一种高效冷暖床垫主机的制作方法

1.本发明涉及一种家用电器的主机结构，具体地说是一种高效冷暖床垫主机。


背景技术：

2.近年来，随着国民经济的发展，人们生活水平的提高，人口老龄化程度的不断加剧，人们对家用电器、智能家居的需求越来越高；舒适、健康、清洁、低碳排放、绿色环保问题已经是家用电器、智能家居在项目设计开发前期就必须重视的问题。随着碳中和、碳达峰提出，节能减排已经成为可持续发展的一个重要的课题，因此能够基本实现上述需求的水暖毯加热器得到了人们的青睐。
3.现有常规的水暖毯加热器通常都是只有制热模式，只能在温度低的时候使用，一年使用的时间比较短，后来，由于现在水暖毯加热器市场竞争激烈，各大主机厂都开始对水暖加热器性能提出新要求，因此市场上也逐步出现了具有制热模式、制冷模式的冷暖床垫，然而，现有的这种冷暖床垫虽然增加了制冷模式，可以不受季节温度的限制，根据人们对冷热温度的需求，冷暖两用随意调节，大大提高了床垫的使用效率，解决了想用就用的问题，也就改善了人们的睡眠环境，提高了睡眠质量，有助于身心的健康，但是其结构设计不合理，制冷和制热效率均不高且能耗很大，很难推广应用。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种能耗低、制冷制热效率高并且还能够根据不同人群分别调节床垫不同区域温度，从而提高双人不同温度需求的高效冷暖床垫主机。
5.为了解决上述技术问题，本发明的高效冷暖床垫主机，包括由内置ptc加热器的下水箱、位于下水箱上方的上水箱以及下水箱和上水箱之间设置的制冷单元所构成的内机体，制冷单元通过位于下水箱内的下散热器和位于上水箱内的上散热器进行热量传递，下水箱连接有用于铺设在床垫内的床垫循环水管，通过ptc加热器的工作对下水箱内的水进行加热后再经过床垫循环水管的循环实现床垫加热；通过所述制冷单元的工作将下水箱内的水热量传递到上水箱中从而使下水箱内降温后的水经过床垫循环水管的循环实现床垫的降温。
6.所述下水箱经过循环水泵后连接有所述床垫循环水管，所述上水箱还连接有辅助散热装置，在制冷单元的工作过程中能够同时通过所述辅助散热装置对上水箱内的升温后的水进行热量散发。
7.所述下水箱通过中间隔板分隔成两个水腔，每个水腔内均安置有一个ptc加热器和一个下散热器，下水箱的两个所述水腔分别经过一个循环水泵后连接有各自的床垫循环水管，两个所述水腔所对应的床垫循环水管分别铺设在床垫的两个不同区域位置。
8.所述辅助散热装置包括经过输出水泵与上水箱连接的盘管散热器以及盘管散热器旁侧设置的散热风扇。
9.所述上水箱和下水箱之间连接有具有浮球开关的水道，通过所述浮球开关内的浮
球能够打开或关闭上水箱和下水箱之间的水道。
10.所述内机体安置在一个机箱内，所述机箱上设置有用于在夜晚探测目标物是否存在的红外线光感开关，所述红外线光感开关连接有光源。
11.所述机箱的顶部设置有顶盖，所述光源为安装在顶盖四周边缘处的灯带。
12.所述制冷单元为tec制冷片，所述上水箱和下水箱之间设置有两片分别与两个下散热器以及一个上散热器配合的tec制冷片。
13.所述顶盖上设置有与上水箱的顶部开口对应的加水盖，所述上水箱内具有用于检测上水箱内水位的水位传感器。
14.所述机箱上还设置有位于散热孔旁侧的接口窗，接口窗上安装有滑盖，机箱内安置有位于接口窗上方的电源模块和控制器。
15.本发明的优点在于：
16.(1)不但可以直接通过ptc加热器的工作对下水箱内的水进行加热后直接实现床垫加热，而且还能通过制冷单元的工作将下水箱内的水热量传递到上水箱中从而使下水箱内的水降温实现床垫的降温，实现了冷暖两用目的，可以想用就用，也就解决了寒冷的冬天睡觉时的取暖以及炎热的夏天睡觉时降温的问题。
17.(2)巧妙地利用了制冷单元进行热传递便可实现加热以及降温目的，整个过程热量损失小、能耗低，以最小的消耗满足了人们睡觉时对舒适度的需求并且大大提高了床垫的使用效率。
18.(3)通过将下水箱通过中间隔板分隔成两个水腔的结构设计为前提来配套设计两个可以进行不同温度调节的加热单元分别对两个不同的位置区域进行加热或降温，从而满足了不同人群睡觉时对温度需求差异，尤其是不同位置区域的温度可以精准控制，舒适度非常高。
