CN109945581A - 一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于冷链运输的可控制冷量与风量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自动控制的半导体制冷模块，所述的半导体制冷模块包括半导体制冷片，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，散热翅片与散热风扇贴合将热端热量与外界空气换热；制冷面向下，与导冷风扇贴合。在半导体制冷储藏箱中应用激光感应器自动控制半导体制冷片启停的数量，通过点击按钮手动控制导冷风扇风速，能有效提高半导体制冷效率，系统结构简单，适用于冷链运输和配送过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱，属于冷链冷藏领域。
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。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。如能根据箱体内食材类型及体积开启恰当数量的半导体制冷片，且有效调节冷端导冷风扇风速，可以提高半导体制冷效率。
已有部分专利将半导体制冷应用至制冷箱领域。专利CN208282444U《基于半导体制冷片的低温冷藏配送箱》利用半导体制冷，采用连有降压器的温度控制板控制半导体制冷温度，温度控制范围有限，无法根据箱体内实际情况反馈获得最优制冷温度。专利107763924A《半导体制冷配送箱》利用半导体制冷片制冷，半导体制冷片热端采用水冷方式。采用水冷散热时，半导体不能长时间制冷，故不适用于长距离的冷链配送。同时该系统需要配备冷却水箱，增加了制冷箱的体积。
本发明涉及的一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱，制冷装置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；在半导体制冷储藏箱中应用激光感应器自动控制半导体制冷片启停的数量，根据食材类型手动控制导冷风扇风速，能有效提高半导体制冷效率和箱体运行时间。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，提供了一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱。
本发明提供的一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱，其特征在于包括第一激光传感器(1-1)、第二激光传感器(1-2)、保温材料(2)、导冷材料(3)、电源(4)、按钮开关(5)、第一按钮开关(5-1)、第二按钮开关(5-2)、第三按钮开关(5-3)、第四按钮开关(5-4)、第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)、热端风扇(7)、格栅(8)、散热翅片(9)、制冷箱盖(10)、隔热层(11)、冷端风扇(12)、储藏箱(13)、电流表(14)、调压器(15)；
其中储藏箱(13)左侧边三分之一高度设有第一激光传感器(1-1)，储藏箱(13)左侧边三分之二高度设有第二激光传感器(1-2)，储藏箱(13)顶部设有制冷箱盖(10)，制冷箱盖(10)中心位置设有第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)和一层隔热层(11)，其中第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)和第三半导体制冷片(6-3)等间距分布于制冷箱盖(10)中心位置，隔热层(11)位于其间隔中，将制冷箱盖(10)分成上下两部分，第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)和第三半导体制冷片(6-3)冷端朝向下侧，热端朝向上侧，制冷箱盖(10)顶面为格栅(8)；
