一种可再生半导体湿度调控装置及其运行方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可再生半导体湿度调控装置，包括PN结、第一基板翅片换热器、第一风机、第二基板翅片换热器、第二风机、半导体控制器、湿度传感器以及开关电源。本发明专利技术通过PN结半导体帕帖尔冷效应产生冷量对表面干燥涂覆材料进行降温，平衡其吸附热，提高表面干燥涂覆材料的吸湿效率和吸湿能力；利用PN结在通入反向电流后冷热端互换，使得PN结两侧基板翅片换热器交替处于除湿与再生状态，除湿的同时对表面涂覆材料进行加热，实现材料的再生再利用。相比于现有技术，本发明专利技术显著提高除湿能力及效率；具有设备简单、无需压缩机优势，尤其适用于小空间及对湿度控制精度较高的领域；实现干燥剂吸湿能力的快速再生。

A renewable semiconductor humidity control device and its operation method

The invention discloses a kind of renewable semiconductor humidity control device, including PN junction, first substrate fin heat exchanger, first air fan, second substrate fin heat exchanger, second fan, semiconductor controller, humidity sensor and switching power supply. The invention reduces the surface drying coating material by cooling the surface drying coating material through the cold effect of PN junction semiconductor, balancing its adsorption heat, improving the moisture absorption efficiency and moisture absorption capacity of the surface drying coating material; using the PN junction to exchange the cold and hot ends after the reverse current is through, so that the two side substrate fin heat exchangers of PN junction are dehumidification and the dehumidification. At the same time, the surface coating material is heated to achieve the regeneration and reuse of the material. Compared with the existing technology, the invention significantly improves the dehumidification capacity and efficiency, and has the advantages of simple equipment and no compressor advantages, especially in the field of small space and high humidity control precision, and the rapid regeneration of the desiccant moisture absorption capacity.

【技术实现步骤摘要】
一种可再生半导体湿度调控装置及其运行方法
本专利技术涉及除湿设备领域，尤其涉及一种半导体湿度调控装置及其运行方法。
技术介绍
