家用饮料分级制冷设备的制作方法

本实用新型涉及一种家用饮料分级制冷设备，属于制冷技术领域。

背景技术：

生活中，为满足不同人群对冷饮的需求，通常先将饮料在冰箱或冰柜中冷藏一段时间(大约30min以上)再饮用。但通过传统方式冷却的饮料会达到相同的温度，但实际情况是，对于不同类型的饮料，有不同的最佳饮用温度，比如：啤酒、凉开水、果汁、汽水、咖啡、葡萄酒等饮料，其低温饮用温度是不同的。啤酒夏天最佳饮用温度为：6—8℃，冬天最佳饮用温度为：10-12℃；凉开水最佳应用温度为：12-15℃；果汁最佳饮用温度为：8-10℃；汽水的最佳饮用温度为4-5℃；冷咖啡夏天的最佳饮用温度为：6℃；红葡萄酒夏天最佳饮用温度为：15～18℃；白葡萄酒夏天最佳饮用温度为7℃。温度高低会影响饮料的口感，更重要的是，饮用不适宜的低温饮料往往会影响人的身体健康。

常见的饮料制冷设备为灌装条件下的一段时间的冷却，目前市面上常见制冷方式为氨液冷却、热电制冷等制冷技术，无法满足不同饮料的低温饮用需求，不能自主准确选择制冷最佳温度。

而且具体分析以上制冷技术，成本高、耗能、危险性大，其不适用于家庭设备的主要制约因素，针对家庭饮料的快速制冷设备必须考虑制冷时间(能在5min内快速冷却)、温差控制等技术指标，满足制冷效率高、分级温控、便携带、低功耗、无污染等功能，因此亟需设计一种能够实现分级制冷的饮料制冷装置。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种能够实现制冷温度分级控制、满足不同饮料的低温饮用需求且能够实现快速制冷的家用饮料分级制冷设备。

本实用新型所述的家用饮料分级制冷设备包括饮料槽、制冷系统和散热系统，制冷系统由冷却器和均布在冷却器两侧的数块半导体制冷片组成，各半导体制冷片并联，半导体制冷片的内端面(即贴近冷却器的端面)为冷端，外端面为热端；冷却器两侧半导体制冷片的外侧均设置散热系统；散热系统与制冷系统固定装配为一体；饮料槽下部的出口处安装出水阀，且在冷却器内安装温度传感器；饮料槽下部还具有冷却水口，冷却水口通过冷却水管一与冷却器的进口连通，冷却水管一上安装泵一，冷却器的出口通过回水管与饮料槽的回水口连通。

本实用新型的使用过程如下：

使用前，首先根据不同饮料类型确定制冷后最佳饮用温度，之后根据实际情况设定好制冷设备的制冷温度，之后启动本设备进行制冷，若冷却器内的温度传感器所检测的饮料温度未达到所设定的制冷温度，则通过回水管继续回流到冷却器的冷却流道中继续制冷，直至达到初始设定的制冷温度，温度传感器会将温度以信号的形式传输给控制器，并由控制器控制冷却水管一上的泵一停止运行，此时打开出水阀，即可接到所需温度的饮料，即：通过本实用新型能够根据实际需求实现不同温度的制冷，从而满足个性化需求。

本实用新型利用半导体制冷片制冷原理，制冷过程环保、无污染，同时，由于半导体制冷片冷热端的温差决定制冷量、制冷效率的大小，在增加半导体制冷片的同时，采用散热系统进行散热，减少半导体制冷片的热端热量向冷端的传递，减小温差，提高制冷效率，从而能够更大程度满足半导体制冷片温差值的降低，以缩短整体制冷时间，并达到快速制冷的效果。

为了保证通过半导体制冷片中的电流与制冷温度的比例关系，采用数块半导体制冷片并联且分布在冷却器两侧的方式，通过控制流经半导体制冷片的电流值产生不同的制冷量，同时与散热部件配合实现快速制冷。

