智能防凝露環(huán)境調(diào)控裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防凝露環(huán)境調(diào)控裝置，包括機(jī)箱、半導(dǎo)體制冷芯片組（7）、冷端散熱器（14）、冷端凝露風(fēng)機(jī)（5）、熱端冷端隔熱裝置（9）、熱端冷卻裝置，其中，半導(dǎo)體制冷芯片組設(shè)置于機(jī)箱內(nèi)，在通電的情況下兩端極板產(chǎn)生溫差形成冷端和熱端；半導(dǎo)體制冷芯片組冷端設(shè)置有冷端散熱器，由安裝于機(jī)箱的冷端凝露風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生負(fù)氣壓將空氣吸入，再吹向冷端散熱器；半導(dǎo)體制冷芯片組熱端設(shè)置有熱端冷卻裝置，將半導(dǎo)體制冷芯片組熱端產(chǎn)生的熱量排出；熱端冷端隔熱裝置將機(jī)箱內(nèi)部半導(dǎo)體制冷芯片組的熱端和冷端隔離開(kāi)，以利于除濕。進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種智能防凝露環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，可使所控環(huán)境內(nèi)部空氣遠(yuǎn)離凝露產(chǎn)生的條件，從而很好地預(yù)防凝露產(chǎn)生。
【專利說(shuō)明】智能防凝露環(huán)境調(diào)控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子技術(shù)及自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其涉及在電力及機(jī)電行業(yè)中防止戶外設(shè)施內(nèi)部凝露及空氣環(huán)境調(diào)控的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是，涉及環(huán)網(wǎng)柜、高壓開(kāi)關(guān)柜、控制柜、箱變等戶外設(shè)備內(nèi)部防止產(chǎn)生凝露、溫度過(guò)高、溫度過(guò)低等不利于箱、柜內(nèi)部設(shè)施安全可靠運(yùn)行的
>J-U ρ?α裝直。
技術(shù)背景
[0002]在電力及機(jī)電行業(yè)中，戶外設(shè)備產(chǎn)生凝露將使設(shè)備內(nèi)部的電子元件、接線端子、機(jī)械零件等表面產(chǎn)生銹蝕，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)高壓拉弧短路或部件銹蝕，將使設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行造成事故。在電力系統(tǒng)及機(jī)電行業(yè)中有些戶外設(shè)備應(yīng)用了大量的電子元器件及金屬零部件，它們對(duì)環(huán)境工作溫度、濕度都有一定的要求和限制，溫度過(guò)高或溫度過(guò)低或濕度過(guò)大都會(huì)對(duì)其正常運(yùn)行造成影響，因此，解決戶外小環(huán)境防凝露及內(nèi)部環(huán)境調(diào)控也是電力系統(tǒng)及機(jī)電行業(yè)的迫切需求。
[0003]在電力系統(tǒng)及機(jī)電行業(yè)中傳統(tǒng)解決防凝露的方法是采用加熱或通風(fēng)的方式，如在開(kāi)關(guān)柜中采用自動(dòng)加熱除濕控制器防止凝露，或者進(jìn)行自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)。
[0004]但上述方法并不能從根本上解決凝露問(wèn)題，主要原因是這兩種方法都沒(méi)能從產(chǎn)生凝露的機(jī)理上出發(fā)，只能片面的解決個(gè)別的凝露現(xiàn)象，例如通風(fēng)只能解決小環(huán)境內(nèi)部濕度過(guò)大，而外部濕度較低的情況，當(dāng)外部已達(dá)到凝露環(huán)境，如大霧天氣采用通風(fēng)可能會(huì)更糟。又例如加熱只能適用小環(huán)境內(nèi)部和外`部溫差不大，但內(nèi)部濕度過(guò)大的情況，當(dāng)小環(huán)境內(nèi)部濕度較大而外部降溫很快時(shí)，箱體或/和柜體又都是金屬制成的，其溫度也會(huì)隨之降低很快，在箱柜的內(nèi)表面的溫度低于箱柜體內(nèi)部空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，同樣會(huì)在箱柜體內(nèi)表面產(chǎn)生凝露，所以，加熱是不起作用的，如同冬天戴眼鏡的人從寒冷的屋外進(jìn)入溫暖的屋內(nèi)，雖然屋內(nèi)溫度比屋外溫度高很多，眼鏡也會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的凝露。
[0005]綜上，要解決電力系統(tǒng)及機(jī)電行業(yè)中戶外箱柜設(shè)備的凝露問(wèn)題，必須深入研究凝露產(chǎn)生的機(jī)理，尋求最佳的方法，才能解決不同氣候環(huán)境下的凝露問(wèn)題，同時(shí)也要解決因所控環(huán)境內(nèi)部設(shè)備供電系統(tǒng)功率有限，確保不與所控環(huán)境內(nèi)部設(shè)備用電的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種防凝露環(huán)境調(diào)控裝置，根據(jù)凝露產(chǎn)生的機(jī)理、利用除濕原理將所控環(huán)境內(nèi)部空氣中的水分提前析出，并排出至所控環(huán)境外部，是一種全新的防凝露技術(shù)。