第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)和第三半导体制冷片(6-3)的冷端和箱体内部不直接接触，第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)和第三半导体制冷片(6-3)的冷端和冷端风扇(12)相连；第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)和第三半导体制冷片(6-3)的热端与散热翅片(9)的一端相连，热端风扇(7)贴于散热翅片(9)的另一端；散热翅片(9)左侧边设有电源(4)，格栅(8)左侧边设有按钮开关(5)；电源(4)的第一端与第四按钮开关(5-4)的第一端相连，第四按钮开关(5-4)的第二端分别与热端风扇(7)的第一端、调压器(15)的第一端和电流表(14)的第一端相连，电流表(14)的第二端与冷端风扇(12)的第一端相连，冷端风扇(12)的第二端分别与第一按钮开关(5-1)的第一端、第二按钮开关(5-2)的第一端、第三按钮开关(5-3)的第一端相连，第一按钮开关(5-1)的第二端、第二按钮开关(5-2)的第二端、第三按钮开关(5-3)的第二端、热端风扇(7)的第二端和调压器(15)的第二端分别与电源(4)的第二端相连。
本发明提供的一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱，其特征在于包括以下工作过程：
储藏箱(13)内装入食材，食材高度超过储藏箱(13)三分之二高度时，此时第二激光传感器(1-2)感应到食材，第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)处于工作状态，第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)的冷端产生冷量，冷端风扇(12)启动，将冷量传递至储藏箱(13)内；第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)的热端产生热量，热端风扇(7)启动，引入箱外空气与散热翅片(9)换热，带走第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)的热端产生的热量；食材高度超过储藏箱(13)三分之一高度且未超过三分之二高度时，此时第一激光传感器(1-1)感应到食材，第二激光传感器(1-2)未感应到食材，第二半导体制冷片(6-2)处于不工作状态，第一半导体制冷片(6-1)和第三半导体制冷片(6-3)处于工作状态，第一半导体制冷片(6-1)和第三半导体制冷片(6-3)的冷端产生冷量，冷端风扇(12)启动，将冷量传递至储藏箱(13)内；第一半导体制冷片(6-1)和第三半导体制冷片(6-3)的热端产生热量，热端风扇(7)启动，引入箱外空气与散热翅片(9)换热，带走第一半导体制冷片(6-1)和第三半导体制冷片(6-3)的热端产生的热量；食材高度未超过三分之一高度时，此时第一激光传感器(1-1)和第二激光传感器(1-2)未感应到食材，第一半导体制冷片(6-1)和第三半导体制冷片(6-3)处于不工作状态，第二半导体制冷片(6-2)处于工作状态，第二半导体制冷片(6-2)的冷端产生冷量，冷端风扇(12)启动，将冷量传递至储藏箱(13)内；第二半导体制冷片(6-2)的热端产生热量，热端风扇(7)启动，引入箱外空气与散热翅片(9)换热，带走第二半导体制冷片(6-2)的热端产生的热量。
电源(4)为可调压直流电源，为第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)、热端风扇(7)和冷端风扇(12)提供电能；储藏箱(13)内装入食材为蔬菜时，按钮开关(5-1)闭合，冷端风扇(12)处于高风速状态运行；储藏箱(13)内装入食材为肉制品时，按钮开关(5-2)闭合，冷端风扇(12)处于中风速状态运行；储藏箱(13)内装入食材为水果饮料时，按钮开关(5-3)闭合，冷端风扇(12)处于低风速状态运行；储藏箱(13)内不装入食材时，按钮开关(5-4)断开，电源(4)断开。
储藏箱(13)周围设有导冷材料(3)，能有效将第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)和第三半导体制冷片(6-3)冷端冷量传递到储藏箱(13)内。
储藏箱(13)四周有保温材料(2)，保温材料(2)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是一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱整体平面示意图；
图中的标号名称：1-1、第一激光传感器，1-2、第二激光传感器，2、保温材料，3、导冷材料，4、电源，5-1、第一按钮开关，5-2、第二按钮开关，5-3、第三按钮开关，5-4、第四按钮开关，6-1、第一半导体制冷片，6-2、第二半导体制冷片，6-3、第三半导体制冷片，7、热端风扇，8、格栅，9、散热翅片，10、制冷箱盖，11、隔热层，12、冷端风扇，13、储藏箱。
图2是一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱电路控制示意图；
图中的标号名称：4、电源，5-1、第一按钮开关，5-2、第二按钮开关，5-3、第三按钮开关，5-4、第四按钮开关，7、热端风扇，12、冷端风扇，14、电流表，15、调压器。
