本实用新型涉及一种空调，尤其涉及一种适用于宠物饲养箱的冷热恒温除异味空调。
背景技术：
现有技术的调温产品的常见缺点：1、功能单一，仅能加热：几乎所有产品只具备单一加温功能，且不具备温度控制功能只能依赖外部温控器启停加热器实现温度控制。小型宠物的饲养箱相对封闭，容易因排泄物或腐败食物造成异味堆积、滋生细菌，影响宠物或饲主健康，现有产品均不具备除异味功能。2、调温效率低，速度慢，温度分布不均匀：大部分产品使用热辐射或通过中间介质（如玻璃或垫层）间接加热空气的方式，传热效率低下，热量损失大，且达到目标温度的时间太久。两种加温方式都会造成加温不均匀的问题，冷热分区明显，影响宠物舒适度。3、安全性差，影响湿度：加温设备本身容易产生局部高温，容易伤害甚至杀害小型宠物。而且现有产品会严重降低湿度，相当一部分小型宠物的生存依赖于特定湿度，加温过程如果严重降低湿度会影响小型宠物生存。
现有技术的具体产品包括：
1、加热垫：只能加热，功率低，只能通过加热中间介质（玻璃或垫层）来间接加热缸内空气，加热效率低、能量损失大、调温速度慢。便宜的加热垫为了节省成本往往省去温控电路，不安全，以往也听说过多次因加热垫故障引起火灾的例子，易造成垫材水分迅速蒸干和中间介质高温烫手威胁到宠物安全。
2、日光灯：可以模拟自然日光辐射加热，能量集中，可在局部造出“热点”。对垫材表面直接照射易加快水分蒸发破坏湿度，夜间如使用日光灯保持温度则会影响宠物作息。
3、陶瓷加热灯：不发光的热辐射加热器，夜间不影响宠物作息。由于陶瓷表面高温，不小心接触可能伤到宠物或饲主的手。有人反应陶瓷加热灯会破坏箱内湿度。
4、热风机：只能加热，靠对流将PTC发热器件的热量传导至空气中，加热速度较快。由于安装方式设计成从灯泡接口取电，安装位置较高，对使用金属网盖的半封闭饲养箱会造成内外空气快速流动，从而破坏缸内湿度。
5、散热通风风扇：结构简单，主要用于饲养箱通风功能。没有主动调温能力，靠引入外部空气调节箱内温度，当箱外空气温度过高或过低都会对箱内温度不利。同样会影响箱内湿度。
以上调温设备集中存在下列缺点：1、功能单一，仅能加热：只能加热不能制冷，且需另外购买温控器。而且小型宠物由于多在密闭空间饲养，容易因食物腐败或排泄物堆积造成箱内异味和细菌滋生，影响宠物和饲主的健康。现有方案均未考虑到如何解决这个问题。
2、调温效率低，速度慢，温度分布不均匀：以上加热设备将电能转化为热能的效率普遍较低，特别是加热垫通过中间介质传递热能，效率低得可怜。即使采用热能转化率达到90%以上的PTC陶瓷发热元件的陶瓷加热灯，通过热辐射加热方式损失的能量也非常多。由于加热垫、日光灯和陶瓷灯都属于通过加热垫层间接加热空气，加热速度都比较慢。热风机有可能造成箱内外空气对流，从而降低了加热效率。使用加热垫、日光灯和陶瓷灯时，垫层已经达到很高温度了，箱内空气还没加热到设定温度。垫层温度和箱内气温的温差可以达到30℃以上，容易伤害到宠物。
3、安全性差，影响湿度：加热垫由于结构极为简单，空间有限，市面上存在大量不具备限温保护电路的产品，容易因使用不当或电路故障造成热量迅速堆积而烧毁。经常发生因为使用劣质加热垫造成火灾的情况。加热灯和陶瓷灯表面都有极高的温度，安置在饲养箱内，无论对宠物或是饲主都是一个安全隐患。加热垫和加热灯、陶瓷灯主要通过加热饲养箱底部垫材来加热箱内空气，容易把垫层中的水分“晒干”，造成湿度迅速流失。热风机使用灯泡接口供电，安装在箱顶，在向下吹出热风的同时，容易将箱外空气带入箱内，破坏箱内湿度。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种适用于宠物饲养箱的冷热恒温除异味空调，解决现有技术存在的缺憾。
本实用新型采用如下技术方案实现：
一种适用于宠物饲养箱的冷热恒温除异味空调，其特征在于，该空调包括空调内机和空调外机，空调内、外机之间通过冷却液水管相连，内、外机之间通过水泵建立循环水流，所述空调外机上集成了电源和用于与设定的目标温度进行比较并自动判断制冷或制热的控制面板，所述空调内机具有一个空调内机外壳，所述空调内机外壳具有回风口、排风口和温度传感器，在空调内机外壳的内部上方安装有液冷热交换器和半导体制冷片，所述液冷热交换器与冷却液水管相连，在回风口和排风口之间安装有热敏电阻温度探头、轴流风机和铝散热器。
进一步的，在所述回风口的内侧安装有蜂窝活性炭滤芯。
本实用新型的有益技术效果是：解决了现有技术存在的各种问题，具备主动加热、制冷功能，集成了高精度高刷新率温控器，可将饲养箱内温度精确控制在某一合适温度附近。采用箱内空气循环加热、制冷方式，温度均匀分布。带有可更换的蜂窝活性炭滤芯，可持续清除饲养箱内异味。
箱内空气循环加热、制冷方式，直接调整空气温度，效率极高。调温到目标温度只需要不到传统产品1/10的时间。由于调温速度快，可精确保持饲养箱内温度恒定在一个小范围内，精度达到±0.1℃。
