CN109140900A - 便携外接式自动调温内胆系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种便携外接式自动调温内胆系统，内含内胆包、循环导管和机箱，以及置于所述机箱内部的循环系统、调温系统、散热系统、控制系统、电源模块。本发明操作方便、便携轻巧、能耗较低，主要针对局部环境的快速温度调节。可将内胆包置入衣服中，用于家用夏季的降温与冬季的保暖；可用于工业中高温作业或低温作业环境人体温度的调节；或者可用作医疗方面的辅助作用，例如感冒发烧的冷敷和关节处的热敷。
Description
技术领域
本发明涉及工业、商业及民用制冷制热领域，尤其涉及一种便携外接式自动调温内胆系统。
背景技术
夏天，我国大部分地区气温都很高，天气晴朗酷热，太阳辐射和紫外线强度均强度很高；冬天，温度骤降，在冬天寒冷的环境容易造成人体免疫力的下降，感冒生病在所难免。所以在居民生活方面，炎热的夏天和寒冷的冬天降温保暖是极为重要的事情。在工业方面，对于有些特殊的工业环境，如炼铁厂、低温冷库等，也需要对人体调温，以保障人身安全。对于炉前生产等冶金行业，接连出现的作业人员中暑等安全问题有待解决。另外，对于医疗卫生领域，感冒生病或者带药热敷等对某些疾病的治疗方法中，常常用到冷热毛巾或其他冷热敷用品敷熬，需要医护人员定时更换冷热敷用品以维持疗效。
对于较早的调温方案，有风扇，暖炉等机械或化学调温的方法，通过调节气体流速和发生化学反应调节温度，此类调节方案简单实用，但便携性很差，通常需要在固定位置安放，且存在调温性能和环保性能较差的情况。对于传统的制冷系统，一般是基于压缩机和制冷剂而设计的，具体调温产品包括室内空调和冰柜等，其调温性能有了较大改善，但由于压缩机的质量以及能耗问题，其便携性收到了较大限制。热电制冷器在很多特定情况下比传统调温系统更优越。其优点在于：其稳定的设计，平均故障间隔时间超过百万小时，无有害气体产生，无噪声运行，精确的温度控制和极短的响应时间，以及较低的直流电压需求。为其调温提供了极大的泛用性。
对此，本发明利用热电制冷器、加热系统和其他控制系统有效的解决上述问题，以替代传统的解决方法。
发明内容
本发明的目的：提供一种便携外接式自动调温内胆系统，且具备制冷制热功能，主要针对局部环境的快速温度调节。
本发明的技术方案：一种便携外接式自动调温内胆系统，包含内胆包、循环导管和机箱，以及置于所述机箱内部的循环系统、调温系统、散热系统、控制系统、电源模块；
所述内胆包设有第一接驳阀组，包含内胆包进水接口和内胆包出水接口，可与循环导管连接；
所述循环导管内部包含两条液体管道；
所述机箱的侧边设置有第二接驳阀组，包含机箱进水接口和机箱出水接口，与所述循环系统联通；
所述循环导管的两端分别与第一接驳阀组和第二接驳阀组连接；
所述机箱顶部设有提手，背部设有背带接口；
所述机箱侧面设有进风口，进风口外部设有网罩；
所述机箱正面设有散热口，散热口外部设有网罩；
所述循环系统包含小型水泵、换热管和换热板，其中换热管与第二接驳阀组中的机箱进水接口和机箱出水接口联通，用于所述内胆包与循环导管内的液体循环和热传导；
所述调温系统包含制冷模块和制热模块，用于通过所述循环导管调节所述内胆包的温度；
所述内胆包、循环导管和循环系统中含有传热液体。
进一步的，所述内胆包由两片可折叠内胆片组成，所述可折叠内胆片的两面分别为导温面和保温面，导温面和保温面的中间夹有弯折排布的细管。
进一步的，所述导温面的中层使用导热硅胶、导热双面胶带或导热凝胶粘连，外层使用导热纤维材料包装。所述保温面的外层使用隔热纤维材料包装。
进一步的，所述细管为pvc纤维管或硅胶软管，用于导通液体。细管周围使用纤维状碳粉末、氧化铝粉末或硅微粉末等导温填料填充。
进一步的，所述细管的排布方式为螺旋型、迂回型或者螺旋迂回型。
进一步的，所述循环导管由pvc纤维管或硅胶软管制成。
