CN106546034B - 一种基于半导体制冷制热的恒温箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于半导体制冷制热的恒温箱，其特征在于：包括箱体、半导体制冷制热装置和气体循环装置；所述箱体上设有排气孔和进气孔，并且箱体内部设有风扇和温度检测仪；所述箱体下部还设有底座；所述半导体制冷制热装置包括换热管、P型半导体材料、N型半导体材料和电流控制器；所述换热管的两端均设有管道阀门，并且换热管安装在底座上；所述P型半导体材料设置在换热管上部的外壁上；所述N型半导体材料设置在换热管下部的外壁上；所述气体循环装置包括第一三通管、进气管道和第二三通管；第一三通管与第二三通管之间是通过空气泵连接。该恒温箱具有冷藏、冷冻和加热功能，适应不同物品的贮藏条件，消除恒温箱中的异味。
Description
技术领域
本发明涉及用于储存科研实验物品、医疗生物制剂等物品的恒温贮存箱，具体涉及一种基于半导体制冷制热的恒温箱。
背景技术
恒温箱是能保持一定恒温的箱型器具，广泛应用于生物化学等领域。目前实验用的恒温箱多为电热式，装有电热器和温度调节器，其原理比较简单，关键的控制部件有三个：温度探头、制冷压缩机和热风机。这种电热式恒温箱体积庞大，电能利用效率低，耗电量大，噪音大，而且其制冷压缩机多数采用氟利昂作为制冷剂，造成环境污染。其次目前市场上的贮藏箱存在室内温度分布不均，存放时间过久会出现异味等问题，这些问题的存在都会对贮藏在内部大的物品造成较大影响。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于半导体制冷制热的恒温箱，该恒温箱具有冷藏、冷冻和加热功能，适应不同物品的贮藏条件，消除恒温箱中的异味。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种基于半导体制冷制热的恒温箱，其特征在于：包括箱体、半导体制冷制热装置和气体循环装置；所述箱体上设有排气孔和进气孔，并且箱体内部设有风扇和温度检测仪；所述箱体下部还设有底座；
所述半导体制冷制热装置包括换热管、P型半导体材料、N型半导体材料和电流控制器；所述换热管的两端均设有管道阀门，并且换热管安装在底座上；所述P型半导体材料设置在换热管上部的外壁上，P型半导体材料上表面设有铜片，所述铜片通过导线与电流控制器连接，所述铜片上表面设有绝缘陶瓷片；所述N型半导体材料设置在换热管下部的外壁上，N型半导体材料下表面设有也铜片，所述铜片通过导线与电流控制器连接，所述铜片下表面设有绝缘陶瓷片；
所述气体循环装置包括第一三通管、进气管道和第二三通管；所述第一三通管的其中两个接口分别与第二三通管和排气孔连接，并且第一三通管与第二三通管之间是通过空气泵连接，所述第一三通管的内部还设有气体成分检测仪；所述第二三通管的其中一个接口与换热管一端的管道阀门连接，所述换热管另一端的管道阀门通过进气管道与进气孔连接。
所述第一三通管的第一个接口与第二三通管的第一个接口之间通过空气泵连接成“工”字型结构；所述第一三通管的第二个接口与排气孔连接，第一三通管的第三个接口为气体出口，气体出口内设有气体成分检测仪；所述第二三通管的第二个接口与换热管一端的管道阀门连接，第二三通管的第三个接口为气体进口。
所述箱体分为三层，从外到内依次为外壳、保温材料层和内胆。
所述换热管由外部为铜内部为铝的复合材料制成。
所述温度检测仪通过两根导线与电流控制器连接。
本发明具有以下有益技术效果：本发明的箱体材料具有保温效果，箱体内部风扇确保箱体内部温度均匀；半导体制冷制热装置通过控制电流的方向和大小可以实现制冷、制热以及保证箱体内部恒温等功能；气体循环装置实现恒温箱内气体的更换以及气体流通等功能，适应不同物品的贮藏条件，消除恒温箱中的异味。
附图说明
图1为本发明一种基于半导体制冷制热的恒温箱的结构示意图。
图2为本发明中半导体制冷制热装置的截面示意图。
图中：1-箱体、2-气体成分检测仪、3-第一三通管、4-排气孔、5-风扇、6-外壳、7-保温材料层、8-内胆、9-温度检测仪、10-换热管、11-进气管道、12-进气孔、13-底座、14-半导体制冷制热装置、15-管道阀门、16-第二三通管、17-气体进口、18-空气泵、19-P型半导体材料、20-绝缘陶瓷片、21-铜片、22-气体出口、25-N型半导体材料、27-电流控制器。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明的技术方案做进一步的说明（如图1-2所示）。
