CN111161618A - 一种基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台，包括透明的用来模拟小型空间的箱体，置于箱体中下端的空气处理机组，依次包括过滤段、制热段、一次混合段、制冷段、喷淋段、二次混合段、加热段、风机；过滤段前有控制箱体外气体引入的第一阀门，一次混合段、二次混合段上部与二次回风通道间依次有控制二次回风通道内气体引入一次混合段、二次混合段的第二阀门、第三阀门，风机上部有控制气体排到箱体内的第四阀门，二次回风通道进风侧有控制箱体内气体到二次回通道内的第五阀门、控制将箱体内气体排出到箱体外的第六阀门。本发明能够模拟混合式系统夏、冬季不同送风过程。

Description

一种基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台

技术领域

本发明涉及空气处理试验技术领域，特别是涉及一种基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台，利用半导体来实现制冷制热，从而实现学生通过小型空气处理机组的制冷与制热来模拟混合式系统夏、冬季不同送风过程。

背景技术

在集中式空调系统和局部空调机组中，最常用的是混合式系统，即处理的空气来源一部分是新鲜空气，一部分是室内的回风。对于高校学生而言，了解不同系统的混合过程尤为重要。虽然课堂上有很多动态建模模拟系统运行原理，许多学生往往不能真正理解运行过程，甚至有些高校存在实验设备不足，学生无法真正的参与实验，仅依靠教师理论知识无法达到学生的全面培养。针对制冷专业实验要求，搭建工程所用空气处理机组实验台占地面积大，价格昂贵，为此，需要一种小型空气处理机组实验台来模拟不同送风系统的过程。

发明内容

本发明的目的是针对现有搭建实验台的缺陷，提供一种利用半导体制冷/制热的空气处理机组小型实验台，能够模拟混合式系统夏、冬季不同送风过程,方便学生动手操作以及学生对于原理的进一步学习，为学生今后进入工作打下良好的基础。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台，包括透明的用来模拟小型空间的箱体，置于箱体内下端的空气处理机组，空气处理机组依次包括过滤段、制热段、一次混合段、制冷段、喷淋段、二次混合段、加热段、风机；过滤段前设有用于控制将箱体外部的气体引入空气处理机组的第一阀门，一次混合段、二次混合段的上部与二次回风通道之间依次设有用于控制将二次回风通道内的回风气体引入一次混合段、二次混合段的第二阀门、第三阀门，风机的上部设有用于控制将气体排入到箱体内的第四阀门，二次回风通道的进风侧设有用于控制引入箱体内气体到二次回通道内的第五阀门以及用于控制将引入箱体内的气体部分排出到箱体外的第六阀门。

其中，所述的制冷段以及加热段下部有一个U型水槽，所述的制热段的下部设有一个方形水槽。

其中，所述制冷段、制热段、加热段的下部均设有半导体片，每个半导体片设有外接电源，所述制冷段、制热段、加热段采用半导体片进行换热，半导体片的上下两端均设有肋片，上端肋片与空气接触，下端肋片与水槽接触；肋片与半导体片之间涂有导热硅脂，两半导体片间设有保温板。

其中，所述风机段的风机采用外转子离子风机。

其中，所述过滤段为形状为圆形，内部的过滤材料为无纺布纤维毡。

其中，基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台，设置五个热电偶监测室内状态点N、室外温度W、室内送风状态点O、机器露点L，其分布为，制冷段与喷淋段之间放置热电偶监测夏季空气的处理温度，喷淋段与二次混合段之间放置热电偶监测冬季空气的处理温度，加热段后放置热电偶监测室内送风状态O，风机出口处放置热电偶监测室内状态N，所有数据通过电子屏显示出来。

