CN113375418A - 一种半导体饮水机制冷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体饮水机制冷装置，克服了现有技术中制冷饮水机储存水的内胆会滋生细菌、不利于健康以及能耗巨大，不利于环保的问题，包括：控制装置：控制制冷机构的制冷功率，接收传感器装置的检测信号；散热装置：对制冷机构进行散热；制冷机构：为半导体制冷片，为制冷装置提供冷源；传感器装置：用于检测饮用水的水温；储能装置：用于储存制冷机构提供的冷量，对饮用水进行制冷，包括用于运输饮用水的水运输管。采用半导体制冷方式，先将冷量储存在储能介质中，当饮用水流经埋在储能介质中的管路时，饮用水便与储能介质发生热交换，进而达到迅速降温的目的；同时能通过控制装置控制半导体制冷片的制冷功率，对制冷温度进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制冷与风冷的组合控温技术领域，特别涉及了一种半导体饮水机制冷装置。
背景技术
近几年来，夏季的温度非常高。不少人把冰镇饮料当作解暑利器，喝冰镇饮料带给我们“冰”的感觉,仿佛是解渴了。但实际上, 碳酸饮料喝得太多,对胃肠消化却是有害的,冰凉的水分加上大量的二氧化碳还会使人腹胀,影响食欲,甚至造成胃肠功能紊乱。
如今，随着人们生活水平不断提高，对养生越来越重视。“凉白开”“温水”更得人心。制冷功能的饮水机也应运而生：其中半导体制冷饮水机最常见。但绝大多数制冷饮水机都是采用“储水”式，先将饮用水储存在容器内，再利用半导体对容器内的水持续降温。首先这种制冷饮水机长期下去，储存水的内胆会滋生细菌，这与现在的养生理念背道而驰，其次，为了容器内的水保持温度，半导体要时刻工作，能耗巨大，不利于环保。
如中国专利局2019年06月25日公开了一种名称为一种半导体节能饮水机的发明，其公开号为CN109924871A。该发明包括饮水机底座、水运输管、饮水机进水口和半导体制冷片，所述饮水机底座上方安装有底部散热板，所述水运输管上方设置有水流出口，所述饮水机进水口下方安装有饮水机内箱，所述饮水机内箱下方安装有水位显示器，所述水位显示器下方连通有水过滤薄膜，所述水过滤薄膜上方安装有所述半导体制冷片，所述半导体制冷片下方安装有制热箱体，所述饮水机底座上方安装有工作指示灯，所述饮水机底座外侧安装有外接电源插口。有益效果在于：利用半导体制冷面与制热面对水进行制冷与加热，充分利用了能源，更加节能，结构简单，能耗较少。但仍没有解决储存水的内胆会滋生细菌、不利于健康的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中制冷饮水机储存水的内胆会滋生细菌、不利于健康以及能耗巨大，不利于环保的问题，提供了一种半导体饮水机制冷装置，采用半导体制冷方式，先将冷量储存在储能介质中，当饮用水流经埋在储能介质中的管路时，饮用水便与储能介质发生热交换，进而达到迅速降温的目的；同时能通过控制装置控制半导体制冷片的制冷功率，对制冷温度进行控制。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种半导体饮水机制冷装置，其特征在于，包括：
控制装置：控制制冷机构的制冷功率，接收传感器装置的检测信号；
散热装置：对制冷机构进行散热；
制冷机构：为半导体制冷片，为制冷装置提供冷源；
传感器装置：用于检测饮用水的水温；
储能装置：用于储存制冷机构提供的冷量，对饮用水进行制冷，包括用于运输饮用水的水运输管；
所述散热装置安装在制冷机构上方，所述制冷机构安装在储能装置上方，所述传感器装置安装在储能装置上，所述控制装置与制冷机构和传感器装置电连接。