[0007]進(jìn)一步地，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種智能的防凝露環(huán)境調(diào)控裝置，能夠根據(jù)溫度、濕度、氣候變化等因素進(jìn)行除濕、通風(fēng)或加熱操作，解決了現(xiàn)有防凝露技術(shù)無(wú)法適應(yīng)全天候的防凝露問(wèn)題。
[0008]通常通過(guò)測(cè)定溫度和相對(duì)濕度來(lái)確定露點(diǎn)溫度，所以露點(diǎn)溫度是當(dāng)前空氣開(kāi)始產(chǎn)生凝露的溫度點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明針對(duì)凝露產(chǎn)生的機(jī)理，采用了半導(dǎo)體制冷芯片組、利用除濕原理將所控環(huán)境內(nèi)部空氣中的水分提前析出，并排出至所控環(huán)境外部，使所控環(huán)境內(nèi)部空氣的露點(diǎn)溫度遠(yuǎn)離了凝露產(chǎn)生的條件，從而很好地預(yù)防凝露產(chǎn)生對(duì)設(shè)備造成的不良影響。
[0009]為了解決前述技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案，其中，濕度均指相對(duì)濕度:
一種防凝露環(huán)境調(diào)控裝置，包括機(jī)箱、半導(dǎo)體制冷芯片組、冷端散熱器、冷端凝露風(fēng)機(jī)、熱端冷端隔熱裝置、熱端冷卻裝置，其中，半導(dǎo)體制冷芯片組設(shè)置于機(jī)箱內(nèi)，在通電的情況下兩端極板產(chǎn)生溫差形成冷端和熱端；半導(dǎo)體制冷芯片組的冷端設(shè)置有冷端散熱器，由安裝于機(jī)箱的冷端凝露風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生負(fù)氣壓將空氣吸入，再吹向冷端散熱器；半導(dǎo)體制冷芯片組的熱端設(shè)置有熱端冷卻裝置，將半導(dǎo)體制冷芯片組的熱端產(chǎn)生的熱量排出；熱端冷端隔熱裝置將機(jī)箱內(nèi)部半導(dǎo)體制冷芯片組的熱端和冷端隔離開(kāi)，以利于除濕；優(yōu)選地，熱端冷端隔熱裝置為熱端冷端隔熱板。
[0010]優(yōu)選地，在半導(dǎo)體制冷芯片組的冷端設(shè)置有冷端溫度傳感器，檢測(cè)冷端溫度，通過(guò)控制冷端凝露風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使冷端散熱器的溫度保持在始終低于空氣的露點(diǎn)溫度以下，將空氣中的水分凝露析出；優(yōu)選地，在在半導(dǎo)體制冷芯片組的熱端設(shè)置熱端溫度傳感器，測(cè)量半導(dǎo)體制冷芯片組的熱端溫度，以防止半導(dǎo)體制冷芯片組過(guò)熱損壞。
[0011]優(yōu)選地，熱端冷卻裝置包括液體循環(huán)泵、熱端液體冷卻板、液體冷卻排，半導(dǎo)體制冷芯片組的熱面與熱端液體冷卻板貼合，液體循環(huán)泵的出口與熱端液體冷卻板的進(jìn)口相連，熱端液體冷卻板的出口與液體冷卻排的進(jìn)口相連，液體冷卻排的出口與熱端液體冷卻板相連接構(gòu)成閉合的液體循環(huán)回路；更優(yōu)選地，循環(huán)管路內(nèi)充滿冷卻防凍液，在液體循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)下，冷卻防凍液在液體循環(huán)回路內(nèi)快速流動(dòng)，將半導(dǎo)體制冷芯片組的熱面所發(fā)出的熱量帶至液體冷卻排。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選地，熱端冷卻裝置還包括液體儲(chǔ)箱，液體儲(chǔ)箱出口與液體循環(huán)泵的進(jìn)口直接相連接，液體儲(chǔ)箱進(jìn)口與熱端液體冷卻板相連接構(gòu)成閉合的液體循環(huán)回路。上述部件之間均可通過(guò)液體管路進(jìn)行連接。更優(yōu)選地，通過(guò)液體管路相連接的液體儲(chǔ)箱和循環(huán)管路內(nèi)充滿冷卻防凍液，在液體循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)下，冷卻防凍液在液體循環(huán)回路內(nèi)快速流動(dòng)，將半導(dǎo)體制冷芯片組熱面所發(fā)出的熱量帶至液體冷卻排。
[0013]更進(jìn)一步優(yōu)選地，設(shè)置散熱風(fēng)扇，通過(guò)散熱風(fēng)扇將液體冷卻排的熱量散發(fā)出去。
[0014]這樣半導(dǎo)體的熱面溫度得到了控制，由于溫差效應(yīng)在半導(dǎo)體的冷面形成了低溫，在冷端散熱器和冷端凝露風(fēng)機(jī)的作用下，使得冷端的溫度低于箱柜體內(nèi)部的露點(diǎn)溫度值，使其箱柜體內(nèi)部空氣通過(guò)冷端時(shí)，空氣中的水分在冷端散熱器上產(chǎn)生凝露，再由凝露出水引流口連接的排水管排至箱柜體外部完成了除濕的功能。
[0015]優(yōu)選地，機(jī)箱上還設(shè)置有冷端凝露進(jìn)風(fēng)口、冷端凝露出風(fēng)口、熱端散熱進(jìn)風(fēng)口、熱端散熱出風(fēng)口、凝露出水引流口。
[0016]本發(fā)明還提供一種智能防凝露環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，系統(tǒng)箱柜內(nèi)安裝有前述的防凝露環(huán)境調(diào)控裝置，還包括單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)系統(tǒng)箱柜內(nèi)部和外部的溫度、濕度、露點(diǎn)溫度，再根據(jù)設(shè)定的判據(jù)進(jìn)行判斷是否開(kāi)啟或關(guān)閉除濕操作。優(yōu)選地，單片機(jī)對(duì)冷端凝露風(fēng)機(jī)所進(jìn)行的控制為脈沖調(diào)寬控制。
