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准确测温的循环饮用液体制冷系统及制冷设备


技术摘要:
本发明公开了一种准确测温的循环饮用液体制冷系统,包括半导体制冷芯片、热端散热器、液冷换热单元、泵送装置、存储容器、温度传感器和温度控制模块;半导体制冷芯片的热端与热端散热器接触,且冷端与液冷换热单元接触;液冷换热单元、存储容器和泵送装置液路连接为闭  全部
背景技术:
制冷是指将物体温度降低到或维持在自然环境温度以下的过程,目前常用的制冷 方法有以电能驱动压缩机,利用氨、氟等制冷剂实现制冷循环的压缩式制冷机制冷和以N型 半导体材料和P型半导体材料的珀尔帖效应实现制冷过程的半导体制冷芯片制冷。压缩式 制冷机的优点是功率大,制冷效率高。缺点是结构复杂,占用体积大,存在运动部件,容易损 坏,噪音大。半导体制冷芯片的优点是无运动部件,稳定性高,结构简单,体积小,无噪音。缺 点是单件功率较小,制冷效率受半导体制冷芯片冷热两端的温差影响。 现有的半导体制冷设备多采用半导体制冷芯片的冷面与金属存储容器相接触的 方法实现水的降温,也有以与半导体制冷芯片的冷面相接触的换热片浸泡在水中的方法实 现水的制冷,但是这种方法主要依靠水的自然对流来实现热量在存储容器中的传导,而自 然对流就是靠液体内的温差形成的,传导效果较差,影响了半导体制冷芯片的制冷效果,同 时,由于存储容器中不同部位的水的温差较大,无法实现对水温的比较准确的检测,影响了 现有调温式半导体制冷设备的控温效果,直接影响了用户的饮用体验。
技术实现要素:
本发明的目的是为了克服现有技术存在的半导体制冷设备制冷效率低,测温不准 确的问题,提供一种准确测温的循环饮用液体制冷系统及制冷设备,该系统及具有该系统 的制冷设备制冷效率高,测温准确,饮用液体的温度更接近设置温度,用户饮用口感好。 为了实现上述目的,本发明一方面提供一种准确测温的循环饮用液体制冷系统, 包括半导体制冷芯片、热端散热器、液冷换热单元、泵送装置、存储容器、温度传感器和温度 控制模块;所述半导体制冷芯片的热端与所述热端散热器接触,且冷端与所述液冷换热单 元接触;所述液冷换热单元、所述存储容器和所述泵送装置液路连接为闭环的循环液路系 统;其中,所述存储容器设置有供用户取用饮用液体的供饮口,所述温度传感器设置在所述 存储容器中的所述供饮口邻近位置;所述温度控制模块电连接于所述温度传感器、所述泵 送装置、所述热端散热器和所述半导体制冷芯片。 优选地,所述循环液路系统形成的饮用液体运动轨迹能够引导饮用液体的热对流 运动,且能够在所述运动轨迹的局部区域形成局部紊流。 优选地,所述液冷换热单元包括换热片和壳体;所述换热片的一面设有至少一个 换热片芯片接触区,另一面设有用于形成所述局部紊流的扰流翅片;所述壳体包括相互连 通的换热器进口、换热器出口和换热腔;所述换热片与所述壳体密封固定,且所述扰流翅片 位于所述换热腔内。 通过该优选方案,将换热片的扰流翅片密封于换热腔内的结构使得扰流翅片完全 4 CN 111595057 A 说 明 书 2/7 页 浸泡于循环液体中,快速流动的饮用液体与扰流翅片进行热交换,循环液流受扰流翅片的 阻挡造成的局部紊流,更加快了扰流翅片与饮用液体之间的热交换。 进一步优选地,所述换热腔内靠近所述换热器进口位置设有用于形成所述局部紊 流的进口挡板。在该进一步优选方案中,进口挡板的设置还可以使换热腔内的液流更均匀, 避免出现中间流量大,边缘流量小的现象,增加换热效果。 优选地,所述半导体制冷芯片为两块,所述换热片芯片接触区为两个,两块所述半 导体致冷芯片的冷端分别接触两个所述换热片芯片接触区。通过该优选方案,两块半导体 制冷芯片提供了更大的制冷功率,能够达到更低的制冷温度,制冷流量也更大。 进一步优选地,所述热端散热器为带有两个散热片芯片接触区的风冷散热器。该 进一步优选方案中,风冷散热器结构简单,使用方便。