一种热带鱼缸恒温保持及饵料冷藏装置的温度控制方法与流程

本发明涉及一种热带鱼缸恒温保持及饵料冷藏装置的温度控制方法，属于鱼缸生态环境优化技术领域。

背景技术：

摆放鱼缸水族箱可以美化环境、调剂生活，其中体色鲜艳、外表靓丽的热带观赏鱼很受欢迎，成为鱼类爱好者的理想选择。热带观赏鱼是生活中热带水域里的小型鱼类，对水环境的要求较高，如水质、水草等，尤其是水温的控制。大部分热带鱼对水温非常敏感，生活水温一般在22-26℃范围内，高于环境水温，因此需要对水加热并保持水温稳定。

专利号为02206085.5和201010186789.6的发明分别公开了一种水族箱恒温器，设于水族箱外部或过滤水槽内，基于帕尔帖效应，通过切换芯片的冷热端对进入水箱的水加热或冷却，保持水族箱内合适的水温。这种控制方式虽然简单，但制冷芯片长期处于冷热交替的状态对产品的寿命非常不利。芯片另一端所产生的热量或冷量由流动的空气带走，尤其是制冷芯片制冷时，热端其实是非常优良的加热器，所排放的热量远大于冷端所产生的冷量，这部分能量往往没有得到利用直接排入环境而被浪费。

热带鱼喜食水蚯蚓、小鱼虾等肉食性饵料，因此饵料需要保鲜。当前普遍的做法是将饵料放入冰箱保鲜，但容易和冰箱内其他食物发生污染，不益于个人卫生健康。

因此，如果能够同时利用热电堆所产生的冷量和热量，并设计一种温度控制方法，根据水温和冷藏温度的变化加以调节，实现保持鱼缸水温和饵料保鲜的双重功能，既节约能耗，也利于鱼类养殖。

技术实现要素：

目的：本发明提供了一种热带鱼缸恒温保持及饵料冷藏装置的温度控制方法，同时利用热电堆所产生的冷量和热量，根据水温和冷藏温度的变化加以调节，实现保持鱼缸水温和饵料保鲜的双重功能，既节约能耗，也利于鱼类养殖。

本发明的技术方案如下：

一种热带鱼缸恒温保持及饵料冷藏装置的温度控制方法，利用了一种装置，所述装置位于鱼缸和过滤加氧装置之间，安装于鱼缸下方的柜体内，包括热电堆、冷板、散热板、蛇形换热管、冷藏室、保温层、风扇、控制器、控制面板和给水旁路调节阀，所述热电堆通过控制器与电源连接，其热端与蛇形换热管直接接触，未与蛇形换热管接触的部分覆以散热板，散热板的一侧装有风扇，所述热电堆冷端与冷板通过导热硅脂粘合，所述冷板围成一个空腔形成冷藏室，所述保温层填充在冷板外表面和热电堆与柜体形成的空隙中，所述给水旁路调节阀设置在蛇形换热管进水口和水泵之间，并连通一给水旁路直接与蛇形换热管的出水口连接，所述鱼缸内底部和冷板表面分别设有第一感温元件和第二感温元件，分别测量鱼缸内水温和冷板温度，所述控制器的输入端分别与电源、两个感温元件和控制面板相连，输出端与温度显示屏、热电堆、给水旁路调节阀和风扇相连，所述控制面板用于设定鱼缸水温的上下限值和冷板温度，所述控制器用于调整热电堆电流大小、给水旁路调节阀的阀门开度、风扇转速以及切换水冷和风冷方式，具体步骤如下：

1a） 接通电源，热电堆和风扇通电开始工作，热电堆的冷端产生冷量，冷藏室温度降低，风扇驱使空气流动带走热电堆热端产生的热量；

1b）第二感温元件测得冷板温度TL，并将测得的温度转成电压信号反馈至控制器；

1c）将测得的冷板温度T_L与控制面板设定的冷板温度进行比较，若温差绝对值大于1℃，差值信号触发恒温自动控制程序，通过改变供给热电堆的电流使冷板温度保持在给定值上；如果温差绝对值小于等于1℃，继续步骤1d）；

1d）第一感温元件测得鱼缸内水温T_S；

1e）若水温T_S小于鱼缸水温设定下限时，热电堆的热端采用水冷方式；水温T_S>鱼缸水温设定上限时，热电堆的热端采用风冷方式；水温T_S介于鱼缸水温设定上限和下限之间时，热电堆的热端采用风冷+水冷的方式；

1f）返回步骤1b)。

优选地，步骤1e）中所述的水冷方式为风扇停止运行，给水旁路调节阀关闭，水经蛇形换热管与热电堆热端换热后送入鱼缸。

优选地，其特征在于，步骤1e）中所述的风冷方式为风扇运行，给水旁路调节阀全开，水经由给水旁路送入鱼缸。

优选地，步骤1e）中所述风冷+水冷方式为给水旁路调节阀有一定开度，水部分经由蛇形换热管被加热，部分经由给水旁路，冷热水混合后送入鱼缸，风扇转速分档，风扇运行为强制对流风冷方式，风扇停止为自然对流风冷方式。

本发明的有益效果：本发明提供一种热带鱼缸恒温保持及饵料冷藏装置的温度控制方法，自动监测冷藏室冷板温度和鱼缸水温，通过调节工作电流维持冷藏室冷板温度恒定，根据鱼缸水温切换水冷风冷方式和调整给水旁路阀门开度，控制鱼缸内水温在设定的范围之内。

