CN200946942Y

CN200946942Y - 一种温控装置

Info

Publication number: CN200946942Y
Application number: CN 200620016955
Authority: CN
Inventors: 吴坦
Original assignee: 陈少鹏
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2016-07-11

Abstract

一种涉及控制的温控装置，包括隔热仓体，其特征在于：隔热仓体与外部热交换体相连通且进行热交换，隔热仓体与外部热交换体之间设置半导体制冷块，半导体制冷块对隔热仓体与外部热交换体之间进行相应补偿的热交换以保持隔热仓体的恒温；隔热仓体包括恒温仓、第一热交换块、第二热交换块和热导管，第一热交换块安置于恒温仓内部，第二热交换块安置于恒温仓侧部开口处，该第二热交换块外侧与半导体制冷块相贴，第一热交换块与第二热交换块之间连接热导管；恒温仓包括内仓、外仓和隔热材料，内仓套设于外仓之中，内仓与外仓之间填塞隔热材料，本实用新型提高了车用电子设备的温度适应能力。

Description

一种温控装置

技术领域

本实用新型涉及控制，尤其涉及一种温控装置。

背景技术

在各种交通工具，以汽车为例，由于空调(不管是制冷还是制热)所需的功率及能量巨大，所以只有在主发动机正常运转时，才有可能提供空调服务。

这种调节的明显缺陷如下：

1、在夏天，关闭发动机后，将汽车停放在阳光下、门窗紧闭，几十分钟后，车内的气温将升高至人体不能忍受的地步。

2、在冬天时，当汽车停放在高纬度地区室外过夜，如无特别措施，通常主发动机在早晨是无法运转的。

这样严酷的事实，对车用电子设备的考验更为严峻，其必须承受的温度范围几乎和航天或军事用途不相上下，使现有的车用电子设备可选用的零配件不但远少于消费电子产品，而且价格高昂，缺乏足够强的温度适应能力。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种温控装置，以提高车用电子设备的温度适应能力。

本实用新型所采用的温控装置，包括隔热仓体，其特征在于：所述的隔热仓体与外部热交换体相连通且进行热交换，所述的隔热仓体与外部热交换体之间设置半导体制冷块，所述的半导体制冷块对隔热仓体与外部热交换体之间进行相应补偿的热交换以保持隔热仓体的恒温。

所述的隔热仓体包括恒温仓、第一热交换块、第二热交换块和热导管，其中，

所述的第一热交换块安置于恒温仓内部；

所述的第二热交换块安置于恒温仓侧部开口处，该第二热交换块外侧与半导体制冷块相贴；

所述的第一热交换块与第二热交换块之间连接热导管。

所述的恒温仓包括内仓、外仓和隔热材料，所述的内仓套设于外仓之中，内仓与外仓之间填塞隔热材料。

所述的内仓与外仓之间连接加强杆。

所述的半导体制冷块镶套于隔热块之中。

所述的外部热交换体包括第三热交换块和风扇，所述的第三热交换块与半导体制冷块相贴。

所述的外部热交换体设置于保护壳之中，所述的保护壳具有两端开口。

所述的隔热仓体中设置有温度传感器，所述装置设置相应的主控模块，所述的主控模块根据温度传感器所传递的温度信号，控制电源与半导体制冷块之间的通断以及连通极性。

所述的半导体制冷块与电源之间连接开关模块，开关模块接受主控模块的控制信号，对半导体制冷块与电源之间作相应导通切换。

所述半导体制冷块与电源之间还连接脉宽调制模块，主控模块还向脉宽调制模块发出脉宽调制信号，以调节电流输出。

本实用新型的有益效果为：在本实用新型中，隔热仓体与外部热交换体相连通且进行热交换，隔热仓体与外部热交换体之间设置半导体制冷块，通过半导体制冷块对隔热仓体与外部热交换体之间进行相应补偿的热交换以保持隔热仓体的恒温，在隔热仓体中置入电子设备，就可以为电子设备提供一个恒温环境，增强电子设备对车内温度的适应能力。