[0017]本領(lǐng)域公知，現(xiàn)有技術(shù)中存在許多測(cè)量或計(jì)算露點(diǎn)溫度的方法，比如使用干濕球溫度計(jì)、露點(diǎn)儀進(jìn)行測(cè)量，或者使用查表法，通過(guò)圖表查出某溫度、濕度下所對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度，也可以采用對(duì)戈夫-格雷奇(Goff-Gratch)公式的求解來(lái)計(jì)算得到。
[0018]優(yōu)選地，智能防凝露環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)還包括加熱器、進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)和出風(fēng)風(fēng)機(jī)、設(shè)置于系統(tǒng)箱柜內(nèi)部的內(nèi)部溫濕度傳感器和設(shè)置于系統(tǒng)箱柜外部的外部溫濕度傳感器，檢測(cè)所控環(huán)境即系統(tǒng)箱柜內(nèi)部及外部的溫濕度，通過(guò)計(jì)算或者測(cè)量得到系統(tǒng)箱柜內(nèi)部和外部的露點(diǎn)溫度，再根據(jù)設(shè)定的判據(jù)進(jìn)行判斷是否開(kāi)啟或關(guān)閉通風(fēng)、加熱操作。
[0019]單片機(jī)具有單片機(jī)控制單元，單片機(jī)控制單元包括所控環(huán)境內(nèi)部及外部溫濕度傳感器接口電路、半導(dǎo)體芯片冷端溫度及熱端溫度檢測(cè)電路、PWM脈沖調(diào)寬冷端凝露風(fēng)機(jī)控制電路、所控環(huán)境內(nèi)外通風(fēng)使用的進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)、出風(fēng)風(fēng)機(jī)、加熱器控制電路、半導(dǎo)體制冷除濕系統(tǒng)控制電路、工作狀態(tài)指示燈電路、外部通訊接口電路、電流互感器檢測(cè)電路等組成。單片機(jī)內(nèi)部可以集成計(jì)算露點(diǎn)溫度的數(shù)學(xué)模型、智能調(diào)控軟件，以計(jì)算得到露點(diǎn)溫度值、再根據(jù)設(shè)定的判據(jù)進(jìn)行是否開(kāi)啟或關(guān)閉除濕操作的判斷。
[0020]優(yōu)選地，也可以預(yù)先將溫度、相對(duì)濕度與露點(diǎn)溫度值存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查找與溫度、相對(duì)濕度對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度值；或者，在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)先存儲(chǔ)有不同溫度下的相對(duì)濕度值，露點(diǎn)溫度值通過(guò)與溫度值、相對(duì)濕度值之間的關(guān)系曲線得到；得到露點(diǎn)溫度值后再利用單片機(jī)根據(jù)設(shè)定的判據(jù)進(jìn)行是否開(kāi)啟或關(guān)閉除濕操作的判斷?？蛇x擇地，所述數(shù)據(jù)庫(kù)為表格形式的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0021]優(yōu)選地，采用集成電路總線(IIC數(shù)據(jù)接口)將溫濕度傳感器或無(wú)線溫濕度傳感器與單片機(jī)控制單元相連。
[0022]優(yōu)選地，通過(guò)調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷芯片組投入工作的數(shù)量，或調(diào)節(jié)冷端凝露風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，以確保在不同環(huán)境下冷端散熱器既不結(jié)冰又最大限度除濕。
[0023]本發(fā)明的主要技術(shù)特點(diǎn)是:
1.從凝露產(chǎn)生的機(jī)理上做到了以凝露防凝露，除濕過(guò)程就是凝露過(guò)程，采用了除濕原理將所控環(huán)境內(nèi)部空氣中的水分提前析出，并排出至所控環(huán)境外部，使所控環(huán)境內(nèi)部空氣的露點(diǎn)溫度遠(yuǎn)離凝露產(chǎn)生的條件，從而做到了全天候的預(yù)防凝露問(wèn)題。
[0024]2.進(jìn)一步地，戶外小環(huán)境凝露主要產(chǎn)生在秋、冬季節(jié)晝夜溫差較大的情況，傳統(tǒng)的壓縮機(jī)制冷除濕所能適應(yīng)的溫度范圍較小，在溫度低于15°C時(shí)幾乎沒(méi)有除濕效果。本發(fā)明優(yōu)選的采用了半導(dǎo)體制冷技術(shù)，由于半導(dǎo)體制冷芯片通電后，在半導(dǎo)體制冷芯片的兩個(gè)面可形成50°C左右的溫差，只要半導(dǎo)體制冷芯片的熱面散熱良好，即可保證在半導(dǎo)體制冷芯片的冷面有較大的功率和產(chǎn)生很低的溫度，優(yōu)選地，本發(fā)明采用了液體循環(huán)的散熱方式。
