一种可控温两级半导体防潮除湿装置的制作方法

本发明涉及防潮箱除湿及恒温恒湿箱技术领域，尤其涉及一种可控温两级半导体防潮除湿装置。

背景技术：

常规的电子防潮箱一般物理吸湿法，再生重复循环吸湿使用，吸湿时，活页门对内打开，吸湿材料从吸潮窗口吸湿柜内水份，令柜内湿度下降；排潮时，对吸湿材料加热再生，活门转动打开柜外排潮窗，排走潮气。吸潮排潮周期工作，通过程序时间控制器实现，直到柜内达到设定值。排湿的时候箱内温度会有一定上升。

半导体制冷防潮箱，通电一边冷一边热的半导体致冷片，将冷端凝结的水通过吸附材料吸附到箱体外来除湿。但冷端结霜时，除湿效率大幅下降，除湿效果很差。

高温和潮湿以及低温对存储物品设备有影响。

水或者水气会容易造成电路板短路，潮湿的水气还会使金属氧化速率提高，使电器出现各式各样的故障。使物品出现潮解、长霉等现象。

高温改变物品特性甚至烧毁，如带有pn结的半导体器件。

过低温度，会产生凝露现象，使故障率大大增加，使某些材料性能变脆或严重收缩，造成结构损坏。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种可控温两级半导体防潮除湿装置，该装置可以同时控制温度和湿度。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种可控温两级半导体防潮除湿装置，包括一级半导体制冷片和二级半导体制冷片；所述一级半导体制冷片一侧为一级冷端散热器，其另一侧为一级热端散热器；所述二级半导体制冷片一侧为二级冷端散热器，其另一侧为二级热端散热器；所述装置内风道包括依次连接的入口风扇、一级冷端散热器、两级连接风道、二级冷端散热器、中间温度传感器、除雾装置、一级热端散热器、出口温湿度传感器、干燥气体出口；所述两级连接风道下端连接有单向去水装置。

装置内气体可通过一级冷端散热器和二级冷端散热器冷凝，形成液滴；除雾装置实现除去雾滴的作用；密封槽、引流道及水槽的设置，可排除液体,同时避免外部湿气体进入。

所述单向去水装置包括有密封槽、密封块、引流道、水槽和标高浮球；所述密封槽连接在所述两级连接风道下端，所述密封块设置在所述密封槽内；所述引流道一端与所述密封槽连接，其另一端导向所述水槽，所述标高浮球设置在所述水槽内。

所述装置在除湿过程连续工作0.5～10个小时后进入除霜过程，通过所述入口风扇反转，气流反向与除湿过程相反，开启所述电加热器或所述一级半导体制冷片，关闭所述二级半导体制冷片实现除霜功能，当中间温度传感器高于0℃且低于或等于时，停止除霜过程，返回到除湿过程。

所述中间温度传感器的控制温度范围为：t2＝-55.116+11.878ln(w1+0.86625)+(0.53574+0.09218ln(w1+0.43378))×t1，其中，w1为装置需要达到的湿度，t1为装置需要达到的温度。

位于所述一级热端散热器与所述出口温湿度传感器之间设置有电加热器。

位于所述入口风扇与所述一级冷端散热器之间设置有入口温湿度传感器，位于所述二级冷端散热器位置相对的装置内风道开设有入口并且在入口处设置有外部热端风扇。

所述除雾装置设置为抽屉式结构且可从装置内通道抽离或插入；所述除雾装置为丝网除雾装置或折流板除雾装置。

所述密封块为空心金属或塑料材质制成且其密度比水小的密封块，或者，所述密封块为金属填充泡沫制成的密封块，或者，所述密封块为陶瓷填充泡沫制成的密封块。密封块密度小，才能在液体中漂浮起来。