在本实用新型中，隔热仓体中设置温度传感器，主控模块根据温度传感器所传递的温度信号，控制电源与半导体制冷块之间的通断以及连通极性，这样，就可以对隔热仓体中的温度进行有效的控制，使隔热仓体始终保持恒定或(工作温度区间)相对恒定的状态，另一方面，本实用新型对隔热仓体的温度控制可以相对独立于机动车的运行状态，换句话说，本实用新型为电子设备营造了一个与机动车运行状态无关的恒温环境，相对于现有技术中在夏天和冬天所产生的极端温差，本实用新型实际上使电子设备避免了这种极端温差，可以始终保持良好的工作温度环境，相对于现有技术，本实用新型大大地增强温度适应能力。

附图说明

图1为本实用新型实施例1俯视结构示意图；

图2为本实用新型实施例1沿A-A垂直剖面结构示意图；

图3为本实用新型热交换部件分解示意图；

图4为本实用新型半导体制冷块原理示意图；

图5为本实用新型半导体制冷块原理示意图；

图6为本实用新型半导体制冷块叠加原理示意图；

图7为本实用新型实施例1方框示意图；

图8为本实用新型实施例2俯视结构示意图；

图9为本实用新型实施例2沿B-B垂直剖面结构示意图；

图10为本实用新型实施例3垂直剖面结构示意图；

图11为本实用新型实施例3方框示意图；

图12为本实用新型实施例4方框示意图；

图13为本实用新型实施例5方框示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：

实施例1：

根据图1、图2和图3，本实用新型包括隔热仓体1、外部热交换体2和半导体制冷块3，隔热仓体1与外部热交换体2相连通且进行热交换，隔热仓体1与外部热交换体2之间设置半导体制冷块3，半导体制冷块3对隔热仓体1与外部热交换体2之间进行相应补偿的热交换以保持隔热仓体1的恒温。

如图2所示，隔热仓体1中设置有温度传感器101，如图7所示，本实用新型中设置相应的主控模块4，主控模块4根据温度传感器101所传递的温度信号，控制电源5与半导体制冷块3之间的通断以及连通极性，在半导体制冷块3与电源5之间连接开关模块6，开关模块6接受主控模块4的控制信号，对半导体制冷块3与电源5之间作相应导通切换。

具体地，如图1和图2所示，隔热仓体1包括恒温仓11、第一热交换块12、第二热交换块13和内热导管14，第一热交换块12安置于恒温仓11内部，如图1和图2所示，恒温仓11包括内仓111、外仓112和隔热材料113，内仓111套设于外仓112之中，内仓111与外仓112之间填塞隔热材料113，为了增强本实用新型的整体刚度，内仓111与外仓112之间连接加强杆114，在内仓111中，底架117上安放电路板115，电路板115上紧贴集体电路116，第一热交换块12则与集体电路116直接相贴。

如图1和图2所示，第二热交换块13安置于恒温仓11侧部开口(内仓111和外仓112侧部均具有相应的开口)处，该第二热交换块13外侧与半导体制冷块3相贴，第一热交换块12与第二热交换块13之间连接热导管14。

如图1和图2所示，在本实施例中，半导体制冷块3镶套于隔热块31之中，半导体制冷块3一侧与第二热交换块13，另一侧连至外部热交换体2，即，半导体制冷块3另一侧与第三热交换块21相贴，此半导体制冷块3，如同三文治一样被夹在第二热交换块13与第三热交换块21之间。隔热块31的主要目的是防止第二热交换块13与第三热交换块21之间因温度差所引起的逆向(相反于半导体制冷块3所推动的方向)热传导。

半导体制冷块3的工作原理是根据派提尔Peltier所发现的原理而制成的。如图4所示，针对本实施例，如果将正电极接到N型材料时，当电流自N型材料流向P型材料时则在第三热交换块21侧形成一冷表面；如图5所示，而电流自P型流向N型时则在第三热交换块21侧形成一热表面。