一种基于半导体制冷制热的恒温箱，包括箱体1、半导体制冷制热装置14和气体循环装置；所述箱体1上设有排气孔4和进气孔12，并且箱体1内部设有风扇5和温度检测仪9；所述箱体1下部还设有底座13；
所述半导体制冷制热装置14包括换热管10、P型半导体材料19、N型半导体材料25和电流控制器27；所述换热管10的两端均设有管道阀门15，并且换热管10安装在底座13上；所述P型半导体材料19设置在换热管10上部的外壁上，P型半导体材料19上表面设有铜片21，所述铜片21通过导线与电流控制器27连接，所述铜片21上表面设有绝缘陶瓷片20；所述N型半导体材料25设置在换热管10下部的外壁上，N型半导体材料25下表面设有也铜片21，所述铜片21通过导线与电流控制器27连接，所述铜片21下表面设有绝缘陶瓷片20（整个半导体制冷制热装置14的径向截面上下对称）；
所述气体循环装置包括第一三通管3、进气管道11和第二三通管16；所述第一三通管3的其中两个接口分别与第二三通管16和排气孔4（连通）连接，并且第一三通管3与第二三通管16之间是通过空气泵18连接（所述空气泵18负责抽取来自箱体1中的气体，空气泵18停止工作时，气体无法通过空气泵18），所述第一三通管3的内部还设有气体成分检测仪2；所述第二三通管16的其中一个接口与换热管10一端的管道阀门15连接，所述换热管10另一端的管道阀门15通过进气管道11与进气孔12连接。
所述第一三通管3的第一个接口与第二三通管16的第一个接口之间通过空气泵18（连通）连接成“工”字型结构；所述第一三通管3的第二个接口与排气孔4连接，第一三通管3的第三个接口为气体出口22，气体出口22内设有气体成分检测仪2；所述第二三通管16的第二个接口与换热管10一端的管道阀门15连接，第二三通管16的第三个接口为气体进口17。
所述箱体1分为三层，从外到内依次为外壳6、保温材料层7和内胆8。
所述换热管10由外部为铜内部为铝的复合材料制成（即铜外壁、铝内壁，并且所述P型半导体材料19和N型半导体材料25均与铜外壁接触）。
所述温度检测仪9通过两根导线与电流控制器27连接。
本发明的工作原理如下：当对箱体1内进行换气时：新气体从气体入口17进入第二三通管16，此时由于空气泵18停止工作，气体无法通过空气泵18；所以新气体首先流经换热管10，新气体经加热后从进气孔12进入箱体1内，经风扇5扰动使新气体布满整个箱体1内，气体从排气孔4排出，经气体出口22排出；过程中新气体经过气体成分检测仪2检测，当新气体的成分达到要求时，停止供气，关闭气体入口17和气体出口22，并将空气泵18打开，让恒温箱内的气体循环和保持恒温箱内的温度。半导体制冷制热装置14包括换热管10、P型半导体材料19、N型半导体材料25、铜片21、绝缘陶瓷片20、电流控制器27。N型半导体材料25和一块P型半导体材料19通过换热管10外壁联结成电偶对，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移；电流由N型半导体材料25经换热管10外壁流向P型半导体材料19，换热管10外壁吸收热量成为冷端，此时换热管10产生制冷效果；电流由P型半导体材料经换热管10外壁流向N型半导体材料25，换热管10外壁释放热量成为热端，此时换热管10产生制热效果；吸热和放热的大小是通过电流的大小调节。在保温的过程中，气体在整个密闭系统中循环。箱体1内部装有温度检测仪9，需要对箱体内温度调节时，通过电流控制器27改变经过半导体制冷制热装置14的电流方向和大小。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于半导体制冷制热的恒温箱，其特征在于：包括箱体（1）、半导体制冷制热装置（14）和气体循环装置；所述箱体（1）上设有排气孔（4）和进气孔（12），并且箱体（1）内部设有风扇（5）和温度检测仪（9）；所述箱体（1）下部还设有底座（13）；
