一种用于穿戴的降温设备

1.本技术涉及穿戴技术领域，尤其涉及一种用于穿戴的降温设备。


背景技术：

2.目前，一般通过风扇或空调来实现降温目的。风扇由热风进行对流换热，需要电能且受制于使用环境，空调多为使用氟利昂制冷剂的压缩式系统，体型庞大，无法随身携带。以上两者均无法满足户外高强度工作、高温就业或需长期穿戴厚重工作服等特殊工作环境的需要。
3.半导体制冷技术，又称温差电制冷技术，它利用半导体材料组成的p-n结通上直流电即可产生制冷效果，几秒钟就可以使冷端结霜。半导体制冷技术没有压缩机等复杂的机械结构，更不需要制冷剂，基于半导体制冷技术的一些穿戴式制冷设备可以做到便携。
4.但本技术发明人在实现本技术技术方案的过程中，发现上述现有技术至少存在如下技术问题：现有技术中基于半导体制冷技术的穿戴式制冷设备制冷效率一般，导致降温效果不够。


技术实现要素：

5.本技术的实施例通过提供一种用于穿戴的降温设备，用以解决现有技术中基于半导体制冷技术的穿戴式制冷设备制冷效率一般，导致降温效果不够的技术问题。
6.为了解决上述问题，本技术实施例提供了一种用于穿戴的降温设备，所述降温设备包括：
7.外壳，所述外壳上设有用于向人体传递冷量的吸热块；
8.半导体制冷片，所述半导体制冷片设置在所述外壳内，所述半导体制冷片包括冷端和热端，其中，所述冷端与所述吸热块传热连接；
9.热管，所述热管包括蒸发端和冷凝端，其中，所述蒸发端与所述热端相连；
10.散热装置，所述散热装置与所述冷凝端相连，以将热量散发到周围环境中。
11.进一步的，所述外壳上面向人体的一侧开设有窗口，所述吸热块穿过所述窗口，并凸出于所述外壳的外表面。
12.进一步的，所述外壳包括上半腔和下半腔，其中，所述半导体制冷片设置在所述下半腔内，所述散热装置设置在所述上半腔内。
13.进一步的，所述散热装置包括风机，所述上半腔上在所述风机的两侧分别开设有进风口，所述上半腔上在所述风机的上方开设有出风口，所述风机位于所述进风口与所述出风口之间，以提供使空气自进风口进入上半腔内并在转向后自出风口散出的动力；
14.所述热管的冷凝端位于所述风机和所述出风口之间，以使流动的空气带走所述热管冷凝端的热量。
15.进一步的，所述热管的冷凝端上连接有散热片，所述散热片位于所述风机和所述热管的冷凝端之间，以增加所述热管冷凝端的散热面积。
16.进一步的，所述散热片上开设有散热孔，以增加所述热管的冷凝端的散热面积。
17.进一步的，所述进风口和所述出风口上均铺设有防尘罩。
18.进一步的，所述半导体制冷片通过导线与电源连接成供电电路，所述供电电路上还串联有电源开关，所述电源开关外置于所述外壳，以供使用者开启或关闭所述降温设备。
19.进一步的，所述降温设备还设有温度控制装置，所述温度控制装置包括：
20.电流调节器，连接在所述供电电路上，以调节通过所述半导体制冷片的电流；
21.温度传感器，所述温度传感器用于检测所述冷端温度；
22.控制器，所述控制器的信号输入端与所述温度传感器相连接，用于接收所述温度传感器所获取的温度信号，所述控制器的信号输出端输出控制信号，所述控制信号用于控制所述半导体制冷片的电流大小。
23.进一步的，所述电源是可充电的电池，且所述电池连接有usb接口，以给所述电池补充电力或者使所述降温设备直接通过所述usb接口获取外接电能。
24.本技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
25.(1)通过在所述半导体制冷片的热端与所述散热装置之间设置热管实现导热相连，由于所述热管为间接传输热量方式，避免主动传输消耗额外的能量，所述热管能够快速将所述半导体制冷片热端的热量传递至散热装置处并向周围环境散发，提高了降温效率，有效解决了现有技术中基于半导体制冷技术的穿戴式制冷设备制冷效率一般，导致降温效果不够的技术问题，实现了降温时间快、效果好、使用体验好的有益效果，同时避免了所述降温设备过热导致能源消耗的增加，节约了能源。