本发明能够模拟混合式系统夏、冬季不同送风过程,方便学生动手操作以及学生对于原理的进一步学习，为学生今后进入工作打下良好的基础。

附图说明

图1为基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台的示意图；

图2为半导体片的示意图；

图中：1、过滤段；2、制热段；3、一次混合段；4、制冷段；5、喷淋段；6、二次混合段；7、加热段；8、风机；9、U型水槽；10、风道；11、第一阀门，12、第六阀门；13、第二阀门；14、第五阀门；15、第三阀门；16、第四阀门；17-方形水槽；18、半导体片；19、隔热板；20、肋片。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明种基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台，包括透明的用来模拟小型空间的箱体，置于箱体内下端的空气处理机组，空气处理机组依次包括过滤段1、制热段2、一次混合段3、制冷段4、喷淋段5、二次混合段6、加热段7、风机8；过滤段前设有用于控制将箱体外部的气体引入空气处理机组的第一阀门11，一次混合段、二次混合段的上部与二次回风通道之间依次设有用于控制将二次回风通道10内的回风气体引入一次混合段、二次混合段的第二阀门13、第三阀门15，风机的上部设有用于控制将气体排入到箱体内的第四阀门16，二次回风通道的进风侧设有用于控制引入箱体内气体到二次回通道10内的第五阀门14以及用于控制将引入箱体内的气体部分排出到箱体外的第六阀门12。

其中，所述的制冷段4以及加热段7下部有一个U型水槽9，所述的制热段的下部设有一个方形水槽17。

其中，所述制冷段4、制热段2、加热段7的下部均设有半导体片，每个半导体片设有外接电源，所述的制冷段、制热段、加热段采用半导体片进行换热，半导体片18的上下两端均设有肋片20，上端肋片与空气接触，下端肋片与水槽接触；肋片与半导体片之间涂有导热硅脂(未示出)，两半导体片间设有保温板19。

其中，所述风机段的风机采用外转子离子风机，所述过滤段可以制作形成为形状为圆形，内部的过滤材料为无纺布纤维毡，或是其它过滤材料，具体不限。

其中，基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台，设置五个热电偶监测室内状态点N、室外温度W、室内送风状态点O、机器露点L，其分布为，制冷段与喷淋段之间放置热电偶监测夏季空气的处理温度，喷淋段与二次混合段之间放置热电偶监测冬季空气的处理温度，加热段后放置热电偶监测室内送风状态O，风机出口处放置热电偶监测室内状态N，所有数据通过电子屏显示出来。

需要说明的是，本发明中，所述喷淋段采用喷嘴对喷形式，左右可设有挡水板，可外接开式小型水箱与小型循环水泵以实现供水。开式水箱、循环水泵可采用软管连接。

另外，在透明的箱体左右两端可以安装有固定矩形的支架，以使运行过程中机身不发生晃动。箱体可以采用亚克力板制作形成，二次回风通道10相应的位置设有截止阀门，通过控制以实现一次回风系统和二次回风系统的转化。

另外，在所述的箱体的上部有设有排风口以及进风口，以实现安装相应的阀门，实现排风以及进风。

下面对本发明结合上述的结构对其空气处理过程控制进行说明如下.

对于一次回风式系统：

夏季：室外温度高于室内温度，室内状态点为N，室外温度为W，室内送风状态点为O。此时打开五个阀门(11、12、13、14、16)。空气处理机组整体处于负压状态，而腔体上方处于正压状态。由于压力差，新风W通过第一阀门11经过1过滤段过滤掉部分杂质，进入一次混合段3与室内空气混合，接着进入制冷段4对混合后的空气冷却减湿到露点温度L。此时，由于制冷段4和加热段7均采用半导体制冷来实现，二者之间连有一个水槽，当制冷段4进行制冷的同时，水槽端的半导体片在制热，可对加热段7内的空气进行预热，提高了效率。而后进入加热段7对处理的空气加热到送风状态点O，最后通过风机8送到腔体上部，吸收上部空间的余热余湿后变为室内状态N，一部分腔内排风通过阀门12直接排到室外，另一部分通过第二阀门13再回到一次混合段3与新风混合。因此，整个处理过程可写为过滤段，一次混合段，制冷段，加热段，风机。

冬季：室外温度低于室内温度，室内状态点为N，室外温度为W，室内送风状态点为O。新风W通过第一阀门11经过过滤段1过滤掉部分杂质，进入加热段2对过滤掉杂质的新风进行预热，接着进入一次混合段3与室内空气混合，然后进入喷淋段5对混合后的空气进行绝热加湿到机器露点L。而后进入到加热段7对处理的空气进行加热到送风状态点O，最后通过风机8送到腔体上部，吸收上部空间的余热余湿后变为室内状态N，一部分腔内排风通过第六阀门12直接排到室外，另一部分通过第二阀门13再回到一次混合段3与新风混合。因此，整个处理过程可写为过滤段，制热段，一次混合段，喷淋段，加热段，风机。

