CN108624500B - 用于运行加湿模块的方法、加湿模块、具有加湿模块的培养箱或气候室 - Google Patents

用于运行加湿模块的方法、加湿模块、具有加湿模块的培养箱或气候室 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于运行用于培养箱的加湿模块的方法，所述加湿模块包括具有进水口和蒸汽出口的容器、设置在容器内部的加热装置、温度传感器以及用于控制或调节经由进水口的供水和/或用于控制或调节加热装置的加热功率的控制电路，在该方法中，所述容器最大以这样的程度被填充水，使得保留有蒸汽容积，在用加热装置加热时产生的水蒸汽位于该蒸汽容积中，所述加热装置的一部分从水中伸出并伸入到蒸汽容积中，可使水蒸汽过热，并且所述温度传感器设置成，使得所述温度传感器直接或间接地测量水蒸汽的温度，测得的温度用作控制电路的调节参数。本发明还涉及用于实施这种方法的加湿模块和具有这种加湿模块的培养箱。

Description

用于运行加湿模块的方法、加湿模块、具有加湿模块的培养箱 或气候室
技术领域
本发明涉及一种用于运行加湿模块的方法、一种加湿模块和一种具有加湿模块的培养箱或气候室。
背景技术
借助培养箱或气候室可在位于培养箱或气候室内的试验室中建立限定的气候条件、尤其是预定的温度和空气湿度。空气湿度在许多应用中、例如在培育细胞时(在此有时空气湿度必须被调节并保持高于90％相对湿度)构成重要参数。但空气湿度迄今在许多情况下只能用以下方式简单地调节：将储水器(如盛有水的碗)放入培养箱或气候室中，然后水在培养箱或气候室中的温度下通过蒸发进入培养箱或气候室内部的空气中。
特别是在开门时，培养箱或气候室中的气候受到干扰，这尤其会导致空气湿度降至要求值以下。为了尽可能减少这种偏离于目标值的影响，短暂的湿气恢复时间非常重要，这尤其是需要确保尽可能连续的加湿。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于运行尤其是适合用于培养箱或气候室的加湿模块的方法、一种用于实施该方法的、尤其是适合用于培养箱或气候室的加湿模块以及一种具有这种加湿模块的培养箱或气候室，借助其能以简单且有效的方式确保尽可能连续的加湿。
所述任务通过一种用于运行加湿模块的方法来解决，所述加湿模块包括：
具有内部、进水口和蒸汽出口的封闭的容器，所述内部被分为蒸汽容积和液体容积，其中，蒸汽容积位于液体容积的水位上方，所述水位由水的填充量确定，所述蒸汽出口限定最大水位，
设置在容器内部的加热装置，
温度传感器，以及
控制电路，该控制电路用于控制或调节经由进水口的供水和/或用于控制或调节加热装置的加热功率，其特征在于，
所述容器最大以这样的程度被填充水，使得保留有蒸汽容积，在用加热装置加热时产生的水蒸汽位于该蒸汽容积中，
所述加热装置的一部分从水中伸出并伸入到蒸汽容积中，从而可使水蒸汽过热，并且
所述温度传感器设置成，使得所述温度传感器直接或间接地测量水蒸汽的温度，测得的温度用作控制电路的调节参数，其中，所述温度传感器设置在最大水位上方的在蒸汽容积的高度上的容器外周上、设置在蒸汽容积内或者设置在加热装置内。
所述任务还通过一种用于实施该方法的加湿模块来解决，该加湿模块包括具有内部、进水口和蒸汽出的封闭的容器、加热装置、温度传感器和控制电路，所述内部被分为蒸汽容积和液体容积，其中，蒸汽容积位于液体容积的水位上方，所述水位由水的填充量确定，所述蒸汽出口限定最大水位，所述加热装置设置在容器内部，使得所述加热装置部分地没入水下并且即使在容器最大程度被填充水时所述加热装置仍部分从水中伸出，所述温度传感器设置在最大水位上方的在蒸汽容积的高度上的容器外周上、设置在蒸汽容积内或者设置在加热装置内，所述控制电路构造用于基于温度传感器的测量值来控制或调节经由进水口的供水和/或用于控制或调节加热装置的加热功率。
所述任务还通过一种具有加湿模块的培养箱或气候室来解决，其特征在于，所述加湿模块是根据本发明的加湿模块。
借助根据本发明的方法运行一种尤其是适合用于培养箱或气候室的加湿模块，所述加湿模块包括具有进水口和蒸汽出口的容器、设置在容器内部的加热装置、温度传感器以及控制电路，该控制电路用于控制或调节经由进水口的供水和/或用于控制或调节加热装置的加热功率。
对于本发明重要的是，所述容器最大以这样的程度被填充水，使得保留有蒸汽容积，在用加热装置、如电热器加热时产生的水蒸汽位于该蒸汽容积中，所述加热装置的一部分从水中伸出并伸入到蒸汽容积中(当加热装置的一部分穿过蒸汽容积时也是这种情况)，从而可使水蒸汽过热，并且所述温度传感器设置成，使得所述温度传感器直接或间接地测量水蒸汽的温度，测得的温度用作控制电路的调节参数。当温度传感器的测量点位于蒸汽容积内时，进行直接测量；然而当温度传感器的测量点设置在蒸汽容积区域中的容器壁上或加热装置内部时，可进行间接测量。