26.(2)基于半导体制冷片制冷，减小了所述降温设备的体积，实现了随身携带便的携性要求，同时因无需使用制冷剂，具有节能环保的有益效果。
27.(3)热管的数量设置为多根，从而提高传热效率。
28.(4)所述吸热块穿过所述窗口，并凸出于所述外壳外表面，以靠近人体或与人体接触抵靠，从而提高传热效果。
29.(5)所述吸热快采用导热系数高的金属块，提高了传热效果。
30.(6)将出风口设置在风机的左右两侧，将进风口设置在风机的上方，使得空气在所述热管的冷凝端处转向并停留，延长了空气与所述热管冷凝端的换热时间，以加强所述热管与流动空气之间的换热效果，从而提高人体的降温效果。
31.(7)所述热管的冷凝端还连接有散热片，所述散热片位于所述风机和所述热管的冷凝端之间，增加了所述热管的冷凝端的散热面积，强化了对流换热效果。
32.(8)所述散热片上开设有散热孔，进一步增加了与流动空气的接触面积，从而强化了对流换热效果。
33.(9)所述进风口和所述出风口处均铺设有防尘罩，防止灰尘和其它杂物进入外壳内部并在风机或热管上堆积，从而导致风机负荷增大。
34.(10)所述降温设备还设有温度控制装置，通过温度控制装置实现精准控温，提高了用户体验。
35.(11)电源是可充电的电池，所述电池连接有外置于所述外壳的usb接口，以给所述电池补充电力或者直接通过所述usb接口获取外接电能。通过所述可充电的电池，为所述降
温设备提供电能，符合节能的理念。同时，所述降温设备在无电源条件下也能正常运行一段时间，适合更多应用场合，响应错峰用电，缓解夏季用电压力。
36.综上，本技术实施例所述的一种用于穿戴的降温设备，将半导体制冷和热管散热巧妙结合，实现了降温功能，减少了能耗，与空调对比具有降低用电量，符合国家“双碳”政策，响应错峰用电和节能环保的口号。降温设备运行安全可靠、无污染、适用的条件广泛、操作简便，便于携带和穿戴。
37.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
38.图1是本技术一实施例中一种用于穿戴的降温设备的正视图；
39.图2是本技术一实施例中一种用于穿戴的降温设备的侧视图；
40.图3是本技术一实施例中一种防尘罩设置示意图。
41.其中，图1、2中的箭头指示的是空气流动方向。
具体实施方式
42.本技术的实施例通过提供一种用于穿戴的降温设备，用以解决现有技术中基于半导体制冷技术的穿戴式制冷设备制冷效率一般，导致降温效果不够的技术问题。
43.为了解决上述技术问题，本技术提供的技术方案总体思路如下：通过在所述半导体制冷片的热端与所述散热装置之间设置热管实现导热相连，由于所述热管为间接传输热量方式，避免主动传输消耗额外的能量，所述热管能够快速将所述半导体制冷片热端的热量传递至散热装置处并向周围环境散发，提高了降温效率，有效解决了现有技术中基于半导体制冷技术的穿戴式制冷设备制冷效率一般，导致降温效果不够的技术问题，实现了降温时间快、效果好、使用体验好的有益效果，同时避免了所述降温设备过热导致能源消耗的增加，节约了能源。
44.下面通过附图以及具体实施例对本技术技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
45.如图1、2所示，本技术实施例公开了一种用于穿戴的降温设备，所述降温设备包括可穿戴的外壳12，所述外壳12内设有半导体制冷片8，所述半导体制冷片8包括冷端和热端，所述外壳12上设有用于与人体直接接触或靠近人体的吸热块9，所述吸热块9与所述冷端导热相连，以将冷端的冷量供应给人体起到降温作用，从而提高体感舒适度，所述外壳12上还设有用于将热端散发的热量散发到周围环境中的散热装置，通过使用半导体制冷片8制冷，减小了所述降温设备的体积，实现了随身携带便的携性要求，同时因无需使用制冷剂，具有节能环保的有益效果。
46.其中，导热相连指的是所述吸热块9与所述冷端之间有热量传递，例如两者靠近或者接触抵靠。
47.为实现穿戴方便，该降温设备体积一般都较小，制冷量也因此受到限制，为提高对