半导体制冷片是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。半导体有电流通过会产生热电效应，即通电时半导体的一侧温度低，另一侧温度高的现象。半导体制冷片温度低的一侧与储能装置连接，提供冷源，为了达到更低的温度，可以采取散热等方式降低热端的温度来实现，因此在半导体制冷片温度高的一侧安装有散热装置，对半导体制冷片进行散热。储能装置储存半导体制冷片产生的冷量，当饮用水流经水运输管时，饮用水便与储存的冷量发生热交换，进而达到迅速降温的目的，制冷的同时就可以达到“即冷”，避免长期储存水，滋生细菌，也不需要半导体时刻工作，降低功耗，利于环保，节约成本。所述传感器，用于检测进水温度和出水温度，从而实现对饮水机冷水的精准控温。所述控制装置可以控制半导体传感器的制冷功率，使得通过制冷装置后的饮用水达到使用者理想的温度，并实现精准控温与节能的目的。
作为优选，所述的散热装置包括：
风机：散热风源，对散热器进行散热；
散热器：吸收制冷机构的热量，对制冷机构进行散热；
所述风机安装在散热器上方，所述散热器安装在制冷机构上方。
良好的散热是半导体制冷片能获得最低冷端温度的先决条件。散热器安装在半导体制冷片温度高的一侧，使用时，半导体制冷片将热量通过热传递的形式传递给散热器，散热器外侧上安装有风机，通过风机将散热器的热量带走，防止半导体制冷片温度过高，使得半导体制冷片能够长期运行。
作为优选，所述的传感器装置包括：
水路组件：用于安装传感器；
传感器：检测进水温度和出水温度；
所述传感器安装在水路组件上，所述水路组件安装在储能装置上。传感器能够实时监测进水温度和出水温度，水路组件安装在储能装置上，使得传感器能够通过水路组件安装在储能装置上。
作为优选，所述的水路组件上设有两个插入孔，水运输管的出水口和入水口分别从一个插入孔插入，并伸出水路组件。水路组件套设在水运输管的出水口和进水口上，传感器则紧邻进水口和出水口安装，利于传感器测量进水和出水的温度。
作为优选，所述的传感器包括：
入水传感器：紧邻进水口，检测进水温度；
出水传感器：紧邻出水口，检测出水温度。
入水传感器安装在水路组件上，与进水口抵接，用于检知进水温度；出水传感器安装在水路组件上，与出水口抵接，用于检知出水温度。通过入水传感器和出水传感器，实时检知入水温度和出水温度，以达到精准控温的目的。
作为优选，所述的储能装置还包括储能介质，所述储能介质为密闭的箱体，所述水运输管安装在储能介质内，所述水运输管的一端为出水口，一端为进水口，水运输管的两端均通往储能介质外部。冷量储存在储能介质中，饮用水从进水口进入水运输管，与储能介质发生热交换，进而达到迅速降温的目的。同时需要饮水时，水才从储能装置通过，避免长期储存水，滋生细菌；同时不需要半导体制冷片一直工作，节约能量。
作为优选，所述的水运输管包括若干根直形水管和若干根U形水管；每一根直形水管的两端分别连接一根U形管，每一根U形管的两个开口分别连接一根直形水管，形成蛇形的水路。饮用水从直形水管与U形水管形成的蛇形水路中通过，与储冷介质发生热交换，达到迅速降温的目的，且饮用水通过水路即能降温，降温后的水从出水口流出，制冷的同时就可以达到“即冷”，避免长期储存水，滋生细菌。另一方面，设置为蛇形水路，增大饮用水与水运输管接触的时间，同时也增加饮用水在水运输管中的流动时间，使得同样的冷量，降温更彻底，减少了能耗。
作为优选，还包括保温装置，所述保温装置为由保温材组成的与储能装置大小、形状相契合的保温底座。所述保温底座安装在储能装置下方，对储能装置进行保温隔热，减少能量损失，达到节能的目的。
作为优选，还包括显示装置：与控制装置电连接，用于显示进水温度与出水温度。所述显示装置优选为LED显示屏，便于使用者观看，从而判断此时的出水温度是否是自己的理想温度。
