CN201072508Y

CN201072508Y - 半导体控温控湿器

Info

Publication number: CN201072508Y
Application number: CNU2007201836092U
Authority: CN
Inventors: 施军达
Original assignee: 施军达
Current assignee: Ningbo Wuji Electric Appliance Co., Ltd.
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2017-09-26

Abstract

本实用新型半导体控温控湿器，包括由半导体制冷晶片、导冷块、致冷板、致冷板风扇、散热板、降温风扇以及冷凝水排吸蒸发系统组成的执行系统和由温度传感器、湿度传感器、IC智能芯片、制冷晶片控制器、致冷风扇控制器、降温风扇控制器组成的控制系统；半导体制冷晶片经导冷块连通致冷板和致冷板风扇所在的一端为冷端，而连通散热板和降温风扇所在的一端为热端；并且半导体制冷晶片还连通制冷晶片控制器；致冷板风扇和降温风扇之间连接有致冷风扇控制器和降温风扇控制器；IC智能芯片分别与温度传感器和湿度传感器相连接；并连接制冷晶片控制器、致冷风扇控制器和降温风扇控制器。其结构简单，制造成本低，控温控湿效果好，便利多用途。

Description

半导体控温控湿器

技术领域

本实用新型涉及半导体应用技术，尤其涉及半导体控温控湿器。

背景技术

社会在不断发展进步，科学技术随着社会经济的飞速发展越来越发挥着它的重要应用。半导体技术是众多技术中的一种，它的应用范围越来越广泛，它已成为生产、生活中不可缺少的一种实用技术。利用半导体技术生产的半导体制冷装置、半导体除湿装置也层出不穷。目前，半导体制冷行业已经有半导体制冷装置、半导体除湿装置等，现有的这些半导体产品，产品结构复杂，产品的功能单一，使用效果和功用不尽人意。在生活中，有很多物品如药物、化妆品、化学制剂等需要放置在一定温度湿度的空间内，现在市场上达到上述性能要求的的产品未见销售。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供了结构简单，制造成本低，控温控湿效果好，便利多用途的半导体控温控湿器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：半导体控温控湿器，其中：包括由半导体制冷晶片、导冷块、致冷板、致冷板风扇、散热板、降温风扇以及冷凝水排吸蒸发系统组成的执行系统和由温度传感器、湿度传感器、IC智能芯片、制冷晶片控制器、致冷风扇控制器、降温风扇控制器组成的控制系统；半导体制冷晶片经导冷块连通致冷板和致冷板风扇所在的一端为半导体制冷晶片冷端，而连通散热板和降温风扇所在的一端为半导体制冷晶片热端；并且半导体制冷晶片还连通制冷晶片控制器；致冷板风扇和降温风扇之间连接有致冷风扇控制器和降温风扇控制器；IC智能芯片分别与温度传感器和湿度传感器相连接；并连接制冷晶片控制器、致冷风扇控制器和降温风扇控制器。

为优化上述技术方案，所采取的措施还包括：

上述的半导体控温控湿器，导冷块的外周包裹有隔热保温材料层；冷凝水排吸蒸发系统包括有冷凝水吸附材料层、冷凝水材料吸附材料固定板、回风导流罩、冷凝水收集槽；冷凝水收集槽贯穿隔热保温材料层和散热板，并贴附冷凝水吸附材料层内侧面；并且回风导流罩与致冷板下部形成有冷凝水收集槽的外槽口；冷凝吸附材料层外侧面嵌固有冷凝材料固定板。

上述的半导体控温控湿器，半导体制冷晶片外周套有半导体制冷晶片密封圈；隔热保温材料层与散热板之间设置有后盖板。

上述的半导体控温控湿器，致冷板的外侧下部制有由外向内倾斜的斜面，并且底端对准所述的冷凝水收集槽的外槽口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：1.半导体控温控湿器结构简单，其将控温系统和控湿系统的作用集于一体，增强了产品的使用实用性，有利于物品的保存；2.半导体控温控湿器的控制系统内设置有半导体制冷晶片，半导体制冷晶片的设置，使整个系统能够根据IC智能芯片上设置的传感器传输的信号对各个系统进行控制，使这个系统处于一个自动控制状态，节省能源，使用寿命长；3.半导体控温控湿器的调温调湿的控制系统设计简单，噪音低，易于安装使用；4.导体控温控湿器上设置有冷凝水吸附材料层和冷凝水收集槽，将制冷系统排出的液体进行吸附、收集，无污染，有利于环境保护；5.半导体控温控湿器制造简单，成本低，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型实施例的控制原理示意图；