19.(4)通过上水箱连接的辅助散热装置，满足对制冷过程中所生产的热量进行散热的需求，并且该散热装置将热量排出的同时还尽可能低的对影响周围的环境温度造成影响，效果突出，有效解决了夏天制冷时，带来的周围环境温度上升幅度较大的问题。
20.(5)通过巧妙在上水箱和下水箱之间连接有具有浮球开关的水道构成下水箱自动加水系统，不但解决了下水箱加水的目的，而且在下水箱的水注满以后，浮球因为水的浮力向上运动，阻隔上下之间的水道，阻断水流，尤其是可以有效保证在制冷模式情况下，上下水箱虽然有水温差，但是水流被阻隔，从而不会导致温度的互窜的特殊效果。
21.(6)通过机箱上设置的红外线光感开关以及与红外线光感开关连接的光源，可以在光线暗淡的时候进行启动，从而当光感开关红外线感应到前面有障碍物(人体)后，红外线开关启动照明，从而达到照明的目的。
附图说明
22.图1为本发明高效冷暖床垫主机的立体结构示意图；
23.图2为本发明高效冷暖床垫主机的俯视结构示意图；
24.图3为图2的h-h截面结构示意图；
25.图4为图2的c-c截面结构示意图；
26.图5为本发明中内机体的立体结构示意图；
27.图6为本发明中内机体的主视结构示意图；
28.图7为图6的a-a截面结构示意图；
29.图8为本发明中内机体的侧视结构示意图；
30.图9为图8的b-b截面结构示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施方式，对本发明的高效冷暖床垫主机作进一步详细说明。
32.实施例一：
33.本实施例的高效冷暖床垫主机，包括由内置ptc加热器1 的下水箱2、位于下水箱上方的上水箱3以及下水箱2和上水箱 3之间设置的tec制冷片作为制冷单元4所构成的内机体，其中， ptc加热器1通过液体硅胶和下水箱2配合安装，将ptc加热器 1完全内置在下水箱2中，ptc加热器的有效发热量几乎全部让水吸收，由于ptc加热器的自动恒温特性，可以维持ptc加热器表面温度处于较低的状态，从而大大的减小ptc的衰减，提高了其使用寿命，下水箱2的顶部安装有位于tec制冷片下表面的下散热器5，上水箱3的底部设置有位于tec制冷片上表面的上散热器6，配合安装时，tec制冷片的上下两个面涂覆导热硅脂后再分别与下散热器5和上散热器6紧密相连，起到热泵的作用，同时在tec制冷片四周设置隔热垫起到阻止tec制冷片和周围环境进行热交换的作用，由此可以使tec制冷片通过位于下水箱内的下散热器5和位于上水箱内的上散热器6进行热量传递，下水箱2经过循环水泵7后连接有用于铺设在床垫内的床垫循环水管，上水箱3还连接有位于下水箱底部的辅助散热装置，下水箱底部通过卡扣结构安装有水箱托板后再安装辅助散热装置，所说的辅助散热装置包括经过输出水泵9与上水箱3连接的盘管散热器10以及盘管散热器旁侧设置的散热风扇11，内机体安装在辅助散热装置的顶部后再安置在一个机箱 13内，机箱13的底部通过螺丝装配有底座，机箱13上排布有与位于散热风扇出风方向上的散热孔，可以快速将热量散发，而机箱上还设置有位于散热孔旁侧的接口窗，接口窗上安装有滑盖18，机箱内安置有位于接口窗上方的电源模块19和控制器20，电源模块19和控制器20通过螺丝安装在机箱上，通过接口窗内安置接头可以实现床垫循环水管的方便连接(如图4 所示)。
34.当外界的环境温度较低，需要进行加热(制热模式)时， ptc加热器开始工作，tec制冷片不需要工作，通过ptc加热器 1的工作对下水箱内的水进行加热，加热后产生的热水通过循环水泵7提供动力经过床垫循环水管的循环实现床垫加热，(铺设到床垫部分的)床垫循环水管中的热量通过传递到人体身上，同时床垫循环水管中的冷水通过循环水泵回收到下水箱中，从而实现热量的传递。