实际生产应用时，可以采用常规的电流旋钮开关来调节控制制冷控制电路中的电流大小，并采用市售的智能PID温度控制仪，来实现冷却温度的设定及显示，应用时，将智能PID温度控制仪的温度传感器设置在冷却器内即可。

优选的，两散热系统均包括散热器，散热器外壳上具有介质进口和介质出口，介质出口通过冷却水管二与介质进口连通，冷却水管二上安装泵二，散热器内具有散热流道。该散热系统采用水冷方式进行散热，冷却水在散热流道内流动，并由泵二进行循环控制，充分将半导体制冷片热端的热量带走，散热效果更好。其中，散热流道的设计形式如下：散热器外壳内设置有数片相互平行的纵向隔板，每片纵向隔板仅一侧端部与散热器外壳之间留有流通口，且相邻两纵向隔板与散热器外壳之间的流通口分别位于纵向隔板的异侧；各纵向隔板与流通口共同形成散热流道。实际应用时，每组散热系统中可以包括多组散热器，各散热器之间可以通过管路相互连通。

进一步优选的，每组散热系统还包括一组或多组散热翅片组；散热器的外侧(即背离半导体制冷片的一侧)具有导热固定板；散热翅片组由若干纵向平行设置的散热翅片以及贯穿于各散热翅片中的导热管组成，导热管的端部固定在导热固定板上；两散热系统中的导热固定板的上下两端均通过连接梁固定连接。通过增设的散热翅片组实现二级散热。为了提高散热效率，可以在每组散热翅片组的上下方均设置散热风扇，通过散热翅片上下方的散热风扇能够实现强制对流散热，将散热翅片中部的热量带走。增加散热风扇后的散热系统，能够实现水冷风冷的双向散热，保证了良好的散热效果，同时结构设计紧凑、体积小，非常适合家用。

优选的，半导体制冷片的冷、热端均涂有导热硅脂，且分别通过导热硅脂粘贴在冷却器、散热器上，加速能量的快递的同时填充缝隙以减少能量损失。

优选的，冷却器内具有冷却流道，通过冷却流道能够使饮料在冷却器内部的停留时间较长，降温效果更好。本实用新型中优选以下结构形式的冷却流道：冷却器外壳内设有数片上下平行的隔板，每片隔板仅一侧端部与冷却器外壳之间留有流动口；相邻两隔板与冷却器外壳之间的流动口分别位于隔板的异侧；各隔板与流动口共同形成冷却流道。

实际应用时，冷却器可以包括至少两组冷却单元，每组冷却单元内均具有冷却流道(其与上述冷却器的冷却流道结构相同)，且各冷却单元通过连通管路连通。

优选的，饮料槽上部具有饮料灌装口，其内底部设置两倾斜板，两倾斜板左右对称且分别自饮料槽的两侧壁向槽体底部向下倾斜，并将饮料槽的下部内腔分隔成底部两对称的截面呈三角形的密封空间以及中部截面呈倒三角形的蓄存空间；饮料槽出口和冷却水口均与蓄存空间相通。

除上述外，本制冷设备中所用管路(包括：冷却水管一、回水管、连通各冷却单元用的连通管路以及连通各散热器用的管路等)全部采用食品级硅胶管，干净卫生，绿色安全。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：

1、本实用新型能够实现制冷温度分级控制的功能，其采用半导体制冷片作为制冷设备的核心，制冷过程环保、无污染，同时通过散热系统进行散热，减少半导体制冷片的热端热量向冷端的传递，缩短整体制冷时间，提高制冷效率，最终达到快速制冷的效果；

2、由于各半导体制冷片并联连接，因此当工作过程中某一半导体制冷片出现断路后，并不影响整个制冷设备的使用，设备工作稳定性高；

3、散热系统采用水冷、风冷两级组合散热，进一步提高散热效果，能更大程度满足半导体制冷片冷热端温差值的降低，提高制冷效率；

4、本实用新型整体结构小巧，便于携带且适于家庭使用，使用过程中无噪声、无污染，适合大规模推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图之一；

