一种加湿装置的制作方法

1.本发明涉及湿度调节技术领域，具体地说，是涉及一种加湿装置。


背景技术：

2.目前，行业内常见的加湿的解决方案有湿膜加湿，湿膜加湿方案存在以下问题：湿膜加湿为等焓加湿，水通过吸收空气的热量从而变成水蒸气，因此，湿膜加湿后的空气温度会明显下降，当冬季室外温度较低时，不仅会造成所送新风的温度降低，而且由于温度降低新风所容纳的水蒸汽含量也会降低，从而加湿效果也会明显减弱。
3.因而，如何保证冬季低温工况的加湿效果和送风舒适性也亟待解决的问题之一。


技术实现要素：

4.本发明提供一种加湿装置，解决了现有技术中湿膜加湿导致新风温度低、加湿效率低下的技术问题。
5.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种加湿装置，包括：壳体，所述壳体上设置有新风入口和新风出口，所述壳体内设置有：膜加湿模块，包括第一水箱和加湿膜；蒸汽加湿模块，包括第二水箱、加热器和水蒸气出管，所述加热器用于将所述第二水箱内的水加热生成水蒸气，所述水蒸气出管用于排出所述水蒸气；加热模块，所述加热模块用于加热所述壳体内的气体，和/或，所述加热模块用于加热所述第一水箱内的水。
6.本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：本发明加湿装置包括壳体、位于壳体内的膜加湿模块、蒸汽加湿模块和加热模块，在壳体上设置有新风入口和新风出口，膜加湿模块包括第一水箱和加湿膜；蒸汽加湿模块包括第二水箱、加热器和水蒸气出管，加热器用于将第二水箱内的水加热生成水蒸气，水蒸气出管用于排出水蒸气；加热模块用于加热壳体内的气体，和/或，加热模块用于加热第一水箱内的水。本发明膜加湿的基础上增加加热模块和蒸汽加湿模块，可根据实际需求选择加湿模块和加热模块的启停，保证加湿效果和送风舒适性。
附图说明
7.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
8.图1为本发明具体实施例加湿装置的示意图。
9.图2为图1a-a向的剖视图。
10.图3为本发明具体实施例的流程图。
11.图4为本发明具体实施例普通加湿模式的流程图。
12.图5为本发明具体实施例强力加湿模式的流程图。
13.图6为本发明具体实施例超强加湿模式的流程图。
14.图7为本发明另一具体实施例加湿装置的示意图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
16.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
17.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
18.本实施例提出了一种加湿装置，安装在新风产品（如新风机、全热交换器等）下游，新风动力来源于新风产品，该装置内部无动力设备。
19.如图1、2所示，一种加湿装置，包括壳体和位于壳体内的膜加湿模块、蒸汽加湿模块和加热模块。
20.壳体上设置有新风入口1和新风出口6，新风入口1和新风出口6相对设置，依靠新风产品的新风风机提供气体流动的动力。
21.膜加湿模块包括第一水箱10和加湿膜11，加湿膜11部分位于第一水箱10的内部，部分位于第一水箱10的外部，位于第一水箱10内并浸没在水中的部分用于吸收第一水箱10内的水并分布于加湿膜11上，在水外的部分用于与气体接触，加湿气体。
22.加湿膜11为波纹状，加湿膜11所在平面与壳体内的气体流向相同。波纹状设计的加湿膜11可以增大加湿膜与空气的面积，同时增加空气与湿膜表面的接触时间，从而增强加湿效果。