当有足够的P型和N型材料排列在一平面上就形成一个半导体制冷块。一般的半导体制冷块3中冷热面的温度差最大可达40℃，也有个别的可达更大(约60℃)的范围。

对同一块半导体制冷块3，如果改变供电的极性，就能使冷热表面互换位置。这样，同一制冷块就可以依情况来选择作为冷却或加温的调节泵。

若在实际使用中，一个制冷块的温差40℃不足以满足操作条件，则可以将两块或更多进行叠加，以获得更大的温差，如图6所示，当两个半导体制冷块3相叠加之后，理论上两端冷热表面的温差可加倍达到80℃。

如图3所示，本实用新型的热交换通道如下：

第一热交换块12----热导管14----第二热交换块13----半导体制冷块3----第三热交换块21。

在使用中，如图7所示，温度传感器101向主控模块4传递温度信号，主控模块4根据温度传感器101所传递的温度信号与内设的温度阀值相比较，温度阀值包括上限阀值和下限阀值，当温度高于上限阀值或低于下限阀值时，则主控模块4向开关模块6发出控制信号，开关模块6对半导体制冷块3与电源5接口之间作相应导通切换，开关模块6可采用由继电器或等效开关电路如场效应管所组成，由主控模块4相应地触发导通；开关模块6也可以采用专用的多通道开关芯片，由主控模块4使多通道开关芯片中相应管脚置位，使相应通道导通即可；开关模块6还可以采用译码电路进行选通等，对于本领域技术人员来说，可以不需要付出创造性劳动即可实施多种控制相应通道导通切换的方式，此处不再赘述。

这样，当隔热仓体1的温度过高时，可使半导体制冷块3的P型端接直流电源5接口的正极，在第二热交换块13侧形成冷表面，可使得隔热仓体1的温度降低。

反之，当隔热仓体1的温度过低时，可使半导体制冷块3的N型端接直流电源5接口的正极，在第二热交换块13侧形成热表面，可使得隔热仓体1的温度升高。这就通过半导体制冷块3对隔热仓体1与外部热交换体2之间进行相应补偿的热交换，使隔热仓体1得以保持恒温或始终处于设定的工作温度阀值区间。

实施例2：

根据图8和图9，本实施例与实施例1的区别在于：在本实施例中，外部热交换体2包括第三热交换块21和风扇22，第三热交换块21与半导体制冷块3相贴，且第三热交换块21和风扇22置于保护壳23之中，所述的保护壳23具有两端开口。

风扇22有助于加速温度调节，保护壳23起到保护第三热交换块21和风扇22的作用，且其两端的开口在实际上形成了一条风道，进一步提高本实用新型的实用性。

至于其它部分结构、原理、方法与实施例1所述相同或相似，此处不再赘述。

实施例3：

根据图10和图11，本实施例与实施例2的区别在于如下几点：

1)如图11所示，在本实施例中，半导体制冷块3与电源5接口之间还连接脉宽调制模块7，主控模块4向脉宽调制模块7发出脉宽调制信号，以调节电流输出。

2)如图10所示，在本实施例中，在隔热仓体1与外部热交换体2中的关键部位均设置了温度传感器，具体设置如下：

在隔热仓体1中：内仓111上部设置温度传感器101；第一热交换块12上设置温度传感器102；集体电路116上(第一热交换块12底部)设置温度传感器103。

在外部热交换体2中：第三热交换块21上设置温度传感器104；保护壳23上部设置温度传感器105。

至于本实施例工作过程中，温度传感器101、102、103、104、105分别不断地向主控模块4传递温度信号，在电路实际控制中，主控模块4可以根据接收端口判定是由哪个具体的温度传感器所发出的温度信号，可以加上相应的标号，便于内部操作。可在主控模块4内或由外置的存储器保存各个位置(温度传感器101、102、103、104和105)所对应的温度上限/下限阀值设置值，设置值可以保存于有关寄存器中，也可以以表格体现，主控模块4通过查找设置值作相应操作(启动或停止半导体制冷块3工作)等。