进一步的，所述循环系统的换热板由铝合金薄板制成，换热板的一面通过极少量导热硅胶粘合所述调温系统的制冷模块工作表面，另一面通过极少量导热硅胶与所述换热管粘合。
进一步的，所述换热管与换热板弯折排布粘合，所述换热管排布方式为螺旋型、迂回型或者螺旋迂回型。
进一步的，所述调温系统的制冷模块的核心部件为半导体制冷系统；所述制冷模块的工作表面为半导体制冷系统的冷端，制冷模块的散热端为半导体制冷系统的热端。
进一步的，所述调温系统的制热模块包含电热丝、陶瓷加热片或陶瓷加热膜，多个所述电热丝、所述陶瓷加热片或所述陶瓷加热膜分布于所述换热板粘合换热管的一面，安置在换热管的间隙中。
进一步的，所述散热系统由散热风道、铝制散热片和小型贯流风机组成。
进一步的，所述散热风道为是由铝合金薄板制成，一面通过极少量保温硅胶粘合制冷模块的散热端，另一面粘合多个铝制散热片。
进一步的，所述散热风道的进气区与所述机箱的进风口对接，所述散热风道的出气区与所述机箱的散热口对接。
进一步的，所述小型贯流风机位于铝制散热片一侧，工作时，从所述机箱的进风口吸入大量空气，将聚集在所述铝制散热片上的热量，通过所述机箱的散热口排出。
进一步的，所述控制系统包括操作面板、处理器、控制电路、以及第一温度传感器和第二温度传感器。
进一步的，所述操作面板安装在机箱表面，操作面板设置有电源键、温度调节键。
进一步的，所述第一温度传感器和第二温度传感器分别安置在所述第二接驳阀组的进水接口和出水接口内部。
进一步的，所述电源模块连接循环系统、调温系统、散热系统、控制系统。
进一步的，所述电源模块包含锂电池组和适配器，适配器用于外接交流电；锂电池组可单独为本发明的正常工作供电；当本发明外接交流电时，可以正常工作，并且同时为锂电池组充电。
进一步的，所述传热液体为水、氯化钠溶液，氯化钙溶液、甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇。
进一步的，所述传热液体优选比热容较高或导热性较好的无毒液体。
本发明所述系统的实现方法：工作时，可以通过控制面板上的温度调节键进行设置；需要降温时，调温系统中的制冷模块启动，将循环导管中的热量通过换热板，传递至散热系统，降温工作中制热模块不启动；需要升温时，调温系统中的制热模块启动，循环导管中的液体被加热，升温工作中制冷模块和散热系统不工作。
进一步的，工作时，循环系统将传热液体通过循环导管与内胆包进行循环，第一温度传感器测量从内胆包流回的传热液体温度T1，第二温度传感器测量从循环系统流出的传热液体温度T2；控制系统根据T1和T2的平均值T，与控制面板温度调节键所设置的温度T0进行比较；需要降温时，若T大于T0则启动制冷模块，直到T等于T0；需要升温时，若T小于T0则启动制热模块，直到T等于T0。
进一步的，所述控制系统提供的温度调节，其T0最小值为18度，最大值为45度。本实例是基于单片机的程序控制：设置固定温度，通过传感器反馈调节控制器。所述控制系统根据所述温度传感器进行PID调节控制内胆温度。
进一步的，所述调温系统中所述半导体制冷系统利用珀尔帖效应，当电流通过热电偶时，其中一端散热而另一端吸热。所述半导体制冷系统由两片陶瓷片组成，内含有N型和P型的半导体材料，其半导体材料组成为碲化铋。所述半导体制冷系统制冷的程度可以通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定。
本发明的优点：与现有技术相比，本发明导热性好、速度快、节约能源。通过设置的自动调温系统具备传感系统和反馈调节，稳定性好。采用半导体制冷系统，体积小质量轻，具有便携式的特征。可外接电源供电，适用于多种环境。
