本帖最後由 handtalker 於 2017-11-17 22:08 編輯

大家好，我是一直在潜水的手语。饲养陆寄已有9个月。我的偏好是尽量采用自动化设备让饲养过程更轻松，让陆寄的生活更舒适。
除了从网上采买现成的设备，也会制作一些“个人制造”设备。
今天首次发帖，介绍一个最近发布的温控设备：爬宠饲养箱冷热恒温净味空调（以下简称“恒温空调”）

个人感受陆寄饲养过程中温湿度两个参数非常重要，特别是在冬季，北方屋内干燥闷热和南方屋内冰冷潮湿都会对陆寄饲养造成麻烦。

市面上已经有那么多现成的加热产品，有必要重新设计一款调温设备吗？
这也是一开始我在考虑的问题。

本帖最後由 handtalker 於 2017-11-17 22:56 編輯

【关于保持饲养箱温度 现有方案总有不合适我的地方】
饲养环境温度是爬宠饲养过程中极为重要的一个参数。
主要爬宠种类均为变温动物（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。

市面上现有的解决方案各有优劣，例如：
（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。易造成垫材水份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份蒸发破坏湿度。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。

以上调温措施集中存在下列缺点：

（1）只能加热不能制冷，需另外购买温控器。
（2）制热效率低、速度慢、加热不均匀。
*以上加热设备将电能转化为热能的效率普遍较低，特别是加热垫热能转化率更是低得可怜。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。
（3）破坏箱内湿度。
（4）安全隐患。
（5）无法解决饲养箱异味问题。
于是从几个月前开始，决定设计一套相对更完善的饲养箱温控设备，解决以上问题。

本帖最後由 handtalker 於 2017-11-17 22:59 編輯

是否有必要设计一种全新的恒温控制设备？
随便举几个日常例子：
（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。关上饲养箱门，箱内气温多久能恢复到28℃？


（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？

（4）冬天饲养缸紧挨暖气片，缸内温度可能30℃+。太热了......

本帖最後由 handtalker 於 2017-11-17 23:10 編輯

【冷热恒温空调结构、特点和调温原理】
试过各种风机至少50个以上，各种电路50个以上，各种换热器50个以上，做成试验原型机20个以上......


经过几个月时间，数百种元件不断组合，9版改进，做出相对更完善的温控方案。

爬宠饲养箱冷热恒温空调，全自动的。
采用“真.空调”结构，热泵原理，内、外机分体布置。

【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，通过外机散热到屋内空气中。


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。
*小知识：绝对湿度是单位体积空气中的含水份重量。湿度计显示的是相对湿度，代表空气含水量与同温度下饱和含水量的百分比。由于温度升高饱和含水量会增加，温度降低饱和含水量也会降低。所以制冷/制热时，测量到的相对湿度值会稍微变化，但箱内空气中的含水量并不会大幅变化。


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。内机中的微型换热器，使用石墨烯涂层加快换热速度，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。


外机置于饲养箱外，通过循环水管与内机相连，负责与箱外屋内空气交换热量。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。
（下方模拟图只作为外机换热原理说明，和外机真实结构无关......）

真实外机的外观