CN103727622A - 恒温恒湿空调器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种恒温恒湿空调器及其控制方法，空调器包括主控模块，与主控模块相接的电加热装置、温度传感器和湿度传感器，电加热装置上设置有水槽，水槽通过水泵与水箱相接，温度传感器和湿度传感器检测环境温度和湿度，生成检测信号至主控模块，主控模块控制空调器的运行状态以及电加热装置和水泵的工作状态。在电加热装置上集成有加湿装置，在需要加湿时，向水槽内加水且开启电加热装置，生成水蒸气进行加湿；在不需要加湿时，不向水槽内加水，可通过电加热装置辅助调节温度。因而，控制模块根据温度传感器和湿度传感器检测的室内温度湿度，控制电加热装置、水泵的工作状态，以达到室内恒温恒湿的效果。

Description

恒温恒湿空调器及其控制方法

技术领域

本发明属于空调器技术领域，具体地说，是涉及一种能够实现恒温恒湿的空调器以及空调器的控制方法。

背景技术

    现有的空调器在实现温度调节的基础上一般都带有除湿的功能，以达到调节室内温湿度的效果。空调在制冷或除湿模式时均会有除湿的效果，而空调器在除湿运转模式与制冷运转模式下，制冷管路中冷媒的流动方向相同，因而，现有空调器在除湿和制冷运转模式没有本质上的区别，仅仅是控制室内风机在除湿运转模式下比制冷运转模式下以稍低的风速或以断续运转的方式来实现。因而，当室内温度适宜、空气湿度较高时，运行制冷或除湿模式虽然可以除湿，但其运行模式会使室内温度继续降低，导致室内温度降低，室内温度舒适性差。当室内温度较高、湿度较低时，运行制冷模式虽然会使气温降低，但由于制冷过程产生的冷凝水会使室内空气湿度进一步降低，导致室内湿度舒适性差。而在冬季制热时，空调会使原本干燥的空气湿度更低，导致室内湿度舒适性差。为了保证室内湿度适宜，现有空调器内也有集成加湿装置的，但在某些情况下，仍然不能够保证空调处于恒温恒湿的状态，而且存在结构复杂、增大空调体积的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种恒温恒湿的空调器，解决了现有空调器不能够达到恒温恒湿效果的技术问题。 

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种恒温恒湿空调器，包括主控模块，与主控模块相接的电加热装置、温度传感器和湿度传感器，电加热装置上设置有水槽，水槽通过水泵与水箱相接，温度传感器和湿度传感器检测环境温度和湿度，生成检测信号至主控模块，主控模块控制空调器的运行状态以及电加热装置和水泵的工作状态，电加热装置和加湿装置集成为一体，结构紧凑，能够实现温度和湿度的调节，使之达到设定值，达到恒温恒湿的效果。

优选的，电加热装置包括发热体和设置在发热体两侧的散热片，水槽设置在发热体上。在需要加湿时，通过水泵向水槽内注水，并开启电加热装置；不需要加湿时，不向水槽内注水，电加热装置可用于调节温度。

进一步的，发热体包括铝质外壳和位于铝质外壳内的加热元件，所述水槽设置在铝质外壳上，发热体发热后，水槽内的水能够快速受热蒸发，通过空调出风口进入室内，实现空气的加湿。

其中，水槽为铝质，水槽与铝质外壳一体成型。铝质水槽加热表面会生成致密的氧化物薄膜，可用于加热水而不产生化学反应，无毒副作用。

优选的，水槽的顶部设置有挡风板，挡风板能够阻挡空调进风口的风直接吹向水槽，使水槽内的水被吹走。

为了防止水槽中的水满溢，在水槽上设置有溢流口，溢流口可以与空调器底部的接水盘相接。

基于上述恒温恒湿空调器的设计，本发明还提出了一种空调器恒温恒湿控制方法，温度传感器检测环境温度至主控模块，湿度传感器检测环境湿度至主控模块，主控模块根据环境温度与设定温度、环境湿度与设定湿度控制空调器的运行状态、电加热装置以及水泵的工作状态。

优选的，主控模块对电加热装置的工作时间进行计时，根据电加热装置的工作时间控制水泵的启停。

进一步的，主控模块对水泵的启停次数进行计数，根据水泵的启停次数，控制报警模块报警，提示用户加水。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明利用现有空调器的电加热装置，在电加热装置上设置有水槽，水槽通过水泵连接有水箱。在电加热装置上集成有加湿装置，在需要加湿时，向水槽内加水且开启电加热装置，生成水蒸气进行加湿；在不需要加湿时，不向水槽内加水，可通过电加热装置辅助调节温度。因而，控制模块根据温度传感器和湿度传感器检测的室内温度湿度，控制电加热装置、水泵的工作状态，以达到室内恒温恒湿的效果。

