ТЕРМОВЛАГОСТАТ

Полезная модель относится к области аппаратов, обеспечивающих поддержание в рабочем объеме заданного температурного влажностного режима, а конкретно и климатическим и ростовым камерам.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному устройству относится термостат, содержащий теплоизолированный корпус с размещенной в нем рабочей камерой, на задней стенке которой размещены охладитель, нагреватели, размещенные на теплопроводных экранах, установленных на стойках вдоль задней стенки камеры, после теплопроводных экранов с нагревателями установлена панель с образованием нескольких воздушных каналов, на панели перед каждым нагревателем выполнены отверстия для ввода крыльчаток вентиляторов в воздушные каналы и отверстия для выброса или засоса воздуха, прокачиваемого через канал, задатчик температуры, блок регулирования первого типа, выходами подключенный к цепи электропитания охладителя, первым управляющим входом соединенный с датчиком температуры первого типа, размещенном на охладителе, вторым управляющим входом соединенный с первым выходом задатчика температуры, несколько блоков регулирования второго типа, каждый из которых выходами подключен к цепи электропитания одного из нагревателей, первым управляющим входом соединен с одним из датчиков температуры второго типа, установленного в потоке воздуха, поступающего в рабочую камеру из воздушного канала, вторым управляющим выходом соединен со вторым выходом задатчика температуры (см. патент на полезную модель Российской Федерации №36538 U1, МПК 7 G 05 D 23/30, 10.03.2004).
При реализации работы известного устройства посредством блока регулирования первого типа температуру охладителя по сигналам, поступающим с установленного на нем датчика температуры первого типа и первого выхода задатчика температуры, поддерживают на уровне, меньшим температуры статирования, а посредством блоков регулирования второго типа температуры потоков воздуха, поступающих в рабочую камеру из воздушных каналов, по сигналам датчиков температуры второго типа и сигналу со второго выхода задатчика температуры поддерживают на уровне, соответствующем заданной температуре статирования.
Недостаток известного устройства, принятого за прототип, состоит в невозможности поддержания в рабочей камере заданного режима влагостатирования.
Этот недостаток обусловлен тем, что в известном устройстве отсутствуют средства для создания дозированного поступления в рабочую камеру паров воды, или дозирования отвода последних.
Задачей полезной модели является обеспечение поддержания в рабочей камере не только заданного режима термостатирования, но и заданного режима влагостатирования.
Указанный технический результат достигается тем, что в термовлагостат, содержащий теплоизолированный корпус с размещенной в нем рабочей камерой, на задней стенке которой размещены охладитель, нагреватели, размещенные на теплопроводных экранах, установленных на стойках вдоль задней стенки камеры, после теплопроводных экранов с нагревателями установлена панель с образованием нескольких воздушных каналов, на панели перед каждым нагревателем выполнены отверстия для ввода крыльчаток вентиляторов в воздушные каналы и отверстия для выброса или засоса воздуха, прокачиваемого через каналы, задатчик температуры, блок регулирования первого типа, выходами подключенный к цепи электропитания охладителя, первым управляющим входом соединенный с датчиком температуры первого типа, размещенном на охладителе, вторым управляющим входом соединенный с первым выходом задатчика температуры, несколько блоков регулирования второго типа, каждый из которых выходами подключен к цепи электропитания одного из нагревателей, первым управляющим входом соединен с одним из датчиков температуры второго типа, установленного в потоке воздуха, поступающего в рабочую камеру из воздушных каналов, вторым управляющим выходом соединен со вторым выходом задатчика температуры, при этом посредством блока регулирования первого типа температуру охладителя по сигналам, поступающим с установленного на нем датчика температуры первого типа и первого выхода задатчика температуры, поддерживают на уровне, меньшим температуры статирования, а посредством блоков регулирования второго типа температуры потоков воздуха, поступающих в рабочую камеру из воздушных каналов, по сигналам датчиков температуры второго типа и сигналу со второго выхода задатчика температуры поддерживают на уровне, соответствующем заданной температуре статирования, при этом в устройство дополнительно введены источник постоянного тока, несколько блоков регулирования третьего типа, по меньшей мере одним входом соединенных с выходом источника постоянного тока, столько же датчиков относительной влажности, соединенных с первыми управляющими входами блоков регулирования третьего типа, размещенных в потоках воздуха, поступающих в рабочую камеру из воздушных каналов, задатчик относительной влажности, выходом соединенный со вторьми входами блоков регулирования третьего типа, столько же термомодулей,
реализующих эффект Пельтье, установленных теплообменными спаями на радиаторах в каждом воздушном канале, на тепловоздействующих спаях которых установлены ванны с водой, по меньше мере одним входом соединенных с выходом блока регулирования третьего типа, при этом нижнюю границу диапазона изменения температуры охладителя поддерживают на уровне, превышающем точку росы для заданного значения режима термовлагостатирования в рабочей камере, а посредством блоков регулирования третьего типа регулируют тепловую мощность, подводимую каждым термомодулем к ванне с водой, обеспечивая интенсивность поступления водных паров из воздушных каналов на уровне, при котором значения относительной влажности, регистрируемые каждым датчиком относительной влажности, соответствуют заданному режиму влагостатирования.
Сущность изобретение поясняется графическими материалами.
На фиг.1 изображен вид спередитермовлагостата, на фиг.2 - вид сбоку, на фиг.3 - электрическая схема, а на фиг.4 - элемент I фиг.1, 2.
