自动恒温水杯装置的设计

向波

（唐山学院，河北 唐山063000）

1 研究背景

目前市场上还没有一款真正意义上的自动温控水杯，曾经在网上各大卖场走红的55℃杯，其宣称“无论是热水、还是冷水，只要倒入这个小杯子中，摇一摇，就可以变成适合人们饮用的55℃温水。”经各方调查，其本质就是普通的铝合金，夹层中充填了大量盐水。热水遇到导热性能优异的合金壁，杯壁将热量传导给夹层中温度较低的常温盐水，再经过用户摇一摇后，杯壁内的饮用水和杯子夹层中的盐水的温度实现了平衡，通过不断计算和实验，只要将水杯容积设定合适就可以使最后的温度保持在大约55℃左右，杯里的水升温原理也一样，夹层里的盐水温度在55℃左右，通过杯壁传导给温度低的饮用水，随后饮用水温度上升大约升至30℃左右。由此可见该水杯降温和升温必须满足特定条件，其设定的温度值55℃也不是最适合大多数人饮用水的温度值（40℃-45℃）。且由于不同人群、同一人群的不同个体以及同一个体不同时间对饮水水温的要求变化都很大，因此其使用范围十分有限。本次设计目标就是设计出一种能够克服以上诸多缺点的自动恒温水杯装置，其主要是用温度控制系统来对水杯进行温度控制，设计的关键是如何在一个如此小的装置上实现制冷降温。半导体制冷技术又称为热电制冷技术，目前热电制冷采用的材料基本上都是半导体，人们习惯称之为半导体制冷，因半导体片的制作成本低、占用空间体积小、易于控制和响应速度快，所以与传统的制冷设备相比半导体制冷在微制冷领域有广泛的应用。……