附图说明

图1为本发明具体实施例的原理框图。

图2为本发明另一具体实施例的原理框图。

图3为本发明具体实施例电加热装置及进水装置的结构示意图。

图4为本发明具体实施例电加热装置的结构示意图。

图5为图4的俯视图。

图6为本发明具体实施例空调室内机的剖视图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细地描述。

具体实施例1：

参见图1所示，本实施例提出了一种恒温恒湿空调器，空调器包括主控模块，与主控模块相接的电加热装置、温度传感器和湿度传感器。温度传感器检测室内环境温度，湿度传感器检测室内环境湿度，并将检测信号传输至主控模块，主控模块根据室内环境温度与设定温度的关系控制空调器的运行状态，即通过控制压缩机、制冷管路上电磁阀的状态，控制制冷剂的流量和流向，控制风机的转速等，以控制空调制冷、制热、除湿的强度。在外界环境温度较为恶劣的情况下，空调自身的制热量不足以满足要求时，主控模块可以控制电加热装置的开启，以满足制热需求。本实施例在电加热装置上设置有水槽，水槽通过水泵与水箱相接，水箱内装有水，控制模块控制水泵的启停，以便向水槽内注水。主控模块根据室内环境湿度与设定湿度的关系控制电加热装置以及水泵的启停。

在室内温度高于设定温度，室内湿度高于设定湿度时，控制模块控制空调器工作在制冷或除湿模式下，电加热装置和水泵均不工作，达到降低室内温湿度的效果。

在室内温度高于设定温度，室内湿度适宜时，控制模块控制空调运行在制冷模式，电加热装置和水泵均不工作，制冷的同时能够对室内环境进行除湿，当室内湿度低于设定湿度时，控制模块控制电加热装置和水泵工作，对室内空气进行加湿，同时提高空调的制冷性能，达到降低室内温度、提高湿度的效果。

在室内温度高于设定温度，室内湿度低于设定温度时，控制模块控制空调运行在制冷模式，并控制电加热装置和水泵工作，制冷的同时对室内空气进行加湿，达到降低室内温度，提高湿度的效果。

在室内温度适宜，室内湿度大于设定湿度时，控制模块控制空调运行在除湿模式，除湿的同时能够对室内环境进行制冷，当室内温度低于设定温度时，控制电加热装置工作，水泵不工作，电加热装置产生的热量抵消了除湿模式产生的冷量，达到提高室内温度，降低湿度的效果。

在室内温度适宜，室内湿度小于设定温度时，控制模块控制空调器待机，电加热装置和水泵工作，进行加湿。

在室内温度低于设定温度时，控制模块控制空调器运行在制热模式，在室内湿度小于设定温度时，控制电加热装置和水泵工作，电加热装置进行辅助加热的同时进行加湿，达到提高室内温度，增加湿度的效果。

具体实施例2：

如图2所示，本实施例提出了一种恒温恒湿空调器，包括主控模块、与主控模块相接的电加热装置、温度传感器、湿度传感器和报警模块。温度传感器检测室内环境温度，湿度传感器检测室内环境湿度，并将检测信号传输至主控模块，主控模块根据室内环境温度、湿度与设定湿度、湿度的关系控制空调器的运行状态、电加热装置以及水泵的启停，并控制报警模块的报警状态。

空调器制冷回路。在制冷回路上依次相接有压缩机、四通阀、室内热交换器、室外热交换器和电子膨胀阀等部件，其中，室内热交换器和室外热交换器分别对应有室内风机和室外风机，主控模块控制压缩机、四通阀、室内风机和室外风机的状态以控制空调器的运行状态。

如图3-6所示，空调室内机包括壳体9、壳体9内设置有室内热交换器10、室内风机11以及接水盘5、排水管12等部件，在壳体9的上部开设有进风口13，壳体9的前部开设有出风口14，在室内风机11的作用下，空气从壳体9上部的进风口13进入室内机，与室内热交换器10发生热交换后从出风口14出风，实现室内空气的制冷、制热。

在空调室内机壳体9的内部还设置有电加热装置，电加热装置包括发热体1和设置在发热体1两侧的散热片2，在电加热装置的发热体1上设置有水槽3，在本实施例中，水槽3的容量为50ml。当水槽3内有水时，启动电加热装置可加热水槽3中的水，形成水蒸气，由室内风机11吸入风道，并从出风口14吹至室内，对室内空气进行加湿。发热体1包括铝质外壳和位于铝质外壳内的加热元件，水槽3优选设置在发热体1的铝质外壳上。水槽3优选为铝质，水槽3与铝质外壳一体成型。水槽3设置有溢流口4，溢流口4可通过水管8与空调器的接水盘5相接。超出水槽3容量的水从溢流口4流出至空调器的接水盘5，并通过排水管12排出室外。水槽3的顶部设置有挡风板15，挡风板15能够阻挡空调进风口13的风直接吹向水槽3，使水槽3内的水被吹出。

水槽3通过水管8与水箱7相接，在水管8上设置有水泵6，水泵6将水从水箱7中抽出，并注入水槽3中。其中，水泵6为微型离心泵，水箱7包括用于储水的箱体71、位于箱体71顶部的箱盖73以及位于箱体71侧壁上的卡扣72，水箱7通过卡扣72卡装在空调器室内机的侧部，在本实施例中，水箱的总容量为1000ml。主控模块控制水泵6单次向水槽3注水50ml，主控模块计数20次后控制报警模块的蜂鸣器发出警报，提示用户加水。用户每向水箱注水一次，使用遥控器向主控模块发送复位信号，复位计数次数。

