便携式太阳能制冷冰鲜箱的制作方法
【专利摘要】便携式太阳能制冷冰鲜箱，包括箱体，箱体外设有太阳能光伏板，箱体内设有蓄电池、半导体制冷部分、余热发电磁场保鲜部分和电子控制系统，半导体制冷部分包括半导体制冷片、散热片和微型风扇，余热发电磁场保鲜部分包括磁线圈和半导体温差发电片，半导体温差发电片的输出端与磁线圈连接，电子控制系统包括电源管理控制器和转换控制器，转换控制器连接有市电备用输入端口，电源管理控制器连接有温度显示器、温度调节器和照明输出端口，蓄电池分别与太阳能光伏板的输入端和电源管理控制器连接。本实用新型设计新颖，制冷效率高，无污染，能耗小，保鲜效果好、易于控制，便携易用，使用寿命长，维修费用低。
【专利说明】便携式太阳能制冷冰鲜箱
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于太阳能、制冷以及食品科学相结合【技术领域】，尤其涉及一种便携 式太阳能制冷冰鲜箱。
【背景技术】
[0002] 目前低温贮藏是当今世界应用最广泛的贮藏方法，继传统的冷藏、冷冻保鲜后，冰 温保鲜技术能够不破获细胞，抑制呼吸作用和有害微生物的活动。作为一项全新的贮藏保 鲜技术，冰温保鲜克服了冷藏和冻藏的种种缺陷，可以很好的保证食品的风味、口感和新鲜 度，提高食品的品质，实现食品的长期贮藏，因此能够提高商品的价值，同时也满足消费者 对鲜食水果、蔬菜的质量要求，已成为仅次于冷藏、冷冻的第三种保鲜技术而引人注目。
[0003] 近年来，随着经济的发展，生活水平的提高，消费者对果蔬、禽畜肉、水产品的质量 要求也越来越高。这些都对我国的果蔬、食品贮藏保鲜技术提出了更高的要求。冰温保鲜 技术已在日本、美国、韩国、英国等一些国家和地区得到了推广应用。英国强调从国外进口 的肉类须是冰温保鲜肉，确保食品的品质和风味。尤其在日本，自1998年日本农林水产省 把农产品冰温保鲜技术确定为支撑21世纪发展的高新技术随后，冰温保鲜技术在日本得 到了广泛应用，并建立了相应的冰温冷藏链体系。
[0004] 我国从"八五"、"九五"一直到"十一五"规划纲要中，果蔬保鲜都被列为食品加工 行业发展重点，由于水果和蔬菜在采收后依靠消耗自身养分生存，最好的保鲜方式是低温 储藏。从1999年起，我国水果产量已超过6000万吨，名列世界第一；蔬菜产量突破3亿吨， 也居世界前列。可是另一方面，我国的果蔬损耗率高达30- 40%，约为900亿元，损耗费用 也属世界首位。我国于20世纪80年代引进冰温保鲜技术的理念，而系统地进行农产品冰 温保鲜技术研究开始于2004年。随着研究的不断拓展与深化，多家研究单位的科研人员利 用冰温技术在果蔬、水产品、禽畜肉等领域产品贮藏保鲜上的应用效果显著，获得了一定成 功，但是实验设备比较落后，冰温储藏设施都是由普通冷库或冰箱改造而成，难以到达冰温 储藏设备高控制精度的要求。尤其是在冷链物流联网系统中，如何离线提供足够的电力供 应和适宜的制冷量，有效保证食品在运输过程中的冰鲜状态，已成为冰温保鲜食品流通领 域技术发展的必然。
[0005] 目前，便携式冰鲜箱大多由小型mini冰箱改制，采用压缩式制冷方式，功耗大；电 力往往由蓄电池或车载电源提供，不节能；即使采用太阳能供电，但光伏利用率不高；也有 一些制冷部分采用半导体制冷，但效率不高，而且没有采取有效的辅助保鲜措施，起不到保 鲜效果。这些均存在制冷效率低下、浪费电力、保鲜效果差、不够轻便等问题，制约了它的发 展。 实用新型内容
[0006] 本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种无污染、能耗小、制冷效率 高、保鲜效果好、易于控制、便携易用、使用寿命长、维修费用低的便携式太阳能制冷冰鲜 箱。
