一种半导体二级循环制冷保温箱

1.本发明涉及一种半导体二级循环制冷保温箱,属于移动制冷保温技术领域。


背景技术：

2.在移动制冷保温技术领域，保温箱、(车载)冰箱等在许多发达和发展中国家被广泛应用于汽车、游艇和医疗等方面，成为了人们快捷出行方式的一部分。随着各种高新技术的产生和发展以及新材料在(车载)冰箱领域的应用，冰箱整体的产品结构得到改进，生产工艺不断提升，使得(车载)冰箱的工作效率大幅度提高。
3.目前的冰箱根据制冷原理的不同主要分为以下几个类别：1、压缩式冰箱：通过压缩机对制冷系统进行工作，冰箱的制冷系统利用低于沸点的制冷剂在蒸发器中变为蒸汽进行吸热的原理制成。2、吸收式冰箱：利用电热元件作为动力，利用氨水氢的混合溶液连续的吸收热量进行扩散的方式来达到制冷的目的，制冷效率低，降温的速度相对较慢。3、半导体冰箱：又称为“热电冰箱”，利用特种半导体材料构成的p-n结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，利用直流电制冷的一种新型制冷冰箱。
4.基于以上三点制冷原理的冰箱在技术上主要存在以下几点局限性：1、目前在压缩式制冷机中比较广泛应用的制冷剂有液氨和氟利昂。其中液氨制冷剂成本低，温控效果不好，特别压缩机重量大，不适合移动周转使用，同时液氨极易挥发和扩散，同时带有强烈的刺激性气味，会损伤人体的呼吸道和皮肤粘膜，对人体健康造成一定的损伤。当空气中的氨气浓度达到一定程度时，遇明火发生爆炸现象概率很高，具有很大的危险性，因此需要做好严密的防泄漏工作。利用氟利昂制冷剂进行工作，提高了安全性和制冷效率，但是噪音大、体积大、成本高，并且氟利昂散发到空气中会对臭氧层造成严重的污染。2、吸收式冰箱静音、无氟，交直流电或者燃气、水等都可以做能源，但制冷的效率低，成本高，耗电量大。吸收式冰箱和压缩式冰箱还有一个共同的局限性就是需要保持箱体平放，一旦倾斜或者倒置容易影响其工作效果。3、半导体冰箱无需制冷剂，绿色环保；无机械传动结构，工作时噪音小、无磨损、使用寿命长；制冷的温度可以通过改变电流的大小调节，灵活性高。但作为一种较新兴技术，仍存在一些需要克服的缺点，比如工作电流较大，大容量时的制冷效率低，发热量大，散热条件要求高，保温效率较低；制冷速度与压缩式和吸收式设备相比较低，制冷的效果也有待进一步提高。
5.半导体制冷是制冷领域中一项很有前途的节能环保技术之一，其通过将正负极换位可以实现加热功能，突破了技术限制，可以精确设置欲达到的温度，因此可在便携式制冷保温领域发挥较高的利用价值。为克服其技术的局限性，应把创新技术方向聚焦在提高半导体制冷器的制冷效果(在半导体制冷前增加一级制冷)、改善半导体制冷器的工作散热条件以及采取措施提高其温控性能等方面。