人体的降温效果，所述热端与所述散热装置通过热管6实现导热相连，以快速将热端的热量通过所述散热装置散发出去，从而提高了降温效率。
48.具体的，半导体制冷片8也叫热电制冷片，其利用半导体材料的peltier(帕尔帖)效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，从而实现制冷的目的，其中，吸收热量的一端为所述冷端，放出热量的一端为所述热端。半导体制冷片8的相关技术已被广泛的公开，对于半导体制冷片8的制冷原理以及半导体制冷片8的相关设置方式请参考现有技术，这里不再一一赘述。
49.热管6是将工作流体封入其中，并在内部设置有供液相的工作流体回流的毛细管。热管6的内部空间作为供气相的工作流体从蒸发端向冷凝端移动的流路而发挥功能，通过气相的工作流体的物质移动，从蒸发端向冷凝端进行热传输，即毛细管中的液体迅速汽化，在热扩散动力下流向所述冷凝端，并放出热量。其中，毛细管具有如下功能：将在冷凝端冷凝后的工作流体基于毛细管现象向蒸发端进行回流，从而能够持续进行热管6的动作。热管6的相关技术已被广泛的公开，对于热管6的传热原理以及热管6的相关设置方式请参考现有技术，这里不再一一赘述。
50.另外，可将所述降温设备固定在帽子、头套、手环、防护服等贴身物体上实现穿戴。
51.综上，本技术实施例通过在所述半导体制冷片8的热端与所述散热装置之间设置热管6实现导热相连，由于所述热管6为间接传输热量方式，避免主动传输消耗额外的能量，所述热管6能够快速将所述半导体制冷片8热端的热量传递至散热装置处并向周围环境散发，提高了降温效率，有效解决了现有技术中基于半导体制冷技术的穿戴式制冷设备制冷效率一般，导致降温效果不够的技术问题，实现了降温时间快、效果好、使用体验好的有益效果，同时避免了所述降温设备过热导致能源消耗的增加，节约了能源。
52.在本技术一些实施例中，所述外壳12包括上半腔和下半腔，其中，所述半导体制冷片8设置在所述下半腔内，所述散热装置位于所述上半腔内，所述热管6的蒸发端与所述半导体制冷片8的热端接触连接，例如，所述半导体制冷片8的热端通过导热硅脂粘结。所述热管6的冷凝端(上端)延伸至所述上半腔内并与所述散热装置相连。为提高传热效率，所述热管6的数量为3根。当然，在其他实施方式中，所述热管6的数量可以是1根、2根、5根或者更多，以适配所述降温设备其他部件为准。
53.在本技术一些实施例中，所述外壳12上面向人体的一侧开设有窗口，所述吸热块9穿过所述窗口，并凸出于所述外壳12外表面，以靠近人体或与人体接触抵靠，从而提高传热效果。另外，为提高传热效果，所述吸热块9采用导热系数高的金属块，例如铜块、铝块等，所述吸热块9通过导热硅脂粘结固定在所述冷端上。
54.在本技术一些实施例中，所述散热装置包括风机2，所述风机2位于上半腔内，所述上半腔在所述风机2的左右两侧分别开设有进风口4，所述上半腔的顶面开设有出风口1，所述风机2位于所述进风口4与所述出风口1之间，从而提供动力，使空气自所述进风口4进入所述上半腔内，且自风机2处转向后自所述出风口1散出。所述热管6的冷凝端位于所述风机2和所述出风口1之间，并正对所述风机2，以使流动的空气带走热管6冷凝端的热量，同时，将出风口1设置在风机2的左右侧，将进风口4设置在风机2的上方，使得空气在所述热管6的冷凝端附近转向并停留，延长了空气与所述热管6冷凝端的换热时间，以加强所述热管6与流动空气之间的换热效果，从而提高人体的降温效果。
55.具体的，所述风机2为侧流式风机2，通常运用于冷却散热和通风换气的结构或设备中，具有运转噪音低的优势，适合人体穿戴，提高了用户体验。本发明的核心改进点并不在于该风机2，对于风机2的具体设置方式和具体参数选择请参考现有技术，这里不再一一赘述。
56.在本技术一些实施例中，所述热管6的冷凝端上还连接有散热片3，所述散热片3位于所述风机2和所述热管6的冷凝端之间，以增加所述热管6的冷凝端的散热面积，从而强化对流换热效果。
57.进一步的，所述散热片3上开设有散热孔，以进一步增加与流动空气的接触面积，增加所述热管6的冷凝端的散热面积，从而强化对流换热效果。