图2是本实用新型的结构示意图之二；

图3是饮料槽的截面图；

图4是冷却系统及两侧散热系统的结构示意图；

图5是冷却器的截面图；

图6是散热器的截面图；

图7是省略各管路后冷却系统及其两侧散热系统的结构示意图之一；

图8是省略各管路后冷却系统及其两侧散热系统的结构示意图之二；

图9是省略各管路后冷却系统及其两侧散热系统的俯视图。

图中：1、饮料槽；2、回水管；3、制冷系统；4、散热系统；5、泵一；6、冷却水管一；7、出水阀；8、导热固定板；9、连接梁；

1.10、蓄存空间；1.20、倾斜板；1.30、密封空间；

3.10、冷却器；3.11、进口；3.12、连通管路；3.13、出口；3.14、冷却器外壳；3.15、隔板；3.16、流动口；3.17、冷却流道；3.20、半导体制冷片；

4.10、散热风扇；4.20、散热翅片组；4.21、散热翅片；4.22、导热管；4.30、散热器；4.31、管路；4.32、介质进口；4.33、介质出口；4.34、散热器外壳；4.35、散热流道；4.36、纵向隔板；4.37、流通口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：

如图1～9所示，本实用新型所述的家用饮料分级制冷设备包括饮料槽1、制冷系统3和散热系统4。

制冷系统3由冷却器3.10和16块TEC1-12704半导体制冷片3.20组成，为保证通过电流与温度的比例关系，16块半导体制冷片3.20并联接入制冷控制电路中且均匀分布在冷却器3.10两侧。冷却器外壳3.14内设有数片上下平行的隔板3.15，每片隔板3.15仅一侧端部与冷却器外壳3.14之间留有流动口3.16，相邻两隔板3.15与冷却器外壳3.14之间的流动口3.16分别位于隔板3.15的异侧，各隔板3.15与流动口3.16共同形成冷却流道3.17，通过冷却流道3.17能够使饮料在冷却器3.10内部的停留时间较长，降温效果更好。本实施例中，冷却器3.10包括两组冷却单元，每组冷却单元内均具有冷却流道3.17，两冷却单元通过连通管路3.12连通。

饮料槽1上部具有饮料灌装口，饮料槽1下部的出口3.13处安装出水阀7，且在冷却器3.10内安装温度传感器，用于检测饮料制冷温度；饮料槽1下部还具有冷却水口，冷却水口通过冷却水管一6与冷却器3.10的进口3.11连通，冷却水管一6上安装泵一5，冷却器3.10的出口3.13通过回水管2与饮料槽1的回水口连通。饮料槽1的内底部设置两倾斜板1.20，两倾斜板1.20左右对称且分别自饮料槽1的两侧壁向槽体底部向下倾斜，并将饮料槽1的下部内腔分隔成底部两对称的截面呈三角形的密封空间1.30以及中部截面呈倒三角形的蓄存空间1.10；饮料槽出口和冷却水口均与蓄存空间1.10相通。

散热系统4设置在冷却器3.10两侧的半导体制冷片3.20外侧，其包括散热器4.30、散热翅片组4.20和散热风扇4.10。散热器外壳4.34上具有介质进口4.32和介质出口4.33，介质出口4.33通过冷却水管二与介质进口4.32连通，冷却水管二上安装泵二，散热器外壳4.34内设置有数片相互平行的纵向隔板4.36，每片纵向隔板4.36仅一侧端部与散热器外壳4.34之间留有流通口4.37，且相邻两纵向隔板4.36与散热器外壳4.34之间的流通口4.37分别位于纵向隔板4.36的异侧，各纵向隔板4.36与流通口4.37共同形成散热流道4.35，本实施例中，每组散热系统4中具有两组散热器4.30，各散热器4.30之间通过管路4.31相互连通。每组散热系统4中具有多组散热翅片组4.20；散热器4.30的外侧(即背离半导体制冷片3.20的一侧)具有导热固定板8；散热翅片组4.20由若干纵向平行设置的散热翅片4.21以及贯穿于各散热翅片4.21中的导热管4.22组成，导热管4.22的端部固定在导热固定板8上；两散热系统4中的导热固定板8的上下两端均通过连接梁9固定连接。每组散热翅片组4.20的上下方均设置散热风扇4.10。通过散热器4.30能够实现一级水冷散热，通过增设的散热翅片组4.20能够实现二级散热，开启散热风扇4.10后还能够实现强制对流散热，将散热翅片4.21中部的热量带走，从而进一步提高散热效果，以满足半导体制冷片3.20冷热端温差值的降低，提高制冷效率。

