半导体制冷器的应用研究.pdf

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1、第25卷第1期2012年1月机电产品开崖与钏新Development&InnovationofMac-hinery＆ElP‘·tric’alProdm’tsV01．25．No．1Jan．．2012文章编号：1002—6673(2012)Ol一159—03半导体制冷器的应用研究田茹(包头轻下职业技术学院，内蒙包头014035)摘要：提出一种节能型的培养箱。用半导体制冷器采实现培养箱内的温湿度的平衡，通过手动控制实验、自动控制分系统实验和自动控制整机实验证明。将半导体制冷器用于培养箱是可行的。关键词：半导体制冷器；温度；湿度中图分类号：TP23文献

2、标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002-6673．2012．01．065ResearchesontheApplicationofSemiconductorRefrigeratorsTIANR“(BaotouLightIndustryVocationalTechnolegyCoHege，BaotouInnerMonogolia014035，China)Abstract：Thisarticleintroducedanenergyefficientincubatorinwhichthebalanceofthetemperaturea

3、ndthehumidityachievedbysemi-conductorrefrigerators．ItwasfeasibletOusesemiconductorrefrigeratorsinincubatorsthatWastestifiedbymanualcontrolexperiments，autocontrolsystemexperimentsandtheexperimentsofautocontrolsystemoftheintegratedequipment．Keywords：semiconductorrefrigerators；

4、temperature；hum0引言半导体制冷器是一种依据帕耳帖效应丁作的同体制冷元件．改变工作电流的极性可完成制冷工况和加热丁况的转变．实现对有限空间制冷或加热。半导体制冷器无噪音、无磨损、运行可靠、维护方便，系统运行稳定可靠性高。具有以下特点：(D制冷制热具有可逆性，只需改变电流的方向就可以实现制冷、制热的转换，适合高低温恒温装置；(爹冷却(或加热)速度和制冷(或加热)温度可通过改变工作电流大小实现任意可控调节，灵活性大，制冷制热速度快，调节响应时问短，过程时滞小。易于实现对温度的高精度控制；③半导体制冷器可以高频起停．对元器件的性能没有影

5、响，配合以无触点电子开关实行高频的通断控制，可以实现对制冷量的精确、平滑调节；食品行业中常温菌种的培养通常使用生化培养箱。由于菌种所需的温度接近常温即可(即所需制冷量小)。而传统培养箱采用蒸汽压缩式制冷，制冷量偏大。势必造成能源的浪费。本文提出一种节能划的培养箱。以半导体制冷器替代蒸汽压缩式制冷机，在小制冷量(IOOW以下)范嗣内。采用半导体制冷的能效比收稿日期：2011—11—21作者简介：田茹(1970-)，讲师，机械工程师，硕士研究生。研究方向：制冷与低温工程。明、显优于蒸汽压缩式制冷方式。而且容易实现精确控制。1采用半导体制冷器的生化培

6、养箱本培养箱采用半导体制冷器进行箱内温度、湿度工况的调节和控制。(1)工作原理。培养箱丁作时，在实验舱内空气与试件进行热湿交换，将试件的热湿负荷带走，经循环风机送人箱体内壁和实验舱隔板之间形成循环通风道，在空气处理模块的风机吸引下．顺序流过空气处理模块的制冷、除湿、加热、加湿等空气处理段，同时由箱体内置的温、湿度传感器将采集的数据，传至控制器进行处理。下达iI吉I温、调湿指令，在控制系统调节下各功能段协调丁作．对流过的空气进行相应的热、湿处理，然后送出空气处理模块．从而维持实验舱内热湿负荷动态平衡．保证实验舱内温湿度稳定且均匀一致，实现恒温恒湿

7、的功能。半导体制冷器的制冷量、制热量可根据凋节其电流量来实现。(2)基本结构。培养箱的箱体都为整体结构形式。热湿处理系统(制冷系统、制热系统、加湿系统)及电气控制系统位于箱体上部。实验舱布置在下部。由于热湿处理采用的半导体制冷系统，运行震动小、噪音低，将电气操作部分和热湿处理系统设置在实验箱上部使用操作方便。所设计的新型半导体培养箱的制冷、加热和除湿系159测试与控制统均采用半导体制冷器：制热采用半导体制冷器的热泵运行；除湿系统采用了两块半导体制冷器同时运行来实现降温除湿；加湿系统采用了超声波加湿器。2半导体培养箱的实验试验主要仪器：①温湿度检

8、测仪；②半导体培养箱样机。试验要求和日的：①技术要求：内净尺寸：(O．6×0．5x0．85)m；温湿度要求：温度25±2℃．温度波动度≤±0．5℃．相