35.当外界环境温度较高，需要降温(制冷模式)时，此时ptc 加热器停止工作，通过tec制冷片的工作，利用下散热器5对下水箱内的水进行吸热并将吸收的热量经过上散热器6传递到上水箱中，从而使下水箱内的水降温，而降温后的水经过床垫循环水管的循环实现床垫的降温，从而满足人体睡眠的需要；同时需要说明的是：在制冷单元4的工作过程中，由于上水箱3 经过输出水泵连接盘管散热器10的盘管，因此，在上水箱内的水温升高后，可以利用输出水泵将上水箱内升温后的水输送至盘管散热器10的盘管内进行循环，与此同时，利用了散热风扇 11对盘管进行散热实现了将上水箱内的升温后的水进行热量散发的目
的。
36.通过上述工作原理可以看出，本发明充分考虑到环境的因素，使其对外界的能量排放更加合理，在气温比较低的情况下选择的是制热模式，此时一方面热量给床垫加热之外，另一方面下水箱的散热对周围环境也有加热的效果，在室温比较高的情况下选择是制冷模式，此时下水箱的热量散热发到上水箱中，上水箱的水通过输出水泵推送到盘管散热器10中，盘管散热器 10的热量通过散热风扇的作用散发到空气中，经过该特殊结构设计排放到空气中的热量不会很多，排出的风温控制在合理的范围内，在保证在制冷模式情况下，室温不会有明显增长，最终解决了室温高制冷模式的工况下，不会导致周围环境温度的上升，而引起用户的抱怨，使得用户体验感更好。
37.进一步地，为了实现下水箱自动化加水，还可以在上水箱3 和下水箱2之间连接有具有浮球开关12的水道，浮球开关中具有过盈配合的浮球和浮球密封圈，浮球和浮球密封圈悬浮在浮球开关12的外壳内，浮球采用密度较轻的耐温塑料制成，通过浮球开关12内的浮球能够打开或关闭上水箱和下水箱之间的水道，当下水箱内的水量不够的时候，浮球开关中的浮球因为重力的因素会掉下来，从而打开上水箱和下水箱之间的水道，上水箱内的水的水就会流入到下水箱中，待下水箱的水注满以后，水位上升使得浮球因为水的浮力向上运动，阻隔上水箱和下水箱之间的水道，达到隔水的目的，同时在机箱13的顶部通过螺丝装配有顶盖16，顶盖16上设置有与上水箱的顶部开口对应的加水盖17，加水盖17通过销钉装配在顶盖16上，上水箱的顶部开口处安装有旋盖定位块、旋盖密封圈以及旋盖，其中，旋盖密封圈卡在旋盖定位块中，旋盖和旋盖定位块可以旋合装配，上水箱3内具有用于检测上水箱内水位的水位传感器。
38.再进一步地，还可以在机箱13(正面的上部位置)上设置有用于在夜晚探测目标物是否存在的红外线光感开关14，红外线光感开关14连接有光源，所说的光源可以为安装在顶盖四周边缘处的灯带15，该红外线光感开关14在白天处于关闭状态，在光线暗淡时开启，满足开启条件的前提下，当光感开关红外线感应到前面有障碍物(人体)后，红外线光感开关14启动灯带15作为小夜灯，从而达到照明的效果，也就实现了起夜自动照明的目的，解决了起夜灯光照明的问题，当然，本实施例中还可以将灯带15设计为白光和蓝光或者其他更多的色彩，满足不同年龄阶段的需求。
39.实施例二：
40.由于男女双方对睡觉的温度需求不一样或者说不同的人群对睡觉时温度都有不同的需求，因此可以对上述技术方案进行进一步优化，如图所示，本实施例的高效冷暖床垫主机，其结构设计与实施例一大致相同，其主要不同之处在于，下水箱2 通过中间隔板8分隔成左右两个水腔，每个水腔内均安置有一个ptc加热器和一个下散热器，此时，下水箱2和上水箱3之间可以设置有两片tec制冷片，每片tec制冷片分别与其中一个下散热器对应，而上水箱3内依然设置有一个上散热器，该上散热器同时与两片tec制冷片对应，左侧的一个水腔经过一个左侧的循环水泵后连接有位于床垫中左侧区域的床垫循环水管，右侧的一个水腔经过一个右侧的循环水泵后连接有位于床垫中右侧区域的床垫循环水管，由此使下水箱2的左右两个水腔分别给床垫的左右两半分开供暖或者制冷，左右两边的温度可以单独控制，也就是说可以根据各种人群对不同温度的需求进行不同的温度调节，由此实现了双温双控设计目的，达到了人们睡觉时对各种不同水温的需求，尤其是考虑到了男女双方睡
觉时对温度的需求有差异，因此通过该结构设计可以使男女双方都可以根据自己的睡觉时对温度的需要，单独的设置，从而使双方可以互不干扰并且温度可以精准控制，实现了智能模式，解决了男女双方睡觉时对温度需求差异的问题。
41.当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。