所述入口风扇为离心风扇、横流风扇、轴流风扇或混流风扇；所述入口风扇放置在装置的入口、出口、或者中间。

所述一级冷端散热器与所述一级热端散热器的鳍片为片状、平行状、柱状、放射状、螺丝型或管型，并且鳍片呈顺列排列或错列排列。

与现有技术对比，本发明的优点在于：本装置可同时满足对温度、湿度两方面的控制要求，防潮效果好；通过程序获得较为精确的设定点的温度；实现单向外排除湿功能，能来回除霜、除湿两个过程；在湿度保持状态下，不需要风扇(风机)运行，通过温度差自生风、自循环。

附图说明

图1为本发明实施例1采用离心风扇的半导体防潮箱除湿装置的结构示意图；

图2为本发明实施例2采用横流风扇的半导体防潮箱除湿装置的结构示意图。

图中附图标记含义：1、干燥气体出口；2、出口温湿度传感器；3、电加热器；4、入口网；5、入口风扇；6、一级冷端散热器；7、一级半导体制冷片；8、一级热端散热器；9、除雾装置；10、中间温度传感器；11、两级连接风道；12、二级冷端散热器；13、二级半导体制冷片；14、二级热端散热器；15、密封块；16、密封槽；17、引流道；18、水槽；19、标高浮球；20、入口温湿度传感器；21、外部热端风扇。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例1

参阅图1，为一种可控温两级半导体防潮除湿装置，包括一级半导体制冷片7和二级半导体制冷片13；一级半导体制冷片7一侧为一级冷端散热器6，其另一侧为一级热端散热器8；二级半导体制冷片13一侧为二级冷端散热器12，其另一侧为二级热端散热器14；装置内风道包括依次连接的入口网4、入口风扇5、一级冷端散热器6、两级连接风道11、二级冷端散热器12、中间温度传感器10、除雾装置9、一级热端散热器8、出口温湿度传感器2、干燥气体出口1；两级连接风道11下端连接有单向去水装置。密封槽16内；引流道17一端与密封槽16连接，其另一端导向水槽18，标高浮球19设置在水槽18内。一级半导体制冷片7和二级半导体制冷片13为制冷装置，可选择半导体制冷、斯特林或其它制冷方式。

入口网4的设置，可防止灰进入装置内，并可避免误碰触风扇扇叶，装置内气体可通过一级冷端散热器6和二级冷端散热器12冷凝，形成液滴；除雾装置9可实现除去雾滴的作用；密封槽16、引流道17及水槽18的设置，可排除液体,同时避免外部湿气体进入。

装置在除湿过程连续工作0.5～10个小时后进入除霜过程，通过入口风扇5反转，气流反向与除湿过程相反，开启电加热器3或一级半导体制冷片7，关闭二级半导体制冷片13实现除霜功能，当中间温度传感器10高于0℃且低于或等于时，停止除霜过程，返回到除湿过程。

中间温度传感器10的控制温度范围为：t2＝-55.116+11.878ln(w1+0.86625)+(0.53574+0.09218ln(w1+0.43378))×t1，其中，w1为装置需要达到的湿度，t1为装置需要达到的温度。

位于一级热端散热器8与出口温湿度传感器2之间设置有电加热器3。

除雾装置9设置为抽屉式结构且可从装置内通道抽离或插入；除雾装置9为丝网除雾装置或折流板除雾装置。

密封块15为空心金属或塑料材质制成且其密度比水小的密封块15，或者，密封块15为金属填充泡沫制成的密封块15，或者，密封块15为陶瓷填充泡沫制成的密封块15。密封块15密度小，才能在液体中漂浮起来。

入口风扇5为离心风扇、横流风扇、轴流风扇或混流风扇；入口风扇5放置在装置的入口、出口、或者中间。入口风扇5为驱动作用，放置在入口、出口、或者中间都不影响使用。

一级冷端散热器6与一级热端散热器8的鳍片为片状、平行状、柱状、放射状、螺丝型或管型，并且鳍片呈顺列排列或错列排列。一级冷端散热器6与一级热端散热器8可采用铝、铜、铁或不锈钢等导热性强的材料制成的散热器。