随着经济的发展和生活水平的不断提高，人们对于工作和生活的舒适性要求也越来越高。在我国很多区域，存在周期性的高湿气候，例如华东地区的梅雨季节及华南地区的回南天，给人民生活生产带来极大不便，利用除湿设备及除湿材料有效降低环境湿度，成为一个亟需解决的问题。评价一种除湿方式的优劣主要从除湿效率、除湿量、能耗、是否环保等方面进行综合考虑。目前的除湿手段主要有主动除湿和被动除湿，主动除湿利用除湿设备主动降低空气湿度，被动除湿利用干燥剂缓慢除湿。市场上的除湿机主要有冷冻式除湿机、转轮除湿机、电渗透除湿机和半导体除湿机，其中半导体除湿机结构简单可靠、设备易于小型化、应用场景较为丰富、设备维护方便。但现有的半导体除湿设备直接利用半导体制冷片产生低于露点的温度使空气中的水分凝结，达到除湿的目的，此方式能耗高、效率低，一定程度上限制了其使用范围；现有的传统蒸汽压缩式制冷除湿方式，由于有着压缩机等复杂部件，存在装置复杂、使用维护成本较高、装置难以小型化、使用场景有限等缺点；现有的被动除湿方式，利用干燥吸附材料吸附空气中水分，达到缓慢除湿的效果，此方式除湿效率低，除湿材料除湿能力利用不充分，且除湿材料无法再生。因此，本领域的技术人员致力于开发一种能耗低、效率高、干燥材料可再生、设备简单的湿度调控装置，在各种场合都能方便使用。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是：1、改善现有半导体除湿设备能耗高，效率低的缺点；2、避免除湿装置复杂、维护成本高、使用范围受限的问题；3、避免除湿剂利用不充分，无法回收的问题；4、提供一种高效率、高除湿能力、经济性高、湿度控制精度高的能够实现吸湿材料再生的除湿装置。为实现上述目的，本专利技术提供了一种可再生半导体湿度调控装置，包括PN结、第一基板翅片换热器、第一风机、第二基板翅片换热器、第二风机、半导体控制器、湿度传感器；所述PN结包括P型半导体、N型半导体、多个导流条，所述多个导流条连接于P型半导体和N型半导体两端，构成第一PN结端和第二PN结端；所述第一基板翅片换热器与所述第一PN结端相连，传导所述第一PN结端产生的热量或冷量；所述第二基板翅片与所述第二PN结端相连，传导所述第二PN结端产生的热量或冷量；所述第一风机的一端为第一进风口，另外一端与所述第一基板翅片换热相连；所述第二风机的一端为第二进风口，另外一端与所述第二基板翅片换热器相连；所述第一基板翅片换热器和所述第二基板翅片换热器涂覆表面干燥剂；所述半导体控制器包括输出端、传感器输入端口、辅助输出端口；所述输出端与所述第二PN结端两端相连，所述传感器输入端口通过导线与所述湿度传感器相连，所述辅助输出端口与所述第一风机和所述第二风机相连；所述湿度传感器检测空气湿度并将检测值发送至所述半导体控制器；所述半导体控制器根据所述湿度传感器的检测值控制所述PN结工作的电流方向。进一步地，所述可再生半导体湿度调控装置还包括电源开关，通过导线与所述半导体控制器的输入端相连。进一步地，所述半导体控制器还根据所述传感器检测值控制PN结工作的电流大小和工作时间。进一步地，所述半导体控制器还根据所述传感器检测值控制所述第一风机和所述第二风机的启停。进一步地，所述P型半导体至少为1个，所述N型半导体至少为1个，所述导流条为3个以上。进一步地，所述电流方向包括正向和反向；所述电流方向为正向时，第一PN结端为冷端，第二PN结端为热端；所述电流方向为反向时，第一PN结端为热端，第二PN结端为冷端。进一步地，所述表面干燥剂为硅胶，所述硅胶通过粘连剂涂覆于所述第一基板翅片换热器和所述第二基板翅片换热器。本专利技术同时还提供一种所述可再生半导体湿度调控装置的运行方法，包括除湿过程和再生过程；在所述除湿过程中，启动所述第一风机与所述第二风机，所述第一风机与所述第二风机稳定运行后，连通所述PN结，对所述表面干燥剂降温，实现对空气的除湿；在所述再生过程中，启动所述第一风机和所述第二风机，所述第一风机和第二风机稳定运行后通过所述半导体控制器切换电路电流方向，连通所述PN结，对所述表面干燥剂进行加热，实现所述表面干燥剂的再生，并在另一侧所述对表面干燥剂降温，实现对空气的除湿。进一步地，所述湿度传感器检测值比规定湿度高时自动运行所述除湿过程，所述湿度传感器检测值成为所述规定湿度时自动停止。进一步地，所述规定的湿度为相对湿度45％以上且65％以下。在本专利技术的较佳实施方式中，提供一种可再生半导体湿度调控装置包括PN结、第一基板翅片换热器、第一风机、第二基板翅片换热器、第二风机、半导体控制器、湿度传感器、开关电源。PN结包括P型半导体、N型半导体、多个导流条；导流条连接于P型半导体和N型半导体两端，构成第一PN结端和第二PN结端；第一PN结端在电流正向时为冷端，与第一基板翅片换热端面紧密相连，第二PN结端为热端，与第二基板翅片换热器端面紧密相连，从而形成良好的散热通路；第一风机的一端为第一进风口，另外一端与第一基板翅片换热器一侧相连，第二风机的一端为第二进风口，另外一端与第二基板翅片换热器一侧相连，形成空气通路。第一基板翅片换热器和第二基板翅片换热器涂覆表面干燥剂。半导体控制器输入端与开关电源通过导线相连，半导体控制器输出端与导流条相连，传感器输入端口通过导线与湿度传感器相连，辅助输出端口与第一风机和第二风机相连，形成控制电路。湿度传感器与工作环境中的空气充分接触。