一种长航时化学氧呼吸器的半导体制冷方法与流程

本发明属于消防产品，具体涉及一种主动降温呼吸器的半导体制冷方法。

背景技术：

1、化学氧呼吸器是一种使用超氧化钾吸收人体呼出的水汽和二氧化碳放出氧气的闭路循环式呼吸设备。

2、由于在产氧过程中会产生大量热量，导致佩戴者吸入的气体温度过高，通常可以在主动降温呼吸器中配置用于降温的冰盒，通过冰盒的相变吸收热量。

3、但是，采用上述方法需要提前准备冰盒，操作复杂，且冰盒的降温效果不可控。

技术实现思路

1、鉴于以上分析，本发明旨在提供一种主动降温呼吸器的半导体制冷方法，解决了现有技术中对吸气进行降温操作复杂、降温效果不可控的问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，主动降温呼吸器包括半导体制冷单元，半导体制冷单元包括连接管路、设于连接管路上的半导体制冷片、设于连接管路中的吸气温度传感器以及分别与吸气温度传感器和半导体制冷片连接的制冷控制器，半导体制冷片的冷面位于连接管路内，半导体制冷片的热面位于连接管路外；

4、半导体制冷方法包括如下步骤：

5、步骤1：制冷控制器接收吸气温度传感器采集的吸气温度数据，判断吸气温度数据是否超过开启阈值；

6、若超过开启阈值，则开启半导体制冷片，进行步骤2；

7、若未超过开启阈值，则半导体制冷片保持关闭状态；

8、步骤2：吸气与半导体制冷片的冷面接触进行热量的交换；

9、步骤3：半导体制冷片的冷面将热量传递至半导体制冷片的热面，实现对吸气的冷却。

10、进一步地，开启阈值为40～45℃。

11、进一步地，步骤3之后还包括如下步骤：

12、判断吸气温度数据是否低于关闭阈值；

13、若低于关闭阈值，则关闭半导体制冷片；

14、若高于关闭阈值，则半导体制冷片保持开启状态。

15、进一步地，关闭阈值为35～37℃。

16、进一步地，半导体制冷单元还包括散热风扇、设于半导体制冷片热面上的热面温度传感器以及分别与热面温度传感器和散热风扇连接的风扇控制器，散热风扇位于连接管路外且与半导体制冷片的热面位置相对应。

17、进一步地，步骤3还包括如下步骤：

18、风扇控制器接收热面温度传感器采集的半导体制冷片的热面温度数据并计算热面温升速率，判断热面温升速率是否超过速率阈值；

19、若超过速率阈值，则风扇控制器增大占空比，提高散热风扇的电压，加大散热风扇的风速，直至热面温升速率为零；

20、若未超过速率阈值，则风扇控制器保持占空比不变或降低占空比，散热风扇的电压不变或降低，保持散热风扇的风速不变或降低散热风扇的风速。

21、进一步地，主动降温呼吸器还包括套管，套管包括嵌套设置的内管和外管，人体的呼吸端通过外管与呼吸器的呼气囊连接，呼吸器的吸气囊的出气口依次通过内管和连接管路与人体的呼吸端连接。

22、进一步地，步骤1之前还包括如下步骤：

23、人体的呼气通过外管进入呼吸器的呼气囊；

24、呼吸器产生的吸气通过内管进入连接管路；

25、呼气与吸气通过内管的侧壁进行换热，对吸气进行主动降温。

26、进一步地，主动降温呼吸器还包括设于呼吸器的呼气囊进出气口处的导气单元，导气单元包括导气风扇、压力传感器以及分别与导气风扇和压力传感器连接的风扇调速器。

27、进一步地，步骤1之前还包括如下步骤：

28、风扇调速器接收压力传感器采集的呼气囊进出气口处的气体压力数据，判断气体压力数据是否超过压力阈值；

29、若气体压力数据超过压力阈值，则风扇调速器提高风扇驱动电压，导气风扇转速增大；

30、若气体压力数据未超过压力阈值，则风扇调速器保持风扇驱动电压不变，导气风扇转速不变。

31、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

32、a)本发明提供的用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，通过半导体制冷片通电两级热交换的原理，半导体制冷片的一面吸热(即冷面)，半导体制冷片的另一面放热(即热面)，冷面靠近连接管路从而能够将连接管路中的热量带走，进一步降低呼吸温度。

33、b)本发明提供的用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，通过吸气温度传感器和制冷控制器的设置，能够自动开启半导体制冷片，对吸气进行主动降温。

34、c)本发明提供的用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，内管用于吸气的流通，外管用于呼气的流通，当吸气在内管中流通、呼气在外管中流通时，由于呼气的温度通常为人体温度，即接近37℃左右，生氧罐内产生的吸气温度通常温度较高，大于37℃，呼气与吸气通过内管的侧壁进行换热，能够有效降低吸气温度，提高作业舒适度。此外，由于内管和外管采用嵌套结构，能够有效提高套管的结构紧凑性，减少管路设置的长度和复杂性，从而能够提高空间利用率。

35、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，其特征在于，所述主动降温呼吸器包括半导体制冷单元，所述半导体制冷单元包括连接管路、设于连接管路上的半导体制冷片、设于连接管路中的吸气温度传感器以及分别与吸气温度传感器和半导体制冷片连接的制冷控制器，所述半导体制冷片的冷面位于连接管路内，所述半导体制冷片的热面位于连接管路外；

2.根据权利要求1所述的用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，其特征在于，所述开启阈值为40～45℃。

3.根据权利要求1所述的用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，其特征在于，所述步骤3之后还包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，其特征在于，所述关闭阈值为35～37℃。

5.根据权利要求1所述的用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，其特征在于，所述半导体制冷单元还包括散热风扇、设于半导体制冷片热面上的热面温度传感器以及分别与热面温度传感器和散热风扇连接的风扇控制器，所述散热风扇位于连接管路外且与半导体制冷片的热面位置相对应。

6.根据权利要求5所述的用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，其特征在于，所述步骤3还包括如下步骤：

7.根据权利要求1至6任一项所述的用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，其特征在于，所述主动降温呼吸器还包括套管，所述套管包括嵌套设置的内管和外管，人体的呼吸端通过外管与呼吸器的呼气囊连接，所述呼吸器的吸气囊的出气口依次通过内管和连接管路与人体的呼吸端连接。

8.根据权利要求7所述的用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，其特征在于，所述主动降温呼吸器还包括设于呼吸器的呼气囊进出气口处的导气单元，所述导气单元包括导气风扇、压力传感器以及分别与导气风扇和压力传感器连接的风扇调速器。

10.根据权利要求9所述的用主动降温呼吸器的半导体制冷方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种长航时化学氧呼吸器的半导体制冷方法，属于消防产品技术领域，解决了现有技术中对吸气进行降温操作复杂、降温效果不可控的问题。该方法包括步骤1：制冷控制器接收吸气温度传感器采集的吸气温度数据，判断吸气温度数据是否超过开启阈值；若超过开启阈值，则开启半导体制冷片，进行步骤2；若未超过开启阈值，则半导体制冷片保持关闭状态；步骤2：吸气与半导体制冷片的冷面接触进行热量的交换；步骤3：半导体制冷片的冷面将热量传递至半导体制冷片的热面，实现对吸气的冷却。本发明可对吸气进行有效降温。技术研发人员：朱云飞,黄启福,王文杰,李海洋,付晓艳,李翔,伍亚冰,毛亚,杨天天,郭正东,高琦琦,辛振芳,刘海平,邱旭阳受保护的技术使用者：北京机械设备研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/13