一種電子冷暖墊的製作方法

2023-06-08 08:15:46

專利名稱：一種電子冷暖墊的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體製冷技術領域，更具體地說，涉及一種電子冷暖墊。
背景技術：
電熱毯是一種接觸式電暖器具，它將特製的、絕緣性能達標的軟索式電熱元件呈盤蛇狀織入或縫入毛毯裡，通電時即發出熱量。隨著科學技術的發展，人們發現傳統電熱毯工作時能產生100-190毫高斯的電磁波輻射，比正常規定人們居住生活的環境電磁波輻射強度不得高於2毫高斯的標準規定超出幾十倍至一百多倍，發熱的同時產生較強的感應電，長時間使用嚴重的損害人體健康。普通的半導體冷暖水床氈是基於電熱毯的種種弊端和不安全性進行的一種改進產品，其具有安全、恆溫、無電磁輻射、無感應電壓等諸多優點。 但是目前大部分半導體冷暖水床氈的水箱設計不合理，水箱中循環用的冷水與熱水混合在一起使得換熱效率不高，導制其製冷或制熱的效果不佳，確有進一步改進之必要。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，針對上述已有技術存在的不足，提供一種載冷液充分換熱、製冷或制熱效果顯著、無電磁輻射的電子冷暖墊。本發明採用的技術方案是，構造一種電子冷暖墊，它包括內置載冷液管的墊子、用於溫度測控的的溫度傳感器、半導體冷熱裝置、泵、水箱和水箱蓋、控制器，所述半導體冷熱裝置包括內換熱器、外換熱器、換熱風扇和設在內、外換熱器間的半導體晶片，所述泵連接在墊子與水箱間，並在水箱、泵與墊子內的載冷液管間形成載冷液的循環迴路，所述內換熱器插入所述水箱內部且水箱與內換熱器密封連接，所述水箱內設有隔板，所述隔板分別相間接合左右兩側的內換熱器翅片，使得水箱內形成S形迂迴連續的載冷液通路。上述的電子冷暖墊中，所述水箱包括水箱上腔和水箱下腔，所述水箱上腔和水箱下腔連通，所述S形迂迴連續的載冷液通路設在水箱下腔內，所述循環水入口設在下腔內並且靠近載冷液通路的入口側。上述的電子冷暖墊中，所述水箱蓋上設有管接頭，所述管接頭連接墊子內的水管的出口端，水箱內的隔板錯位排列。上述的電子冷暖墊中，所述隔板是與水箱整體注塑成型的。上述的電子冷暖墊中，所述載冷液是水。上述的電子冷暖墊中，所述墊子內的水管的入口端連接泵。上述的電子冷暖墊中，所述墊子內的載冷液管是塑料軟管。與現有技術相比，本發明具有以下優點1.本發明的電子冷暖墊水箱內設置的隔板使載冷液在水箱內形成一個S形的通路，使每片翅片充分參與換熱，換熱面積實現最大化，大大提高了系統的換熱效率，從而提高了系統整體製冷效率。隔板的設置還解決了內換熱器翅片過長所導制的加工難度增加、 翅片自由端容易彎折的難題，使內換熱器的加工工藝得到簡化、質量大為提高。
2.本發明的電子冷暖墊內置有運輸換熱循環水的泵、半導體冷熱裝置等，既能製冷、又能制熱，耗電量小，成本低，還能調節溫度，適用於人們對不同溫度的需求。本發明的電子暖床墊採用半導體晶片，可連續工作，沒有汙染源沒有旋轉部件，不會產生迴轉效應， 沒有滑動部件，不需要任何製冷劑，工作時沒有震動、噪音、使用壽命長，安裝容易，使消費者不會因為電熱毯高溫而降低睡眠質量，杜絕電熱氈溫度過高而燙傷人體的隱患。3.本發明的電子暖床墊解決傳統電熱毯溫度不恆定、耗能、漏電風險等問題，採用水為熱媒的方式替換軟索式電熱元件，避免了使用傳統電熱毯時，軟索式電熱元件加熱所產生高強度的電磁輻射。