23.本实施例的加热模块用于加热第一水箱10内的水，当冬季供水温度较低时，可提高水温，一方面增加加湿量，另一方面抑制送风温度的下降。
24.本实施例中，加热模块为位于第一水箱10内的冷媒盘管，包括冷媒入口2和冷媒出口3。
25.蒸汽加湿模块包括第二水箱5、加热器4和水蒸气出管12。
26.加热器4用于将第二水箱5内的水加热生成水蒸气，本实施例中，加热器4为ptc辅助电加热器。
27.水蒸气出管12用于排出水蒸气。
28.水蒸气出管12为形成在第二水箱5上的弧形管，优选为弧形圆管，弧形管上设置若干出气孔，弧形管的两端分别与第二水箱5连接。
29.本实施例水蒸汽出管12为圆管状，壁面带很多孔（孔径5mm以上），一方面光滑壁面可以减小空气流过的阻力；另外，蒸汽出管高出第二水箱5的顶部，垂直方向上分布更均匀，有利于空气和水蒸气的混合，从而缩短加湿需要的长度，从而减小装置的尺寸。
30.优选的，弧形管所在平面与壳体内的气体流向相同。
31.第一水箱10和第二水箱5均包括水位传感器，用于检测第一水箱10和第二水箱5内的水位。
32.为了避免漏水，第一水箱10和第二水箱5均位于接水盘17内，接水盘17内还设置有排水模块。本实施例的排水模块包括排水泵16和浮子开关18。
33.第一水箱10和第二水箱5通过供水模块供水，供水模块包括供水管13和位于供水管13上的三通阀15。
34.优选在第一水箱10和第二水箱5之间设置连接管路，连接管路上设置电磁阀14，以便两个水箱的水在必要的时候进行分享。
35.加湿装置还包括：新风入口温湿度传感器7，用于检测新风入口温度t7和新风入口湿度d7；室内湿度获取模块，用于获取室内湿度；室内温度获取模块，用于获取室内温度；内部温度传感器8，用于检测壳体内部温度；新风出口温度传感器9，用于检测新风出口温度。
36.控制模块，用于在新风入口温度＞第一温度且室内湿度≤第一湿度时，运行强力加湿模式；用于在新风入口温度≤第一温度时，运行超强加湿模式；用于在新风入口温度＞第一温度、室内湿度＞第一湿度且新风入口湿度＜室内设定湿度rhset或者rhset-α时，运行普通加湿模式。
37.控制模块用于在运行强力加湿模式且室内湿度≥第二湿度时，运行普通加湿模式；用于在运行强力加湿模式且设定时间后室内湿度＜第二湿度时，运行超强加湿模式；用于在运行普通加湿模式设定时间后室内湿度＜第二湿度时，运行超强加湿模式；第二湿度＞第一湿度。
38.普通加湿模式为用于加热膜加湿模块的加热模块或者蒸汽加湿模块的加热器4开启。控制模块用于在运行普通加湿模式时，在|新风入口温度-室内温度|≤n时，用于控制膜加湿模块的加热模块开启，否则，控制蒸汽加湿模块的加热器4开启。
39.强力加湿模式为蒸汽加湿模块的加热器4开启。
40.控制模块用于在运行强力加湿模式时，控制新风风机最高速运转，控制加热器4为最大制热能力。
41.超强加湿模式为加热模块和蒸汽加湿模块的加热器4均开启。
42.本实施例冬季加湿控制模式：1）当新风温度与室内温度接近(接近温度可设定)时，采用湿膜加湿，第一水箱11
里的水用冷媒盘管加热。
43.2）当新风温度远低于室内温度时，采用蒸汽加湿，可提高送风温度，从而提高送风舒适度。
44.以上1）和2）组成普通加湿模式。
45.3）当新风温度较高，房间内湿度极低时，人员感觉非常干燥，此时加湿量需求大，自动开启强力加湿模式。
46.4）当新风温度较低，房间内湿度极低时，人员感觉非常干燥，此时加湿量需求大，自动开启超强加湿模式。
47.如图3所示，加湿运行模式的控制方法为：开机，首先根据新风入口温度传感器判断：新风入口温度t7＞15℃。