[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：便携式太阳能制冷冰鲜箱， 包括箱体，箱体外设有太阳能光伏板，箱体内设有蓄电池、半导体制冷部分、余热发电磁场 保鲜部分和电子控制系统，半导体制冷部分包括半导体制冷片、散热片和微型风扇，余热发 电磁场保鲜部分包括磁线圈和半导体温差发电片，半导体制冷片的发热端通过散热片与半 导体温差发电片连接，微型风扇设在半导体制冷片的制冷端，半导体温差发电片的输出端 与磁线圈连接，电子控制系统包括电源管理控制器和转换控制器，转换控制器连接有市电 备用输入端口，电源管理控制器连接有温度显示器、温度调节器和照明输出端口，蓄电池分 别与太阳能光伏板的输入端和电源管理控制器连接。
[0008] 所述太阳能光伏板设有两组，太阳能光伏板为万向调节及折叠式结构，蓄电池设 有两组，两组太阳能光伏板与两组蓄电池级联，两组蓄电池对称设在箱体底部。
[0009] 所述箱体内设有保鲜室，磁线圈设在保鲜室内。
[0010] 采用上述技术方案，本实用新型具有以下特点：
[0011] 1、太阳能光伏板采用万向调节及折叠式结构，既便捷携带又可以随意调节其辐射 角度，最大限度保证了太阳能光伏板的吸收集热面积；两组互补性蓄电池保障足够的电力 供应，设计上采用的对称放置形式，保证携带平衡性，在充放电设计上采用智能化电源管 理手段。
[0012] 2、基于帕尔帖原理效应，制冷部分采用半导体制冷设计。半导体制冷片可以直接 利用直流电源，减少逆变电量损失。而且工作无污染无噪音，易于控制、调节，寿命长，体积 小，制冷参数不受空间方向以及重力影响，非常适合便携制冷使用。半导体制冷片需要良好 的散热，故设计了散热片。微型风扇可以加强箱体内气体对流，从而增加制冷效果。
[0013] 3、余热发电磁场保鲜部分是基于帕尔贴效应的逆效应一塞贝克效应，将散热片的 余热通过半导体温差发电片进行回收实现温差发电，当半导体温差发电片的温差电堆两端 处于不同温度时，就会产生电动势，输出的电量加载到磁线圈，在保鲜室内部形成独立的恒 定磁场环境，从而可打破食品原有的生物磁场特性，降低食品磁场波动，使食品进入生命特 征缓慢休眠期，减缓食品内部水分子活性，抑制水分流失，维护食物水分平衡，一定程度上 保持了原有的营养成分和色泽风味，起到了辅助的保鲜效果。
[0014] 4、电子控制系统的电源管理控制器采用智能化电源管理。太阳能光伏板吸收室外 的太阳能，转化为直流电能，同时对蓄电池进行充电。电源管理控制器首先实时监测每组蓄 电池的电力情况并进行预测判断，哪组蓄电池的电压最低就打开其充电开关；同时哪组蓄 电池的电压最高就打开其输出开关给系统供电，从而达到智能化充电用电的效果，一方面 可以提高电能利用效率，另一方面能有效避免蓄电池的过量充电及深度放电，延长蓄电池 寿命。
[0015] 5、为实现这一智能化电源管理，电源管理控制器专为太阳能直流制冷用电系统设 计，使用了专用电脑芯片的智能化控制器。具有短路、过载、独特的防反接保护，充满、过放 自动关断、恢复等全功能保护措施，详细的充电指示、蓄电池状态、负载及各种故障指示。通 过电脑芯片对蓄电池的端电压、放电电流、环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采样， 运用特有控制模型计算，实现符合蓄电池特性的放电率、温度补偿修正的高效、高准确率控 制，并采了用高效PWM蓄电池的充电模式，保证蓄电池工作在最佳的状态，大大延长蓄电池 的使用寿命。芯片能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。具有多种工作模式、输出模式选择， 满足用户各种需要。和传统的控制器相比取消了电位器调整控制设定点，而利用了 Flash 存储器记录各工作控制点，使设置数字化，消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现 误差降低准确性、可靠性的因素。