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，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的剖视图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明所涉及的散热系统结构示意图；
图4是本发明所涉及的内胆导管排布方式示意图；
图5是本发明所涉及的调温系统换热管排布方式螺旋结构示意图。
图6是本发明所涉及的调温系统换热管排布方式迂回结构示意图。
附图标记：
1——内胆包；101——第一接驳阀组；102——细管；
2——循环导管；
3——机箱；301——第二接驳阀组；302——提手；303——背带接口，304——进风口；305——散热口；
4——循环系统；401——小型水泵；402——换热管；403——换热板；
5——调温系统；501——制冷模块；5011——半导体制冷系统冷端；5012——半导体制冷系统热端；502——制热模块；
6——散热系统；601——散热风道；602——铝制散热片；603——小型贯流风机；
7——控制系统；
8——电源模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举最佳实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。示例实施例可以在没有那些特别定义的物体的情况下实施。
一种便携外接式自动调温内胆系统，包含内胆包1、循环导管2和机箱3，以及置于所述机箱3内部的循环系统4、调温系统5、散热系统6、控制系统7、电源模块8；
所述内胆包1设有第一接驳阀组101，包含内胆包1进水接口和内胆包1出水接口，可与循环导管2连接；
所述循环导管2内部包含两条液体管道；
所述机箱3的侧边设置有第二接驳阀组301，包含机箱3进水接口和机箱3出水接口，与所述循环系统4联通；
所述循环导管2的两端分别与第一接驳阀组101和第二接驳阀组301连接；
所述机箱3顶部设有提手302，背部设有背带接口303；
所述机箱3侧面设有进风口304，进风口304外部设有网罩；
所述机箱3正面设有散热口305，散热口305外部设有网罩；
所述循环系统4包含小型水泵401、换热管402和换热板403，其中换热管402与第二接驳阀组301中的机箱3进水接口和机箱3出水接口联通，用于所述内胆包1与循环导管2内的液体循环和热传导；
所述调温系统5包含制冷模块501和制热模块502，用于通过所述循环导管2调节所述内胆包1的温度；
所述内胆包1、循环导管2和循环系统4中含有传热液体。
进一步的，所述内胆包1由两片可折叠内胆片组成，所述可折叠内胆片的两面分别为导温面和保温面，导温面和保温面的中间夹有弯折排布的细管102。
进一步的，所述导温面的中层使用导热硅胶、导热双面胶带或导热凝胶粘连，外层使用导热纤维材料包装。所述保温面的外层使用隔热纤维材料包装。
进一步的，所述细管102为pvc纤维管或硅胶软管，用于导通液体。细管102周围使用纤维状碳粉末、氧化铝粉末或硅微粉末等导温填料填充。
进一步的，所述细管102的排布方式为螺旋型、迂回型或者螺旋迂回型。
进一步的，所述循环导管2由pvc纤维管或硅胶软管制成。
进一步的，所述循环系统4的换热板403紧贴所述调温系统5的制冷模块501的工作表面。
进一步的，所述换热板403由铝合金薄板制成，换热板403的一面通过极少量导热硅胶粘合所述调温系统5的制冷模块501工作表面，另一面通过极少量导热硅胶与所述换热管402粘合。
进一步的，所述换热管402与换热板403弯折排布粘合，所述换热管402排布方式为螺旋型、迂回型或者螺旋迂回型。
进一步的，所述调温系统5的制冷模块501的核心部件为半导体制冷系统；所述制冷模块501的工作表面为半导体制冷系统冷端5011，制冷模块501的散热端为半导体制冷系统热端5012。