第一基板翅片换热器传导第一PN结端冷端冷量，平衡表面干燥剂除湿过程中产生的吸附热，第二基板翅片换热器使用第二风机进行强制对流换热，平衡第二PN结端热端热负荷，加速除湿过程；半导体控制器能够实现PN结工作温度及工作时间的控制，通过湿度传感器反馈信号控制工作时间，实现对环境湿度的精确控制，并且能使工作电流反向使PN结冷热端交替，对表面干燥剂加热，实现其再生；其次，半导体控制器能够控制第一风机和第二风机的启停。本专利技术提供的一种可再生半导体湿度调控装置，其特点在于：通过PN结半导体帕帖尔冷效应产生冷量对表面干燥涂覆材料进行降温，平衡其吸附热，提高表面干燥涂覆材料的吸湿效率和吸湿能力；利用PN结在通入反向电流后冷热端互换，使得PN结两侧基板翅片换热器交替处于除湿与再生状态，除湿的同时对表面涂覆材料进行加热，实现材料的再生再利用；通过湿度传感器的输入信号控制PN结电路的工作时间，精确控制工作环境的湿度。本专利技术相比于现有技术，具有如下优势：1、相比于传统半导体除湿方式更为节能，且对空气湿度的控制更加精准，拓展了装置的使用范围，尤其适用于对湿度控制要求较高的高精尖领域；2、相比于传统蒸发式制冷除湿，装置无压缩机等复杂部件，更加简单可靠，易于小型化，应用场景更加广阔；3、相比于传统吸湿材料被动除湿效率更高，单位相同材料的吸湿能力提高，且能够轻易实现再生，反复利用。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的一个较佳实施例的半导体湿度调控装置结构示意图；其中，10-PN结，11-P型半导体，12-N型半导体，13-导流条本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可再生半导体湿度调控装置，其特征在于，包括PN结、第一基板翅片换热器、第一风机、第二基板翅片换热器、第二风机、半导体控制器、湿度传感器；所述PN结包括P型半导体、N型半导体、多个导流条；所述导流条连接于所述P型半导体和所述N型半导体两端，构成第一PN结端和第二PN结端；所述第一基板翅片换热器与所述第一PN结端相连，传导所述第一PN结端产生的热量或冷量；所述第二基板翅片与所述第二PN结端相连，传导所述第二PN结端产生的热量或冷量；所述第一风机的一端为第一进风口，另外一端与所述第一基板翅片换热相连；所述第二风机的一端为第二进风口，另外一端与所述第二基板翅片换热器相连；所述第一基板翅片换热器和所述第二基板翅片换热器涂覆表面干燥剂；所述半导体控制器包括输出端、传感器输入端口、辅助输出端口；所述输出端与所述第二PN结端两端相连，所述传感器输入端口通过导线与所述湿度传感器相连，所述辅助输出端口与所述第一风机和所述第二风机相连；所述湿度传感器检测空气湿度并将检测值发送至所述半导体控制器；所述半导体控制器根据所述湿度传感器的检测值控制所述PN结工作的电流方向。

【技术特征摘要】
1.一种可再生半导体湿度调控装置，其特征在于，包括PN结、第一基板翅片换热器、第一风机、第二基板翅片换热器、第二风机、半导体控制器、湿度传感器；所述PN结包括P型半导体、N型半导体、多个导流条；所述导流条连接于所述P型半导体和所述N型半导体两端，构成第一PN结端和第二PN结端；所述第一基板翅片换热器与所述第一PN结端相连，传导所述第一PN结端产生的热量或冷量；所述第二基板翅片与所述第二PN结端相连，传导所述第二PN结端产生的热量或冷量；所述第一风机的一端为第一进风口，另外一端与所述第一基板翅片换热相连；所述第二风机的一端为第二进风口，另外一端与所述第二基板翅片换热器相连；所述第一基板翅片换热器和所述第二基板翅片换热器涂覆表面干燥剂；所述半导体控制器包括输出端、传感器输入端口、辅助输出端口；所述输出端与所述第二PN结端两端相连，所述传感器输入端口通过导线与所述湿度传感器相连，所述辅助输出端口与所述第一风机和所述第二风机相连；所述湿度传感器检测空气湿度并将检测值发送至所述半导体控制器；所述半导体控制器根据所述湿度传感器的检测值控制所述PN结工作的电流方向。2.如权利要求1所述的可再生半导体湿度调控装置，其特征在于，还包括电源开关，所述电源开关通过导线与所述半导体控制器的输入端相连。3.如权利要求1所述的可再生半导体湿度调控装置，其特征在于，所述半导体控制器还根据所述传感器检测值控制PN结工作的电流大小和工作时间。4.如权利要求1所述的可再生半导体湿度调控装置，其特征在于，所述半导体控制器还根据所述传感器检测值控...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛天舒，李龙，吴宣楠，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31