本实施例采用常规的电流旋钮开关来调节控制制冷控制电路中的电流大小，并采用市售的ARTM-8温度巡检测控仪(集合了智能PID温度控制仪和控制器的功能)，既能够实现冷却温度的设定及显示，又能够控制泵一、泵二以及散热风扇的运行。应用时，将ARTM-8温度巡检测控仪的温度传感器设置在冷却器3.10内，用于检测饮料制冷温度，并通过ARTM-8温度巡检测控仪形成闭环控制，使饮料温度实时反馈。

本制冷设备中，半导体制冷片3.20的内端面(即贴近冷却器3.10的端面)为冷端，外端面为热端。半导体制冷片3.20的冷端涂有导热硅脂且通过导热硅脂粘贴冷却器3.10上；半导体制冷片3.20的热端也涂有导热硅脂且通过导热硅脂粘贴在散热器4.30上。冷却水管一6、回水管2、连通两冷却单元用的连通管路3.12以及连通各散热器4.30用的管路4.31等全部采用食品级硅胶管，干净卫生，绿色安全。

本实施例的使用过程如下：

通电后，整体制冷设备开始工作，将需要冷却的饮料倒入饮料槽1中，然后根据不同饮料的最佳饮用温度设定制冷温度。饮料从饮料槽出口流出，进入冷却器3.10的冷却流道3.17，并在冷却器3.10两侧半导体制冷片3.20的作用下制冷，若需缩短制冷时间、加快制冷如需要在1-3分钟内进行冷却，需要调节电流旋钮开关，使流经半导体制冷片3.20的电流值增大，增加半导体制冷片3.20所产生的制冷量，同时开启风冷、水冷双级散热模式(即同时启动散热器冷却水管二上的泵二、散热风扇4.10)，快速降低半导体制冷片3.20的冷热端温差，提高制冷效率，若无需快速制冷(如需冷却时间大于3分钟)，仅启用第一级水冷模式(即仅启动散热器冷却水管二上的泵二)进行散热即可。冷却器3.10的出口3.13位置的温度传感器能够实时检测饮料的冷却温度值，并实时反馈，若冷却器3.10中的饮料温度未达所设定的制冷温度，则通过回水管2继续回流到冷却器3.10的冷却流道3.17中，直至达到初始设定的制冷温度，温度传感器会将温度以信号的形式传输给ARTM-8温度巡检测控仪，并由ARTM-8温度巡检测控仪控制冷却水管一6上的泵一5停止运行，此时打开出水阀7，即可接到所需温度的饮料。

本制冷设备能够根据实际需求实现制冷温度的分级控制，满足个性化需求；采用半导体制冷片3.20作为制冷设备的核心，制冷过程环保、无污染；由于半导体制冷片3.20冷热端的温差决定制冷量、制冷效率的大小，在增加半导体制冷片3.20的同时，采用两级组合散热形式进行散热，减少半导体制冷片3.20的热端热量向冷端的传递，减小温差，提高制冷效率，因此本实施例能够更大程度的满足半导体制冷片3.20冷热端温差值的降低，最终缩短整体制冷时间，达到快速制冷的效果。同时，整个制冷设备结构小巧，便于携带且适于家庭使用，使用过程中无噪声、无污染，适合大规模推广应用。