二次回风式系统

夏季：室外温度高于室内温度，室内状态点为N，室外温度为W，室内送风状态点为O。此时打开六个阀门(11、12、13、14、15、16)。新风W通过第一阀门11经过过滤段1过滤掉部分杂质，进入一次混合段3与室内空气混合，接着进入制冷段4对混合后的空气冷却减湿到机器露点L，而后进入二次混合段6与室内空气混合，在进入到加热段7对空气加热到室内状态点O,最后通过风机8送到腔体上部，吸收上部空间的余热余湿后变为室内状态N，一部分腔内排风通过第门阀门12直接排到室外，另一部分通过第三阀门15再回到二次混合段6与新风混合。因此整个处理过程可写为：1-3-4-6-7-8。过滤段，一次混合段，制冷段，二次混合段，加热段，风机。

冬季：室外温度低于室内温度，室内状态点为N，室外温度为W，室内送风状态点为O。新风W通过第一阀门11经过过滤段1过滤掉部分杂质，进入制热段2对过滤掉杂质的新风进行预热，接着进入一次混合段3与室内空气混合，然后进入喷淋段5对混合后的空气进行绝热加湿到机器露点L。由于半导体制冷段和半导体制热段之间连有一个水槽，当半导体制冷段进行制冷的同时，水槽端的半导体片在制热，可对半导体制热段内的空气进行预热，提高了效率。而后通过第三阀门15进入到二次混合段6与新风进行二次混合，然后进入到加热段7对处理的空气加热到送风状态点O，最后通过风机8送到腔体上部，吸收上部空间的余热余湿后变为室内状态N,一部分腔内排风通过第六阀门12直接排到室外，另一部分再回到一次混合段3与新风混合。因此，整个处理过程可写为过滤段，制热段，一次混合段，喷淋段，二次混合段，加热段，风机。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台，其特征在于，包括透明的用来模拟小型空间的箱体，置于箱体内下端的空气处理机组，空气处理机组依次包括过滤段、制热段、一次混合段、制冷段、喷淋段、二次混合段、加热段、风机；过滤段前设有用于控制将箱体外部的气体引入空气处理机组的第一阀门，一次混合段、二次混合段的上部与二次回风通道之间依次设有用于控制将二次回风通道内的回风气体引入一次混合段、二次混合段的第二阀门、第三阀门，风机的上部设有用于控制将气体排入到箱体内的第四阀门，二次回风通道的进风侧设有用于控制引入箱体内气体到二次回通道内的第五阀门以及用于控制将引入箱体内的气体部分排出到箱体外的第六阀门。

2.根据权利要求1所述基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台，其特征在于，所述的制冷段以及加热段下部有一个U型水槽，所述的制热段的下部设有一个方形水槽。

3.根据权利要求2所述基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台，其特征在于，所述制冷段、制热段、加热段的下部均设有半导体片，每个半导体片设有外接电源，所述制冷段、制热段、加热段采用半导体片进行换热，半导体片的上下两端均设有肋片，上端肋片与空气接触，下端肋片与水槽接触；肋片与半导体片之间涂有导热硅脂，两半导体片间设有保温板。

4.根据权利要求1所述基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台，其特征在于，所述风机段的风机采用外转子离子风机。

5.根据权利要求1所述基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台，其特征在于，所述过滤段为形状为圆形，内部的过滤材料为无纺布纤维毡。

6.根据权利要求1所述基于半导体制冷的小型空气处理机组实验台，其特征在于，设置五个热电偶监测室内状态点N、室外温度W、室内送风状态点O、机器露点L，其分布为，制冷段与喷淋段之间放置热电偶监测夏季空气的处理温度，喷淋段与二次混合段之间放置热电偶监测冬季空气的处理温度，加热段后放置热电偶监测室内送风状态O，风机出口处放置热电偶监测室内状态N，所有数据通过电子屏显示出来。

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