一种智能控温系统

摘要

本发明涉及智能技术领域，具体为一种智能控温系统，包括蓄能单元、控制单元和能量传输单元，其中，所述的蓄能单元包括能量存储区和蓄能材料；所述的控制单元包括主板控制器、供电模块、传感器检测模块、人机交互界面、通讯模块、定位模块和能量传输控制机构；所述能量传输单元包括热传递导体和热量交换体。本发明所述的一种智能控温系统，其通过人机交互界面将被控温区域所需要的温度范围信息输入到主板控制器中，温度检测把被控温区域内外及蓄能材料的温度信息传输给主板控制器，主板控制器程序会自动根据设定的温度要求驱动能量传输控制机构来控制蓄能材料与被控温区域内热量的传输，从而达到调节被控温区域内部温度保持在设定范围内的效果。

权利要求

1.一种智能控温系统，其特征在于，包括蓄能单元(1)、控制单元(2)和能量传输单元(3)和被控温区域(4)，所述蓄能单元(1)包括能量存储区(1.1)和蓄能材料(1.2)，所述控制单元(2)包括主板控制器(2.1)、供电模块(2.2)、传感器检测模块(2.3)、人机交互界面(2.4)、通讯模块(2.5)、用于定位跟踪该系统的定位模块(2.6)和能量传输控制机构(2.7)，所述能量传输单元(3)包括热传递导体(3.1)和热量交换体(3.2)；

所述能量传输控制机构(2.7)通过热传递导体(3.1)控制能量传输的通断，所述热量交换体(3.2)连接热传递导体(3.1)和被控温区域(4)，所述传感器检测模块(2.3)和能量传输控制机构(2.7)与主板控制器(2.1)之间单向通信连接，所述人机交互界面(2.4)和通讯模块(2.5)与主板控制器(2.1)之间双向通信连接；所述供电模块(2.2)用于给该系统用电元件提供电力支持。

2.根据权利要求1所述的一种智能控温系统，其特征在于：所述能量存储区(1.1)由隔热材料包裹一层热传递导体材料和放置蓄能材料的空间组成。

3.根据权利要求1所述的一种智能控温系统，其特征在于：所述蓄能材料(1.2)由包含冷能量/热能量的媒介放在封闭的容器(5.13)内形成。

4.根据权利要求1所述的一种智能控温系统，其特征在于：所述热传递导体(3.1)设有利用热传导传递热量的导热系数和导热率较高的材料或利用热对流传递热量的通道和热对流媒介。

5.根据权利要求4所述的一种智能控温系统，其特征在于：所述导热系数和导热率较高的材料为金属材料。

6.根据权利要求4所述的一种智能控温系统，其特征在于：所述热对流媒介为空气。

7.根据权利要求1所述的一种智能控温系统，其特征在于：所述的热量交换体(3.2)设有导热系数和导热率都较高材料与导热系数和导热率都较低材料的叠加体，该叠加体的导热系数和导热率都较低材料面设于被控温区域(4)临界面。

8.根据权利要求4所述的一种智能控温系统，其特征在于：所述热对流传递热量的通道为开放式循环/封闭式循环。

说明书

一种智能控温系统

技术领域

[0001] 本发明涉及智能技术领域，具体为一种智能控温系统，主要涉及自动调节冷链保温箱内部温度的控温系统。

背景技术

[0002] 目前用在冷链物流上的保温箱主要是把相变冷媒置于保温箱内部，用相变温度不同的冷媒直接或间接的把保温箱内物品控制在要求的温度范围内，由于此种方式的保温箱内温度所能保持的时间与保温箱内相变冷媒质量成正比，同时也就与保温箱内有效使用空间成反比了；另外，因为冷链运输物品不同，对保温箱内所需要保持的温度范围也有不同的要求，使得不同温层的物品配不同相变温度的冷媒；因此造成了冷链运输范围极大的限制，也是冷链运输成本高昂的主要因素。

[0003] 现有的冷链保温箱在技术上的提升主要是在保温箱的材料、内部结构的组合优化、冷媒化学成分的配比等方面，而这些方面的突破到目前为止都还不能真正的降低整体冷链物流的运输成本。

发明内容

[0004] 本发明的目的主要是为了降低冷链物流运输成本，保温箱运用本发明所述自动控温系统来达到保温箱中的冷媒单温化、标准化、进而规模化。为了解决上述技术问题，本发明提供一种智能控温系统，包括蓄能单元、控制单元和能量传输单元，所述蓄能单元包括能量存储区和蓄能材料，所述控制单元包括主板控制器、供电模块、传感器检测模块、人机交互界面、通讯模块、定位模块和能量传输控制机构，所述能量传输单元包括热传递导体和热量交换体；

[0005] 所述能量传输控制机构通过热传递导体控制能量传输的通断，所述热量交换体连接热传递导体和被控温区域，所述传感器检测模块和能量传输控制机构与主板控制器之间单向通信连接，所述人机交互界面和通讯模块与主板控制器之间双向通信连接；所述供电模块用于给该系统用电元件提供电力支持。