技术实现要素：

6.为克服基于现有的三大制冷技术设计的冰箱存在的不足之处，本发明提供了一种
半导体二级循环制冷保温箱，用以解决半导体冰箱制冷温度受环境温度影响较大、保温效果较低、冰箱重量大、噪音大等问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种半导体二级循环制冷保温箱，包括半导体制冷系统、抽真空壳体、内部散冷系统、高能量轻质可充电电池以及动态功能显示面板；
9.所述抽真空壳体包括真空箱以及真空盖，所述真空箱和真空盖的内部均由负压空腔和仿蜂巢六边形材质填充的负压支承构成，相邻负压支承之间限定一负压空腔；
10.所述半导体制冷系统包括半导体和半导体制冷器；所述半导体设置在真空箱底板上表面，并与下部的半导体制冷器连接；
11.所述真空箱底板与抽真空壳体底部之间设置有一底部空间，底部空间内设置有所述高能量轻质可充电电池以及半导体制冷器；所述高能量轻质可充电电池还连接有充电器；所述半导体制冷器与高能量轻质可充电电池以及动态功能显示面板连接，用于实现温度控制；所述半导体制冷器的底部安装有一级降温水槽，所述一级降温水槽内部设置有一级降温水以及一级降温湿棉，一级降温湿棉浸泡在一级降温水里，所述一级降温水槽外部通过一级降温注水管与抽真空壳体外部连通；
12.所述内部散冷系统包括贯流风扇、外置电机以及导流板；所述贯流风扇和外置电机均伸出有轴承，贯流风扇的轴承端部安装有风扇磁铁，外置电机的承端部安装有电机磁铁，电机磁铁位于风扇磁铁的正下方，贯流风扇、外置电机之间通过密封板分隔并固定，且所述密封板置于所述真空箱底板的孔洞间；所述真空箱内的贯流风扇以及半导体外侧还设置有导流板。
13.进一步地，使用时，所述外置电机带动电机磁铁转动，并通过磁力带动风扇磁铁转动，进而通过轴承带动贯流风扇转动，实现无轴磁力传动，防止外置电机潮湿，同时导流板保护贯流风扇，实现循环流动散冷，并防止半导体制冷器结霜损坏；此外，使用时，一级降温水通过一次降温注水管注入一级降温水槽内，一级降温水槽上方的空气通过一级降温水的蒸发降低温度，形成一级制冷空气，然后，该一级制冷空气再经过半导体制冷器内的散热电扇吸入半导体制冷器，带走半导体制冷器内热量，实现制冷；而所述一级降温水槽内部的一级降温水在半导体制冷器的散热风扇作用下加速挥发，带走半导体制冷器更多的热量，提高半导体制冷器的制冷效果，最终实现二级循环制冷降低制冷温度的效果。
14.进一步地，所述风扇磁铁和电机磁铁同直径。
15.进一步地，所述半导体制冷器包括两个半导体和两个半导体制冷器；所述高能量轻质可充电电池和充电器也均为两个。
16.进一步地，每个半导体、每个半导体制冷器、每个高能量轻质可充电电池以及每个充电器对应设置并连接成为一组半导体制冷设备，两组半导体制冷设备左右对称设置在保温箱的底部空间内。
17.进一步地，所述一级降温注水管外侧设置有一级降温注水口。
18.进一步地，所述动态功能显示面板上还设置有加热键和制冷键。
19.进一步地，所述抽真空壳体为双层不锈钢壳体。
20.进一步地，所述真空盖左侧安装有隐藏式把手，右侧与所述真空箱枢轴连接；所述动态功能显示面板设置在真空箱的顶部，并与所述隐藏式把手相对设置；所述真空箱的前
侧下部设置有通风口。
21.进一步地，所述外置电机以及电机磁铁均设置在真空箱底板的孔洞内，并位于所述密封板下部。
22.相对于传统技术的(车载)冰箱、保温箱等，本发明具有以下优势：
23.1、本发明保温箱采用半导体制冷，无需制冷剂制冷，不用担心制冷剂泄漏发生危险，不怕颠簸，节能环保；搭配两个半导体制冷器，可以自由控制保温箱的容积大小；
24.2、本发明保温箱通过对不锈钢材质壳体设双层抽真空，箱盖抽真空，隔绝热传导，相较于传统冰箱大大增强了冰箱的保温性能，同时减小了保温箱壳体的厚度和重量，增大了内部有效容积；
25.3、本发明保温箱的抽真空壳体内部采用负压支承，防止抽真空导致不锈钢材质变形，采用仿生学的蜂巢六边结构材料填充，保温系数高，机械强度高，承重性能好，节省原材料；
26.4、本发明保温箱设置内部散冷系统，避免了电机因在冷冻室工作条件不好而降低使用寿命的问题，同时提升一定的制冷效果；
27.5、本发明保温箱内部散冷系统采用无轴磁力传动，通过设置带磁铁的外置电机和带磁铁的内置贯流风扇，无需穿孔，避免了电机在箱内受潮湿、易损坏的现象，且贯流电扇风道宽，均匀分配风速和风量，提高了整体的制冷效果。
28.6、本发明保温箱通过设置增加一级降温湿棉和一级降温水降温空气，冷空气进入半导体制冷降温系统，通过降低进入半导体制冷器空气温度来提高半导体二级制器制冷效果，降低制冷温度；
