吴兴江，邓 涛

（泸州职业技术学院，四川 泸州 646000）

0 前言

自然环境下，一杯开水冷却至室温需20 min左右，夏季则时间会更长，对需要马上饮用温开水或者凉开水的人来说，这一等待时间非常漫长。目前，市面上的家用开水降温装置非常少，只有少数几种依靠材料降温的保温杯，它们能够让水快速降至55℃，但再次使用需要冷却半小时。

在热水降温装置结构设计研究方面，能查阅到一些相关专利，比较典型的结构有以下几种：1）尹帅设计了一种便捷冷水器[1]，在水杯口加装设置有风扇和排气口的盖体，通过风扇使开水冷却，但冷却速度慢。2）胡彦夫等人设计了一种饮用热水降温器[2]，设置凉水降温和吹风降温两个区域，通过热水和石英螺旋管外的凉水热交换以及吹风降温实现热水降温，但石英螺旋管外的凉水因热交换变热后后续冷却效果变差，且出水温度不能准确控制。3）王伟健等人设计了一种热水降温装置[3]，在水桶的外壁和内壁之间设置冷却腔，通过扇叶组合使冷却腔中的热空气和外界冷空气交换，达到加速开水冷却的目的且可以准确控制热水降温至所需温度，但冷却腔和开水接触面积小，冷却速度慢。为解决上述问题，设计了一种基于单片机的热水降温盒，采用物理风冷的形式使热水迅速循环降温，且可以准确控制出水温度，具有较强的实用性。

1 热水降温盒的总体结构设计与工作原理

1.1 总体结构设计

常用的散热方式可分为风冷、液冷、使用特殊材料冷却和热管冷却四种[4]。……