[0006] 作为本发明优选的一个方案，所述能量存储区由隔热材料包裹一层热传递导体材料和放置蓄能材料的空间组成。

[0007] 作为本发明优选的一个方案，所述蓄能材料由包含冷能量/热能量的媒介放在封闭的容器内形成。

[0008] 作为本发明优选的一个方案，所述热传递导体设有利用热传导传递热量的导热系数和导热率较高的材料或利用热对流传递热量的通道和热对流媒介。

[0009] 作为本发明优选的一个方案，所述导热系数和导热率较高的材料为金属材料。

[0010] 作为本发明优选的一个方案，所述热对流媒介为空气。

[0011] 作为本发明优选的一个方案，所述的热量交换体设有导热系数和导热率都较高材料与导热系数和导热率都较低材料的叠加体，该叠加体的导热系数和导热率都较低材料面设于被控温区域临界面。

[0012] 作为本发明优选的一个方案，所述热对流传递热量的通道为开放式循环/封闭式循环。

[0013] 本发明的有益效果是：

[0014] 本发明只需要一小块电池就能达到控温效果，相比现有等效保温箱有效使用空间大、总体重量轻、无需要外接电源等；

[0015] 本发明中的蓄能材料可以单一化、标准化，无需因为不同温层的保温需求而用不同的相变温度的材料；

[0016] 本发明中的能量存储区中设有便捷更换装置，可快速更换蓄能材料，方便保温箱在使用过程中在不开箱的情况下就可以快速更换蓄能材料，保障了保温箱内在更长的时间内仍然保持设定的温度范围；

[0017] 本发明中的控制单元程序可通过人机交互界面来设定不同的温控范围，可以方便快捷并精确的控制保温箱内的温度范围。

附图说明

[0018] 图1是本发明原理图；

[0019] 图2、图3分别是本发明一个实施例整体示意图；

[0020] 图4是本发明一个实施例箱盖分解图；

[0021] 图5是本发明一个实施例控温系统示意图；

[0022] 图6为本发明一个实施例箱体示意图；

[0023] 图中，1、蓄能单元；1.1、能量存储区；1.2、蓄能材料；2、控制单元；2.1、主板控制器；2.2、供电模块；2.3、传感器检测模块；2.4、人机交互界面；2.5、通讯模块；2.6、定位模块；2.7、能量传输控制机构；3、能量传输单元；3.1、热传递导体；3.2、热量交换体；4、被控温区域；5、箱盖；5.1容器仓门；5.11、金属导热板；5.12、VIP真空绝热板；5.13、容器；5.2、控制主板；5.21、触摸显示屏；5.22、温度传感器；5.23、导热控制阀；5.24电池；5.25、湿度传感器；6、箱体。

具体实施方式

[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0025] 一种智能控温系统，包括蓄能单元1、控制单元2和能量传输单元3，所述蓄能单元1包括能量存储区1.1和蓄能材料1.2，所述控制单元2包括主板控制器2.1、供电模块2.2、传感器检测模块2.3、人机交互界面2.4、通讯模块2.5、用于定位跟踪该系统的定位模块2.6和能量传输控制机构2.7，所述能量传输单元3包括热传递导体3.1和热量交换体3.2；

[0026] 所述能量传输控制机构2.7通过热传递导体3.1控制能量传输的通断，所述热量交换体3.2连接热传递导体3.1和被控温区域4，所述传感器检测模块2.3和能量传输控制机构2.7与主板控制器2.1之间单向连接，所述人机交互界面2.4和通讯模块2.5与主板控制器
2.1之间双向连接；所述供电模块2.2用于给该系统用电元件提供电力支持。

[0027] 为了更好的理解本发明中，在一个可选的实施例中，所述热传递导体3.1具体由两个导热模块组成，一个导热模块连接蓄能材料1.2，另一个导热模块连接热量交换体3.2，并且上述两个导热模块之间通过能量传输控制机构2.7连接，能量传输控制机构2.7控制两个导热模块之间的能量传输通断。

[0028] 在本发明中，所述控制单元1通过传感器检测各测试点的状态信息,所述传感器检测模块2.3包括但不限于温度，然后所述主板控制器2.1对检测数据进行计算处理得出状态信息，接着计算出状态信息的检测值和期望值的差异，最后通过所述的能量传输控制机构2.7的动作来控制能量的传递从而减小差异值，所述通讯模块2.5及定位模块2.6完成把相关信息上传到网络监控平台及接收监控平台下达的指令；所述期望值的设置包括但不限于通过人机界面2.4配置方式实现。

[0029] 在本发明中，所述能量存储区1.1由隔热材料包裹一层热传递导体材料和放置蓄能材料的空间组成，所述蓄能材料1.2由包含冷能量/热能量的媒介放在封闭的容器5.13内形成，所述的能量存储区中设有便捷更换装置，方便快速更换蓄能材料。