附图说明

图1为本发明的温度控制方法的流程图；

图2为本发明的系统示意图；

图3为本发明的热带鱼缸恒温保持及饵料冷藏装置的俯视图；

图4为本发明的热带鱼缸恒温保持及饵料冷藏装置的系统框图。

图中：鱼缸1、过滤加氧装置2、水泵3、第一感温元件4、冷藏室5-1、冷板5-2、保温层5-3、第二感温元件5-4、热电堆5-5、散热板5-6、蛇形换热管5-7、风扇5-8、控制器5-9、控制面板5-10、给水旁路调节阀5-11。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1-4所示，一种热带鱼缸恒温保持及饵料冷藏装置的温度控制方法，利用了一种装置，所述装置位于鱼缸1和过滤加氧装置2之间，安装于鱼缸下方的柜体内，包括热电堆5-5、冷板5-2、散热板5-6、蛇形换热管5-7、冷藏室5-1、保温层5-3、风扇5-8、控制器5-9、控制面板5-10和给水旁路调节阀5-11，所述热电堆5-5通过控制器5-9与电源连接，其热端与蛇形换热管5-7直接接触，未与蛇形换热管5-7接触的部分覆以散热板5-6，散热板5-6的一侧装有风扇5-8，所述热电堆5-5冷端与冷板5-2通过导热硅脂粘合，所述冷板5-2围成一个空腔形成冷藏室5-1，所述保温层5-3填充在冷板5-2外表面和热电堆与柜体形成的空隙中，所述给水旁路调节阀5-11设置在蛇形换热管5-7进水口和水泵3之间，并连通一给水旁路直接与蛇形换热管5-7的出水口连接，所述鱼缸1内底部和冷板5-2内表面分别设有第一感温元件4和第二感温元件5-4，分别测量鱼缸内水温和冷板温度，所述控制器5-9的输入端分别与电源、两个感温元件和控制面板相连，输出端与温度显示屏、热电堆5-5、给水旁路调节阀5-11和风扇5-8相连，所述控制面板5-10用于设定鱼缸水温的上下限值和冷板温度，所述控制器用于调整热电堆电流大小、给水旁路调节阀的阀门开度、风扇转速以及切换水冷和风冷方式，具体步骤如下：

1a） 接通电源，热电堆5-5和风扇5-8通电开始工作，热电堆5-5的冷端产生冷量，冷藏室温度降低，风扇驱使空气流动带走热电堆热端产生的热量；

1b）第二感温元件5-4测得冷板温度T_L，并将测得的温度转成电压信号反馈至控制器；

1c）将测得的冷板温度T_L与控制面板设定的冷板温度进行比较，若温差绝对值大于1℃，差值信号触发恒温自动控制程序，通过改变供给热电堆5-5的电流使冷板温度保持在给定值上；如果温差绝对值小于等于1℃，继续步骤1d）；

1d）第一感温元件4测得鱼缸内水温T_S；

1e）若水温T_S小于鱼缸水温设定下限时，热电堆的热端采用水冷方式；水温T_S>鱼缸水温设定上限时，热电堆5-5的热端采用风冷方式；水温T_S介于鱼缸水温设定上限和下限之间时，热电堆5-5的热端采用风冷+水冷的方式；

1f）返回步骤1b)。

优选地，步骤1e）中所述的水冷方式为风扇5-8停止运行，给水旁路调节阀5-11关闭，水经蛇形换热管5-7与热电堆5-5热端换热后送入鱼缸1。

优选地，其特征在于，步骤1e）中所述的风冷方式为风扇运行，给水旁路调节阀5-11全开，水经由给水旁路送入鱼缸1。

优选地，步骤1e）中所述风冷+水冷方式为控制器控制给水旁路调节阀5-11有一定开度，水部分经由蛇形换热管5-7被加热，部分经由给水旁路，冷热水混合后送入鱼缸1，风扇5-8转速分档，风扇运行为强制对流风冷方式，风扇5停止为自然对流风冷方式。

本发明中涉及的恒温自动控制程序属于公知技术，由若干模块组成的控制系统实现，而非单一的元器件，控制系统可采用单片机作为核心即控制器，包括电源模块、温度采集模块、面板输入模块、温度显示模块、温度控制模块、阀门控制和风扇，所述电源模块（即电源）、温度采集模块（即两个感温元件）、面板输入模块（控制面板）分别连接控制器输入端，温度显示模块（温度显示屏）、温度控制模块（热电堆）、阀门控制（给水旁路调节阀）和风扇分别连接控制器输出端，温度采集模块将采集的温度信息传输至控制器，控制面板用于输入预设的温度值，所述控制器用于调整热电堆电流大小、给水旁路调节阀的阀门开度、风扇转速以及切换水冷和风冷方式。电源通过控制器分别连接热电堆和风扇。上述技术均为本领域技术人员所掌握的常规技术手段，故而未加详述。

本发明步骤1c)中涉及的温度比较的设计原理如下：感温元件测得冷藏室冷板温度后将温度信息转化为电压信号，即为电压值u1，预设冷板温度由控制面板输入给定，转为电压信号即为电压值u2，并与实际温度u1比较后得到温度差值信号∆u，温度差值信号经放大后有足够的能量，可驱动执行电动机，通过传动机构拖动调压器动触头，使供给热电堆的电流加大或减小，当偏差在允许范围之内时，电机停止转动。上述技术均为本领域技术人员所掌握的常规技术手段，故而未加详述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。