在本实施例中，主控模块4还可以通过接收外部设备工作状态信息，通过控制脉宽调制模块7的调制输出信号，以调节电流输出。例如，若本实用新型与机动车共用电源(电池)5时，在机动车发动和停止运行时，就可以对电流输出以及半导体制冷块3操作时间分别作适当的调整控制，以维护电源(电池)5的蓄电量等。

至于有关设置值，可以在主控模块4中固化，也可以在主控模块4中扩展外部数据输入接口，通过输入接口连接外部输入设备，如键盘，通过键盘向主控模块4输入设定的值，可以以预设的顺序依次输入各个位置所对应的温度上限/下限阀值，也可以采用约定的数据格式输入各个位置所对应的温度上限/下限阀值，约定的数据格式即可体现设置值和对应的位置等。

本实用新型甚至可以接入显示设备，反映温度传感器探测的温度、半导体制冷块3的工作状态等。

至于其它部分结构、原理、方法与实施例1或实施例2所述相同或相似，此处不再赘述。

实施例4：

根据图12，本实施例与实施例1的区别在于：在本实施例中，主控模块4和开关模块6置于隔热仓体1之内，电源(电池)5则置于隔热仓体1外壁上，例如，可在隔热仓体1外壁上设置一个电池盒用于安放电源(电池)5，这样，主控模块4和开关模块6也同样成为隔热仓体1中的发热源，半导体制冷块3对隔热仓体1与外部热交换体2之间的热交换补偿能量会相对于实施例1中较大一点，以保持同样的恒温或始终处于设定的工作温度阀值区间。

实施例5：

根据图13，本实施例与实施例3的主要区别也在于：在本实施例中，如图13所示，主控模块4和开关模块6置于隔热仓体1之内，电源(电池)5则置于隔热仓体1外壁上，其实，在实际应用中，主控模块4和开关模块6也可以置于保护壳23的内部，以及将电源(电池)5置于保护壳23的内部或外部等等。

至于其它部分结构、原理、方法与实施例3或实施例4所述相同或相似，此处不再赘述。

综上所述，尽管本实用新型的结构、原理、方法通过上述各实施例予以具体阐述，在不脱离本实用新型要旨的前提下，根据以上所述的启发，本领域普通技术人员可以不需要付出创造性劳动即可实施变换/替代形式或组合，此处不再赘述。

Claims

1.一种温控装置，包括隔热仓体，其特征在于：所述的隔热仓体与外部热交换体相连通且进行热交换，所述的隔热仓体与外部热交换体之间设置半导体制冷块，所述的半导体制冷块对隔热仓体与外部热交换体之间进行相应补偿的热交换以保持隔热仓体的恒温。

2.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于：所述的隔热仓体包括恒温仓、第一热交换块、第二热交换块和热导管，其中，

所述的第一热交换块安置于恒温仓内部；

所述的第一热交换块与第二热交换块之间以热导管连接。

3.根据权利要求2所述的温控装置，其特征在于：所述的恒温仓包括内仓、外仓和隔热材料，所述的内仓套设于外仓之中，内仓与外仓之间填塞隔热材料。

4.根据权利要求3所述的温控装置，其特征在于：所述的内仓与外仓之间连接加强杆。

5.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于：所述的半导体制冷块镶套于隔热块之中。

6.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于：所述的外部热交换体包括第三热交换块和风扇，所述的第三热交换块与半导体制冷块相贴。

7.根据权利要求6所述的温控装置，其特征在于：所述的外部热交换体设置于保护壳之中，所述的保护壳具有两端开口。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的温控装置，其特征在于：所述的隔热仓体中设置有温度传感器，所述装置设置相应的主控模块，所述的主控模块根据温度传感器所传递的温度信号，控制电源与半导体制冷块之间的通断以及连通极性。

9.根据权利要求8所述的温控装置，其特征在于：所述的半导体制冷块与电源之间连接开关模块，开关模块接受主控模块的控制信号，对半导体制冷块与电源之间作相应导通切换。

10.根据权利要求8所述的温控装置，其特征在于：所述半导体制冷块与电源之间还连接脉宽调制模块，主控模块还向脉宽调制模块发出脉宽调制信号，以调节电流输出。