[发明专利]地热恒温控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及温控领域，特别涉及一种利用地热能做热源的地热恒温控制装置。

背景技术

户外安装的精密仪器仪表对安装环境有较高的要求，尤其是温度对精密仪器仪表的影响，一般很难在户外能提供近乎实验室的环境，使得仪器仪表在安装后实际精度降低。为了保证精密仪器仪表在户外安装后的精度，现有技术采用低温飘器件来设计制造精密仪器仪表，尽量规避温度的影响，但这增加了设计难度也提高了成本；还有一些采用空调压缩机做温控，为精密仪器仪表提供近似恒温的工作温度环境。但采用空调压缩机会引入振动源，这在光学精密仪器仪表领域是被严格禁止的，而且用空调压缩机做温控在户外温度低于0℃时效率大大降低，因为空调压缩机工作一会儿之后室外机结冰最终会导致停机无法正常运行，有明显的使用环境范围限制。同时，用空调压缩机做温控这种方式温控精度一般约为1℃—5℃，而高精密的光学仪器需要近乎恒温+/-0.1℃的温控精度，目前的温控技术很难兼顾以上技术要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种温控精度高，使用范围广的地热恒温控制装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种地热恒温控制装置，包括恒温箱体，所述恒温箱体内设有散热器，所述恒温箱体上镶嵌设有与所述散热器连接的半导体制冷器，所述半导体制冷器连接有控制电路，所述恒温箱体外表面设有与所述半导体制冷器相连接的集热装置，所述散热器、半导体制冷器和集热装置构成第一级热泵系统，所述第一级热泵系统连接第二级热泵系统，所述第二级热泵系统包括与所述集热装置依次连接的位于变温层的导热装置和位于地热恒温层的热交换装置。本发明采用两级热泵系统，第二级热泵系统中的热交换装置、导热装置将地热交换、导入至恒温箱体外由集热装置吸收，第一级热泵系统中的所述集热装置通过半导体制冷器与恒温箱体内部散热器产生热交换，间接使位于恒温层的热交换器装置与恒温箱体内部散热器通过半导体制冷器产生热交换。由地表恒温层提供地热源，通过控制电路控制半导体制冷器调节输入恒温箱体内的热能达到恒温效果，温控精度高，使用范围广。

优选的，所述集热装置为集热器。

优选的，所述导热装置为铜棒导热装置。

进一步的，所述铜棒导热装置外套设有保温管。铜棒导热装置套设保温管可防止铜棒导热装置与变温层做热交换从而产生不必要的热损失，提高热泵效率。

优选的，所述热交换装置为热交换器。

进一步的，所述热交换器为铝合金热交换器。

优选的，所述散热器上安装有风扇。采用风扇可将热量均匀疏导至恒温箱体的内部，提高温控精度。

优选的，所述恒温箱体内表面设有保温材料层。保温材料层可阻断恒温箱体与外部空气的热交换，确保温度稳定。

优选的，所述恒温箱体为不锈钢恒温箱体，不易腐蚀，延长恒温箱体使用寿命。

所述控制电路包括温度传感器，用于检测恒温箱体内的温度；和控制器，用于将温度传感器输出的温度电压信号与目标温度比较计算处理后根据计算处理结果控制半导体制冷器上的电压、电流的大小和方向实现制冷或制热。

与现有技术相比，本发明的有益效果：  

本发明采用两级热泵系统，第二级热泵系统中的热交换装置、导热装置将地热交换、导入至恒温箱体外由集热装置吸收，第一级热泵系统中的所述集热装置通过半导体制冷器与恒温箱体内部散热器产生热交换，间接使位于恒温层的热交换器装置与恒温箱体内部散热器通过半导体制冷器产生热交换。本发明由地表恒温层提供地热源，通过控制电路控制半导体制冷器调节输入恒温箱体内的热能达到恒温效果，温控精度高，使用范围广。

附图说明：

图1为本发明的地热恒温控制装置示意图。

图2为本发明中的控制电路框图。

图中标记：1-恒温箱体，2-保温材料层，3-散热器，4-半导体制冷器，5-集热装置、6-保温管，7-导热装置，8-热交换装置，9-风扇。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例：