所述半导体制冷制热装置（14）包括换热管（10）、P型半导体材料（19）、N型半导体材料（25）和电流控制器（27）；所述换热管（10）的两端均设有管道阀门（15），并且换热管（10）安装在底座（13）上；所述P型半导体材料（19）设置在换热管（10）上部的外壁上，P型半导体材料（19）上表面设有铜片（21），所述铜片（21）通过导线与电流控制器（27）连接，所述铜片（21）上表面设有绝缘陶瓷片（20）；所述N型半导体材料（25）设置在换热管（10）下部的外壁上，N型半导体材料（25）下表面也设有铜片（21），所述铜片（21）通过导线与电流控制器（27）连接，所述铜片（21）下表面设有绝缘陶瓷片（20）；
所述气体循环装置包括第一三通管（3）、进气管道（11）和第二三通管（16）；所述第一三通管（3）的其中两个接口分别与第二三通管（16）和排气孔（4）连接，并且第一三通管（3）与第二三通管（16）之间是通过空气泵（18）连接，所述第一三通管（3）的内部还设有气体成分检测仪（2）；所述第二三通管（16）的其中一个接口与换热管（10）一端的管道阀门（15）连接，所述换热管（10）另一端的管道阀门（15）通过进气管道（11）与进气孔（12）连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于半导体制冷制热的恒温箱，其特征在于：所述第一三通管（3）的第一个接口与第二三通管（16）的第一个接口之间通过空气泵（18）连接成“工”字型结构；所述第一三通管（3）的第二个接口与排气孔（4）连接，第一三通管（3）的第三个接口为气体出口（22），气体出口（22）内设有气体成分检测仪（2）；所述第二三通管（16）的第二个接口与换热管（10）一端的管道阀门（15）连接，第二三通管（16）的第三个接口为气体进口（17）。
3.根据权利要求1所述的一种基于半导体制冷制热的恒温箱，其特征在于：所述箱体（1）分为三层，从外到内依次为外壳（6）、保温材料层（7）和内胆（8）。
4.根据权利要求1所述的一种基于半导体制冷制热的恒温箱，其特征在于：所述换热管（10）由外部为铜内部为铝的复合材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种基于半导体制冷制热的恒温箱，其特征在于：所述温度检测仪（9）通过两根导线与电流控制器（27）连接。
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Denomination of invention: An incubator based on semiconductor refrigeration and heating Effective date of registration: 20220822 Granted publication date: 20190503 Pledgee: Bank of Communications Co.,Ltd. Huangshi Branch Pledgor: HUBEI DEFENG HEAT EXCHANGER CO.,LTD. Registration number: Y2022420000267 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230329 Granted publication date: 20190503 Pledgee: Bank of Communications Co.,Ltd. Huangshi Branch Pledgor: HUBEI DEFENG HEAT EXCHANGER CO.,LTD. Registration number: Y2022420000267 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Thermostat Based on Semiconductor Refrigeration and Heating Effective date of registration: 20230411 Granted publication date: 20190503 Pledgee: Bank of Communications Co.,Ltd. Huangshi Branch Pledgor: HUBEI DEFENG HEAT EXCHANGER CO.,LTD. Registration number: Y2023420000157 |
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