圖1是本發明的電子冷暖墊的結構剖視圖(省略墊子、水箱蓋和控制器)。圖2是圖1的A區域的結構剖視圖。圖3是本發明的電子冷暖墊的主視圖。圖4是本發明的電子冷暖墊的俯視圖。附圖中各標號表示的部件如下換熱風扇1、外換熱器2、半導體晶片3、內換熱器 4、載冷液5、泵6、水箱7、循環水入口 8、循環水出口 9、隔板10、液位開關感應器11、水箱上腔71、水箱下腔72。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施方式
，對本發明作進一步說明。本發明屬於半導體晶片製冷技術領域，半導體冷熱裝置(下簡稱TEC)的工作原理是半導體材料的帕爾帖效應，帕爾帖效應是指當直流電流通過兩種半導體材料組成的電偶時，其一端吸熱，一端放熱的現象。TEC包括一些P型和N型對，它們通過電極連在一起，並且夾在兩個陶瓷電極之間；當有電流從TEC流過時，電流產生的熱量會從TEC的一側傳到另一側，在TEC上產生"熱"側和"冷"側，這就是TEC的加熱與製冷原理。是製冷還是加熱，以及製冷、加熱的速率，由通過它的電流方向和大小來決定。本發明的電子冷暖墊由半導體冷熱裝置提供熱量。電子冷暖墊由內藏有塑料軟管設有溫度傳感器的墊子，半導體冷熱裝置，控制器等部件構成。見圖1，半導體冷熱裝置包括內換熱器4、外換熱器2、設在內、外換熱器間的半導體晶片3、換熱風扇1，泵6連接在墊子與水箱7之間，並在水箱7、泵6與墊子內的載冷液管(採用塑料軟管)間形成水的循環迴路。其中水箱兩端的半導體冷熱裝置對稱安裝，換熱風扇1安裝在最外側，外換熱器2位於半導體晶片3與換熱風扇1之間，半導體晶片3安裝在外換熱器2與內外熱器4之間。水箱的兩側鏤空，內換熱器4的翅片通過鏤空插入到水箱內，使水箱7內循環的水與內換熱器 4直接接觸換熱。返回水箱的水經過內換熱器的翅片時熱交換更加直接、迅速，提高了換熱效率。在水箱與內換熱器間設置密封圈(圖中未示出)，載冷液5採用經濟環保的水，水箱內設置有多個平行排列的隔板10，隔板10的高度與水箱的深度大制相等，隔板與水箱一體注塑成型，如圖2所示，多個隔板錯位排列且互相平行，相鄰的兩個隔板分別與左右兩側的內換熱器的翅片接合，即隔板以梅花間竹的方式與插入水箱的兩內換熱器的翅片連接，隔板使得翅片的長度「延長」並插入相對側換熱器相鄰兩翅片的空間內，形成一條S形迂迴的通道。因此，使得作為載冷劑的水必須流經每一片的翅片，有利於翅片的充分利用，達到節能高效的目的。通常，塑料軟管的入口端和出口端在墊子的尾部伸出，在水箱蓋上設有管接頭 (位於圖1所示的循環水入口 8)，塑料軟管的出口端連接水箱蓋上的管接頭。塑料軟管的入口端連接泵6，水由水箱的循環水入口 8進入，流經水箱內的S形迂迴連續的載冷液通路， 與內換熱器4的翅片進行充分的熱交換，再由泵6從循環水出口 9進入電子冷暖墊的墊子內。如圖3、圖4所示，水箱7由水箱上腔71和水箱下腔72構成，水箱上腔71和水箱下腔72在水箱的側部是連通的，上下腔之間以間板相隔，循環水入口 8和循環水出口 9靠近水箱下腔72的底部。循環水入口 8靠近水箱內的S形通路的進口側，循環水從靠近水箱底部的循環水入口 8進入水箱中，由於入口非常靠近S形通路的進口側，從循環水入口 8進入水箱的水直接進入水箱內的S形通路、與內換熱器4進行充分的熱交換，然後從靠近水箱底部的循環水出口 9流出。而水箱上腔71的水由於離水箱內的S形通路進口側較遠、而且上下腔之間以間板相隔，因而水箱上腔71內的水基本上不參與換熱循環，形成了對水箱內 S形通路的液封結構，當換熱循環的水有少量蒸發時，水箱上腔71內的水適時作出補充。該結構可保證電子冷暖墊內的循環水量充足而不過量，可使換熱後的水溫更高，使取暖效果更好。圖4示出了本發明的電子冷暖墊水箱下腔72的結構。水箱內上下腔之間設置間板(圖中未示出)，間板下方是具體參與換熱循環的S形載冷液通路(圖中未示出)，在水箱的一側再以一豎立的間板將水箱的上下腔隔離，間板設有開口 12將水箱上下腔連通。