图2是图1中的执行系统各部件结构示意图；

图3是图1中的执行系统和控制系统各部件的工作流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型的结构见图1所示半导体控温控湿器，其中：包括由半导体制冷晶片5、导冷块6、致冷板14、致冷板风扇13、散热板3、降温风扇4以及冷凝水排吸蒸发系统组成的执行系统和由温度传感器15、湿度传感器16、IC智能芯片17、制冷晶片控制器18、致冷风扇控制器19、降温风扇控制器20组成的控制系统。半导体制冷晶片5是半导体控温控湿器制冷的核心部件，是一个反映半导体制冷晶片5特性的常量，分为冷、热两个工作端，热端的温度越低，冷端的温度也越低，制冷效果也就越佳，其两端的温差一般控制在65℃-68℃之间。半导体制冷晶片5前部设置有导冷块6，半导体制冷晶片5经导冷块6与设置在半导体制冷晶片5冷端的致冷板14和致冷板风扇13相连通。半导体制冷晶片5通过导冷块6把能量传递给致冷板14和致冷板风扇13。致冷板风扇13将能量向周围传递，致冷板14对周围的空气进行冷凝、排放，将冷凝的液体吸附在致冷板14上，对液体进行吸收、蒸发，对密封、保温的容器进行降温、除湿。半导体制冷晶片5热端与散热板3和降温风扇4相连通。降温风扇4和散热板3的主要功能为散热，通过降温风扇4产生的气流快速带走散热板3上的热量，将散热板3上的温度维持在较低的状态，从而保证最大限度地降低冷端的温度。半导体制冷晶片5还连通制冷晶片控制器18。致冷板风扇13和降温风扇4之间连接有致冷风扇控制器19和降温风扇控制器20。IC智能芯片17分别与温度传感器15和湿度传感器16相连接，并连接制冷晶片控制器18、致冷风扇控制器19和降温风扇控制器20。导冷块6的外周包裹有隔热保温材料层1。冷凝水排吸蒸发系统包括有冷凝水吸附材料层8、冷凝水材料吸附材料固定板9、回风导流罩10、冷凝水收集槽11。冷凝水收集槽11贯穿隔热保温材料层1和散热板3，并贴附在的冷凝水吸附材料层8内侧面，并且回风导流罩10与致冷板14下部形成有冷凝水收集槽11的外槽口。致冷板14凝结的水在重力作用沿致冷板14斜面向下流入冷凝水收集槽11，经过冷凝水收集槽11的排水孔被冷凝水吸附材料层8所吸收。冷凝水吸附材料层8吸附的水，在散热板3和降温风扇4共同作用，加速了冷凝水吸附材料层8内液体的挥发。冷凝吸附材料层8外侧面嵌固有冷凝材料固定板9。半导体制冷晶片5外周套有半导体制冷晶片密封圈7。隔热保温材料层1与散热板3之间设置有后盖板2。致冷板14的外侧下部制有由外向内倾斜的斜面，并且底端对准所述的冷凝水收集槽的外槽口。回风导流罩10和后盖板2通过组合螺钉12进行连接固定。

使用半导体控温控湿器时，启动半导体制冷晶片5，半导体制冷晶片5开始制冷，通过导冷块6对能量进行传导，制冷产生的能量传递给致冷板14和致冷板风扇13，通过致冷板风扇13和致冷板14对其周围的物质进行冷却，冷却产生的液体凝聚在致冷板14上，在重力的作用下，冷凝液沿致冷板14下部的由外向内倾斜的斜面，并且底端对准所述的冷凝水收集槽的外槽口流入冷凝水收集槽11，被与冷凝水收集槽11相连通的冷凝水吸附材料层8吸收，为了保持容器内的温度湿度，降温风扇4和散热板3共同作用将冷凝水吸附材料层8内吸收的水加速挥发，对密封容器进行降温除湿，起到对容器控温控湿的作用。当容器内的温度高时，冷端器件不断降温，为了提高制冷器件的降温效果，热端器件开始工作，制冷器件产生的热量传到散热板3和降温风扇4，降温风扇4和散热板3共同作用，保证冷端的正常工作，提高半导体制冷晶片5工作效率，同时也降低了半导体制冷晶片5的工作量，有利于节能环保。

