CN207011737U - 一种基于半导体的温控穿着物 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于半导体的温控穿着物，其穿着物主体为三层结构，最外层为防水透气面料，中间层为制冷加热组件，内层为保暖面料；所述的制冷加热组件中有两层导热材料层，这两层导热材料层中阵列排布有若干半导体制冷片，所有半导体制冷片通过导电纤维顺次串联，并将该回路通过温度控制开关分别接至蓄电池的正负极；所述的防水透气面料外部还覆盖有薄膜太阳能电池板，薄膜太阳能电池板通过导线与蓄电池相连，用于为蓄电池充电。本实用新型由于采用了半导体制冷片，使得衣服可随季节的变化调节冷暖温度，提高衣物对环境温度的抗变化能力，可以作为特种衣物，如登山服、恶劣环境工作服等。

Description

一种基于半导体的温控穿着物

技术领域

本实用新型属于生活用品领域，具体涉及一种温度可控可拆卸的衣服。

背景技术

通常人们根据天气的冷暖变化来更换身上的衣服，这不但每个人需要准备较多的衣服和放置衣服的衣柜，遇到出门等携带都不方便。而市场上能调节冷暖的衣服，大多存在不耐脏，清洗不便，能量供给不便，温度控制不精确的缺点。如申请号为201210215094.5的发明公开了一种可调节温度的衣服，包括空气交换器、出风口、风管、温度测量器和电源，空气交换器、所述风管和所述出风口连成一个空气循环回路，温度测量器和电源均与空气交换器相连。该衣服能始终保持恒定的温度，但是其结构过于复杂，无法实现小型化、易清洗的特点。因此，有必要设计一款温度可控可拆卸多功能发电的衣服。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种基于半导体的温控穿着物。为实现该目的，本实用新型采用的技术方案如下：

基于半导体的温控穿着物，其穿着物主体为三层结构，最外层为防水透气面料，中间层为制冷加热组件，内层为保暖面料；所述的制冷加热组件中有两层导热材料层，这两层导热材料层中阵列排布有若干半导体制冷片，所有半导体制冷片通过导电纤维顺次串联，并将串联电路的两端通过温度控制开关分别接至蓄电池的正负极；所述的防水透气面料外部还覆盖有薄膜太阳能电池板，薄膜太阳能电池板通过导线与蓄电池相连，用于为蓄电池充电。本实用新型中穿着物主体是指穿着物实现穿戴功能的部分，比如衣服或裤子的本体。

作为优选，所述的温度控制开关中设置有正负极切换电路，正负极切换电路中包括由两个联动的单刀双掷开关组成的开关组、两组连接至蓄电池正极的正极触点和两组连接至蓄电池负极的负极触点；开关组打向不同侧时，两个单刀双掷开关接通的正极触点和负极触点互换，实现电路的电流方向切换。

作为优选，所述的制冷加热组件通过活动拆卸的内侧暗扣固定于穿着物主体中。

作为优选，所述的制冷加热组件覆盖整个穿着物主体与用户皮肤贴近部分。

作为优选，所述的穿着物主体中还设有柔性温差发电装置。

进一步的，所述的柔性温差发电装置通过导线与蓄电池相连。

进一步的，所述的柔性温差发电装置通过导线与充电口相连。

作为优选，所述的蓄电池为石墨烯电池或锂电池。

作为优选，所述的导体制冷片两侧具有防水层。

作为优选，所述的穿着物包括衣服或裤子。

本实用新型由于采用了半导体制冷片，使得衣服可随季节的变化调节冷暖温度，提高衣物对环境温度的抗变化能力，可以作为特种衣物，如登山服、恶劣环境工作服等。

附图说明

图1为一种温度可控的衣服示意图；

图2为本实用新型安装在衣服上的整体结构示意图；

图3为本实用新型的正负极切换电路示意图；

图中，穿着物主体1、内侧暗扣2、制冷加热组件3、温度控制开关4、导线5、导电纤维6、半导体制冷片7、温差发电装置8、薄膜太阳能电池板9、非导电纤维10、蓄电池11。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述和说明。本实用新型中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

本实用新型中穿着物可以是衣服或裤子等。如图1和2所示，以衣服为例说明基于半导体的温控穿着物的具体结构。穿着物主体1为三层结构，最外层为防水防风透气面料，其成分由的高分子防水透气材料(PTFE膜)与布料复合而成。中间层为制冷加热组件3，即本实用新型的核心原件，用于根据环境调节温度。内层为保暖面料，如加绒布料等。制冷加热组件3最好通过活动拆卸的内侧暗扣2固定于穿着物主体1中，在温度适宜时可以将其拆下以减轻重量。制冷加热组件3尽可能覆盖整个穿着物主体1与用户皮肤贴近部分，最主要是腹部和背部，也可以设置在手臂等部位。

