出与铜管一端相连，所述铜管另一端与所述散热装置相连。

6.根据权利要求5所述的一种基于半导体薄膜的智能温控毛毯，其特征在于，所述散热装置包括翅片式散热器和散热风扇，所述铜管另一端与所述翅片式散热器的底板相连，所述散热风扇与翅片式散热器相对应设置。