58.在本技术一些实施例中，所述进风口4和所述出风口1处均铺设有防尘罩13，以防止灰尘和其它杂物进入外壳12内部，在风机2或热管6上堆积，导致风机2负荷增大，增加热损。
59.在本技术一些实施例中，所述半导体制冷片8通过导线与电源5连接成供电电路，所述供电电路上还串联有电源开关10，所述电源开关10外置于所述外壳12，以供使用者开启或关闭所述降温设备。
60.在本技术一些实施例中，所述降温设备还设有温度控制装置，所述温度控制装置包括电流调节器、用于检测所述冷端温度的温度传感器和控制器，所述控制器的信号输入端与所述温度传感器相连接，用于接收所述温度传感器所获取的温度信号，所述控制器的信号输出端输出控制信号，所述控制信号用于控制电流调节器，从而调节通过所述半导体制冷片的电流大小。
61.所述温度传感器设置在所述冷端上或位于所述冷端的一侧，所述温度传感器实时采集所述冷端的温度信号，并将所述温度信号传递给控制器。所述控制器内预存有最低温度阈值和最高温度阈值，所述控制器分别将所述温度信号对应的温度(实时温度)与所述最低温度阈值、最高温度阈值进行比较：
62.当所述实时温度落入所述最低温度阈值和所述最高温度阈值之间时，判断所述冷端的温度适宜；
63.当所述实时温度低于所述最低温度阈值时，判断所述冷端的温度偏低，所述控制器调节所述电流调节器，使通过所述半导体制冷片8的电流减小，从而减小制冷量；
64.当所述实时温度高于所述最高温度阈值时，判断所述冷端的温度偏高，所述控制器调节所述电流调节器，使通过所述半导体制冷片8的电流增大，从而增加制冷量。
65.需要说明的是，控制器根据温度信号判定是否需要调节电流调节器的软件属于现有技术，且并不属于本发明实施方式要求保护的范围，在此不再赘述。
66.另外，所述控制器可以设置在所述外壳12内，也可以与所述外壳12独立设置。在本技术一实施方式中，所述控制器与客户端连接，所述客户端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，其中，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等；便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。结合所述客户端的显示器将设定的最低温度阈值、最高温度阈值和温度信息反馈给用户，让用户实时了解降温设备的运行状况，实现人机结合，更具有人性化。
67.在本技术一些实施例中，所述电源5是设置在下半腔内的可充电的电池，所述电池
与所述半导体制冷片8、所述风机2、所述温度传感器相连，当所述控制器设置在所述外壳12上时，所述控制器与所述电池相连接，当所述控制器与所述外壳12分离时，所述控制器不与所述电池相来连。所述电池连接有外置于所述外壳的usb接口11，以给所述电池补充电力或者直接通过所述usb接口11获取外接电能。通过所述可充电的电池，为所述降温设备提供电能，符合节能的理念。同时，所述降温设备在无电源5条件下也能正常运行一段时间，适合更多应用场合，响应错峰用电，缓解夏季用电压力。
68.应当理解的是，虽然在这里可能使用量术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。
69.在本说明书中提到或者可能提到的外、中间、内等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
70.以上所述，仅为本技术的较佳实施例，并非对本技术任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本技术方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本技术的等效实施例；同时，凡依据本技术的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本技术的技术方案的范围内。