本实施例中，入口风扇5采用用离心风扇，进行展开说明。本装置在投入使用时，会配备一个用于控制可控温两级半导体防潮除湿装置启停的控制器。

使用者在控制器输入需要到达的温度t1、湿度w1％后，中间温度传感器10的控制温度t2由以下公式可以大致确定：

t2＝-55.116+11.878ln(w1+0.86625)+(0.53574+0.09218ln(w1+0.43378))×t1

将t2作为中间温度传感器10的初步设定温度。该温度已经减低0.5℃。

当t2>0时，基本不需要除霜动作，具体操作如下，开启一级半导体制冷片7进行除湿。如出口温湿度传感器2温度高于设定温度t1,则开启二级半导体制冷片13；如中间温度传感器10达到t2时，出口温湿度传感器2温度低于于设定温度t1，则开启电加热器3，使得出口温湿度传感器2温度到达设定温度t1。t1，t2温度达到后，出口温湿度传感器2湿度值高于设定湿度w1％时，逐步略微减低t2，使得出口温湿度传感器2湿度值达到设定湿度w1％要求。同理，温湿度传感器湿度值远低于设定湿度w1％时，通过逐步略微提高t2，到达要求。一般需要温湿度传感器湿度值要比设定湿度w1％时略低。如控制温度t1在50℃时，t2在0℃附近，可使w1最低可以到达5％。如果一般上面所述的过程，入口风扇5开启，可以调节不同的风量要求。在出口温湿度传感器2到达设定的温度t1、湿度w1％经过一段时间(如0.5-2小时)延时后，进入湿度保持状态。在此状态一半导体制冷片、二级半导体制冷片13及电加热器3不必都开启，此时入口风扇5也可以关闭，通过空气密度差形成的循环流动。气体流动如下路径，带保温的封闭空间内气体，通过入口风扇5吸入半导体防潮箱除湿装置；在入口风扇5前面设置有入口网4以防止灰进入装置，同时防止操作者触碰扇叶。进入半导体防潮箱除湿装置气体通过一级半导体制冷片7的一级冷端散热器6和二级半导体制冷片13的二级冷端散热器12冷凝，形成液滴，通过除雾装置9如丝网除雾装置9除去雾滴，液滴往下流到两级连接风道11下端；两级连接风道11下端连接有密封槽16，密封槽16上设置有横截面比密封槽16横截面略小的密封块15(浮子)，密封块15(浮子)密度要比液体轻得多。当有液体流到，推起密封块15(浮子)，液体通过引流道17流到水槽18，引流道17下部采用软材料，方便水槽18取出。水槽18上可以设置观察液位的标高浮球19。当没有液体通过时，密封块15(浮子)由于重力落入密封槽16形成密封状态，外部的湿气体进不到带封闭空间内。二级热端散热器14延伸到密封槽16附近，通过这部分热量防止下部液体结冰。除雾后的气体通过一级热端散热器8及电加热器3加热。在干燥气体出口1附近设置出口温湿度传感器2，到达合适温湿度的气体通过干燥气体出口1流到封闭空间内。

当t2≤0时，除湿过程与当t2>0时相似，所不同是增加除霜过程，由于结霜影响除湿效果，需要略微减低t2温度，以保证湿度要求。由于t2≤0，会在二级冷端散热器12甚至一级冷端散热器6表面结霜，影响换热效果，而较低湿度要求，也需要二级冷端散热器12在霜点以下工作。在除湿过程连续工作一段时间(如0.5～8个小时)进入除霜过程，这时入口风扇5反转，气流反向与除湿过程相反。开启电加热器3，如果没有设置电加热器3，也可以开启一级半导体制冷片7，获得加热效果；关闭二级半导体制冷片13。这时由于加热效果使二级冷端散热器12和一级冷端散热器6表面的霜融化成液体，落入两级连接风道11下端，通过密封槽16、密封块15(浮子)、引流道17流到水槽18内。当中间温度传感器10高于0℃(如0.01～8℃)停止除霜过程，返回到除湿过程。通过来回切换除霜过程与除湿过程，将封闭空间内的有限水分排出，使得湿度到达设定值。如控制温度t1在50℃时，t2在-7℃附近，或者控制温度t1在45℃时，t2在-10℃附近，可使w1最低可以到达3％。甚至如将控制温度t1设定在50℃时，t2在-20℃以下，w1最低可以到达1％以下，不过这时制冷效率很低。一般为到达较低温度，二级半导体制冷片13功率要大于一级半导体制冷片7功率，最好二级半导体制冷片13制冷功率大于一级半导体制冷片7加热功率。除雾装置9制作成抽屉形式，可以沿箭头方向取出，及沿箭头反方向插入。