29.7、本发明保温箱的功能显示面板为智能显示屏，屏幕上有动态显示：加热-太阳发光，制冷-雪花旋转；
30.8、本发明保温箱的制冷结构半导体可以通过电源正负极换位，用于加热功能，实现制冷制热双选择，突破技术限制；
31.9、本发明保温箱配备高能量轻质电池。可充电蓄电，移动过程可不间断工作，克服传统冰箱只能在连接电源的情况下工作的局限性，实现移动中无外电电源不间断工作。
32.本发明的半导体二级循环制冷保温箱有精密的设计和控制原理，操作智能方便。相较于传统半导体冰箱，提高了工作效率，增强了制冷效果，保温性能好，机械强度高，实现移动中无外电源不间断工作，克服了传统冰箱的诸多缺陷，对于新型保温箱的技术革新提供新的理念和途径。
附图说明
33.图1是本发明一种半导体二级循环制冷保温箱的示意图；
34.图2是对应图1中p剖切位置的剖面图；
35.图3是图2的a-a剖面图；
36.图4是图2的b-b剖面图。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.请参阅图1-4，本发明的一种半导体二级循环制冷保温箱，包括半导体制冷系统、抽真空壳体、内部散冷系统、高能量轻质可充电电池71以及动态功能显示面板92。抽真空壳体为双层不锈钢壳体，包括真空箱21以及真空盖23，真空箱21和真空盖23的内部均由负压空腔41和仿蜂巢六边形材质填充的负压支承42构成，相邻负压支承42之间限定一负压空腔41。
39.半导体制冷系统包括半导体11和半导体制冷器12。半导体11设置在真空箱21底板上表面，并与下部的半导体制冷器12连接。
40.如图2-3所示，真空箱21底板与保温箱底部之间设置有一底部空间，底部空间内设置有高能量轻质可充电电池71以及半导体制冷器12。高能量轻质可充电电池71还连接有充电器72。半导体制冷器12与高能量轻质可充电电池71以及动态功能显示面板92连接，用于实现温度控制，动态功能显示面板92上还可以设置加热键和制冷键，可实现加热和制冷切换设置。半导体制冷器12的底部安装有一级降温水槽81，一级降温水槽81内部设置有一级降温水83以及一降级温湿棉82，一降级温湿棉82浸泡在一级降温水83里，一级降温水槽81外部通过一级降温注水管84与抽真空壳体外部连通。一级降温注水管84外侧设置有一级降温注水口85。
41.本实施例中，如图1-2所示，真空盖23左侧安装有隐藏式把手91，右侧与真空箱21枢轴连接。动态功能显示面板92设置在真空箱21的顶部，并与隐藏式把手91相对设置。真空箱21的前侧下部设置有通风口93。
42.如图2-4所示，内部散冷系统包括贯流风扇33、外置电机35以及导流板32。贯流风扇33和外置电机35均伸出有轴承，贯流风扇33的轴承端部安装有风扇磁铁31，外置电机35的承端部安装有电机磁铁34，电机磁铁34位于风扇磁铁31的正下方，且风扇磁铁31和电机磁铁34同直径。贯流风扇33、外置电机35之间通过密封板分隔并固定，且密封板置于真空箱21底板的孔洞间。外置电机35以及电机磁铁34均设置在真空箱21底板的孔洞内，并位于密封板下部。真空箱21内的贯流风扇33以及半导体11外侧还设置有导流板32。
43.使用时，外置电机35带动电机磁铁34转动，并通过磁力带动风扇磁铁31转动，进而通过轴承带动贯流风扇33转动，实现无轴磁力传动，防止外置电机35潮湿，同时导流板32保护贯流风扇33，实现循环流动散冷，并防止半导体制冷器12结霜损坏。此外，使用时，一级降温水83通过一次降温注水管84注入一级降温水槽81内，一级降温水槽81上方的空气通过一级降温水83的蒸发降低温度，形成一级制冷空气，然后，该一级制冷空气再经过半导体制冷器12内的散热电扇吸入半导体制冷器12，带走半导体制冷器12内热量，实现制冷。而一级降温水槽81内部的一级降温水83在半导体制冷器12的散热风扇作用下加速挥发，带走半导体制冷器12更多的热量，提高半导体制冷器12的制冷效果，最终实现二级循环制冷降低制冷温度的效果。
44.本实施例中，如图2所示，半导体制冷器包括两个半导体11和两个半导体制冷器12。高能量轻质可充电电池71和充电器72也均为两个。每个半导体11、每个半导体制冷器12、每个高能量轻质可充电电池71以及每个充电器72对应设置并连接成为一组半导体制冷
设备，两组半导体制冷设备左右对称设置在保温箱的底部空间内。
45.本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。