[發(fā)明專利]一種智能溫控制冷半導(dǎo)體運(yùn)輸箱

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110321767.4
• 申請(qǐng)日: 2021-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN113028677A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金安君;李智豪;蘇家鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金安君
• 主分類號(hào): F25B21/02
• 分類號(hào): F25B21/02;F25B39/00;F25D29/00;F25D23/02;F25D23/06;F25D11/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明公開了一種智能溫控制冷半導(dǎo)體運(yùn)輸箱，包括有箱體和箱門，所述箱體和箱門鉸接，所述箱門的四周邊設(shè)置有不導(dǎo)熱硅膠墊圈，箱體內(nèi)膽和箱體外殼之間設(shè)置有絕熱層，還包括有設(shè)置箱體內(nèi)膽和箱體外殼之間的制冷單元、用于保持箱體內(nèi)恒溫的溫控單元以及用于箱體內(nèi)溫度數(shù)據(jù)記錄和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳送單元。所述制冷單元包括有與箱體內(nèi)膽貼靠的導(dǎo)冷板、與導(dǎo)冷板貼靠的制冷片，設(shè)置在壓力板和制冷片之間的散熱器，所述制冷片的兩端抵接有所述絕熱層。該方案采用PID控制技術(shù)可以對(duì)箱體內(nèi)實(shí)現(xiàn)溫度的精準(zhǔn)設(shè)置和智能控制，同時(shí)箱體內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度也能夠?qū)崟r(shí)反饋給用戶，采用半導(dǎo)體制冷片實(shí)現(xiàn)加熱和散熱的溫度控制，該裝置結(jié)構(gòu)小巧輕便，市場前景廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體恒溫箱技術(shù)領(lǐng)域，具體的，涉及一種智能溫控制冷半導(dǎo)體運(yùn)輸箱。

背景技術(shù)

目前制冷藥品運(yùn)輸箱，采用主動(dòng)式制冷(半導(dǎo)體制冷片)技術(shù)進(jìn)行制冷。半導(dǎo)體制冷片包括散熱面和制冷面，散熱面和散熱翅片貼合，水管插入散熱翅片中，將熱量傳遞到冰水中。制冷面與制冷翅片結(jié)合，用于給運(yùn)輸箱傳輸冷空氣。亦有發(fā)明采用空冷風(fēng)扇進(jìn)行散熱，另外，對(duì)機(jī)械冰箱向中、微型尺度進(jìn)行小型化研究，將對(duì)此進(jìn)行簡要討論。然而，用于電子冷卻的中微型制冷機(jī)械冷卻技術(shù)尚未成功商業(yè)化。用于軍事或醫(yī)療應(yīng)用的便攜式設(shè)備的機(jī)械制冷冷卻甚至還遠(yuǎn)沒有實(shí)現(xiàn)。雖然機(jī)械微冷卻器也受益于迄今為止開發(fā)的被動(dòng)微冷卻器技術(shù)，但缺乏采用機(jī)械蒸汽壓縮制冷的主要原因是缺乏可靠和/或低能耗的氣體微壓縮機(jī)。蒸汽壓縮循環(huán)通過將制冷劑壓縮到更高的壓力，提高蒸汽的溫度來工作。蒸汽凝結(jié)成液體，因?yàn)闊崃勘痪懿贿M(jìn)入環(huán)境溫度儲(chǔ)熱層。當(dāng)膨脹到蒸發(fā)器中較低的壓力時(shí)，液體在低溫下蒸發(fā)并吸收熱量，從而提供冷卻功率。大多數(shù)潛在制冷劑通常需要大于一的壓縮比。問題是，壓縮氣體的能力通常不會(huì)隨著尺寸縮小而擴(kuò)展，尤其是微型尺度。

從廣泛的意義上說，微型冷卻器技術(shù)可分為兩個(gè)方面：制冷性冷卻和非制冷性冷卻。制冷性冷卻是指能夠?qū)⒛繕?biāo)溫度（例如電子芯片中的結(jié)溫）低于環(huán)境溫度或至少低于非冷凍系統(tǒng)可以達(dá)到的溫度的系統(tǒng)。使用正常規(guī)模的電子冷卻系統(tǒng)增加表面積正迅速達(dá)到實(shí)際極限。同樣，通過增加冷卻空氣速度增加冷卻空氣速度，增加整體傳熱系數(shù)（通常與空氣速度成正比）受到風(fēng)扇功耗限制，而風(fēng)扇功耗與速度平方成正比。從系統(tǒng)的角度來看，在任何給定系統(tǒng)，在某些時(shí)候，增加更多的功率，即使它可用（這對(duì)于便攜式系統(tǒng)來說是不正確的），可能會(huì)產(chǎn)生比被移除更多的熱量。然而，熱交換面積和傳熱系數(shù)也通過傳熱和系統(tǒng)的特性長度尺度耦合在一起。正如將討論的，當(dāng)與傳熱相關(guān)的現(xiàn)象長度刻度（如流體邊界層和熱擴(kuò)散長度）與物理長度刻度的順序相同時(shí)，可以增強(qiáng)傳輸?shù)目偀崃俊?duì)于軍事和醫(yī)療應(yīng)用，要冷卻的設(shè)備是否可攜帶和/或需要輕量級(jí)和體積小密切相關(guān)。挑戰(zhàn)包括（1） 冷卻能量密度和功率密度，提供整體冷卻系統(tǒng)，重量輕且體積小，可攜帶，與縮放有關(guān);（2） 在需要工作溫度時(shí)具有所需冷卻速率的冷卻器;（3）不需要高壓源或復(fù)雜電子產(chǎn)品的能耗;（4）操作上好使耐用；（5）成本控制。

然而以上控制系統(tǒng)和方法均沒能實(shí)現(xiàn)溫度的精準(zhǔn)智能控制，同時(shí)箱體內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度也并沒有反饋給用戶。討論上述應(yīng)用的微型冷卻器的核心功能是能夠去除設(shè)備中的多余熱量。從正在冷卻的器件中帶走的熱通量（只需由 q= Kh *A * D T）給出，與導(dǎo)熱率 （Kh *A） 成正比，熱傳導(dǎo)系數(shù)乘積，發(fā)生傳熱的表面積，以及設(shè)備表面與熱被拒收的環(huán)境之間的溫差。通過增加能量來保持主動(dòng)冷卻的能力。熱電冷卻設(shè)備有這種應(yīng)用的潛力。將固態(tài)冷卻器與為非制冷微冷卻器開發(fā)的微流體熱交換器集成，可提供所需的亞環(huán)境溫度冷卻。