作为优选，所述的散热器为热管式散热器，所述热管式散热器包括固定板以及安装在固定板上的若干根导热铜管，导热铜管的上端安装有铝翅片。导热铜管用蒸发潜热快速传递热容量，其传热效率很高，铝翅片的表面积又很大，在利用风机带走散热器热量的情况下散热效率会有很大的提高。
因此，本发明具有如下有益效果：1、采用半导体制冷方式，先将冷量储存在储冷介质中，当饮用水流经埋在储冷介质中的管路时，饮用水便与储冷介质发生热交换，进而达到迅速降温的目的；2、利用入水温度传感器，与出水温度传感器的检测，实时检知入水温度，通过控制装置控制半导体制冷单元制冷功率，实现精准控温与节能的目的；3、制冷可以达到“即冷”，避免长期储存水，滋生细菌；4、将半导体与储能介质紧密连接，同时将储能介质四周密封做到与外界尽可能的隔热，增设保温材料，减少了能量损失，降低了功耗。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的结构框图；
图3为本发明储能装置结构示意图；
图中：1、风机；2、散热器；3、半导体制冷片；4、储能介质；5、水运输管；6、入水传感器；7、出水传感器；8、水路组件；9、保温装置；10、控制装置；11、显示装置；12、制冷机构；13、传感器装置。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本实施例为一种智能配变终端的检测装置，如图1所示，包括半导体制冷片3，半导体制冷片温度高的一侧安装有散热器2，半导体制冷片通过热传递的形式将产生的热量传递给散热器，所述散热器上方安装有风机1，风机用于对散热器进行散热；半导体制冷片温度低的一侧安装有储能装置，所述储能装置用于储存半导体制冷片产生的冷量。所述储能装置包括储能介质4，所述储能介质四周密闭，与外界尽可能隔热；所述储能介质内部安装有水运输管5，所述水运输管一端为出水口，一端为进水口。储能装置上安装有水路组件8，所述水路组件上设有两个插入口，水运输管的进水口和插入口分别从这两个插入孔插入并伸出水路组件。水路组件上安装有入水传感器6和出水传感器7，所述入水传感器与入水口抵接，用于检测进水温度；所述出水传感器与出水口抵接，用于检测出水温度。所述储能装置下方安装有保温装置9，所述保温装置为由保温材组成的与储能介质大小、形状相契合的保温底座，用于对储能装置进行保温隔热，减少能量损失，达到节能的目的。
如图2所示，包括控制装置10、显示装置11、制冷机构12以及传感器装置13，显示装置、制冷机构以及传感器装置均与控制装置电连接。使用时，传感器装置用于检测进水温度和出水温度，并将检测到的温度信号传递给控制装置，控制装置将信号传递给显示装置，通过显示装置显示此时的进水温度与出水温度。使用者可以通过控制模块控制制冷机构的制冷功率，从而控制制冷温度，使得制冷之后的水达到自己的理想温度，实现精准控温与节能的目的。
如图3所示，包括储能介质和水运输管，所述的水运输管包括若干根直形水管和若干根U形水管；每一根直形水管的两端分别连接一根U形管，每一根U形管的两个开口分别连接一根直形水管，形成蛇形的水路。饮用水从直形水管与U形水管形成的蛇形水路中通过，与储冷介质发生热交换，达到迅速降温的目的，且饮用水通过水路即能降温，降温后的水从出水口流出，制冷的同时就可以达到“即冷”，避免长期储存水，滋生细菌。另一方面，设置为蛇形水路，增大饮用水与水运输管接触的时间，同时也增加饮用水在水运输管中的流动时间，使得同样的冷量，降温更彻底，减少了能耗。
下面继续通过具体的例子，进一步说明本发明的技术方案和技术效果。