出风温度在加热时高于箱内温度20℃以内，制冷时低于箱内温度10℃以内。属于低温差调温设备，不会造成过热、过冷伤害宠物或饲主的问题。由于采用箱内循环制冷制热方式，和箱外不形成明显空气交换，不会造成大量水分流失，对湿度影响较小。
附图说明
图1是空调的内部结构示意图。
图2是空调的整体结构示意图。
具体实施方式
通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本实用新型，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本实用新型技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本实用新型的技术方案所限定的保护范围。
名词解释：
小型宠物：指作为宠物饲养的小型哺乳动物、爬行动物、两栖类动物、节肢类动物等的统称。其中除小型哺乳动物外，大部分为变温动物（冷血动物），不具备体温调节机制，体温不易保持一定而是随环境温度改变而改变，因而需依靠外界环境温度来调节体温。
空调：空调是空气调节器(room air conditioner)的简称，空调是对空气的温度、湿度、纯净度、气流速度进行处理，满足人们生产、生活需要的设备。
帕尔帖效应：一八三四年法国人珀尔帖发现当电流流经两个不同导体形成的接点时，接点处会产生放热和吸热现象，放热或吸热大小由电流的大小来决定。
半导体制冷片：是一种热泵，优点是没有运动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的帕尔帖（Peltier）效应实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。
半导体制冷片作为特种冷源，在技术应用上具有以下的优点和特点：
1、不需要任何制冷剂，可连续工作，没有活动部件，工作时没有震动、噪音，寿命长，安装容易。2、半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，当前民用制冷片的制冷效率一般最高为80%，但制热效率很高，永远大于100%。因此使用一片制冷片就可以代替分立的加热系统和制冷系统。3、半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。
热泵（Heat Pump）：是一种热量搬运装置，将低位热源的热能转移到高位热源，也是是全世界倍受关注的新能源技术。它不同于人们所熟悉的可以提高位能的机械设备——“泵”；热泵通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，然后再向人们提供可被利用的高品位热能。
活性炭：活性炭是一种黑色多孔的固体炭质。早期由木材、硬果壳或兽骨等经炭化、活化制得，后改用煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。活性炭有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触。当这些气体（杂质）碰到毛细管被吸附，起净化作用。普通活性炭的比表面积在500～1700m2/g间。具有很强的吸附性能，是用途极广的一种工业吸附剂。
绝对湿度、饱和湿度和相对湿度：绝对湿度是指单位体积的空气中含有水蒸汽重量的实际数值，一般用mg/L作指标。饱和湿度是指在一定的气压和一定的温度的条件下、单位体积的空气中能够含有水蒸汽重量的极限数值。相对湿度是指绝对湿度与该温度饱和状态水蒸气含量之比，用百分数表达。
石墨烯：石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石。石墨烯的高热导率特性也进一步支持石墨烯作为新电子器件高效散热材料的应用前景。
设计一种全新的恒温控制设备的必要性：
1、饲养箱温度需要保持在28℃附近，夏天不需要任何加热设备就能满足。屋内开着空调冷风，每天一次打开饲养箱铲屎、换水、喂食、上手......箱内温度瞬间掉到20℃以下。请注意即使空调设置成26℃，空调吹出的冷气正常会低于室温8~10℃。冷气仍可能窜入空间不大的饲养箱，使饲养箱温度瞬间降低到远低于室温的温度。
2、冬天贴上加热垫，缸内温度维持26℃。同样每天开箱照顾，一开箱门箱内温度瞬间掉到18℃以下。关上箱门箱内温度多久能回升到26℃，用联网的温湿度传感器记录过，需要1小时以上。冬天，即使全封闭饲养箱3天喂食清理一次就没问题吗，用爬虫专用加湿器吗，有刷新率快的电子温度计可以试一下。加湿器开启，会快速将箱外空气带入箱内，每次加湿相当于用箱外空气更新箱内空气2、3次，箱内分分钟降到箱外气温。恢复设定温度又得1小时，这期间加湿器还有可能再次开启。
