CN1357220A - 半导体浇花器 - Google Patents

Abstract

半导体浇花器,它包括半导体冷凝结水器、滴灌管和除霜电路。其除霜电路的输出是电流换向电路。所述的所述电流换向电路与半导体致冷块连接。由于它直接采用作为冷源的半导体致冷块,使其通反向电流除霜,大大简化了除霜部件结构。这种半导体浇花器可以在低温下持续制水,滴灌花草。

Description

半导体浇花器

本发明涉及一种半导体冷凝制水装置，特别涉及一种将空气中的水分冷凝后收集，用于养护花草的自动控制浇花器。

养植花卉草木以美化生活，已成现代生活的时尚。现有的花草浇灌方法有两种：一是用自来水喷洒浇灌，二是人工直接浇淋。前一种方法显然不适合室内花草养护，而后一种方法对于工作快节奏的现代人又往往无暇顾及。于是，这就需要一种无人管理的花草浇灌装置。

中国实用新型专利CN 98 2 00378.1报道了一种将太阳能转换为电能，给半导体冷凝结水器供电，使空气中的水分冷凝析出，然后收集的制水技术。这一制水装置，将半导体致冷器件致冷面与热管的致冷端面接触，与热管的另一端紧密接触的翅片便被冷却，经过所述翅片的空气热量被吸走，使空气温度降至露点以下，于是空气种的水分就被析出凝结在所述翅片上，如此达到制水目的；中国实用新型专利CN 9620776.8报道了一种利用半导体冷凝结水器将空气中的水份去除的技术。该技术的冷凝器由致冷导热基板、半导体致冷块和散热导热基板依次相接组成，所述致冷导热基板上有冷凝翅片，所述散热导热基板上有散热翅片。但这些装置在环境温度低于15℃或湿度较低时，附着在前述翅片上的水都会因温度过低而不断凝霜，导致所述翅片间的空气通道被阻塞，最终使空气不能通过所述翅片，导致凝水中断。

本发明的目的就在于提供一种养护花草的能自动除霜的半导体浇花器。这种半导体浇花器采用半导体致冷块作为冷源，通过采用除霜电路，能在各种自然环境下将空气中的水分不间断地冷凝收集，以滴灌花草。

为实现上述目的，本发明提出一种半导体浇花器，它包括：半导体冷凝结水器，滴灌管和除霜电路。

所述滴灌管与所述半导体冷凝结水器的集水槽相通。

所述除霜电路的输出采用电流换向电路。所述电流换向电路的输出端接所述半导体冷凝结水器的半导体致冷块(3)。

所述电流换向电路通过将所述半导体致冷块接反向电流，使所述半导体致冷块原来的致冷面发热，使其原来的放热面致冷，从而使前述冷凝翅片的温度得到提高，实现除霜。

所述温度信号转换电路的热敏传感器可以安装在所述半导体冷凝结水器的冷凝翅片或致冷导热基板上。

所述电流换向电路按下述方案之一构成并与所述半导体致冷块相连：

1.所述电流换向电路由两个继电器构成。所述继电器之一的常闭点与所述继电器之二的常开点相连，接直流电源正极；所述继电器之二的常闭点与所述继电器之一的常开点相连，接所述直流电源的负极。所述继电器之一的输出端接所述半导体致冷块的正电极；所述继电器之二的输出端接所述半导体致冷块的负电极；

2.所述电流换向电路由一个继电器构成。所述继电器的常闭点接直流电源正极，所述继电器的常开点接所述直流电源负极，所述继电器的输出端接前述半导体致冷块的正电极；所述所述半导体致冷块的负极接所述直流电源零极。

3.所述电流换向电路由两个三极管或两个可控硅或两个场效应管构成。以NPN型三极管为例，(使用两个PNP型三极管或两个可控硅或两个场效应管可参照这一方法)：所述三极管之一的集电极接直流电源正极，所述三极管之一的发射极接前述半导体致冷块的正电极，所述半导体致冷块的负极接所述直流电源零极。所述三极管之二的发射极接直流电源负极，所述三极管之二的集电极接所述半导体致冷块的正电极。

采用本发明的半导体浇花器，以半导体致冷块为冷源，可充分利用其致冷面与散热面通反向电流可逆的特性，采用输出正，负端可颠倒的除霜电路，使除霜效率比其它除霜方法的效率大大提高。本发明提出的半导体浇花器结构简单，能在各种自然环境下持续制水，滴灌花草。