如图2所示，由温度传感器15、湿度传感器16、IC智能芯片17、制冷晶片控制器18、致冷风扇控制器19、降温风扇控制器20组成的控制系统。致冷板风扇13和降温风扇4之间连接有致冷风扇控制器19和降温风扇控制器20。IC智能芯片17分别与温度传感器15和湿度传感器16相连接，IC智能芯片17并连接制冷晶片控制器18、致冷风扇控制器19和降温风扇控制器20。

如图3所示，半导体控温控湿器的工作流程图。半导体控湿控温使用可分为三个过程，其分别为除湿过程、制冷过程和控制过程。

除湿过程。半导体控温控湿器接通电源，通过IC智能芯片17的控制，致冷风扇控制器19打开，冷端设备随同工作。半导体制冷晶片5开始工作，其冷端温度开始下降，热端温度开始上升。半导体制冷晶片5的冷端温度通过导冷块6传递到致冷板14，当致冷板14上面的温度降至5℃(露点附近)时，致冷板14周边空气中的水分子迅速凝结在致冷板14的翼片上，当翼片上冷凝水的重力大于翼片的吸附力时，冷凝水便沿致冷板14的斜面垂直滴落到冷凝水收集槽11内，并经排水孔流到半导体制冷晶片5后面散热板3贴附的冷凝水吸附材料层8上。由于吸附材料的毛细作用，冷凝水被吸附到冷凝水吸附材料层8内。此时，散热板3产生的热量以及降温风扇4产生的气流迅速将冷凝水吸附材料层8内的水分蒸发掉，从而达到了对密闭、保温空间内空气中的气态水进行冷凝、排除的效果，同时，充满在冷凝水吸附材料层8中的冷凝水也起到了提高散热板3的降温速度和降温效率的辅助作用。

制冷过程。半导体控温控湿器接通电源，通过IC智能芯片17的控制，降温风扇控制器20打开，热端设备随同工作。半导体制冷晶片5开始工作，其冷端开始温度下降。半导体制冷晶片5的冷端温度通过导冷块6传递到致冷板14，致冷板风扇13同时工作，随着致冷板14表面温度的不断下降，致冷板风扇13产生的气流也不断的在密闭、保温空间内循环并进行冷热交换，逐步使密闭、保温空间内的温度不断下降，达到降温目的。

为了保证半导体制冷晶片5冷端的致冷板14表面温度控制在一个较低的水平上，利用散热板3和降温风扇4对半导体制冷晶片5的热端进行强制降温。根据实际使用情况，控制半导体制冷晶片5的热端温度。

控制过程。为了精确的控制制冷降温与冷凝除湿两者有效同步进行，设计了可编程IC控制电路系统，通过IC控制电路完成温度、湿度监测以及对半导体制冷晶片5、致冷板风扇13、降温风扇4的工作状态控制，配合半导体控温控湿器核心部件达到对密闭、保温容器内温度、湿度的调节、控制。

半导体控温控湿器的基本设定原则是温度控制优先，湿度控制其次。

半导体控温控湿器通电后，半导体制冷晶片5、降温风扇4、致冷板风扇13以及温度传感器15、湿度传感器16等同时开始工作。半导体制冷晶片5的冷端开始制冷，并通过导冷块6将冷量传导至致冷板14上，致冷板风扇13将致冷板14上的低温空气吹送到密闭保温空间，不断进行冷、热空气交换，使密闭保温空间内的空气温度逐步降低。

当温度传感器15测到密闭保温空间内的温度降到给定的初始温度T1℃且相对湿度大于给定的湿度范围上限W1％时，即Y时，IC智能芯片17发出指令，通过致冷风扇控制器19停止致冷板风扇13工作，此时除湿工作开始，致冷板14迅速将密闭保温空间内的水分子冷凝、聚集并通过排放、吸附、蒸发系统将密闭保温空间内的水分子逐步排除，达到除湿的效果。当温度传感器15测到密闭保温空间内的温度降到给定的初始温度T1℃且相对湿度小给定的湿度范围上限W1％时，即N时，系统保持温度T1℃和湿度≤W％循环状态。上述①、②是一个往复、连续的过程，直至温度突破给定的初始温度T1℃是，才进入下一个更大范围内的温、湿度控制工作循环。