空调器工作时，温度传感器和湿度传感器检测环境温度和湿度，生成检测信号至主控模块，主控模块控制空调器的运行状态以及电加热装置和水泵的工作状态。主控模块对电加热装置的工作时间进行计时，根据电加热装置的工作时间控制水泵的启停，主控模块对水泵的启停次数进行计数，根据水泵的启停次数，控制报警模块报警，提示用户加水。

具体的，

在制冷、除湿、制热模式下，通过遥控器的“恒温恒湿”键，可以开启空调器的恒温恒湿功能控制。

空调器的温度传感器和湿度传感器检测环境温度和湿度，生成检测信号至主控模块，主控模块根据室内环境温度与设定温度的关系控制空调器的运行状态，包括压缩机、制冷管路电磁阀的状态以及风机的转速。主控模块根据室内环境湿度与设定湿度的关系控制电加热装置以及水泵的启停。

在室内湿度高于设定湿度时，空调器在制冷、除湿、制热模式下均能够达到除湿的效果。

在制热模式下，当室内湿度低于设定湿度时，给水泵6上电，水泵6工作12秒后停止，向水槽3内注水，开启电加热装置，电加热装置加热水槽3内的水，产生水蒸气，水蒸气在室内风机11的作用下进入室内，对室内空气进行加湿，电加热装置连续工作10分钟后，重复给水泵6上电，向水槽3内注水的过程，直至室内湿度达到要求，控制模块控制电加热装置和水泵6停止工作。控制模块对水泵6的启停次数进行计数，当计数次数达到20次后，报警模块报警，提示用户对水箱3进行加水。

其中，电加热装置开启时，需要检测如下安全条件：

①、压缩机启动

②、室内风机启动

③、室内盘管温度低于48℃

④、室内环境温度低于28℃

在制冷、除湿模式下，当室内湿度低于设定湿度时，给水泵6上电，水泵6工作12秒后停止，向水槽3内注水，开启电加热装置，电加热装置加热水槽3内的水，水蒸气在室内风机11的作用下进入室内，对室内空气进行加湿，电加热装置连续工作10分钟后，重复给水泵6上电，向水槽3内注水的过程，直至室内湿度达到要求，控制模块控制电加热装置和水泵6停止工作。控制模块对水泵6的启停次数进行计数，当计数次数达到20次后，报警模块报警，提示用户对水箱3进行加水。

其中，电加热装置开启时，需要检测如下安全条件：

①、室内风机启动

当设定湿度低于室内湿度时，主控模块控制电加热装置和水泵停止工作，当室内温度低于设定温度时，主控模块控制电加热装置开启，电加热装置进行制热，以保证室内环境温度恒定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种恒温恒湿空调器，包括主控模块，与主控模块相接的电加热装置、温度传感器和湿度传感器，其特征在于：所述电加热装置上设置有水槽，所述水槽通过水泵与水箱相接，所述温度传感器和湿度传感器检测环境温度和湿度，生成检测信号至主控模块，所述主控模块控制空调器的运行状态以及电加热装置和水泵的工作状态。

2.根据权利要求1所述的恒温恒湿空调器，其特征在于：所述电加热装置包括发热体和设置在发热体两侧的散热片，所述水槽设置在发热体上。

3. 根据权利要求2所述的恒温恒湿空调器，其特征在于：所述发热体包括铝质外壳和位于铝质外壳内的加热元件，所述水槽设置在铝质外壳上。

4. 根据权利要求3所述的恒温恒湿空调器，其特征在于：所述水槽为铝质，所述水槽与铝质外壳一体成型。

5. 根据权利要求1-4任意一项所述的恒温恒湿空调器，其特征在于：所述水槽的顶部设置有挡风板。

6. 根据权利要求1-4任意一项所述的恒温恒湿空调器，其特征在于：所述水槽设置有溢流口。

7. 根据权利要求1-4任意一项所述的恒温恒湿空调器，其特征在于：所述空调器包括与主控模块相接的报警模块。

8. 一种根据权利要求1-7任意一项所述的空调器恒温恒湿控制方法，其特征在于：所述温度传感器检测环境温度至主控模块，所述湿度传感器检测环境湿度至主控模块，主控模块根据环境温度与设定温度、环境湿度与设定湿度控制空调器的运行状态以及电加热装置和水泵的工作状态。

9. 根据权利要求8所述的空调器恒温恒湿控制方法，其特征在于：所述主控模块对电加热装置的工作时间进行计时，根据电加热装置的工作时间控制水泵的启停。

10. 根据权利要求8所述的空调器恒温恒湿控制方法，其特征在于：所述主控模块对水泵的启停次数进行计数，根据水泵的启停次数，控制报警模块报警，提示用户加水。

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