[0016] 6、利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲线修 正的控制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性，即不同的放 电率具有不同的终了电压。具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自 动控制；以上保护均不损坏任何部件，不烧保险；采用了串联式PWM充电主电路，使充电回 路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM高3%-6%，增加了用 电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命。
[0017] 7、外接的温度显示器和温度调节器通过电子调节，温度可以在-1°C -5°C之间设 置，能满足肉制品、果蔬类、粮食等不同的冰温保鲜制冷要求。
[0018] 8、提供输入和输出外设接口。在紧急情况下可以输出电压提供LED照明灯或手机 充电；连续阴雨的天气情况下，通过操作转换控制器，由市电备用输入端口为蓄电池提供充 电。
[0019] 综上所述，本实用新型设计新颖，制冷效率高，无污染，能耗小，保鲜效果好、易于 控制，便携易用，使用寿命长，维修费用低。随着生活水平的不断提高，人们对食品安全和生 物保鲜的要求越来越高，冰鲜技术得到了快速发展，本实用新型将具有十分广阔的市场前 旦 -5^ 〇
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 如图1所示，本实用新型的便携式太阳能制冷冰鲜箱，包括箱体4,箱体4外设有太 阳能光伏板1，箱体4内设有蓄电池10、半导体制冷部分、余热发电磁场保鲜部分和电子控 制系统，半导体制冷部分包括半导体制冷片11、散热片13和微型风扇14,余热发电磁场保 鲜部分包括磁线圈3和半导体温差发电片12,半导体制冷片11的发热端通过散热片13与 半导体温差发电片12连接，微型风扇14设在半导体制冷片11的制冷端，半导体温差发电 片12的输出端与磁线圈3连接，电子控制系统包括电源管理控制器9和转换控制器5,转换 控制器5连接有市电备用输入端口 6,电源管理控制器9连接有温度显示器2、温度调节器 8和照明输出端口 7,蓄电池10分别与太阳能光伏板1的输入端和电源管理控制器9连接。
[0022] 太阳能光伏板1设有两组，太阳能光伏板1为万向调节及折叠式结构，蓄电池10 设有两组，两组太阳能光伏板1与两组蓄电池10级联，两组蓄电池10对称设在箱体4底部。
[0023] 箱体4内设有保鲜室，磁线圈3设在保鲜室内。
[0024] 采用上述技术方案，本实用新型具有以下特点：
[0025] 1、太阳能光伏板1采用万向调节及折叠式结构，既便捷携带又可以随意调节其辐 射角度，最大限度保证了太阳能光伏板1的吸收集热面积；两组互补性蓄电池1〇保障足够 的电力供应，设计上采用的对称放置形式，保证携带平衡性，在充放电设计上采用智能化 电源管理手段。
[0026] 2、基于帕尔帖原理效应，制冷部分采用半导体制冷设计。半导体制冷片11可以直 接利用直流电源，减少逆变电量损失。而且工作无污染无噪音，易于控制、调节，寿命长，体 积小，制冷参数不受空间方向以及重力影响，非常适合便携制冷使用。半导体制冷片11需 要良好的散热，故设计了散热片13。微型风扇14可以加强箱体4内气体对流，从而增加制 冷效果。
[0027] 3、余热发电磁场保鲜部分是基于帕尔贴效应的逆效应一塞贝克效应，将散热片13 的余热通过半导体温差发电片12进行回收实现温差发电，当半导体温差发电片12的温差 电堆两端处于不同温度时，就会产生电动势，输出的电量加载到磁线圈3,在保鲜室内部形 成独立的恒定磁场环境，从而可打破食品原有的生物磁场特性，降低食品磁场波动，使食品 进入生命特征缓慢休眠期，减缓食品内部水分子活性，抑制水分流失，维护食物水分平衡， 一定程度上保持了原有的营养成分和色泽风味，起到了辅助的保鲜效果。
[0028] 4、电子控制系统的电源管理控制器9采用智能化电源管理。太阳能光伏板1吸收 室外的太阳能，转化为直流电能，同时对蓄电池10进行充电。电源管理控制器9首先实时 监测每组蓄电池10的电力情况并进行预测判断，哪组蓄电池10的电压最低就打开其充电 开关；同时哪组蓄电池10的电压最高就打开其输出开关给系统供电，从而达到智能化充电 用电的效果，一方面可以提高电能利用效率，另一方面能有效避免蓄电池10的过量充电及 深度放电，延长蓄电池10寿命。