48.满足新风入口温度t7＞15℃，则说明新风入口温度不是很低，然后再判断室内相对湿度≤20%是否成立；（1）若成立，则表示室内极为干燥，此时进入强力加湿模式，此模式下运行一段时间后，再次检测室内相对湿度，当室内相对湿度大于等于50%时，为了节能，系统自动进入普通加湿模式；在普通加湿模式时若持续运行一段时间后，室内相对湿度依然＜50%，则进入超强加湿模式。（2）若室内相对湿度≤20%不成立，则进一步判断新风入口的相对湿度rh7与室内设定相对湿度rhset的大小；若满足rh7＜rhset-α%，则开启普通加湿模式；若不满足rh7＜rhset-α%，则不开启加湿模式。α为自然数。
49.不满足新风入口t7＞15℃，进入超强加湿模式。
50.下面针对图1的加湿装置的三种加湿模式的控制过程进行具体说明：普通加湿模式，根据新风入口温度t7和室内温度tindoor的差值，选择湿膜加湿或蒸汽加湿。具体的，如图4所示：当满足｜t7-tindoor｜≤n℃ 时，n可自定义（如n为1~5℃，），说明新风入口温度和室内温度相差不大，且新风入口的温度不是很低，此时适合开启湿膜加湿，通过供水管13供水，再经过三通阀15向第一水箱10供水，当水位到达预定水位时，供水系统停止供水，然后开启第一水箱10内的冷媒盘管对应的电子膨胀阀，此时热泵系统为制热模式，第一水箱10内的冷媒盘管做冷凝器，将热量释放给第一水箱10内的水，从而使水温升高；然后水被波纹状湿膜吸收，当新风经过湿膜表面时，湿膜表面的水蒸发进入新风中，从而实现加湿。
51.当不满足｜t7-tindoor｜≤n℃ 时，当然，此时t7≤tindoor，说明新风入口温度和室内温度相差较大，且新风入口温度较低，此时适合开启蒸汽加湿（蒸汽加湿为等温加湿，可保证新风温度不会继续下降），通过供水管13供水，再经过三通阀15向第二水箱5供水，当水位到达预定水位时，供水系统停止供水，然后开启ptc加热器，水温升高至100℃，变成水蒸气，水蒸气通过弧形圆管表面的大量小孔溢出，新风经过时，携带着水蒸气进入房间，从而实现加湿。
52.强力加湿模式，针对极干燥的室内环境工况。如图5所示：当新风入口t7＞15℃，且室内相对湿度≤20%时，说明室内湿度较低，用户感觉特别干燥，进入强力加湿模式。联动上游新风机最高转速运转；然后供水系统开始向第二水箱5供水，当第二水箱5内的水位达到预定水位时，停止供水，然后ptc电加热器开启且以最大功率运行，运行一段时间后；当检测到室内相对湿度≥50%以后，自动切换到普通加湿模式；若持续运行两小时后，室内相对湿度依然＜50%，则进入超强加湿模式。
53.超强加湿模式为膜加湿模块的加热模块和蒸汽加湿模块的加热器4均开启，优选先开启蒸汽加湿模块设定时间后，再开启膜加湿模块的加热模块。
54.由于湿膜加湿会使得新风出口温度t9进一步降低，在优选方案中，如图6所示，加热模块为单独设置的对空气进行加热的换热器19。
55.控制模块用于在运行超强加湿模式时，控制加热模块-换热器19为最大制热能力，在壳体内部温度达到第二温度时，控制蒸汽加湿模块的加热器4开启；控制模块用于根据新风出口温度控制加热模块-换热器19的制热量。
56.下面针对图6的加湿装置的三种加湿模式的控制过程进行具体说明：普通加湿模式，根据新风入口温度t7和室内温度tindoor的差值，选择湿膜加湿或蒸汽加湿。具体的：当满足｜t7-tindoor｜≤n℃ 时，n可自定义（如n为1~5℃，），说明新风入口温度和室内温度相差不大，且新风入口的温度不是很低，此时适合开启湿膜加湿，通过供水管13供水，再经过三通阀15向第一水箱10供水，当水位到达预定水位时，供水系统停止供水，可同时或间断性开启换热器19对应的电子膨胀阀，此时热泵系统为制热模式，换热器19做冷凝器，将热量通过新风带给波纹状湿膜，当新风经过湿膜表面时，湿膜表面的水蒸发进入新风中，从而实现加湿。