3、箱内适宜温度是26℃附近，夏天屋内开空调问题不大。出差3天，食物和水问题不大。空调一关，屋内闷热，又不能为透气3天不关门窗，屋内温度飙到35℃+。3天内会发生什么，北方冬季进入采暖季后，屋内温度可能搞到30℃以上，如果饲养箱靠近暖气换热器，可能造成热量迅速累计，箱内温度达到或超过30℃。破坏了宠物合适的生存温度。这个时候需要的就不再是“冬季制热”方案，而是需要在冬季进行制冷。这需要能够主动进行冷热调节的恒温装置。
如图1和图2所示，适用于宠物饲养箱的冷热恒温除异味空调，包括一个空调内机外壳1，空调内机外壳1具有回风口A和排风口B，，在回风口的内侧安装有蜂窝活性炭滤芯7，在空调内机外壳1的内部上方安装有液冷热交换器2和半导体制冷片3，液冷热交换器2与冷却液水管4相连，在回风口和排风口之间安装有热敏电阻温度探头8、轴流风机6和铝散热器5。图2中，在饲养箱内安装有恒温空调内机11，恒温空调内机11通过循环水管10与恒温空调外机9相连。
其他实施例中的替代方案包括：1、单独的加热和制冷单功能空调，比如，使用PTC陶瓷加热元件的热风机。2、采用压缩机的机柜空调制冷解决方案：压缩机的制冷制热效率更高，一般能够达到2.5以上（耗电100瓦产生250瓦以上的冷量或热量）。但是压缩机的主要问题是功能、体积和成本：从功能上讲，压缩机空调为了做小体积只能采取放弃制热功能（制冷制热切换需要四通阀等部件）。从体积上讲，压缩机是压缩机空调的核心热泵部件，用最小的压缩机制作的机柜空调的体积至少在本方案的10倍以上，而且是整体空调设计不是灵活的分体结构，需要饲养箱结构才能安装（例如龙猫空调）。从成本上讲，最便宜的压缩机价格比本方案的整体成本还要高。
3、采用整体结构，非分体结构。曾经尝试过采用一体机结构，合并内外机功能，将箱内空气抽出箱外调温再送回箱内。优点是制冷制热功率可以做得更大，缺点是更大的体积和噪音。
本实施例的工作原理是：采用真正的“空调”结构，热泵原理，内、外机分体布置。内外机之间通过冷却水管相连，通过水泵在内外机之间建立循环水流，以循环水为介质实现热量搬移。调温原理：基于屋内空气体积远远大于饲养箱内空气体积的假设，在箱内和箱外空气间搬运热量不会对屋内气温造成可测量的变化，利用屋内空气作为大容量热量存储器。制热时从屋内空气中搬运热量到饲养箱内；制冷时从饲养箱内搬运热量到箱外散发到屋内空气中。
内机置于饲养箱内，负责循环调节缸内气温。出风方向集中，送风距离可达2米以上。集成高精度、高刷新率温度探头。因采用箱内循环方式，饲养箱和外部几乎没有空气交换，所以调温效率高、速度快，且不伤害绝对湿度。内机具有模拟自然风的循环风功能，可更换的蜂窝活性炭净味滤芯可快速清除大部分箱内异味。外机置于饲养箱外，通过循环水管与内机相连。外机内置散热量较大的散热器，通过风机吸入室内空气，驱动空气快速流经散热器后，通过散热器在循环水与箱外屋内空气间进行快速热量交换后，再次排放到室内。外机集成了电源和控制主板，可直接通过外机控制面板设置箱内目标温度。控制主板可通过安装在内机的温度传感器感知饲养箱内实时温度，并与设定的目标温度比较，自动判断应该制冷还是制热。
半导体制冷片安装在内机中的散热器与液冷热交换器（水冷头）之间，通过电缆与外机控制器相连，只需要切换半导体制冷片的供电正负极，即可切换冷热面方向。
制冷时，散热器一侧为冷端，风机带动箱内空气循环通过散热器进行制冷；水冷头一侧为热端，通过循环水将热端热量运输到外机散热器，散发到室内。
制热时，散热器一侧为热端，风机带动箱内空气循环通过散热器进行加热；水冷头一侧为冷端，通过循环水将室内热量从外机散热器运输到内机半导体制冷片的冷端，使冷端温度保持在接近室温的温度。
内机中的微型换热器，使用石墨烯涂层加快换热速度。由于内机散热器体积较小，热容量较小，制冷制热时内机散热器表面会迅速与室温形成约30~40℃的温差，以微小体积达到超过100W的换热效率。
内机外壳采用3D打印工艺一次成型，来自玉米的PLA环保材料即使被宠物啃食也不会造成伤害。
本实用新型的技术效果包括：1、功能丰富而完善，具备冷热主动恒温机能，具备模拟自然风的箱内空气循环功能，具备快速清除箱内异味功能；2、调温速度快效率高分布均匀，箱内循环调温模式，直接调节空气温度清除空气异味，速度快效率高。通过集中送风，送风距离远，可快速吸入内机附近的空气，调温后在远距离输送的饲养箱另一侧，迅速完成箱内空气循环，温度分布均匀。3、安全不伤绝对湿度，内机采用低温差调温方式，内机散热器表面和室内温度温差保持在30~40℃，不会烫伤/冻伤宠物或饲主，内循环调温方式，没有和饲养箱外进行空气交换，不会大幅影响饲养箱内的绝对湿度。综上所述，本实用新型提供了一种更接近宠物自然生长环境的高效和舒适的多功能调温装置。
当然，本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。