[0029] 5、为实现这一智能化电源管理，电源管理控制器9专为太阳能直流制冷用电系统 设计，使用了专用电脑芯片的智能化控制器。具有短路、过载、独特的防反接保护，充满、过 放自动关断、恢复等全功能保护措施，详细的充电指示、蓄电池10状态、负载及各种故障指 示。通过电脑芯片对蓄电池10的端电压、放电电流、环境温度等涉及蓄电池10容量的参数 进行采样，运用特有控制模型计算，实现符合蓄电池10特性的放电率、温度补偿修正的高 效、高准确率控制，并采了用高效PWM蓄电池10的充电模式，保证蓄电池10工作在最佳的 状态，大大延长蓄电池10的使用寿命。芯片能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。具有多种 工作模式、输出模式选择，满足用户各种需要。和传统的控制器相比取消了电位器调整控制 设定点，而利用了 Flash存储器记录各工作控制点，使设置数字化，消除了因电位器震动偏 位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素。
[0030] 6、利用蓄电池10放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲 线修正的控制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池10固有的特性，即 不同的放电率具有不同的终了电压。具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保 护等全自动控制；以上保护均不损坏任何部件，不烧保险；采用了串联式PWM充电主电路， 使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM高3%-6%， 增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统由更长的使 用寿命。
[0031] 7、外接的温度显示器2和温度调节器8通过电子调节，温度可以在-1°C -5°C之 间设置，能满足肉制品、果蔬类、粮食等不同的冰温保鲜制冷要求。
[0032] 8、提供输入和输出外设接口。在紧急情况下可以输出电压提供LED照明灯或手机 充电；连续阴雨的天气情况下，通过操作转换控制器5,由市电备用输入端口 6为蓄电池10 提供充电。
[0033] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1. 便携式太阳能制冷冰鲜箱，其特征在于：包括箱体，箱体外设有太阳能光伏板，箱体 内设有蓄电池、半导体制冷部分、余热发电磁场保鲜部分和电子控制系统，半导体制冷部分 包括半导体制冷片、散热片和微型风扇，余热发电磁场保鲜部分包括磁线圈和半导体温差 发电片，半导体制冷片的发热端通过散热片与半导体温差发电片连接，微型风扇设在半导 体制冷片的制冷端，半导体温差发电片的输出端与磁线圈连接，电子控制系统包括电源管 理控制器和转换控制器，转换控制器连接有市电备用输入端口，电源管理控制器连接有温 度显示器、温度调节器和照明输出端口，蓄电池分别与太阳能光伏板的输入端和电源管理 控制器连接。
2. 根据权利要求1所述的便携式太阳能制冷冰鲜箱，其特征在于：所述太阳能光伏板 设有两组，太阳能光伏板为万向调节及折叠式结构，蓄电池设有两组，两组太阳能光伏板与 两组蓄电池级联，两组蓄电池对称设在箱体底部。
3. 根据权利要求1或2所述的便携式太阳能制冷冰鲜箱，其特征在于：所述箱体内设 有保鲜室，磁线圈设在保鲜室内。
【文档编号】F25D29/00GK203869411SQ201420198667
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】杜金宇, 卜文静, 王帅, 吕行, 王毅 申请人:郑州牧业工程高等专科学校