以下结合附图，对半导体浇花器的具体结构及其工作过程实施例详细介绍，其中：

图1是本发明一种实施例半导体浇花器的总体结构装配示意图；

图2是图1实施例中浇花器的除霜电路图。

图1是本发明一种实施例半导体浇花器的总体结构装配示意图。

参照图1，半导体冷凝结水器由冷凝器1，壳体7和轴流风机17组成。所述冷凝器1由致冷导热基板2、半导体致冷块3和散热导热基板4依次相接组成，所述致冷导热基板2上有冷凝翅片5，所述散热导热基板4上有散热翅片6。致冷导热基板2紧贴在半导体致冷块3的致冷面31上，散热导热基板4紧贴在半导体致冷块3的放热面32上。为提高所述各接触面的导热性能，这两对接触表面上均涂覆导热硅脂。产品功率较大时，致冷导热基板2与散热导热基板4之间可放置多块半导体致冷块3。所述致冷导热基板2和散热导热基板4用螺栓连接。

致冷导热基板2与冷凝翅片5由导热性能良好的有色金属，如铝合金挤压成型，冷凝翅片翅间距离为2.5mm；散热翅片6是由有色金属，如黄铜带材弯曲成型，采用软钎焊焊在散热导热基板4上；散热翅片翅间距离为1mm。

前述壳体7采用ABS工程塑料整体注塑。所述壳体7内有冷凝器安装室8，冷凝器安装限位槽9，冷凝器安装限位凸台10，集水槽11，滴灌管安装孔12，进气道13，进气道14，隔离墙15。进气道13与进气道14相通；前述冷凝器1插入所述冷凝器安装室8内的冷凝器安装限位槽9中，即自然形成由前述冷凝翅片5与所述冷凝器安装室8组成的冷凝气道，同时还自然形成由所述冷凝器1与所述冷凝器安装限位凸台10及隔离墙15组成的分流气道。所述冷凝气道一端与所述分流气道及集水槽11相通，其另一端通向大气；而所述分流气道又与所述进气道14相通。所述冷凝器1插入所述冷凝器安装室8内的冷凝器安装限位槽9中，还自然形成由前述散热翅片6与所述冷凝器安装室8组成的散热气道，该散热气道的一端与所述进气道14相通，而其另一端通往大气。

滴灌管16采用不锈钢管。所述滴灌管16安装在前述滴灌管安装孔12中；

前述轴流风机17安装在前述壳体7侧面，其出风口通往所述进气道13。

潮湿空气被所述轴流风机17送入进气道13后，进入进气道14。气流在此被分为两路，一路气流经前述分流气道流向前述冷凝气道，潮湿空气中所含的水分在所述冷凝翅片5上冷凝，被干燥的空气流入大气；另一路气流流向前述散热气道，吸收散热翅片6的热量后流入大气。

流经冷凝翅片5的潮湿空气的热量被冷凝翅片5吸收，使空气温度降至露点温度以下，该潮湿空气中的水分便被析出，在冷凝翅片5的表面形成水珠，或结霜。

冷凝翅片5表面上形成的水珠落入前述集水槽11。经与集水槽11连通的滴灌管16，流入土壤。

当环境温度较低时，附着在冷凝翅片5表面上的水滴会冷凝成霜(或冰)。为保证正常制水，必须除霜。

以下参照图2说明本实施例的除霜实现。除霜电路由延时电路I，温度感应电路II，控制电路III及半导体致冷块ZLK(即图1中的标号为3的器件)组成。

本实施例所述延时电路I由555系列时基集成电路IC1，电阻R1，R2及电容C2组成。

所述温度感应电路II由以下电路构成：电阻式热敏传感器RT，可变电阻RW串联而成的温度信号转换电路，由电阻R3、R4、R5串联而成的参考电压电路，以及电压比较器IC2、IC3。所述电阻式热敏传感器RT安装在所述冷凝翅片5上。