[0030] 作为本发明优选的，所述热传递导体3.1可以是设有利用热传导传递热量的导热系数和导热率较高的材料，也可以是利用热对流传递热量的通道和热对流媒介，作为示例而言，所述导热系数和导热率较高的材料为金属材料；所述热对流媒介为空气。

[0031] 作为本发明优选的，所述的热量交换体3.2设有导热系数和导热率都较高材料与导热系数和导热率都较低材料的叠加体，该叠加体的导热系数和导热率都较低材料面设于被控温区域4临界面。

[0032] 所述热对流传递热量的通道为可以是开放式循环，也可以是封闭式循环，进一步的，所述热对流传递热量通道的开放式循环是空气经过蓄能材料1.2处时带走的能量通过循环直接进入被控温区域4体内，与被控温区域4内的气体形成回路来达到调节被控温区域4内温度的效果；所述热对流传递热量通道的封闭式循环是热对流媒介流动经过蓄能材料
1.2处时带走的能量通过封闭循环经过热量交换体时交换热量，达到调节被控温区域4内温度的效果。

[0033] 为了更好的理解本发明，作为本发明的一个实施例：一种自动控温的冷链箱，如图2、图3所示，包括箱盖5、箱体6。

[0034] 本实施例中，所述箱盖由发泡保温材料制成，能量传输单元3优选金属导热板5.11，能量传输控制机构2.7采用导热控制阀5.23，供电模块2.2采用电池5.24。

[0035] 如图4、图5、图6所示，箱盖5内部设有容器仓、容器仓门5.1，进一步的，作为示例而言，相变温度为-18℃的容器5.13放置在容器仓内，容器5.13可通过容器仓门5.1快速更换，采取两块VIP真空绝热板5.12放置在容器5.13上下两端，上层金属导热板5.11位于容器5.13下侧与下层VIP真空绝热板5.12之间，下层金属导热板5.11位于下层VIP真空绝热板
5.12下方，两块金属导热板5.11外侧设有导热控制阀5.23，可主动连接或分离上下两层金属导热板5.11；电池2.2、控制主板5.2及触摸显示屏5.21整体模块化设置在箱盖5左上侧，在箱盖5上还开设有安装槽，安装槽内设有传感器线路触点及控制线路触点，方便安装和拆卸；通讯模块2.5、定位模块2.6及天线都模块化内置在控制主板5.2上。

[0036] 本实施例中，所述箱体6由发泡保温材料制成，其中设有两个温度传感器5.22和一个湿度传感器5.25；

[0037] 本实施例中，所述控制主板5.2连接有电池5.24、温度传感器5.22、湿度传感器5.25、触摸显示屏5.21、导热控制阀5.23、通讯模块2.5及定位模块2.6；其中所述电池5.24为12V可充电锂电池；传感器检测模块2.3包括四个温度传感器5.22和一个湿度传感器
5.25，而温度传感器5.22分别有两个位于箱体6内、一个位于箱体6外、一个位于容器仓内，分别检测箱体6内、外部环境和容器仓内的温度，湿度传感器5.25主要检测箱体6内湿度情况；所述触摸显示屏5.21做为人机交互界面2.4的一种，主要用于输入信息和显示信息；所述导热控制阀5.23位于上下两层的金属导热板5.11之间，用于连接或断开金属导热板
5.11；所述通讯模块2.5采用2G通讯模块用于上传信息到监控平台和接收监控平台下达的指令；所述定位模块2.6可采用GPS或北斗定位系统进行冷链箱的定位跟踪。

[0038] 本实施例具体控温运行过程如下：假定环境温度为25℃，容器5.13中的相变材料为－20℃，但相变材料相变温度为-18℃，冷链箱中放入的食品为6℃，通过触摸显示屏5.21或监控平台设置冷链箱内温度控制范围为2℃到5℃。控制主板5.2通过各个传感器采集信息后，经过设定的算法模型控制主板会驱动导热控制阀5.23连接上下两层的金属导热板5.11，使得冷链箱体内的热量通过金属导热板5.11传导到容器5.13中的相变材料中，同时冷链箱体内的温度开始下降；当冷链箱体内的温度下降到2℃时，主板控制器2.1会驱动导热控制阀5.23断开上下两层的金属导热板5.11的连接，此时容器5.13中的相变材料停止吸收冷链箱体内的热量，冷链箱体内的温度也开始慢慢上升，直到再次上升到5℃时控制主板再次驱动导热控制阀5.23连接上下两层的金属导热板5.11……重复此运行动作直到相变材料温度与箱体6内温度相同为止；当控制主板5.2采集到相变材料温度高于－17℃时会发出警告，说明容器5.13内的相变材料相变已结束，只要在容器5.13温度上升到5℃之前更换已冷冻好的容器5.13就可继续自动控制冷链箱体内的温度在2℃到5℃的范围内。

[0039] 进一步的，冷链箱体内可设定的温度范围是环境温度与容器5.13中相变材料相变温度之间的温度范围中任意温度，且只用一种相变温度的相变材料的容器5.13。

[0040] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。