图3是一种用于冷链运输的可控制冷量与风量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、保温材料，3、导冷材料，4、电源，5、按钮开关，7、热端风扇，9、散热翅片，14、电流表，15、调压器。
图4是一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱的工作流程图。
具体实施方式
图1是一种用于冷链运输的可控制冷量与风量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：
电源4为可调压直流电源，为第一半导体制冷片6-1、第二半导体制冷片6-2、第三半导体制冷片6-3、热端风扇7和冷端风扇12提供电能。当储藏箱13内需要冷藏蔬菜时，按钮开关5-1闭合，冷端风扇12处于高风速状态运行；当储藏箱13内需要冷冻生鲜肉类、海鲜时，按钮开关5-2闭合，冷端风扇12处于中风速状态运行；当储藏箱13内需要冷藏水果饮料时，按钮开关5-3闭合，冷端风扇12处于低风速状态运行。
当储藏箱13内食材高度超过储藏箱13三分之二高度时，此时第二激光传感器1-2感应到食材，第一半导体制冷片6-1、第二半导体制冷片6-2、第三半导体制冷片6-3处于工作状态，第一半导体制冷片6-1、第二半导体制冷片6-2、第三半导体制冷片6-3的冷端产生冷量，冷端风扇12启动，将冷量传递至储藏箱13内；第一半导体制冷片6-1、第二半导体制冷片6-2、第三半导体制冷片6-3的热端产生热量，热端风扇7启动，引入箱外空气与散热翅片9换热，带走第一半导体制冷片6-1、第二半导体制冷片6-2、第三半导体制冷片6-3的热端产生的热量；食材高度超过储藏箱13三分之一高度且未超过三分之二高度时，此时第一激光传感器1-1感应到食材，第二激光传感器1-2未感应到食材，第二半导体制冷片6-2处于不工作状态，第一半导体制冷片6-1和第三半导体制冷片6-3处于工作状态，第一半导体制冷片6-1和第三半导体制冷片6-3的冷端产生冷量，冷端风扇12启动，将冷量传递至储藏箱13内；第一半导体制冷片6-1和第三半导体制冷片6-3的热端产生热量，热端风扇7启动，引入箱外空气与散热翅片9换热，带走第一半导体制冷片6-1和第三半导体制冷片6-3的热端产生的热量；食材高度未超过三分之一高度时，此时第一激光传感器1-1和第二激光传感器1-2未感应到食材，第一半导体制冷片6-1和第三半导体制冷片6-3处于不工作状态，第二半导体制冷片6-2处于工作状态，第二半导体制冷片6-2的冷端产生冷量，冷端风扇12启动，将冷量传递至储藏箱13内；第二半导体制冷片6-2的热端产生热量，热端风扇7启动，引入箱外空气与散热翅片9换热，带走第二半导体制冷片6-2的热端产生的热量。
储藏箱13内不装入食材时，按钮开关5-4断开，电源4断开。
Claims (5)
1.一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱，其特征在于包括第一激光传感器(1-1)、第二激光传感器(1-2)、保温材料(2)、导冷材料(3)、电源(4)、按钮开关(5)、第一按钮开关(5-1)、第二按钮开关(5-2)、第三按钮开关(5-3)、第四按钮开关(5-4)、第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)、热端风扇(7)、格栅(8)、散热翅片(9)、制冷箱盖(10)、隔热层(11)、冷端风扇(12)、储藏箱(13)、电流表(14)、调压器(15)；
其中储藏箱(13)左侧边三分之一高度设有第一激光传感器(1-1)，储藏箱(13)左侧边三分之二高度设有第二激光传感器(1-2)，储藏箱(13)顶部设有制冷箱盖(10)，制冷箱盖(10)中心位置设有第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)和一层隔热层(11)，其中第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)和第三半导体制冷片(6-3)等间距分布于制冷箱盖(10)中心位置，隔热层(11)位于其间隔中，将制冷箱盖(10)分成上下两部分，第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)和第三半导体制冷片(6-3)冷端朝向下侧，热端朝向上侧，制冷箱盖(10)顶面为格栅(8)；