实施例2

参阅图2，为另一种可控温两级半导体防潮除湿装置，实施例2与实施例1的区别之处在于：位于入口风扇5与一级冷端散热器6之间设置有入口温湿度传感器20，位于二级冷端散热器12位置相对的装置内风道开设有入口并且在入口处设置有外部热端风扇21。

本实施例中，入口风扇5采用横流风扇进行展开说明，取消电加热器3热量由一级半导体制冷片7获得。增加入口温湿度传感器20，控制封闭空间内气体可以由入口温湿度传感器20控制，但会导致出口温度会高于设定温度t1，如果将入口温湿度传感器20和出口温湿度传感器2联合控制，效果有所改善。增加外部热端风扇21提高二级半导体制冷片13效率及相关附属的风扇网。以及将实施例1入口风扇5的离心风扇更换成横流风扇。

本装置在投入使用时，会配备一个用于控制可控温半导体防潮除湿装置启停的控制器。

使用者在控制器输入需要到达的温度t1、湿度w1％后，中间温度传感器10的控制温度t2由以下公式可以大致确定：

t2＝-55.116+11.878ln(w1+0.86625)+(0.53574+0.09218ln(w1+0.43378))×t1

将t2作为中间温度传感器10的初步设定温度。该温度已经减低0.5℃。

当t2>0时，基本不需要除霜动作，具体操作如下，开启一级半导体制冷片7进行除湿。如入口温湿度传感器20温度高于设定温度t1,则开启二级半导体制冷片13；如中间温度传感器10达到t2时，入口温湿度传感器20温度低于于设定温度t1，则关闭二级半导体制冷片13，使得入口温湿度传感器20温度到达设定温度t1。t1，t2温度达到后，入口温湿度传感器20湿度值高于设定湿度w1％时，逐步略微减低t2，使得入口温湿度传感器20湿度值达到设定湿度w1％要求。同理，温湿度传感器湿度值远低于设定湿度w1％时，通过逐步略微提高t2，到达要求。一般需要温湿度传感器湿度值要比设定湿度w1％时略低。如控制温度t1在50℃时，t2在0℃附近，可使w1最低可以到达5％。如果一般上面所述的过程，入口风扇5开启，可以调节不同的风量要求。在入口温湿度传感器20到达设定的温度t1、湿度w1％经过一段时间(如0.5-3小时)延时后，进入湿度保持状态。在此状态一半导体制冷片、二级半导体制冷片13不必都开启，此时入口风扇5也可以关闭，通过空气密度差形成的循环流动。气体流动如下路径，带保温的封闭空间内气体，通过入口风扇5吸入半导体防潮箱除湿装置；在入口风扇5前面设置有入口网4以防止灰进入装置，同时防止操作者触碰扇叶。进入半导体防潮箱除湿装置气体通过一级半导体制冷片7的一级冷端散热器6和二级半导体制冷片13的二级冷端散热器12冷凝，形成液滴，通过除雾装置9如丝网除雾装置9除去雾滴，液滴往下流到两级连接风道11下端；两级连接风道11下端连接有密封槽16，密封槽16上设置有横截面比密封槽16横截面略小的密封块15(浮子)，密封块15(浮子)密度要比液体轻得多。当有液体流到，推起密封块15(浮子)，液体通过引流道17流到水槽18，引流道17下部采用软材料，方便水槽18取出。水槽18上可以设置观察液位的标高浮球19。当没有液体通过时，密封块15(浮子)由于重力落入密封槽16形成密封状态，外部的湿气体进不到带封闭空间内。二级热端散热器14延伸到密封槽16附近，通过这部分热量防止下部液体结冰。除雾后的气体通过一级热端散热器8及电加热器3加热。在干燥气体出口1附近设置入口温湿度传感器20，到达合适温湿度的气体通过干燥气体出口1流到封闭空间内。