[0025]3.又進(jìn)一步地，本發(fā)明半導(dǎo)體制冷芯片的冷端(凝露析水端)加裝了 PWM脈寬調(diào)速控制的凝露風(fēng)機(jī)，可根據(jù)需要方便的調(diào)節(jié)冷端散熱片的溫度，其原理是凝露風(fēng)機(jī)風(fēng)速高，冷端散熱快，冷端散熱片溫度會(huì)提高，反之，冷端散熱片溫度會(huì)降低，這樣，可使冷端散熱片的溫度在除濕過(guò)程中始終低于所控環(huán)境內(nèi)部空氣的露點(diǎn)溫度，使半導(dǎo)體制冷除濕處在最佳工作狀態(tài)。
[0026]4.更進(jìn)一步地，本發(fā)明能通過(guò)系統(tǒng)箱柜內(nèi)部溫濕度傳感器、外部溫濕度傳感器對(duì)所控環(huán)境內(nèi)、外的溫度、濕度進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)單片機(jī)控制單元進(jìn)行露點(diǎn)溫度查找或計(jì)算，單片機(jī)控制單元再根據(jù)所控環(huán)境內(nèi)、外的溫度、濕度、露點(diǎn)溫度的變化情況進(jìn)行智能化分析，做出合理的除濕或通風(fēng)或加熱的調(diào)控，使所控環(huán)境內(nèi)部設(shè)備能工作在最佳的溫濕度狀態(tài)，并且不產(chǎn)生凝露危害。
[0027]5.再進(jìn)一步的，充分利用所控環(huán)境內(nèi)部設(shè)備的供電電源，使用電流互感器監(jiān)測(cè)所控環(huán)境內(nèi)部供電系統(tǒng)的電流來(lái)判斷是否有足夠的功率可以提供使用，通過(guò)單片機(jī)控制單元進(jìn)行智能判斷來(lái)決定裝置的投入或退出，以確保所控環(huán)境內(nèi)部設(shè)備的可靠運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1.1-圖1.2為防凝露環(huán)境調(diào)控裝置內(nèi)部構(gòu)成示意圖。
[0029]圖2.1-圖2.2為半導(dǎo)體制冷芯片組熱端、冷端構(gòu)成示意圖。
[0030]圖2.3為半導(dǎo)體制冷芯片組的俯視示意圖。
[0031]圖2.4為圖2.3的A-A剖視圖，即半導(dǎo)體制冷芯片組冷端、熱端的剖視示意圖。
[0032]圖3.1為機(jī)箱結(jié)構(gòu)立體示意圖一。
[0033]圖3.2為機(jī)箱結(jié)構(gòu)正面示意圖。
[0034]圖3.3為機(jī)箱結(jié)構(gòu)立體示意圖二。
[0035]圖4為單片機(jī)控制單元電路組成框圖。
[0036]圖中:1、AC-DC開(kāi)關(guān)電源；2、液體循環(huán)泵；3、電源濾波器；4、單片機(jī)控制單元；5、冷端凝露風(fēng)機(jī)；6、熱端溫度傳感器；7、半導(dǎo)體制冷芯片組；8、熱端液體冷卻板；9、熱端冷端隔熱板；10、散熱風(fēng)扇；11、為液體管路；12、液體儲(chǔ)箱；13冷卻防凍液；14、冷端散熱器；15、液體冷卻排；16冷端溫度傳感器；17、機(jī)箱上的防凍液加注口 ； 18、裝置箱體；19、接地樁；20、外部接線連接口 ；21、冷端凝露進(jìn)風(fēng)口 ；22、凝露出水引流口 ；23、工作狀態(tài)指示燈；24、冷端凝露出風(fēng)口 ；25、熱端散熱出風(fēng)口 ；26、熱端散熱進(jìn)風(fēng)口。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)防凝露環(huán)境調(diào)控裝置做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0038]下面是本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施例，其硬件構(gòu)成如說(shuō)明書(shū)附圖中所示，I為供電電源，優(yōu)選AC-DC開(kāi)關(guān)電源，其作用是將交流220V轉(zhuǎn)換成直流為裝置提供供電電源；2為液體循環(huán)泵，其作用是驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷芯片組7熱端冷卻管路內(nèi)的冷卻防凍液進(jìn)行循環(huán)；3為電源濾波器，其作用是隔絕內(nèi)、外的噪聲干擾；4為單片機(jī)控制單元，其作用是通過(guò)對(duì)各個(gè)傳感器采集到的各種信息進(jìn)行綜合智能的分析，再根據(jù)事先設(shè)定的各種條件判據(jù)做出除濕、通風(fēng)、加熱等相應(yīng)控制；5為冷端凝露風(fēng)機(jī)，其作用是在除濕狀態(tài)下通過(guò)單片機(jī)控制單元4進(jìn)行PWM脈沖調(diào)寬控制，以調(diào)節(jié)冷端凝露風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，使冷端散熱器14的溫度保持在始終低于空氣的露點(diǎn)溫度以下，以便空氣在冷端散熱器14上產(chǎn)生凝露，將空氣中的水分析出；6為熱端溫度傳感器，其作用是測(cè)量半導(dǎo)體制冷芯片組7的熱端溫度，以防止半導(dǎo)體制冷芯片過(guò)熱損壞；7為半導(dǎo)體制冷芯片組，其作用是制冷除濕；8為熱端液體冷卻板，其作用是將半導(dǎo)體制冷芯片組7的熱端產(chǎn)生的熱量通過(guò)冷卻液的循環(huán)帶走散熱；9為熱端冷端隔熱裝置，優(yōu)選為熱端冷端隔熱板，其作用是將防凝露環(huán)境調(diào)控裝置內(nèi)部半導(dǎo)體制冷芯片組7的熱端和冷端隔離開(kāi)，以達(dá)到良好的除濕效果；10為散熱風(fēng)扇，其作用是除濕狀態(tài)時(shí)，將由半導(dǎo)體制冷芯片組7產(chǎn)生的熱量通過(guò)液體循環(huán)至液體冷卻排15的熱量散掉；11為液體管路，其作用是將液體循環(huán)泵2、熱端液體冷卻板8、液體儲(chǔ)箱12、液體冷卻排15連接成閉合的液體循環(huán)回路；12為液體儲(chǔ)箱，其作用是存儲(chǔ)冷卻防凍液13 ;13為冷卻防凍液，其作用是半導(dǎo)體制冷芯片組7的熱端冷卻循環(huán)液體，并保證在零下溫度時(shí)，不會(huì)結(jié)冰而凍壞冷卻零部件；14為冷端散熱器，其作用是將半導(dǎo)體制冷芯片組7產(chǎn)生的制冷量與空氣接觸，產(chǎn)生凝露將空氣中的水分析出；15為液體冷卻排，其作用是冷卻防凍液13將半導(dǎo)體制冷芯片組7產(chǎn)生的熱量循環(huán)至液體冷卻排15后，通過(guò)散熱風(fēng)扇10的吹風(fēng)將熱量散發(fā)出去；16為冷端溫度傳感器，其作用是測(cè)量半導(dǎo)體制冷芯片組7的冷端溫度，以便單片機(jī)控制單元4對(duì)冷端凝露風(fēng)機(jī)5進(jìn)行風(fēng)速調(diào)節(jié)，確保冷端溫度低于露點(diǎn)溫度；17為機(jī)箱上的冷卻防凍液加注口，其作用是方便冷卻防凍液的加注；18為裝置箱體；19為接地樁，其作用是方便裝置接地；20為外部接線連接口 ；21為冷端凝露進(jìn)風(fēng)口，其作用是通過(guò)冷端凝露風(fēng)機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的負(fù)氣壓將空氣吸入，再吹向冷端散熱器14 ；22為凝露出水引流口，其作用是將冷端散熱器14上凝露所析出的水分排出去；23為工作狀態(tài)指示燈，其作用是顯示裝置的運(yùn)行狀態(tài)；24為冷端凝露出風(fēng)口，其作用是通過(guò)冷端凝露風(fēng)機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)將被吸入后經(jīng)過(guò)冷端散熱器14的空氣再吹出，使經(jīng)過(guò)冷端散熱器14的空氣通過(guò)冷端凝露風(fēng)機(jī)5的作用形成冷凝風(fēng)路；25為熱端散熱出風(fēng)口，其作用是散熱風(fēng)扇10轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正氣壓吹向液體冷卻排15，將熱端產(chǎn)生的熱量通過(guò)25排出；26為熱端散熱進(jìn)風(fēng)口，其作用是散熱風(fēng)扇10轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生負(fù)氣壓將空氣從熱端散熱進(jìn)風(fēng)口 26吸入，再吹向液體冷卻排15，從熱端散熱出風(fēng)口 25吹出形成半導(dǎo)體制冷芯片組7的熱端散熱風(fēng)路。
[0039]此外，智能防凝露環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)包括箱柜，出風(fēng)風(fēng)機(jī)安裝在所控環(huán)境的箱柜上，其作用是通過(guò)單片機(jī)控制單元4控制其工作，將所控環(huán)境內(nèi)部的空氣吹向外部；進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)安裝在所控環(huán)境的箱柜上，其作用是通過(guò)單片機(jī)控制單元4控制其工作，將所控環(huán)境外部的空氣吹向內(nèi)部，出風(fēng)風(fēng)機(jī)和進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)同時(shí)工作，形成了所控環(huán)境內(nèi)部和外部的空氣循環(huán)；力口熱器安裝在箱柜所控環(huán)境內(nèi)部、外部的空間中，其作用是通過(guò)單片機(jī)控制單元4控制其工作，使所控環(huán)境內(nèi)部的溫度得到提升；內(nèi)部溫濕度傳感器安裝在所控環(huán)境內(nèi)部，其作用是檢測(cè)所控環(huán)境內(nèi)部空氣的溫度、濕度，為單片機(jī)控制單元4提供調(diào)控依據(jù)；外部溫濕度傳感器安裝在所控環(huán)境外部，其作用是檢測(cè)所控環(huán)境外部空氣的溫度、濕度，為單片機(jī)控制單元4提供調(diào)控依據(jù)；系統(tǒng)還包括電流互感器，其作用是監(jiān)測(cè)所控環(huán)境內(nèi)部供電系統(tǒng)的電流來(lái)判斷是否有足夠的功率可以提供使用，通過(guò)單片機(jī)控制單元4進(jìn)行判斷來(lái)決定防凝露環(huán)境調(diào)控裝置的投入或退出，以確保所控環(huán)境內(nèi)部設(shè)備的可靠運(yùn)行；進(jìn)一步地，系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)程通訊單元，其作用是與防凝露環(huán)境調(diào)控裝置連接后，可與遠(yuǎn)端主站進(jìn)行無(wú)線通訊，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙調(diào)、遙信和遙控。