在致冷板14进行冷凝、排放、吸收、蒸发的除湿过程时，由于致冷板风扇13停止工作，密闭保温空间内的冷热交换过程趋缓，温度逐步回升。温度传感器15时时将测得的温度信息回传给IC智能芯片17，当测得温度回升至设定的温度范围上限T2℃或者湿度已经达到湿度控制范围的下限W2％时，即Y时，IC智能芯片17发出指令，启动致冷风扇控制器19，致冷板风扇13工作，冷热交换过程强化，保温空间内的温度开始快速下降，循环到开始状态，进行降温、除湿工作。当测得温度回升至设定的温度范围超出T2℃上限或者湿度已经达到湿度控制范围的超出W2％下限时，即N时，进入下一状态即T3℃和W3％状态。

当温度传感器15、湿度传感器16测得温度达到温度范围下限T3℃同时湿度也达到湿度控制范围的下限W2％时，既Y时，IC智能芯片17发出指令，制冷晶片控制器18、致冷风扇控制器19和降温风扇控制器20关闭，致冷板风扇13、降温风扇4以及半导体制冷晶片5都停止工作，半导体控温控湿器整机处于温湿度监测、待机状态。否则，为N时，循环到开始状态，系统继续进行制冷或者除湿。

当温度传感器15、湿度传感器16测得温度达到温度范围上限T2℃或者湿度也达到湿度控制范围的上限W1％时，既Y时，IC智能芯片17发出指令，制冷晶片控制器18、致冷风扇控制器19和降温风扇控制器20全部启动，致冷板风扇13、降温风扇4以及半导体制冷晶片5都启动、工作，系统从第①步开始进入下一个工作循环。若为N时，制冷停止，进入待机状态，降温风扇延时工作。

不需半导体控温控湿器工作时，关闭电源，即可系统停机。需要时重新开机时，打开电源，从初始状态下重新按上述步骤开始。

以上实施例仅以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管说明书实施例对本实用新型进行了最佳详细说明，但是，本领域的技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，而一切不脱离本实用新型的经营范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims

1.半导体控温控湿器，其特征是：包括由半导体制冷晶片(5)、导冷块(6)、致冷板(14)、致冷板风扇(13)、散热板(3)、降温风扇(4)以及冷凝水排吸蒸发系统组成的执行系统和由温度传感器(15)、湿度传感器(16)、IC智能芯片(17)、制冷晶片控制器(18)、致冷风扇控制器(19)、降温风扇控制器(20)组成的控制系统；

所述的半导体制冷晶片(5)经所述的导冷块(6)连通所述的致冷板(14)和致冷板风扇(13)所在的一端为半导体制冷晶片(5)冷端，而连通所述的散热板(3)和降温风扇(4)所在的一端为半导体制冷晶片(5)热端；并且所述的半导体制冷晶片(5)还连通所述的制冷晶片控制器(18)；

所述的致冷板风扇(13)和降温风扇(4)之间连接有致冷风扇控制器(19)和降温风扇控制器(20)；

所述的IC智能芯片(17)分别与温度传感器(15)和湿度传感器(16)相连接；并连接所述的制冷晶片控制器(18)、致冷风扇控制器(19)和降温风扇控制器(20)。

2.根椐权利要求1所述的半导体控温控湿器，其特征是：所述的导冷块(6)的外周包裹有隔热保温材料层(1)；所述的冷凝水排吸蒸发系统包括有冷凝水吸附材料层(8)、冷凝水材料吸附材料固定板(9)、回风导流罩(10)、冷凝水收集槽(11)；所述的冷凝水收集槽(11)贯穿所述的隔热保温材料层(1)和散热板(3)，并贴附所述的冷凝水吸附材料层(8)内侧面；并且所述的回风导流罩(10)与所述的致冷板(14)下部形成有所述的冷凝水收集槽(11)的外槽口；所述的冷凝吸附材料(8)外侧面嵌固有冷凝材料固定板(9)。

3.根椐权利要求1或2所述的半导体控温控湿器，其特征是：所述的半导体制冷晶片(5)外周套有半导体制冷晶片密封圈(7)；所述的隔热保温材料层(1)与散热板(3)之间设置有后盖板(2)。

4.根椐权利要求3所述的半导体控温控湿器，其特征是：所述的制冷板(14)的外侧下部制有由外向内倾斜的斜面，并且底端对准所述的冷凝水收集槽的外槽口。