当t2≤0时，除湿过程与当t2>0时相似，所不同是增加除霜过程，由于结霜影响除湿效果，需要略微减低t2温度，以保证湿度要求。由于t2≤0，会在二级冷端散热器12甚至一级冷端散热器6表面结霜，影响换热效果，而较低湿度要求，也需要二级冷端散热器12在霜点以下工作。在除湿过程连续工作一段时间(如0.5～10个小时)进入除霜过程，这时入口风扇5反转，气流反向与除湿过程相反。开启一级半导体制冷片7，获得加热效果；关闭二级半导体制冷片13。这时由于加热效果使二级冷端散热器12和一级冷端散热器6表面的霜融化成液体，落入两级连接风道11下端，通过密封槽16、密封块15(浮子)、引流道17流到水槽18内。当中间温度传感器10高于0℃(如0.01～8℃)停止除霜过程，返回到除湿过程。通过来回切换除霜过程与除湿过程，将封闭空间内的有限水分排出，使得湿度到达设定值。如控制温度t1在50℃时，t2在-7℃附近，或者控制温度t1在45℃时，t2在-10℃附近，可使w1最低可以到达3％。甚至如将控制温度t1设定在50℃时，t2在-20℃以下，w1最低可以到达1％以下，不过这时制冷效率很低。一般为到达较低温度，二级半导体制冷片13功率要大于一级半导体制冷片7功率，最好二级半导体制冷片13制冷功率大于一级半导体制冷片7加热功率。除雾装置9制作成抽屉形式，可以沿箭头方向取出，及沿箭头反方向插入。

t1、w1也可由入口温湿度传感器20与出口温湿度传感器2平均值确定。同时通过可以控制内循环风扇速度，调整入口温湿度传感器20与出口温湿度传感器2间的温湿度差不会过大。

本申请的防潮箱除湿装置，可同时控制温度和湿度。通过对箱内或控制空间内的温度控制，使得制冷型防潮箱、除湿器相对湿度在6％左右，超过普通制冷型防潮箱10％,通过入口风扇反转除霜，甚至获得相对湿度3％以下甚至更低如1％以下。同时具备最终要达到的温度、湿度进行控制，满足对温湿度双要求的气氛要求，超过普通防潮箱只对湿度进行控制。优化数据，通过温度湿度设定，就可以初步获得控制需要的温度。

在给定需要到达的温度、湿度后，通过程序获得两个设定点的温度。在一个带保温的封闭空间内控制两个设定点的温度来获得给定需要到达的温度、湿度。两级半导体制冷片，一级冷换热部分在封闭空间内侧，一级冷换热部分在封闭空间外侧，热换热部分在外部空间。二级冷换热部分后又布置除雾装置9。当需要相对湿度很低时，低温区温度在0度以下，在达到湿度要求后停止二级半导体制冷片13制冷，将入口风扇5反转反转进行除霜到低温区温度在0度以上，恢复正常除湿过程。

本装置有具有以下一些技术特点和优点：

1)对气氛温度和湿度双控制。

2)在湿度保持状态下，不需要风机(入口风扇5)运行，通过温度差自生风、自循环。

3)设在有自密封的排水口，以及水槽18，使得封闭空间内水分单向外排除。

4)两级半导体制冷片(制冷装置)，使封闭空间温度，可以通过第二级半导体制冷片13降温，也可以通过第一级半导体制冷片7以及加热器升温。

5)通过两级半导体制冷片达到冷冻状态，获得适合温度后，通过反转风机(入口风扇5)，进行除霜，去除0度以下水分，获得更低的湿度。

6)通过程序，在给定需要到达的温度、湿度后，获得较为精确的两个设定点的温度。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。