第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)和第三半导体制冷片(6-3)的冷端和箱体内部不直接接触，第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)和第三半导体制冷片(6-3)的冷端和冷端风扇(12)相连；第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)和第三半导体制冷片(6-3)的热端与散热翅片(9)的一端相连，热端风扇(7)贴于散热翅片(9)的另一端；散热翅片(9)左侧边设有电源(4)，格栅(8)左侧边设有按钮开关(5)；电源(4)的第一端与第四按钮开关(5-4)的第一端相连，第四按钮开关(5-4)的第二端分别与热端风扇(7)的第一端、调压器(15)的第一端和电流表(14)的第一端相连，电流表(14)的第二端与冷端风扇(12)的第一端相连，冷端风扇(12)的第二端分别与第一按钮开关(5-1)的第一端、第二按钮开关(5-2)的第一端、第三按钮开关(5-3)的第一端相连，第一按钮开关(5-1)的第二端、第二按钮开关(5-2)的第二端、第三按钮开关(5-3)的第二端、热端风扇(7)的第二端和调压器(15)的第二端分别与电源(4)的第二端相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱，其特征在于：
储藏箱(13)内装入食材，食材高度超过储藏箱(13)三分之二高度时，此时第二激光传感器(1-2)感应到食材，第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)处于工作状态，第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)的冷端产生冷量，冷端风扇(12)启动，将冷量传递至储藏箱(13)内；第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)的热端产生热量，热端风扇(7)启动，引入箱外空气与散热翅片(9)换热，带走第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)的热端产生的热量；食材高度超过储藏箱(13)三分之一高度且未超过三分之二高度时，此时第一激光传感器(1-1)感应到食材，第二激光传感器(1-2)未感应到食材，第二半导体制冷片(6-2)处于不工作状态，第一半导体制冷片(6-1)和第三半导体制冷片(6-3)处于工作状态，第一半导体制冷片(6-1)和第三半导体制冷片(6-3)的冷端产生冷量，冷端风扇(12)启动，将冷量传递至储藏箱(13)内；第一半导体制冷片(6-1)和第三半导体制冷片(6-3)的热端产生热量，热端风扇(7)启动，引入箱外空气与散热翅片(9)换热，带走第一半导体制冷片(6-1)和第三半导体制冷片(6-3)的热端产生的热量；食材高度未超过三分之一高度时，此时第一激光传感器(1-1)和第二激光传感器(1-2)未感应到食材，第一半导体制冷片(6-1)和第三半导体制冷片(6-3)处于不工作状态，第二半导体制冷片(6-2)处于工作状态，第二半导体制冷片(6-2)的冷端产生冷量，冷端风扇(12)启动，将冷量传递至储藏箱(13)内；第二半导体制冷片(6-2)的热端产生热量，热端风扇(7)启动，引入箱外空气与散热翅片(9)换热，带走第二半导体制冷片(6-2)的热端产生的热量。
3.根据权利要求1所述的一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱，其特征在于：
电源(4)为可调压直流电源，为第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)、第三半导体制冷片(6-3)、热端风扇(7)和冷端风扇(12)提供电能；储藏箱(13)内装入食材为蔬菜时，按钮开关(5-1)闭合，冷端风扇(12)处于高风速状态运行；储藏箱(13)内装入食材为肉制品时，按钮开关(5-2)闭合，冷端风扇(12)处于中风速状态运行；储藏箱(13)内装入食材为水果饮料时，按钮开关(5-3)闭合，冷端风扇(12)处于低风速状态运行；储藏箱(13)内不装入食材时，按钮开关(5-4)断开，电源(4)断开。
4.根据权利要求1所述的一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱，其特征在于：
储藏箱(13)周围设有导冷材料(3)，能有效将第一半导体制冷片(6-1)、第二半导体制冷片(6-2)和第三半导体制冷片(6-3)冷端冷量传递到储藏箱(13)内。
5.根据权利要求1所述的一种用于冷链运输的可控制冷量与风量的半导体制冷储藏箱，其特征在于：
储藏箱(13)四周有保温材料(2)，保温材料(2)为聚氨酯或其他保温材料，箱体材料为冷轧钢板。
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