[0040]作為本發(fā)明的最佳優(yōu)選實(shí)施例，智能防凝露環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)包括單片機(jī)、所控環(huán)境內(nèi)部及外部溫濕度傳感器接口電路、半導(dǎo)體制冷芯片組、冷端溫度及熱端溫度檢測(cè)電路、PWM脈沖調(diào)寬冷端凝露風(fēng)機(jī)控制電路、所控環(huán)境內(nèi)外通風(fēng)使用的進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)、出風(fēng)風(fēng)機(jī)、加熱器控制電路、半導(dǎo)體制冷除濕系統(tǒng)控制電路、工作狀態(tài)指示燈電路、外部通訊接口電路、電流互感器檢測(cè)電路、內(nèi)部溫濕度傳感器、外部溫濕度傳感器、電流互感器、半導(dǎo)體制冷除濕系統(tǒng)冷端溫度傳感器16、熱端溫度傳感器6、進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)、出風(fēng)風(fēng)機(jī)、半導(dǎo)體制冷芯片組7、冷端散熱器14、冷端凝露風(fēng)機(jī)5、熱端液體冷卻板8、熱端冷端隔熱板9、液體循環(huán)泵2、液體儲(chǔ)箱12、液體冷卻排15、散熱風(fēng)扇10、液體管路11、冷卻防凍液13、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳設(shè)備、機(jī)箱等。
[0041]智能防凝露環(huán)境調(diào)控原理是，單片機(jī)通過(guò)內(nèi)部和外部的溫濕度傳感器檢測(cè)所控環(huán)境內(nèi)部及外部的溫濕度，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查找或者露點(diǎn)溫度數(shù)學(xué)模型計(jì)算出內(nèi)部和外部的露點(diǎn)溫度，再根據(jù)設(shè)定的判據(jù)進(jìn)行判斷是否開(kāi)啟或關(guān)閉通風(fēng)、加熱、除濕等操作，設(shè)定判據(jù)包括:
1.加熱開(kāi)啟溫度差=箱柜體外溫度-箱柜體內(nèi)溫度；
2.加熱關(guān)閉溫度差=箱柜體內(nèi)溫度-箱柜體外溫度；
3.通風(fēng)開(kāi)啟溫度差=箱柜體內(nèi)溫度-箱柜體外溫度；
4.通風(fēng)關(guān)閉溫度差=箱柜體內(nèi)溫度-箱柜體外溫度；
5.除濕開(kāi)啟溫度差=(箱柜體內(nèi)溫度或箱柜體外溫度)-箱柜體內(nèi)露點(diǎn)溫度；
6.除濕關(guān)閉溫度差=(箱柜體內(nèi)溫度或箱柜體外溫度)-箱柜體內(nèi)露點(diǎn)溫度；
7.必須加熱溫度=箱柜體內(nèi)溫度設(shè)定值；
8.無(wú)須加熱溫度=箱柜體內(nèi)溫度設(shè)定值；
9.必須通風(fēng)溫度=箱柜體內(nèi)溫度設(shè)定值；
10.無(wú)須通風(fēng)溫度=箱柜體內(nèi)溫度設(shè)定值；
11.必須除濕濕度=箱柜體內(nèi)濕度設(shè)定值；
12.無(wú)須除濕濕度=內(nèi)部濕度設(shè)定值；
13.外部電源可使用功率值=設(shè)定值。
[0042]系統(tǒng)工作過(guò)程中開(kāi)啟除濕優(yōu)先級(jí)最高，下面列出通風(fēng)、加熱、除濕開(kāi)啟和關(guān)閉的邏輯判斷關(guān)系式:
1.開(kāi)啟通風(fēng)邏輯為:工作狀態(tài)為監(jiān)測(cè)狀態(tài)及((箱柜體內(nèi)溫度-箱柜體外溫度>=通風(fēng)開(kāi)啟溫度差)或(箱柜體內(nèi)溫度 >=必須通風(fēng)溫度));
2.關(guān)閉通風(fēng)邏輯為:工作狀態(tài)為通風(fēng)狀態(tài)及(箱柜體內(nèi)溫度-箱柜體外溫度〈=通風(fēng)關(guān)閉溫度差)及箱柜體內(nèi)溫度〈必須通風(fēng)溫度)；
3.開(kāi)啟加熱邏輯為:工作狀態(tài)為監(jiān)測(cè)狀態(tài)及((箱柜體外溫度-箱柜體內(nèi)溫度>=加熱開(kāi)啟溫度差)或(箱柜體內(nèi)溫度 <=必須加熱溫度));
4.關(guān)閉加熱邏輯為:工作狀態(tài)為加熱狀態(tài)及((箱柜體內(nèi)溫度-箱柜體外溫度>=加熱關(guān)閉溫度差)及(箱柜體內(nèi)溫度 > 必須加熱溫度));
5.開(kāi)啟除濕邏輯為:工作狀態(tài)為(監(jiān)測(cè)狀態(tài)或通風(fēng)狀態(tài)或加熱狀態(tài))及(((箱柜體內(nèi)溫度-箱柜體內(nèi)露點(diǎn)溫度或箱柜體外溫度-箱柜體內(nèi)露點(diǎn)溫度)〈=除濕開(kāi)啟溫度差)或(箱柜體內(nèi)濕度 >=必須除濕濕度))；
6.關(guān)閉除濕邏輯為:工作狀態(tài)為除濕狀態(tài)及(((箱柜體內(nèi)溫度-箱柜體內(nèi)露點(diǎn)溫度或箱柜體外溫度-箱柜體內(nèi)露點(diǎn)溫度)>=除濕關(guān)閉溫度差)及(箱柜體內(nèi)濕度〈必須除濕濕度));
7.可使用電源邏輯:電源電流X電源電壓〈外部電源可使用功率值；
8.不可使用電源邏輯:電源電流X電源電壓〉外部電源可使用功率值，此時(shí)，若工作狀態(tài)為通風(fēng)狀態(tài)或加熱狀態(tài)或除濕狀態(tài)，必須停止通風(fēng)或加熱或除濕；
除濕原理是:當(dāng)工作在除濕狀態(tài)，半導(dǎo)體制冷芯片組7、液體循環(huán)泵2、散熱風(fēng)扇10同時(shí)加電，在半導(dǎo)體的冷面和熱面將產(chǎn)生50°C左右的溫度差，半導(dǎo)體熱面與熱端液體冷卻板8接觸，優(yōu)選為貼合尤其是緊密貼合，液體儲(chǔ)箱12底部與液體循環(huán)泵的進(jìn)口直接相連接，液體循環(huán)泵的出口通過(guò)液體管路11與熱端液體冷卻板8進(jìn)口相連，熱端液體冷卻板8出口與液體冷卻排15進(jìn)口通過(guò)液體管路11相連，液體冷卻排15出口與液體儲(chǔ)箱12頂部進(jìn)口通過(guò)液體管路11相連接構(gòu)成了閉合的液體循環(huán)回路，液體儲(chǔ)箱12和循環(huán)管路內(nèi)充滿冷卻防凍液，在液體循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)下，冷卻防凍液在液體循環(huán)回路內(nèi)快速流動(dòng)，將半導(dǎo)體熱面所發(fā)出的熱量帶至液體冷卻排，再通過(guò)散熱風(fēng)扇將熱量散發(fā)出去，這樣半導(dǎo)體的熱面溫度得到了控制，由于溫差效應(yīng)在半導(dǎo)體的冷面形成了低溫，經(jīng)過(guò)冷端散熱器14和冷端凝露風(fēng)機(jī)5及單片機(jī)控制單元4PWM脈沖調(diào)寬控制的作用下，使得冷端的溫度低于箱柜體內(nèi)部的露點(diǎn)溫度，使其箱柜體內(nèi)部空氣通過(guò)冷端時(shí)，空氣中的水分將在冷端散熱器14上產(chǎn)生凝露，再由凝露出水引流口 22排至箱柜體外部完成了除濕的功能。