为了产生蒸汽，通过用加热装置的加热来加热水，使得蒸汽进入蒸汽容积中。在那里继续加热蒸汽，使得蒸汽过热并且在此进一步朝向蒸汽出口方向上升，如需要，蒸汽可经由蒸汽出口到达培养箱或气候室内部空间以便加湿。这种运行方式能实现运行无压***，这允许简单且低成本的结构并使许可更加容易，此外通过蒸汽容积中的蒸汽过热也实现了消毒，从而显著降低外来生物进入培养箱或气候室中的风险。
此外，根据本发明，蒸汽温度的直接或间接温度监测用作调节参数。一方面，以下述方式可控制水的再填充：当由温度传感器测得的水蒸汽温度达到或超过阈值时，通过控制电路使水经由进水口进入容器中。在加湿模块持续运行时水位下降，因为越来越多的水被蒸发。因此，所产生的蒸汽总是进一步过热，因为蒸汽容积随着水位下降而增加并且因此加热装置的越来越多的部分从水中伸出。因此，在给定加热功率时，可由所达到的蒸汽温度推断出当前水位，从而可实现及时自动再填充水并因此可实现尽可能连续的持续运行。
当加湿模块无需输出水蒸汽形式的湿气时，使加湿模块在待机模式中运行，由此可减少加湿模块的负荷。随后在该待机模式中通过控制电路利用由温度传感器测得的温度这样调节加热装置的加热功率，使得温度保持在沸点温度以下。
根据本发明的、尤其适合用于实施该方法的、用于培养箱或气候室的加湿模块包括具有进水口和蒸汽出口的容器、加热装置、温度传感器和控制电路，所述加热装置设置在容器内部，使得即使在容器最大程度被填充水时加热装置仍部分从水中伸出，所述控制电路构造用于基于温度传感器的测量值来控制或调节经由进水口的供水和/或用于控制或调节加热装置的加热功率。
应指出，容器的最大填充量由蒸汽出口的位置预先确定，蒸汽出口必须高于水位，由此水不会流出。这意味着容器内部总是被分为蒸汽容积和液体容积，液体容积位于下方并且蒸汽容积位于上方。随着蒸发量的增加，这两个容积之间的边界变化。尤其是在侧向设置蒸汽出口时是这种情况。即使在没有标记给定最大水位的情况下，也可通过容器的结构来预先确定容器的最大填充量。
在第一种实施方式中，所述温度传感器在蒸汽容积的高度上设置在最大水位上方的容器外周上。作为其替代方案，温度传感器可以设置在蒸汽容积内或加热装置内。
特别优选所述控制电路构造用于，当由温度传感器测得的水蒸汽温度达到或超过阈值时，使水经由进水口进入容器中。
替代或附加地，所述控制电路优选构造用于，当所述加湿模块无需输出水蒸汽形式的湿气时使加湿模块在待机模式中运行，并且所述控制电路还优选构造用于在待机模式中通过控制电路利用由温度传感器测得的温度这样调节加热装置的加热功率，使得温度保持在沸点温度以下。
根据本发明的培养箱或气候室的特征在于，其包括根据本发明的加湿模块。
附图说明
下面参考示出实施例的附图详细阐述本发明。附图如下：
图1示出尤其是用于培养箱或气候室的第一种加湿模块；
图2示出尤其是用于培养箱或气候室的第二种加湿模块；以及
图3示出尤其是用于培养箱或气候室的第三种加湿模块；
具体实施方式
图1示出尤其是适合用于培养箱或气候室的加湿模块10。该加湿模块10具有容器2，容器内部被分为充有水的、出于物理原因位于下方的液体容积7a和位于其上方的蒸汽容积7b。在液体容积7a区域中设有侧向进水口3，而在蒸汽容积7b区域中设有蒸汽出口4，蒸汽出口同时限定最大水位，从而在容器2中始终保留有蒸汽容积7b。容器2借助隔离层6隔热，以便实现加湿模块10更加节能的运行。
在容器2中还设有加热装置1，加热装置例如可构造为自限位PTC加热器。在此，加热装置1没有被水完全覆盖，而是从水中伸入到蒸汽容积7b中。在所示实施例中，加热装置1设置在容器的盖8上并因此延伸穿过整个蒸汽容积7b。
因此，在加湿模块10运行时，水被加热装置1加热并且作为蒸汽上升到蒸汽容积7b中。由于在蒸汽容积7b中继续通过加热装置1提供加热功率，因此出现蒸汽过热，蒸汽随后可在需要时通过位于容器上部区域中的蒸汽出口4进入未示出的培养箱内部空间中并在那里确保希望的加湿。
在蒸汽容积7b区域中，以贴靠在容器外周上的方式设有温度传感器5、如PT-100元件，借助该元件间接检测过热蒸汽的温度。温度传感器5的测量值被传送至图1中未示出的控制电路，该控制电路尤其是在测得的温度超过阈值时引起经由进水口3再填充水。
当无需为培养箱或气候室供应湿气时，通过控制电路使加湿模块10在待机模式中运行，在待机模式中加热装置1的加热功率这样降低，使得在温度传感器5上测得的温度低于沸点温度并且通过将温度传感器5的数据用作调节参数而使该温度稳定在稍微低于沸点温度之处，从而在培养箱或气候室内部重新需要湿气时可通过提高加热装置1的加热功率再次快速提供蒸汽，但如果在培养箱或气候室内部不需要湿气，加湿模块10就以较低负荷的运行模式运行。
在图2和3中示出的加湿模块20或30具有相同构件，这些相同构件因此也由相同附图标记表示。加湿模块10、20、30之间的区别仅在于温度传感器5的设置。在图2中，温度传感器5直接设置在蒸汽容积7b内，这意味着直接测量。在图3中，温度传感器5容纳于加热装置1内部。
附图标记列表
1 加热装置
2 容器
3 进水口
4 蒸汽出口
5 温度传感器
6 隔离层
7a 液体容积
7b 蒸汽容积
8 盖
10、20、30 加湿模块

