便携式车载冰箱设计
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利用特种半导体材料构成 的 Ｐ—Ｎ结， 形成热 电偶 对， 产生珀尔帖效应， 即通过直流电制冷的一种新型 制冷方法 。制冷温度范围为 一 ６ ℃， ５— ５ 这种方法的 优点是既能制冷又能制热， 环保、 无污染 ， 体积小 ， 成 本较低 ， 工作时没有震动 、 噪音、 寿命长。
据比转 数查 《 泵与风机》 教材 中的图 ４—２ ＝ ，
教材 中的图 ４ ２ 可得轮毂 比ｙ＝ ．５ —０ ０３。
平均轴向娃
２
４・
２ ２
ｓ
（） ６
将 整个 叶 片从 轮 毂 至外 径 分几 个 截 面 ， 面 的 截
第 ２ 期 ２
梁
雪等 ： 便携式车载冰箱设计 摩擦阻力系数 Ａ： ６／ 。 ２９ １ Ａ＝ ４Ｒ ＝ ． ０ ｘ
式中： 为比转数 ， ＝ ０ ｒ １ ２ ４ ； 为转数 ； ｔ ｐ为风机全压。 风机功率 ：ｓ Ｑ ＝ ３ ＜ Ｗ Ｎ － ｐ ｌ Ｗ ３
・
（） ４
式中： Ｑ为风机流量 ； 叼为风机全压效率 ， ＝ ．０ ７ ０８ ； ７
为传 动效率 ， ＝１ 。
所选的轴流风机的功率远低于风机实际工作功 率， 满足要 求 。 叶片数与轮毂比有关 ， 泵与风机》 查《 的表 ４— ３
１ ０ｍｍ 。 ２
１ 冰箱各组成构件 的结构设计
１ １ 上 盖扣 ．
上 盖 扣 的作用 是 当上 盖 合上 时 自动 锁 紧上 盖 ， 防止上 盖 打开 ， 以防止 冰箱 内物 品掉 出来 ， 体结构 具 形 式如 图 １ 示 。 所
风 流 ：＝詈 ＝．５／ （ 机 量Ｑ （） ｏ４ ３ ５ｍ ｓ ）
（） １
式中： ｐ为风 机全压 （ ／ ； Ｎ ｍ ）ｐ为标 准状 况下 空气 密
度 １２ ｇｍ ； 为圆周速度 ， ． ｋ／ 以降低噪音 的角度出 发， 选择 为 ７ ｍ ｓｋ ０／； 为风机系数 ， ＝ ／／ 根 ｋ １、 ， ，
是一款半导体制冷冰箱 ， 其原理是靠 电子芯片制冷 ，
（） ８
式中： 为局部阻力系数 ， ＝ ．３查《 ０ ０ ， 空气调节》 课
本附表得 。
（） ９
５ ｓ ８
出风盖 阻力 ：Ｐ＝ Ｐ Ｚ： ． ８１ ａ △ △ ＋ ０３ ８Ｐ
１４ 散 热器 ．
（７ １）
任意 截 面处 的 Ａ Ｃ： Ａ Ａ （ ） ２４ ｓ Ｃ ＝ Ｃ ＝ ９ｍ／ （０ １）
出风盖摩 擦 阻力 △ Ｐ ： ｚ ＝￣ Ｖ／ Ｒ＝ ．８ ａ ｉ Ｐ ｐ ２８ ０３ Ｐ
３ ３ （４ １）
（５ １）
数量直接决定风机的大小 ， 一般的小型风机可取 ３
—
５ 个截面 ， 考虑到分割的方便 ， 采用等距离分割 的
方法分割 。
叶片 何平均 几 直径： 堕 ：０ｍ （） Ｄ： ９ｍ ７
第２ ７卷 第 ２ ２期 ２１ ０ １年 １ １月
甘 肃科 技
Ｇ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ａ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ
ｌ ２ Ｎｏ ２２ ｆ ７ ． ．
Ｎｏ ． ２ １ ｖ ０１
便 携 式 车载 冰 箱 设计
梁 雪， 张永 恒
（ 兰州交通大学 机电工程学 院 ， 甘肃 兰州 ７ ００ ） ３０ ０
摘
要： 随着社会和时代 的进步 ， 便携式电器已成为人们生活 中不 可或 缺的物品。对便携式 车载冰箱整体 结构进行
了初 步设计 ， 出了冰箱风机 、 给 散热器 、 冰箱上盖扣 、 冰箱出风盖 、 冰箱传 热器及传热桶 的结 构设计计 算 ， 冰箱壳 并对 体材料进行 了介绍 ， 这款全新 的便携式车载冰箱将为人们 的生活提供更多的便 利。 相信