[0043]通風(fēng)原理是:當(dāng)工作在通風(fēng)狀態(tài)，單片機(jī)通過(guò)通風(fēng)控制電路同時(shí)開(kāi)啟進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)和出風(fēng)風(fēng)機(jī)，使得箱柜體內(nèi)、箱柜體外的空氣能夠良好的流通，從而可降低箱柜體內(nèi)部的溫度。
[0044]加熱原理是:當(dāng)工作在加熱狀態(tài)，單片機(jī)通過(guò)加熱控制電路開(kāi)啟加熱器，加熱器與箱柜體內(nèi)部空氣的熱交換使得箱柜體內(nèi)部的溫度得到提高。
[0045]優(yōu)選地，智能防凝露環(huán)境調(diào)控裝置可連接外部通訊接口，可連接智能設(shè)備、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳設(shè)備、上位機(jī)主站等設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)等功能。
[0046]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種防凝露環(huán)境調(diào)控裝置，其特征在于:包括機(jī)箱、半導(dǎo)體制冷芯片組(7)、冷端散熱器(14)、冷端凝露風(fēng)機(jī)(5)、熱端冷端隔熱裝置(9)、熱端冷卻裝置，其中，冷端散熱器設(shè)置于半導(dǎo)體制冷芯片組(7)的冷端，熱端冷卻裝置設(shè)置于半導(dǎo)體制冷芯片組熱端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防凝露環(huán)境調(diào)控裝置，其特征在于:半導(dǎo)體制冷芯片組(7)設(shè)置于機(jī)箱內(nèi)，在通電的情況下兩端極板產(chǎn)生溫差形成冷端和熱端；半導(dǎo)體制冷芯片組(7)冷端設(shè)置有冷端散熱器(14)，由安裝于機(jī)箱的冷端凝露風(fēng)機(jī)(5)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生負(fù)氣壓將空氣吸入，再吹向冷端散熱器(14);半導(dǎo)體制冷芯片組(7)的熱端設(shè)置有熱端冷卻裝置，將半導(dǎo)體制冷芯片組(7)的熱端產(chǎn)生的熱量排出；熱端冷端隔熱裝置(9)將機(jī)箱內(nèi)部半導(dǎo)體制冷芯片組(7)的熱端和冷端隔離開(kāi)，以利于除濕；優(yōu)選地，熱端冷端隔熱裝置(9)為熱端冷端隔熱板。
3.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的一種防凝露環(huán)境調(diào)控裝置，其特征在于:在半導(dǎo)體制冷芯片組(7)的冷端設(shè)置冷端溫度傳感器(16)，冷端溫度傳感器(16)檢測(cè)冷端溫度，通過(guò)控制冷端凝露風(fēng)機(jī)(5)的轉(zhuǎn)速，使冷端散熱器(14)的溫度保持在始終低于空氣的露點(diǎn)溫度以下，將空氣中的水分凝露析出；優(yōu)選地，在在半導(dǎo)體制冷芯片組(7)的熱端設(shè)置熱端溫度傳感器(6)，測(cè)量半導(dǎo)體制冷芯片組(7)的熱端溫度，以防止半導(dǎo)體制冷芯片組(7)過(guò)熱損壞。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的一種防凝露環(huán)境調(diào)控裝置，其特征在于:熱端冷卻裝置包括液體循環(huán)泵、熱端液體冷卻板(8)、液體冷卻排(15)，半導(dǎo)體制冷芯片組(7)的熱面與熱端液體冷卻板(8)貼合，液體循環(huán)泵的出口與熱端液體冷卻板(8)的進(jìn)口相連，熱端液體冷卻板(8)的出口與液體冷卻排(15)的進(jìn)口相連，液體冷卻排(15)的出口與熱端液體冷卻板(8)相連接構(gòu)成閉合的液體循環(huán)回路；優(yōu)選地，循環(huán)管路內(nèi)充滿冷卻防凍液；更優(yōu)選地，熱端冷卻裝置還包括液體儲(chǔ)箱(12 )，液體儲(chǔ)箱(12 )的出口與液體循環(huán)泵的進(jìn)口直接相連接，上述部件之間均通過(guò)液體管路(11)進(jìn)行連接，通過(guò)液體管路(11)相連接的液體儲(chǔ)箱(12)和循環(huán)管路內(nèi)充滿冷卻防凍液，在液體循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)下，冷卻防凍液在液體循環(huán)回路內(nèi)快速流動(dòng)，將半導(dǎo)體制冷芯片組的熱面所發(fā)出的熱量帶至液體冷卻排；進(jìn)一步優(yōu)選地，防凝露環(huán)境調(diào)控裝置還設(shè)置了散熱風(fēng)扇，通過(guò)散熱風(fēng)扇將液體冷卻排的熱量散發(fā)出去。