风冷散热器的散热片上带有两个散热 片芯片接触区,能够同时为两个半导体致冷芯片的热端散热。 优选地,所述存储容器的上部设有用于从循环液路系统输入饮用液体的存储容器 进口,下部设有用于将饮用液体抽送到循环液路系统的存储容器出口。 通过该优选方案,经过冷却的饮用液体从存储容器的上部进入,原来存储容器中 的饮用液体从存储容器的下部抽出,在存储容器内部形成了饮用液体的逆自然对流的强制 循环,同时,存储容器的上部进入的饮用液体在局部形成了紊流,更加有利于存储容器内的 饮用液体的循环和热交换,使得饮用液体的温度更加均匀。 优选地,所述温度控制模块包括操作界面、控制单元和至少一个制冷电源单元;所 述操作界面能够显示所述温度传感器所检测的温度并能够输入设定温度;所述控制单元接 受所述操作界面和所述温度传感器检测的信息,并控制所述操作界面、所述热端散热器、所 述泵送装置和所述制冷电源单元的工作;所述制冷电源单元能够生成所述半导体制冷芯片 的工作电源。 优选地,所述控制单元能够在饮用液体温度达到所述设定温度时,控制所述制冷 电源单元切断对所述半导体制冷芯片的供电;并在饮用液体温度高于所述设定温度设定值 时恢复对所述半导体制冷芯片的供电。 优选地,所述热端散热器包括电控驱动元件,所述控制单元能够在切断对所述半 导体制冷芯片供电的同时切断所述热端散热器和所述泵送装置的供电。在该优选方案中, 所述热端散热器的电控驱动元件,是指支持所述热端散热器工作所需电控驱动元件,如风 冷散热器的散热风扇、水冷散热器的循环水泵和散热片上的散热风扇或者热管散热器散热 片上的散热风扇。切断对半导体制冷芯片供电的同时切断所述热端散热器和所述泵送装置 的供电,能够减少不必要的电力消耗,更加节约能源。 优选地,所述制冷电源单元为两个,所述半导体制冷芯片也为两个,每一个所述制 冷电源单元能够生成一个所述半导体制冷芯片的工作电源;所述控制单元能够分别控制两 个所述制冷电源单元切断或恢复对各自对应的所述半导体制冷芯片的供电。 通过该优选方案,两个制冷电源单元各为一个半导体制冷芯片供电的方法,不仅 可以对两个半导体芯片的工作状态实行单独控制,丰富系统的工作方式,而且可以缓解一 个电源为两个半导体制冷芯片供电时对大电流的需求压力。 优选地,所述热端散热器包括电控驱动元件,所述控制单元能够在同时切断两个 所述半导体制冷芯片供电的同时切断所述热端散热器和所述泵送装置的供电。通过该优选 5 CN 111595057 A 说 明 书 3/7 页 方案,在同时切断两个半导体制冷芯片供电时切断所述热端散热器和所述泵送装置的供 电,能够减少不必要的电力消耗,更加节约能源。在切断一个半导体制冷芯片供电时,另一 个半导体制冷芯片还在工作,保持对所述热端散热器和所述泵送装置的供电,以实现对半 导体制冷芯片的散热和饮用液体的循环制冷。 本发明第二方面提供了一种制冷设备,该设备包括本发明的任一种准确测温的循 环饮用液体制冷系统。 通过上述技术方案,本发明的准确测温的循环饮用液体制冷系统,由于采用了闭 环的循环液路系统,有效地控制了饮用液体的运动轨迹,顺应并强化了饮用液体的热对流 运动,并在饮用液体的运动轨迹上强化人为地形成至少一处局部紊流,增强冷能扩散和饮 用液体混合,提高了制冷效率。存储容器的进、出口设置产生的饮用液体流动和存储容器内 的饮用液体循环强化了存储容器内的饮用液体的混合和热交换,使得存储容器内的饮用液 体温度更加均匀。存储容器内的饮用液体的温度均匀使得温度传感器检测的温度更准确, 温度传感器设置在存储容器内供饮口区域,这些都使得供饮温度更加接近检测温度,系统 显示的饮用液体的温度更加符合饮用口感。本发明的制冷设备由于采用了本发明的准确测 温的循环饮用液体制冷系统,同样具有上述优点。 附图说明 图1是准确测温的循环饮用液体制冷系统一个实施例的结构示意图; 图2是本发明中双芯片接触区液冷换热单元
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