57.当不满足｜t7-tindoor｜≤n℃ 时，当然，此时t7≤tindoor，说明新风入口温度和室内温度相差较大，且新风入口温度较低，此时适合开启蒸汽加湿（蒸汽加湿为等温加湿，可保证新风温度不会继续下降），通过供水管13供水，再经过三通阀15向第二水箱5供水，当水位到达预定水位时，供水系统停止供水，然后开启ptc加热器，水温升高至100℃，变成水蒸气，水蒸气通过弧形圆管表面的大量小孔溢出，新风经过时，携带着水蒸气进入房间，从而实现加湿。
58.强力加湿模式，针对极干燥的室内环境工况。如图5所示：当新风入口t7＞15℃，且室内相对湿度≤20%时，说明室内湿度较低，用户感觉特别干燥，进入强力加湿模式。联动上游新风机最高转速运转；然后供水系统开始向第二水箱5供水，当第二水箱5内的水位达到预定水位时，停止供水，然后ptc电加热器开启且以最大功率运行，运行一段时间后；当检测到室内相对湿度≥50%以后，自动切换到普通加湿模式；若持续运行两小时后，室内相对湿度依然＜50%，则进入超强加湿模式。
59.超强加湿模式适用于新风入口温度低且室内极干燥的室内环境工况。
60.不满足新风入口t7＞15℃，则说明新风入口温度较低，若采用湿膜加湿会使得新风出口t9进一步降低；若采用蒸汽加湿，此时新风入口温度低，一方面单位体积新风容纳的水蒸气量少，另一方面，新风温度过低与高温水蒸气混合时，容易出现凝露现象；因而，先将新风温度提升，再进行加湿。这样可加大单位体积新风中容纳的水蒸气量，也可以降低凝露风险。
61.当新风入口温度较低时，可能会出现即使提高上游风机转速和加大ptc的功率都不会明显改善加湿效果，因为空气温度低，所容纳的水蒸气量较小。因此当新风入口温度较低（比如t7≤15℃）时，首先通过换热器19加热，用于低温工况时加热新风温度，从而单位体积的新风能够容纳更多水蒸气。
62.如图7所示，进入超强加湿模式， 换热器19的电子膨胀阀以最大开度开启，判断壳
体内部温度t8是否满足≥20℃（是为了新风温度升高以后再进行加湿）；若满足，则开启蒸汽加湿，当新风出口t9 ≥ 25℃，换热器19的电子膨胀阀切换到最小角度，然后再判断室内相对湿度≥x%（可设定60%以上），若满足，则蒸汽加湿-off，然后每m分钟判断一次新风出口温度t9是否＜20℃，若满足，则再次将换热器19的电子膨胀阀切换到最大开度，再次循环运行。此方法可保证新风送风温度在20℃以上，同时满足室内相对湿度在x%以上。
63.当然，在一些实施例中，可包括两个加热模块，第一加热模块为单独设置的换热器19，第二加热模块为设置在第一水箱10内的冷媒盘管。
64.普通加湿模式为在|新风入口温度-室内温度|≤n时，控制膜加湿模块的第二加热模块-冷媒盘管开启，否则，控制蒸汽加湿模块的加热器4开启。
65.强力加湿模式为蒸汽加湿模块的加热器4开启超强加湿模式为换热器19和蒸汽加湿模块的加热器4开启，控制过程同图7的超强加湿模式。
66.本发明通过将热泵系统、湿膜加湿和蒸汽加湿结合在一起，通过一定的控制方法，可实现防供水系统过量供水及保证冬季低温工况的加湿效果和送风舒适性。
67.优点是：1）与普通湿膜加湿相比，由于水的温度提升，使得加湿效果更优，且送风温度不会明显降低，送风舒适性更好。
68.2）低温工况，优选先将新风温度升高，再开启蒸汽加湿，既能保证加湿效果又能保证送风舒适性。