5.一種智能防凝露環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:系統(tǒng)箱柜內(nèi)安裝有前述任一權(quán)利要求所述的防凝露環(huán)境調(diào)控裝置，還包括單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)系統(tǒng)箱柜內(nèi)部和外部的露點(diǎn)溫度，再根據(jù)設(shè)定的判據(jù)進(jìn)行判斷是否開(kāi)啟或關(guān)閉除濕操作；優(yōu)選地，單片機(jī)對(duì)冷端凝露風(fēng)機(jī)所進(jìn)行的控制為脈沖調(diào)寬控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種智能防凝露環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:單片機(jī)內(nèi)部可以集成計(jì)算露點(diǎn)溫度的數(shù)學(xué)模型、智能調(diào)控軟件，以計(jì)算得到露點(diǎn)溫度值、再根據(jù)設(shè)定的判據(jù)進(jìn)行是否開(kāi)啟或關(guān)閉除濕操作的判斷；也可以預(yù)先將溫度、相對(duì)濕度與露點(diǎn)溫度值存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查找與溫度、相對(duì)濕度對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度值；或者，在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)先存儲(chǔ)有不同溫度下的相對(duì)濕度值，露點(diǎn)溫度值通過(guò)與溫度值、相對(duì)濕度值之間的關(guān)系曲線得到；得到露點(diǎn)溫度值后再利用單片機(jī)根據(jù)設(shè)定的判據(jù)進(jìn)行是否開(kāi)啟或關(guān)閉除濕操作的判斷；優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)庫(kù)為表格形式的數(shù)據(jù)庫(kù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5-6任一所述的一種智能防凝露環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:還包括加熱器、進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)和出風(fēng)風(fēng)機(jī)、設(shè)置于系統(tǒng)箱柜內(nèi)部的內(nèi)部溫濕度傳感器和設(shè)置于系統(tǒng)箱柜外部的外部溫濕度傳感器，內(nèi)部溫濕度傳感器、外部溫濕度傳感器用來(lái)檢測(cè)所控環(huán)境即系統(tǒng)箱柜內(nèi)部及外部的溫濕度，通過(guò)計(jì)算或者測(cè)量得到系統(tǒng)箱柜內(nèi)部和外部的露點(diǎn)溫度值，再根據(jù)設(shè)定的判據(jù)進(jìn)行判斷是否開(kāi)啟或關(guān)閉通風(fēng)、加熱、除濕操作；系統(tǒng)工作過(guò)程中開(kāi)啟除濕優(yōu)先級(jí)最高。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一所述的一種智能防凝露環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:通過(guò)調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷芯片組(7)投入工作的數(shù)量，或調(diào)節(jié)冷端凝露風(fēng)機(jī)(5)轉(zhuǎn)速的方法，以確保在不同環(huán)境下冷端散熱器(14)既不結(jié)冰又最大限度除濕。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一所述的一種智能防凝露環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)工作在通風(fēng)狀態(tài)，單片機(jī)通過(guò)通風(fēng)控制電路同時(shí)開(kāi)啟進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)和出風(fēng)風(fēng)機(jī)，使得箱柜體內(nèi)、箱柜體外的空氣能夠良好的流通,從而可降低箱柜體內(nèi)部的溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9任一所述的一種智能防凝露環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:智能防凝露環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)可連接外部通訊接口，可連接智能設(shè)備、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳設(shè)備、上位機(jī)主站，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)功能`。
【文檔編號(hào)】G05D27/02GK103760936SQ201410041551
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】穆業(yè)森, 吳育年 申請(qǐng)人:北京澤源惠通科技發(fā)展有限公司