进一步的，所述调温系统5的制热模块502包含电热丝、陶瓷加热片或陶瓷加热膜，多个所述电热丝、所述陶瓷加热片或所述陶瓷加热膜分布于所述换热板403粘合换热管402的一面，安置在换热管402的间隙中。
进一步的，所述散热系统6由散热风道601、铝制散热片602和小型贯流风机603组成。
进一步的，所述散热风道601为是由铝合金薄板制成，一面通过极少量保温硅胶粘合制冷模块501的散热端，另一面粘合多个铝制散热片602。
进一步的，所述散热风道601的进气区与所述机箱3的进风口304对接，所述散热风道601的出气区与所述机箱3的散热口305对接。
进一步的，所述小型贯流风机603位于铝制散热片602一侧，工作时，从所述机箱3的进风口304吸入大量空气，将聚集在所述铝制散热片602上的热量，通过所述机箱3的散热口305排出。
进一步的，所述控制系统7包括操作面板、处理器、控制电路、以及第一温度传感器和第二温度传感器。
进一步的，所述操作面板安装在机箱3表面，操作面板设置有电源键、温度调节键。
进一步的，所述第一温度传感器和第二温度传感器分别安置在所述第二接驳阀组301的进水接口和出水接口内部。
进一步的，所述电源模块8连接循环系统4、调温系统5、散热系统6、控制系统7。
进一步的，所述电源模块8包含锂电池组和适配器，适配器用于外接交流电；锂电池组可单独为本发明的正常工作供电；当本发明外接交流电时，可以正常工作，并且同时为锂电池组充电。
进一步的，所述传热液体为水、氯化钠溶液，氯化钙溶液、甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇。
进一步的，所述传热液体优选比热容较高或导热性较好的无毒液体。
本发明所述系统的实现方法：工作时，可以通过控制面板上的温度调节键进行设置；需要降温时，调温系统5中的制冷模块501启动，将循环导管2中的热量通过换热板403，传递至散热系统6，降温工作中制热模块502不启动；需要升温时，调温系统5中的制热模块502启动，循环导管2中的液体被加热，升温工作中制冷模块501和散热系统6不工作。
进一步的，工作时，循环系统4将传热液体通过循环导管2与内胆包1进行循环，第一温度传感器测量从内胆包1流回的传热液体温度T1，第二温度传感器测量从循环系统4流出的传热液体温度T2；控制系统7根据T1和T2的平均值T，与控制面板温度调节键所设置的温度T0进行比较；需要降温时，若T大于T0则启动制冷模块501，直到T等于T0；需要升温时，若T小于T0则启动制热模块502，直到T等于T0。
本实例中，所述内胆包1由导温面与保温面两面，当内胆包1装入特质马甲后用导温面朝向人体，或者将两片内胆片的保温面折叠后直接使用。增加了内胆包1的实用性和节能性。
对于控制系统7与用户交互的操作面板，其提供的设定模式有冷热敷、降温、升温，并设定调节温度。系统将根据传热液体温度自主调节。
最后说明的是，以上所揭露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。对本领域技术人员而言，在没有偏离所附权利要求书中阐明的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种便携外接式自动调温内胆系统，其特征在于：包含内胆包、循环导管和机箱，以及置于所述机箱内部的循环系统、调温系统、散热系统、控制系统、电源模块；
所述内胆包设有第一接驳阀组，包含内胆包进水接口和内胆包出水接口，可与循环导管连接；
所述循环导管内部包含两条液体管道；
所述机箱的侧边设置有第二接驳阀组，包含机箱进水接口和机箱出水接口，与所述循环系统联通；
所述循环导管的两端分别与第一接驳阀组和第二接驳阀组连接；
所述机箱顶部设有提手，背部设有背带接口；
所述机箱侧面设有进风口，进风口外部设有网罩；
所述机箱正面设有散热口，散热口外部设有网罩；