69.以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种加湿装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体上设置有新风入口（1）和新风出口（6），所述壳体内设置有：膜加湿模块，包括第一水箱（10）和加湿膜（11）；蒸汽加湿模块，包括第二水箱（5）、加热器（4）和水蒸气出管（12），所述加热器（4）用于将所述第二水箱（5）内的水加热生成水蒸气，所述水蒸气出管（12）用于排出所述水蒸气；加热模块，所述加热模块用于加热所述壳体内的气体，和/或，所述加热模块用于加热所述第一水箱（10）内的水。2.根据权利要求1所述的加湿装置，其特征在于，所述水蒸气出管（12）为形成在所述第二水箱（5）上的弧形管，所述弧形管上设置若干出气孔，所述弧形管的两端分别与所述第二水箱（5）连接。3.根据权利要求2所述的加湿装置，其特征在于，所述弧形管所在平面与所述壳体内的气体流向相同。4.根据权利要求1所述的加湿装置，其特征在于，所述加湿膜（11）为波纹状，所述加湿膜（11）所在平面与所述壳体内的气体流向相同。5.根据权利要求1所述的加湿装置，其特征在于，所述第一水箱（10）和第二水箱（5）均位于接水盘（17）内，所述接水盘（17）内还设置有排水模块；所述第一水箱（10）和第二水箱（5）均包括水位传感器。6.根据权利要求1所述的加湿装置，其特征在于，所述加湿装置包括：新风入口温湿度传感器（7），用于检测新风入口温度和新风入口湿度；室内湿度获取模块，用于获取室内湿度；控制模块，用于在所述新风入口温度＞第一温度且室内湿度≤第一湿度时，运行强力加湿模式；用于在所述新风入口温度≤第一温度时，运行超强加湿模式；用于在所述新风入口温度＞第一温度、室内湿度＞第一湿度且新风入口湿度＜室内设定湿度rhset或者rhset-α时，运行普通加湿模式；所述普通加湿模式为用于加热所述膜加湿模块的加热模块或者蒸汽加湿模块的加热器（4）开启；所述强力加湿模式为蒸汽加湿模块的加热器（4）开启；所述超强加湿模式为所述加热模块和所述蒸汽加湿模块的加热器（4）均开启。7.根据权利要求1所述的加湿装置，其特征在于，所述控制模块用于在运行所述强力加湿模式且室内湿度≥第二湿度时，运行普通加湿模式；用于在运行所述强力加湿模式且设定时间后室内湿度＜第二湿度时，运行超强加湿模式；用于在运行所述普通加湿模式设定时间后室内湿度＜第二湿度时，运行超强加湿模式；第二湿度＞第一湿度。8.根据权利要求6或7所述的加湿装置，其特征在于，所述装置包括室内温度获取模块，用于获取室内温度；所述控制模块用于在运行普通加湿模式时，在|所述新风入口温度-所述室内温度|≤n时，用于控制加热所述膜加湿模块的加热模块开启，否则，控制蒸汽加湿模块的加热器（4）开启。9.根据权利要求6或7所述的加湿装置，其特征在于，所述控制模块用于在运行强力加湿模式时，控制新风风机最高速运转，控制所述加热器（4）为最大制热能力。
10.根据权利要求6或7所述的加湿装置，其特征在于，所述装置包括：内部温度传感器（8），用于检测壳体内部温度；新风出口温度传感器（9），用于检测新风出口温度；所述控制模块用于在运行超强加湿模式时，控制所述加热模块为最大制热能力，在壳体内部温度达到第二温度时，控制所述蒸汽加湿模块的加热器（4）开启；所述控制模块用于根据新风出口温度控制所述加热模块的制热量。

技术总结
本发明涉及一种加湿装置，包括壳体、位于壳体内的膜加湿模块、蒸汽加湿模块和加热模块，在壳体上设置有新风入口和新风出口，膜加湿模块包括第一水箱和加湿膜；蒸汽加湿模块包括第二水箱、加热器和水蒸气出管，加热器用于将第二水箱内的水加热生成水蒸气，水蒸气出管用于排出水蒸气；加热模块用于加热壳体内的气体，和/或，加热模块用于加热第一水箱内的水。本发明膜加湿的基础上增加加热模块和蒸汽加湿模块，可根据实际需求选择加湿模块和加热模块的启停，保证加湿效果和送风舒适性。保证加湿效果和送风舒适性。保证加湿效果和送风舒适性。


技术研发人员：都学敏 孟建军 谢雄兵
受保护的技术使用者：青岛海信日立空调系统有限公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/3/8