Claims (7)

1.用于运行加湿模块(10、20、30)的方法，所述加湿模块(10、20、30)包括：
具有内部、进水口(3)和蒸汽出口(4)的封闭的容器(2)，所述内部被分为蒸汽容积(7b)和液体容积(7a)，其中，蒸汽容积(7b)位于液体容积(7a)的水位上方，所述水位由水的填充量确定，所述蒸汽出口(4)限定最大水位，
设置在容器(2)内部的加热装置(1)，
温度传感器(5)，以及
控制电路，该控制电路用于控制或调节经由进水口(3)的供水和/或用于控制或调节加热装置(1)的加热功率，其特征在于，
所述容器(2)最大以这样的程度被填充水，使得保留有蒸汽容积(7b)，在用加热装置(1)加热时产生的水蒸汽位于该蒸汽容积中，
所述加热装置(1)的一部分从水中伸出并伸入到蒸汽容积(7b)中，从而可使水蒸汽过热，并且
所述温度传感器(5)设置成，使得所述温度传感器直接或间接地测量水蒸汽的温度，测得的温度用作控制电路的调节参数，其中，所述温度传感器(5)设置在最大水位上方的在蒸汽容积(7b)的高度上的容器(2)外周上、设置在蒸汽容积(7b)内或者设置在加热装置(1)内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当由温度传感器(5)测得的水蒸汽的温度达到或超过阈值时，通过控制电路使水经由进水口(3)进入容器(2)中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述加湿模块(10、20、30)无需输出水蒸汽形式的湿气时，使加湿模块在待机模式中运行，并且在待机模式中通过控制电路利用由温度传感器(5)测得的温度来调节加热装置(1)的加热功率，使得温度保持在沸点温度以下。
4.用于实施根据权利要求1至3之一所述的方法的加湿模块(10、20、30)，该加湿模块包括具有内部、进水口(3)和蒸汽出口(4)的封闭的容器(2)、加热装置(1)、温度传感器(5)和控制电路，所述内部被分为蒸汽容积(7b)和液体容积(7a)，其中，蒸汽容积(7b)位于液体容积(7a)的水位上方，所述水位由水的填充量确定，所述蒸汽出口(4)限定最大水位，所述加热装置设置在容器(2)内部，使得所述加热装置部分地没入水下并且即使在容器(2)最大程度被填充水时所述加热装置仍部分从水中伸出，所述温度传感器(5)设置在最大水位上方的在蒸汽容积(7b)的高度上的容器(2)外周上、设置在蒸汽容积(7b)内或者设置在加热装置(1)内，所述控制电路构造用于基于温度传感器(5)的测量值来控制或调节经由进水口(3)的供水和/或用于控制或调节加热装置(1)的加热功率。
5.根据权利要求4所述的加湿模块(10、20、30)，其特征在于，所述控制电路构造用于，当由温度传感器(5)测得的水蒸汽的温度达到或超过阈值时，使水经由进水口(3)进入容器(2)中。
6.根据权利要求4或5所述的加湿模块(10、20、30)，其特征在于，所述控制电路构造用于，当所述加湿模块(10、20、30)无需输出水蒸汽形式的湿气时使加湿模块在待机模式中运行，并且所述控制电路还构造用于，在待机模式中通过控制电路利用由温度传感器(5)测得的温度来调节加热装置(1)的加热功率，使得温度保持在沸点温度以下。
7.包括加湿模块(10、20、30)的培养箱或气候室，其特征在于，所述加湿模块(10、20、30)是根据权利要求4至6之一所述的加湿模块(10、20、30)。
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