[發明專利]一種控溫除濕裝置及方法

在審

• 申請號: 201710121495.7
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN106801958A
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 延思青
• 申請（專利權）人: 延思青
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F13/30
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)51232
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于制冷除濕領域，具體涉及一種可用于測試設備和小空間的控溫除濕裝置及方法。

背景技術

為保證儀器的精度和穩定性，儀器中很多器件、部件對其周圍的局部環境溫度和濕度有著確定的要求，特別是對于自身含有熱源且對溫濕度比較敏感的儀器而言。而隨著儀器的小型化、輕型化的發展，儀器所處的空間越來越小，因此研究小空間的控溫除濕系統是十分有意義的。

在小空間的控溫方面，傳統的液體汽化制冷的方法，不僅結構復雜、能源消耗大，而且采用的制冷劑對環境也會產生污染。相對而言，半導體制冷技術則具有結構簡單、體積小、無噪聲、無磨損，而且壽命長、可靠性高、對環境沒污染等優點。而且這種技術還可以應用在小空間除濕方面，且沒有傳統的化學干燥劑必須及時更換以及再生和濕度不能實現自動控制的問題。我國許多學者對小空間的半導體控溫、除濕做了一些實驗研究，但是，將半導體制冷技術同時用于小空間的控溫除濕卻鮮有人做過。

溫差電效應發生同時包含五種不同效應，其中塞貝克效應、帕耳帖效應和湯姆遜效應三種效應是可逆的，表明電和熱能是可以相互轉換的；而另外兩種效應即焦耳和傅立葉效應是不可逆的。當直流電通過兩種不同導電材料構成的回路時，結點上將產生吸熱或放熱現象，這是法國人帕耳帖最早發現的，1834年首次發表于法國《物理和化學年鑒》上，因此這個現象稱為帕耳帖效應。

帕耳帖效應是塞貝克效應的逆過程。直流電回路時，回路的一端吸收熱量，另一端則放出熱量。吸熱量稱為帕耳帖熱，它正比于電流I。像塞貝克系數一樣，帕耳帖系數π_ab也取決于一對材料，對帕耳帖系數π_ab也有一個規定符號的問題，這必須與α_ab一致。α_ab稱為塞貝克系數，又稱為材料對的溫差電動勢率。通常，若材料a對材料b為正，當熱電偶在冷接點斷開時，α_ab為正。同樣，當材料a對材料b在溫差電勢上為正時，π_ab為正。這樣，若a至b的電流為正，則在接點上產生電勢Q_p。這種效應是與半導體制冷有關的主要效應。帕耳帖常數的大小，取決于構成回路的節點溫度和材料的性質，其數值可由塞貝克系數α_ab和節點處的絕對溫度得出：

π_ab＝α_abI(1)

對于半導體熱電偶，帕耳帖效應特別顯著。當電流方向從空穴半導體流向電子半導體p→n時，接頭處溫度升高并放出熱量；反之，接頭處溫度降低并從外界吸收熱量。由于半導體內有兩種導電機構，它的帕耳帖效應不能只用接觸電位差來解釋，否則將得出與上述事實截然相反的結論。

如圖1所示為現有技術中半導體制冷物理模型，分別把p型半導體元件和n型半導體元件聯結成熱電偶，接上直流電源后，在接頭處就會產生溫差和熱量的轉移。在上面的一個接頭處，電流方向是n→p，溫度下降并且吸熱，這就是冷端。而在下面的一個接頭處，電流方向是p→n，溫度上升并且放熱，因此是熱端。這就是最簡單的半導體制冷物理模型。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明將半導體制冷技術應用到測試設備和小空間的控溫除濕中，不僅能將濕度明顯降低，又可以減小操作復雜度。

本發明的技術方案為：

一種控溫除濕裝置，包括密封盒1，密封盒1表面設置有空氣入口5，密封盒1內設置有濕度計，還包括設置于密封盒1內的制冷片2，分別緊貼在制冷片2熱端和冷端的熱管系統3，熱管系統3表面設置有散熱片4，熱管系統3兩側設置有風扇6。

具體的，所述制冷片2采用4芯片的制冷片。

具體的，所述散熱片4為密致鋁翅片，翅片上附著有固體吸濕材料。

具體的，所述制冷片2的散熱端緊貼水冷頭7，所述水冷頭7與水泵8通過抽水管道和出水管道相連，水泵8中的冷水通過抽水管道抽進水冷頭7，水冷頭7內升溫后的水通過出水管道排出到水泵8。

一種控溫除濕方法，包括如下步驟：

步驟一：被處理空氣經過空氣入口5進入密封箱1；

步驟二：被處理空氣與制冷片2冷端一側的散熱片4上的固體吸濕材料直接接觸傳遞熱量與質量，被處理后的再生空氣溫度降低、含濕量下降，此時制冷片2冷端一側散熱片4上的固體吸濕材料溫度升高、含濕量上升；