在水箱內還設有液位開關感應器11。循環水入口 8設在水箱下腔狹窄的區域內並靠近S形通道的入口，循環水入口 8遠離間板的開口 12，使得水箱上腔內的水流速度極慢，可以看作基本靜止、不參與循環換熱，從而減少需要參與換熱的循環水，使換熱水溫更高。液位開關感應器11用於檢測水箱的水位。同時，液位開關感應器11連接電子冷暖墊的控制器及蜂鳴器，當水箱內的循環水的水位低於液位開關感應器所限定的安全值時， 液位開關感應器工作向控制器發出信號，蜂鳴器響，提醒用戶向水箱加水。在本發明中，TEC製冷時，熱側所產生的熱量傳遞給與熱側接觸的外換熱器上，由換熱風扇將熱量散發出去，內換熱器使循環的水溫度降低，使床墊變得清涼，適合夏天使用。當冬天使用時，可將控制器調節到加熱的檔位，使半導體冷熱裝置進行發熱工作，內換熱器溫度高於外換熱器，使循環的水溫度升高，使床墊變暖。使用者可以調節電子冷暖墊的溫度，使用十分方便。
權利要求
1.一種電子冷暖墊，它包括內置有載冷液管的墊子、用於溫度測控的溫度傳感器、半導體冷熱裝置、泵(6)、水箱(7)和水箱蓋、控制器，所述半導體冷熱裝置包括內換熱器、外換熱器O)、換熱風扇(1)和設在內、外換熱器間的半導體晶片(3)，所述泵(6)連接在墊子與水箱(7)間，並在水箱(7)、泵(6)與墊子內的載冷液管間形成載冷液的循環迴路，其特徵在於所述內換熱器(4)插入所述水箱(7)內部且水箱(7)與內換熱器(4)密封連接，所述水箱(7)內設有多個隔板(10)，所述隔板(10)分別相間接合左右兩側的內換熱器翅片，使得水箱(7)內形成S形迂迴連續的載冷液通路。
2.根據權利要求1所述的電子冷暖墊，其特徵在於所述水箱(7)包括水箱上腔(71) 和水箱下腔(72)，所述水箱上腔(71)和水箱下腔m連通，所述S形迂迴連續的載冷液通路設在水箱下腔m內，所述循環水入口(8)設在水箱下腔m內並且靠近載冷液通路的入口側。
3.根據權利要求2所述的電子冷暖墊，其特徵在於所述水箱蓋上設有管接頭，所述管接頭連接墊子內的載冷液管的出口端，所述水箱(7)內的隔板(10)錯位排列。
4.根據權利要求3所述的電子冷暖墊，其特徵在於所述隔板(10)是與水箱(7)整體注塑成型的。
5.根據權利要求4所述的電子冷暖墊，其特徵在於所述載冷液是水。
6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的電子冷暖墊，其特徵在於所述墊子內的載冷液管的入口端連接泵(6)。
7.根據權利要求6所述的電子冷暖墊，其特徵在於所述墊子內的載冷液管是塑料軟管。
全文摘要
一種電子冷暖墊，它包括內置載冷液管的墊子、用於溫度測控的溫度傳感器、半導體冷熱裝置、泵、水箱和水箱蓋、控制器，所述半導體冷熱裝置包括內換熱器、外換熱器、換熱風扇和設在內、外換熱器間的半導體晶片，所述泵連接在墊子與水箱間，並在水箱、泵與墊子內的載冷液管間形成載冷液的循環迴路，其特徵在於所述內換熱器插入所述水箱內部且水箱與內換熱器密封連接，所述隔板分別相間接合左右兩側的內換熱器翅片，使得水箱內形成S形迂迴連續的載冷液通路。該電子冷暖墊有輸液泵、半導體冷熱裝置等，既能製冷、又能制熱，耗電量小，成本低，還能調節溫度，適用於人們對不同溫度的需求。水箱的隔板可充分改善換熱效果，提高效率。
文檔編號A47C21/04GK102178413SQ20111006966
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月23日 優先權日2011年3月23日
發明者梁逸笙, 莫順明 申請人:廣東富信電子科技有限公司