所述循环系统包含小型水泵、换热管和换热板，其中换热管与第二接驳阀组中的机箱进水接口和机箱出水接口联通，用于所述内胆包与循环导管内的液体循环和热传导；
所述调温系统包含制冷模块和制热模块，用于通过所述循环导管调节所述内胆包的温度；
所述内胆包、循环导管和循环系统中含有传热液体。
2.根据权利要求1所述的便携外接式自动调温内胆系统，其特征在于：所述内胆包由两片可折叠内胆片组成，所述可折叠内胆片的两面分别为导温面和保温面，导温面和保温面的中间夹有弯折排布的细管；
所述导温面的中层使用导热硅胶、导热双面胶带或导热凝胶粘连，外层使用导热纤维材料包装；
所述保温面的外层使用隔热纤维材料包装；
所述细管为pvc纤维管或硅胶软管，用于导通液体；
所述细管的周围使用纤维状碳粉末、氧化铝粉末或硅微粉末等导温填料填充；
所述细管的排布方式为螺旋型、迂回型或者螺旋迂回型。
3.根据权利要求1所述的便携外接式自动调温内胆系统，其特征在于：所述循环系统的换热板由铝合金薄板制成，换热板的一面通过极少量导热硅胶粘合所述调温系统的制冷模块工作表面，另一面通过极少量导热硅胶与所述换热管粘合；
所述换热管与换热板弯折排布粘合，所述换热管排布方式为螺旋型、迂回型或者螺旋迂回型。
4.根据权利要求1所述的便携外接式自动调温内胆系统，其特征在于，所述调温系统的制冷模块核心部件为半导体制冷系统；所述制冷模块的工作表面为半导体制冷系统的冷端，制冷模块的散热端为半导体制冷系统的热端。
5.根据权利要求1所述的便携外接式自动调温内胆系统，其特征在于，所述调温系统的制热模块包含电热丝、陶瓷加热片或陶瓷加热膜，多个所述电热丝、所述陶瓷加热片或所述陶瓷加热膜分布于所述换热板粘合换热管的一面，安置在换热管的间隙中。
6.根据权利要求1所述的便携外接式自动调温内胆系统，其特征在于：所述散热系统由散热风道、铝制散热片和小型贯流风机组成；
所述散热风道为是由铝合金薄板制成，一面通过极少量保温硅胶粘合制冷模块的散热端，另一面粘合多个铝制散热片；
所述散热风道的进气区与所述机箱的进风口对接，所述散热风道的出气区与所述机箱的散热口对接；
所述小型贯流风机位于铝制散热片一侧，工作时，从所述机箱的进风口吸入大量空气，将聚集在所述铝制散热片上的热量，通过所述机箱的散热口排出。
7.根据权利要求1所述的便携外接式自动调温内胆系统，其特征在于：所述控制系统包括操作面板、处理器、控制电路、以及第一温度传感器和第二温度传感器；
所述操作面板安装在机箱表面，操作面板设置有电源键、温度调节键；
所述第一温度传感器和第二温度传感器分别安置在所述第二接驳阀组的进水接口和出水接口内部。
8.根据权利要求1所述的便携外接式自动调温内胆系统，其特征在于：所述电源模块连接循环系统、调温系统、散热系统、控制系统；
所述电源模块包含锂电池组和适配器，适配器用于外接交流电；锂电池组可单独为本发明的正常工作供电；当本发明外接交流电时，可以正常工作，并且同时为锂电池组充电。
9.基于权利要求1所述系统的实现方法，其特征在于：工作时，可以通过控制面板上的温度调节键进行设置；需要降温时，调温系统中的制冷模块启动，将循环导管中的热量通过换热板，传递至散热系统，降温工作中制热模块不启动；需要升温时，调温系统中的制热模块启动，循环导管中的液体被加热，升温工作中制冷模块和散热系统不工作。
10.基于权利要求1所述系统的实现方法，其特征在于：工作时，循环系统将传热液体通过循环导管与内胆包进行循环，第一温度传感器测量从内胆包流回的传热液体温度T1，第二温度传感器测量从循环系统流出的传热液体温度T2；控制系统根据T1和T2的平均值T，与控制面板温度调节键所设置的温度T0进行比较；需要降温时，若T大于T0则启动制冷模块，直到T等于T0；需要升温时，若T小于T0则启动制热模块，直到T等于T0。
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