所述控制电路III由以下电路构成：可控硅T1，三极管T2，电阻R6，R7，R8组成的逻辑电路，以及继电器J1，J2组成的输出电流换向电路。

所述继电器J1的常闭点与所述继电器J2的常开点相连，接直流电源正极；所述继电器J2的常闭点与所述继电器J1的常开点相连，接所述直流电源的负极。继电器J1的输出端接前述半导体致冷块3(即图2中的标号为ZLK的器件)的正电极；继电器J2的输出端接前述半导体致冷块3的负电极。

正常工作时，所述半导体致冷块3的致冷面31致冷，散热面32放热。

前述安装在所述冷凝翅片5上的电阻式热敏传感器RT，将温度信号分别输送给前述电压比较器IC2、IC3，当所述冷凝翅片5的温度低于设定的摄氏零上温度点TC1时，电压比较器IC2输出端变成高电平。这个高电平信号通过电阻R7达到前述控制电路III的三极管T2的基极，使三极管T2处于可导通状态；

在环境温度较低或湿度较低条件下，所述冷凝翅片5温度继续降低，其表面产生凝霜。当所述冷凝翅片5温度低于设定的摄氏零下温度点TC2时，电压比较器IC2输出端变成高电平。该高电平信号通过电阻R6达到前述控制电路III的可控硅T1的触发端，使可控硅T1处于可导通状态，并使前述时基集成电路IC1的设置端处于高电平，使时基集成电路IC1组成的延时电路I开始进入充电状态。

在所述延时电路I经过一段时间的充电的同时，系统也继续了一段时间的制水。当前述延时电路I的电容C2从充电状态变为放电状态时，时基集成电路IC1的输出端3变为低电平。此低电平达到所述可控硅T1的负极。

于是，所述可控硅T1导通，同时发射极与所述可控硅T1的正极相连的前述三极管T2也导通。继而，使前述继电器J1，J2动作。使前述半导体致冷块3的正电极与所述继电器J1常开点相通，接向电源负极；使所述半导体致冷块3的负电极与所述继电器J2常开点相通，接向电源正极。

因此，所述半导体致冷块3的电流方向逆转，使半导体致冷块3原来的致冷面31发热，而其原来的放热面32致冷。所以前述冷凝翅片5的温度得到提高，实现除霜。

除霜完毕，所述冷凝翅片5的温度高于设定的摄氏零下温度点TC2时，电压比较器IC3就变为低电平信号，使前述可控硅T1失去触发信号，但可控硅T1依旧导通。当所述冷凝翅片5的温度升高到设定的一个摄氏零上温度点TC1时，电压比较器IC2也变为低电平信号，三极管T2中断，使前述继电器J1，J2的输出端恢复与各自的常闭点相通，于是，通向半导体致冷块3的电流方向恢复正常。

Claims (4)

1.一种半导体浇花器，它包括半导体冷凝结水器和除霜电路。其特征在于：它还包括滴灌管(16)。所述滴灌管(16)与所述半导体冷凝结水器的集水槽(11)相通；所述除霜电路的输出采用电流换向电路，所述电流换向电路的输出端接所述半导体冷凝结水器的半导体致冷块(3)。

2.根据权利要求1所述的一种半导体浇花器，其特征在于：所述电流换向电路可以由两个继电器构成。所述继电器之一的常闭点与所述继电器之二的常开点相连，接直流电源正极；所述继电器之二的常闭点与所述继电器之一的常开点相连，接所述直流电源的负极。所述继电器之一的输出端接所述半导体致冷块的正电极；所述继电器之二的输出端接所述半导体致冷块的负电极。

3.根据权利要求1所述的一种半导体浇花器，其特征在于：所述电流换向电路还可以由一个继电器构成。所述继电器的常闭点接直流电源正极，所述继电器的常开点接所述直流电源负极，所述继电器的输出端接前述半导体致冷块的正电极；所述所述半导体致冷块的负极接所述直流电源零极。

4.根据权利要求1所述的一种半导体浇花器，其特征在于：所述电流换向电路还可以由两个三极管或两个可控硅或两个场效应管构成。以NPN型三极管为例，(使用两个PNP型三极管或两个可控硅或两个场效应管可参照这一方法)：所述三极管之一的集电极接直流电源正极，所述三极管之一的发射极接前述半导体致冷块的正电极，所述半导体致冷块的负极接所述直流电源零极。所述三极管之二的发射极接直流电源负极，所述三极管之二的集电极接所述半导体致冷块的正电极。

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