关键词 ： 车载冰箱 ； 半导体制冷 ； 风机 ； 散热器
中图分 类号 ：Ｂ ５ ． Ｔ６７４
随着社会和时代 的进步 ， 便携式 电器 已成为人
们旅行时不可或缺的物 品， 对于便携式 电器的市场 需求也越来越大。论文中所设计的便携式车载冰箱
确定叶轮外径 Ｄ ： Ｏ５ｕ ： ＝ 。 ／ ．ｐ ｋ 常数 ｐ
散热器的功能是将制冷系统的热媒所携带的热
量， 通过散热器壁面传给大气 ， 达到带走被冷却对象
热量的目的， 其结构如图 ３ 所示。
式中 ： 为几何平均半径 ； 尺 Ｒ为计算截面处的半径 ；
为 边环 量指 数 ， ０５ ＝ ． 。
计算截面的栅距 ｔ ：
● ｔ Ｚ ： 一 ： 一 ６ 一 ．ｍ ： ２８ ｍ ‘ ６ （ １ １） ，
几何平均半径处得圆周速度 ： ＝ ．８ ５８ 几何平均半径处的ｚ ．： ｌ ￣ Ｃ
ｚＣｍ ｌ Ｐ 擦 阻 力 系数 ； Ｒ为 出风 盖半 径 ， ＝ Ｒ ５ｍ Ｖ １ ｍ； 为风道内空气平均流速 ， ０６ ｍ ｓｐ为 Ｖ＝ ．７ ／ ； 空气密度 ， １２ ｇｍ 。 Ｐ＝ ． ｋ／ ’ 出风 盖局 部 阻力 ： ｉＶ／ Ｏ０ ８Ｐ （６ Ｚ＝ ｐ ２２＝ ．０ １ａ １ ） ￣
２３ 。把 已知数代入式 （ ） ．５ １ 可得 Ｐ＝ ９６８ Ｎ ｍ 。 １ １．８ ／
６ ｋ． ０ Ｄ．：
—
—
：
５ ．６ ７ ３ ｍｍ
（） ２
式 中： 为转数 ， ＝ ２０／ ｉ。 ／ ７ ， ， １５ ｒｍｎ ｌ 由于出风盖存在阻力， 影响风扇的送风量 ， 为满 足设计要 求 ， 达到尽 可 能好 的散热 效果 ， Ｄ ： 取
得 叶片 数为 ７ 。 轮 毂直径 Ｄ ： Ｄ ＝ ．５×１０＝ ２ ｍ ＾Ｄ ＝ｙ ０ ３ ２ ４ｒ ａ
（） ５
图 １ 上 益 扣 结 构
式 中： ｙ为轮 毂 比 ； 叶轮外 径 。 Ｄ为
１ ２ 风机 ．
设计冰箱 功率 ４ Ｗ， ８ 根据经验选型为 Ｄ １Ｖ Ｃ２ ／ ０２ Ａ， ．５ 外径 Ｄ 为 １０ ｍ的轴流风机。选择轴流风 ２ｍ 机的比转数为 ＝ ０ 根据 比转数查《 ４， 泵与风机》
据比转 数查 《 泵与风机》 教材 中的图 ４—２ ＝ ，
教材 中的图 ４ ２ 可得轮毂 比ｙ＝ ．５ —０ ０３。
平均轴向娃
２
４・
２ ２
ｓ
（） ６
将 整个 叶 片从 轮 毂 至外 径 分几 个 截 面 ， 面 的 截
第 ２ 期 ２
梁
雪等 ： 便携式车载冰箱设计 摩擦阻力系数 Ａ： ６／ 。 ２９ １ Ａ＝ ４Ｒ ＝ ． ０ ｘ
式中： 为比转数 ， ＝ ０ ｒ １ ２ ４ ； 为转数 ； ｔ ｐ为风机全压。 风机功率 ：ｓ Ｑ ＝ ３ ＜ Ｗ Ｎ － ｐ ｌ Ｗ ３
・
（） ４
式中： Ｑ为风机流量 ； 叼为风机全压效率 ， ＝ ．０ ７ ０８ ； ７
为传 动效率 ， ＝１ 。
所选的轴流风机的功率远低于风机实际工作功 率， 满足要 求 。 叶片数与轮毂比有关 ， 泵与风机》 查《 的表 ４— ３
１ ０ｍｍ 。 ２
１ 冰箱各组成构件 的结构设计
１ １ 上 盖扣 ．
上 盖 扣 的作用 是 当上 盖 合上 时 自动 锁 紧上 盖 ， 防止上 盖 打开 ， 以防止 冰箱 内物 品掉 出来 ， 体结构 具 形 式如 图 １ 示 。 所
风 流 ：＝詈 ＝．５／ （ 机 量Ｑ （） ｏ４ ３ ５ｍ ｓ ）
（） １
式中： ｐ为风 机全压 （ ／ ； Ｎ ｍ ）ｐ为标 准状 况下 空气 密
度 １２ ｇｍ ； 为圆周速度 ， ． ｋ／ 以降低噪音 的角度出 发， 选择 为 ７ ｍ ｓｋ ０／； 为风机系数 ， ＝ ／／ 根 ｋ １、 ， ，
是一款半导体制冷冰箱 ， 其原理是靠 电子芯片制冷 ，
（） ８
式中： 为局部阻力系数 ， ＝ ．３查《 ０ ０ ， 空气调节》 课