制冷加热组件3中有两层导热材料层，这两层导热材料层中阵列排布有若干半导体制冷片7，所有半导体制冷片7通过导电纤维6顺次串联，并将该串联电路的两端通过温度控制开关4分别接至蓄电池11的正负极。由于半导体制冷片7不能接触水汽，因此可以在半导体制冷片7的两侧增设导热的防水层。温度控制开关4用于控制半导体制冷片7的制热或制冷状态。半导体制冷片的工作原理是基于Peltier效应，利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时，在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量，而另一个接头处则吸收热量，且Peltier效应所引起的这种现象是可逆的，改变电流方向时，放热和吸热的接头也随之改变，吸收和放出的热量与电流强度I成正比，且与两种导体的性质及热端的温度有关。因此为了同时实现制冷和制热，需要在温度控制开关4中设置正负极切换电路。如图3所示，正负极切换电路中包括由两个联动的单刀双掷开关K1A、K1B组成的开关组、两组连接至蓄电池11正极的正极触点和两组连接至蓄电池11负极的负极触点；开关组打向不同侧时，两个单刀双掷开关接通的正极触点和负极触点互换，实现电路的电流方向切换。另外，温度控制开关4中还需要设置电流调节组件，该组件可采用在电路中串联滑动变阻器手动实现，也可以通过温度感应器和单片机的组合自动化实现。当通上电源后，即可通过开关对电流大小进行调整，达到衣服高精度的温度控制，快速产热冷却同时，省电节能长待机时间的效果。由于衣服外层材料为防水防风透气型面料，具有较好的防脏散热能力，而内侧的保暖复合材料则可以使制冷加热的温度得到保留。蓄电池11和温度控制开关4可以通过导线5接出一定距离，放在衣服口袋或背包中。

需要注意的是，半导体制冷片7需要满足一定的使用条件以提高寿命：1、使用直流电源电压不得超过额定电压，电源波纹系数小于10％。2、电流不得超过组件的额定电流。3、制冷片正在工作时不得瞬间通反向电压(须在5分钟之后)。4、制冷片内部不得进水。5、制冷片周围湿度不得超过80％。

另外，考虑到充电需求，防水透气面料外部还覆盖有薄膜太阳能电池板9，薄膜太阳能电池板9通过导线5与蓄电池11相连，用于为蓄电池11充电。薄膜太阳能电池板9与蓄电池11之间可视实际情况设置充放电控制器、逆变器等设备。蓄电池11尽量轻量化，可采用石墨烯电池或锂电池。

穿着物主体1中还可以设有柔性温差发电装置8，例如申请号为201610787209.6、201510019903.9、201510915285.6等现有技术中公开的方式实现。柔性温差发电装置8通过导线5与蓄电池11相连，作为蓄电池的补充充电方式，也可以通过导线5与USB充电口相连，作为智能穿戴设备的充电接口。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，然其并非用以限制本实用新型。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于半导体的温控穿着物，其特征在于：所述的穿着物主体(1)为三层结构，最外层为防水透气面料，中间层为制冷加热组件(3)，内层为保暖面料；所述的制冷加热组件(3)中有两层导热材料层，这两层导热材料层中阵列排布有若干半导体制冷片(7)，所有半导体制冷片(7)通过导电纤维(6)顺次串联，并将串联电路的两端通过温度控制开关(4)分别接至蓄电池(11)的正负极；所述的防水透气面料外部还覆盖有薄膜太阳能电池板(9)，薄膜太阳能电池板(9)通过导线(5)与蓄电池(11)相连，用于为蓄电池(11)充电。

2.如权利要求1所述的基于半导体的温控穿着物，其特征在于：所述的温度控制开关(4)中设置有正负极切换电路，正负极切换电路中包括由两个联动的单刀双掷开关组成的开关组、两组连接至蓄电池(11)正极的正极触点和两组连接至蓄电池(11)负极的负极触点；开关组打向不同侧时，两个单刀双掷开关接通的正极触点和负极触点互换，实现电路的电流方向切换。

3.如权利要求1所述的基于半导体的温控穿着物，其特征在于：所述的制冷加热组件(3)通过活动拆卸的内侧暗扣(2)固定于穿着物主体(1)中。

4.如权利要求1所述的基于半导体的温控穿着物，其特征在于：所述的制冷加热组件(3)覆盖整个穿着物主体(1)与用户皮肤贴近部分。

5.如权利要求1所述的基于半导体的温控穿着物，其特征在于：所述的穿着物主体(1)中还设有柔性温差发电装置(8)。

6.如权利要求5所述的基于半导体的温控穿着物，其特征在于：所述的柔性温差发电装置(8)通过导线(5)与蓄电池(11)相连。

7.如权利要求5所述的基于半导体的温控穿着物，其特征在于：所述的柔性温差发电装置(8)通过导线(5)与充电口相连。

8.如权利要求1所述的基于半导体的温控穿着物，其特征在于：所述的蓄电池(11)为石墨烯电池或锂电池。

9.如权利要求1所述的基于半导体的温控穿着物，其特征在于：所述的半导体制冷片(7)两侧具有防水层。

10.如权利要求1所述的基于半导体的温控穿着物，其特征在于：所述的穿着物包括衣服或裤子。