使用时，半导体制冷片温度低的一侧与储能装置连接，提供冷源，为了达到更低的温度，可以采取散热等方式降低热端的温度来实现，因此在半导体制冷片温度高的一侧安装有散热装置，对半导体制冷片进行散热。储能装置中的储存介质储存半导体制冷片产生的冷量，当饮用水流经埋在储冷介质中的管路时，饮用水便与储冷介质发生热交换，进而达到迅速降温的目的，制冷的同时就可以达到“即冷”，避免长期储存水，滋生细菌，也不需要半导体时刻工作，降低功耗，利于环保，节约成本。同时，所述储能装置四周密封做到与外界尽可能的隔热，并在储能装置下方安装有保温装置，减少了能量损失。安装在储能装置上的传感器，用于检测进水温度和出水温度，并在显示装置上显示出测得的进水温度和出水温度，通过控制装置控制半导体制冷片的制冷功率，以便实现对饮水机冷水的精准控温，得到使用者想要的制冷温度。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
1.一种半导体饮水机制冷装置，其特征在于，包括：
控制装置（10）：控制制冷机构（12）的制冷功率，接收传感器装置（13）的检测信号；
散热装置：对制冷机构（12）进行散热；
制冷机构（12）：为半导体制冷片（3），为制冷装置提供冷源；
传感器装置（13）：用于检测饮用水的水温；
储能装置：用于储存制冷机构（12）提供的冷量，对饮用水进行制冷，包括用于运输饮用水的水运输管（5）；
所述散热装置安装在制冷机构（12）上方，所述制冷机构（12）安装在储能装置上方，所述传感器装置（13）安装在储能装置上，所述控制装置（10）与制冷机构（12）和传感器装置（13）电连接。
2.根据权利要求1所述的一种半导体饮水机制冷装置，其特征在于，所述的散热装置包括：
风机（1）：散热风源，对散热器（2）进行散热；
散热器（2）：吸收制冷机构（12）的热量，对制冷机构（12）进行散热；
所述风机（1）安装在散热器（2）上方，所述散热器（2）安装在制冷机构（12）上方。
3.根据权利要求1所述的一种半导体饮水机制冷装置，其特征在于，所述的传感器装置（13）包括：
水路组件（8）：用于安装传感器；
传感器：检测进水温度和出水温度；
所述传感器安装在水路组件（8）上，所述水路组件（8）安装在储能装置上。
4.根据权利要求3所述的一种半导体饮水机制冷装置，其特征在于，所述的水路组件（8）上设有两个插入孔，水运输管（5）的出水口和入水口分别从一个插入孔插入，并伸出水路组件（8）。
5.根据权利要求4所述的一种半导体饮水机制冷装置，其特征在于，所述的传感器包括：
入水传感器（6）：紧邻进水口，检测进水温度；
出水传感器（7）：紧邻出水口，检测出水温度。
6.根据权利要求1所述的一种半导体饮水机制冷装置，其特征在于，所述的储能装置还包括储能介质（4），所述储能介质（4）为密闭的箱体，所述水运输管（5）安装在储能介质（4）内，所述水运输管（5）的一端为出水口，一端为进水口，水运输管（5）的两端均通往储能介质（4）外部。
7.根据权利要求5所述的一种半导体饮水机制冷装置，其特征在于，所述的水运输管（5）包括若干根直形水管和若干根U形水管；每一根直形水管的两端分别连接一根U形管，每一根U形管的两个开口分别连接一根直形水管，形成蛇形的水路。
8.根据权利要求1所述的一种半导体饮水机制冷装置，其特征在于，还包括保温装置（9），所述保温装置（9）为由保温材组成的与储能装置大小、形状相契合的保温底座。
9.根据权利要求1所述的一种半导体饮水机制冷装置，其特征在于，还包括显示装置（11）：与控制装置（10）电连接，用于显示进水温度与出水温度。
10.根据权利要求2所述的一种半导体饮水机制冷装置，其特征在于，所述的散热器（2）为热管式散热器，所述热管式散热器包括固定板以及安装在固定板上的若干根导热铜管，导热铜管的上端安装有铝翅片。
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