本附表得 。
（） ９
５ ｓ ８
出风盖 阻力 ：Ｐ＝ Ｐ Ｚ： ． ８１ ａ △ △ ＋ ０３ ８Ｐ
１４ 散 热器 ．
（７ １）
任意 截 面处 的 Ａ Ｃ： Ａ Ａ （ ） ２４ ｓ Ｃ ＝ Ｃ ＝ ９ｍ／ （０ １）
出风盖摩 擦 阻力 △ Ｐ ： ｚ ＝￣ Ｖ／ Ｒ＝ ．８ ａ ｉ Ｐ ｐ ２８ ０３ Ｐ
３ ３ （４ １）
（５ １）
数量直接决定风机的大小 ， 一般的小型风机可取 ３
—
５ 个截面 ， 考虑到分割的方便 ， 采用等距离分割 的
方法分割 。
叶片 何平均 几 直径： 堕 ：０ｍ （） Ｄ： ９ｍ ７
第２ ７卷 第 ２ ２期 ２１ ０ １年 １ １月
甘 肃科 技
Ｇ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ａ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ
ｌ ２ Ｎｏ ２２ ｆ ７ ． ．
Ｎｏ ． ２ １ ｖ ０１
便 携 式 车载 冰 箱 设计
梁 雪， 张永 恒
（ 兰州交通大学 机电工程学 院 ， 甘肃 兰州 ７ ００ ） ３０ ０
摘
要： 随着社会和时代 的进步 ， 便携式电器已成为人们生活 中不 可或 缺的物品。对便携式 车载冰箱整体 结构进行
了初 步设计 ， 出了冰箱风机 、 给 散热器 、 冰箱上盖扣 、 冰箱出风盖 、 冰箱传 热器及传热桶 的结 构设计计 算 ， 冰箱壳 并对 体材料进行 了介绍 ， 这款全新 的便携式车载冰箱将为人们 的生活提供更多的便 利。 相信
关键词 ： 车载冰箱 ； 半导体制冷 ； 风机 ； 散热器
中图分 类号 ：Ｂ ５ ． Ｔ６７４
随着社会和时代 的进步 ， 便携式 电器 已成为人
们旅行时不可或缺的物 品， 对于便携式 电器的市场 需求也越来越大。论文中所设计的便携式车载冰箱
确定叶轮外径 Ｄ ： Ｏ５ｕ ： ＝ 。 ／ ．ｐ ｋ 常数 ｐ
散热器的功能是将制冷系统的热媒所携带的热
量， 通过散热器壁面传给大气 ， 达到带走被冷却对象
热量的目的， 其结构如图 ３ 所示。
式中 ： 为几何平均半径 ； 尺 Ｒ为计算截面处的半径 ；
为 边环 量指 数 ， ０５ ＝ ． 。
计算截面的栅距 ｔ ：
● ｔ Ｚ ： 一 ： 一 ６ 一 ．ｍ ： ２８ ｍ ‘ ６ （ １ １） ，
几何平均半径处得圆周速度 ： ＝ ．８ ５８ 几何平均半径处的ｚ ．： ｌ ￣ Ｃ
ｚＣｍ ｌ Ｐ 擦 阻 力 系数 ； Ｒ为 出风 盖半 径 ， ＝ Ｒ ５ｍ Ｖ １ ｍ； 为风道内空气平均流速 ， ０６ ｍ ｓｐ为 Ｖ＝ ．７ ／ ； 空气密度 ， １２ ｇｍ 。 Ｐ＝ ． ｋ／ ’ 出风 盖局 部 阻力 ： ｉＶ／ Ｏ０ ８Ｐ （６ Ｚ＝ ｐ ２２＝ ．０ １ａ １ ） ￣
２３ 。把 已知数代入式 （ ） ．５ １ 可得 Ｐ＝ ９６８ Ｎ ｍ 。 １ １．８ ／
６ ｋ． ０ Ｄ．：
—
—
：
５ ．６ ７ ３ ｍｍ
（） ２
式 中： 为转数 ， ＝ ２０／ ｉ。 ／ ７ ， ， １５ ｒｍｎ ｌ 由于出风盖存在阻力， 影响风扇的送风量 ， 为满 足设计要 求 ， 达到尽 可 能好 的散热 效果 ， Ｄ ： 取
得 叶片 数为 ７ 。 轮 毂直径 Ｄ ： Ｄ ＝ ．５×１０＝ ２ ｍ ＾Ｄ ＝ｙ ０ ３ ２ ４ｒ ａ
（） ５
图 １ 上 益 扣 结 构
式 中： ｙ为轮 毂 比 ； 叶轮外 径 。 Ｄ为
１ ２ 风机 ．
设计冰箱 功率 ４ Ｗ， ８ 根据经验选型为 Ｄ １Ｖ Ｃ２ ／ ０２ Ａ， ．５ 外径 Ｄ 为 １０ ｍ的轴流风机。选择轴流风 ２ｍ 机的比转数为 ＝ ０ 根据 比转数查《 ４， 泵与风机》