Термовлагостат (фиг.1 и 2) содержит корпус 1 теплоизоляцию 2, рабочую камеру 3, воздушные каналы 4, охладитель 5, установленный на задней стенке 6 рабочей камеры 3 и размещающийся во всех воздушных каналах 4, нагреватели 7, размещенные на экранах 8, установленных на стойках 9, датчик температуры 10 первого типа, установленный на охладителе 5, вентиляторы 11, установленные на панели 12, крыльчатки 13, которые введены в воздушные каналы 4, датчики температуры 14 второго типа, размещенные в потоке воздуха, поступающего в рабочую камеру 3 из воздушных каналов 4.
На панели 12 выполнены отверстия 15 для выброса или засоса воздуха, прокачиваемого вентиляторами 11 через воздушные каналы 4.
В каждом воздушном канале 4 установлены радиаторы 16, на которых по поверхности теплообменных спаев 17 установлены термомодули 18, реализующие при работе эффект Пельтье, на поверхности тепловоздействующих спаев 19, которых установлены ванны 20 с водой 21, подключенные к системам залива при недостатке и отвода при избытке воды (на чертеже не показаны).
На выходах потоков воздуха из воздушных каналов 4 размещены датчики влажности 22.
В состав электрической схемы термовлагостата входят (фиг.3), блок регулирования 23 первого типа, выходами подключенный к сети электропитания охладителя 5, первым управляющим входом соединенный с датчиком температуры первого типа 10, установленным на охладителе 5, а вторым управляющим входом соединенный с первым выходом задатчика температуры 24, блоки регулирования второго типа 25, каждый из
которых подключен своими выходами к сети электропитания соответствующих нагревателей 7, одним управляющим входом соединен с датчиком температуры второго типа 24, блоки регулирования третьего типа 26, каждый из которых первым управляющим входом соединен с датчиком влажности 22, а вторым управляющим входом соединен с выходом задатчика относительной влажности 27, по меньшей мере одним входом соединен с выходом источника постоянного тока 28.
Предложенный термовлагостат работает следующим образом:
После включения термовлагостата в сеть электропитания, манипулируя кнопками или рукоятками переключателей на панели управления (на чертежах не показаны) производят установку заданного режима термовлагостатирования, в котором предполагается функционирование аппарата. Тем самым определяют параметры сигналов, выходящих из первого и второго выходов задатчика температуры 24 и выхода задатчика относительной влажности 27 температуры и поступающих на вторые управляющие входы блоков регулирования 23, 25 и 26 и 18 первого, второго и третьего типов.
При работе аппарата после выхода на заданный режим термовлагостатирования происходит следующее:
т.р.
охл
ст
1. По сигналу, поступающему с датчика температуры 10 первого типа и на основании сигнала, поступающего с первого выхода задатчика температуры 247, блок регулирования первого типа 23 обеспечивает поддержание температуры охладителя 5 на уровне Т<Т<Т.
т.р.
ст.
ст
Здесь Т - температура точки росы, т.е. температура при которой на поверхности охладителя не наблюдается осаждение влаги при заданной температуре в рабочей камере Т и заданном значении относительной влажности В.
охл.
Т - текущая температура охладителя 5.
ст
ст
Поток воздуха, прокачиваемый вентиляторами 11 через воздушные каналы 4, охлаждается, при этом значения текущей температуры охладителя 5 определяют и значения тепловой мощности соответствующего нагревателя 7, выделяемой в потоке воздуха: понижения температуры охладителя 5 приводит в 1-й момент к понижению температуры потока воздуха до некоторых значений, находящихся в интервале (Т; Т - Т*2). В свою очередь, блок регулирования второго типа 25 по сигналу соответствующего датчика температуры 14 второго типа, регулируя мощности соответствующего нагревателя 7, увеличивает ее; при более высоких значениях температуры охладителя 5, блоки регулирования второго типа 25 по сигналам датчиков температуры 14 второго типа обеспечивают более низкие значения тепловых мощностей, выделяемых нагревателями 7 в потоках воздуха, прокачиваемых через воздушные каналы 4.
Вышеописанным образом обеспечивается баланс тепловых мощностей, одновременно подводимых к каждому воздушному потоку в канале 4 и отводимых от него, и поддержание температуры каждого из датчиков второго типа 14 на одном и том же уровне, соответствующем Тст.
ст
В итоге, в каждой из точек рабочей камеры, где размещены датчики температуры 14 второго типа, обеспечивается поддержание заданной температуры статирования Т; при наличии же нескольких воздушных потоков, поступающих в рабочую камеру из воздушных каналов при одной и той же температуре, гарантируется достижение заданной степени изотермичности по всему объему камеры.
При этом так как температура охладителя 5 постоянно поддерживается на уровне, превышающем точку росы, то цикличная работа охладителя не влияет на изменение влажности в рабочей камере 3.
Обеспечение заданного режима влагостатирования осуществляют посредством регулирования интенсивности поступления водных паров из ванн 20 с водой 21 через воздушные каналы 4 в рабочую камеру 3.
Для этой цели посредством блоков регулирования третьего типа 26 регулируют, например, частотно-импульсивным или широтно-импульсивным методом электрическую мощность подводимую к термомодулям 18 от источника постоянного тока 28, обеспечивая в зависимости от направления тока, протекающего через термомодули 18 и реализуемого теплового режима (либо охлаждения, либо нагрева) либо дозированное конденсирование, либо генерирование водных паров в ваннах 20, и, как следствие, поддержание в рабочей камере 3 такого значения относительной влажности, определяемого задатчиком относительной влажности 27 и регистрируемого каждым датчиком относительной влажности 22 на выходах из воздушных каналов 4.
Устройства предложенного типа могут применяться для создания высоко однородного температурного влажностного режима в объемах ростовых и климатических камер, использующихся, в частности, для хранения архивных материалов, страхового фонда документации.