CN104331108A - 除湿器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除湿器及其控制方法,它包括机壳、半导体除湿器、加热器、控制器、温湿度传感器、LCD显示屏。所述的半导体除湿器由半导体组件、冷片、热片、散热风扇组件组成，所述的固定在一起的半导体除湿器与加热器皆安装在机壳内，制器安装于目标设备二次室柜板，温湿度传感器安装于需控制器温湿度腔室内，并远离加热除湿一体设备，控制器通过数据线分别与温湿度传感器、半导体除湿器和加热器电连接，温湿度传感器获取机壳内的温湿度数据并通过数据线传给控制器，控制器控制半导体除湿器和加热器的工作。由于本发明用半导体除湿器制冷除湿，降低环境的绝对湿度，运行一段时间后，柜内湿度明显下降，停止运行后，湿度不会马上反弹，避免除湿设备停止工作后又需马上投入的弊端，具有除湿精准、除湿效果好的优点。

Description

除湿器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种除湿设备，特别是涉及一种除湿器及其控制方法。

背景技术

早期，开关柜除湿采用直接安装加热器的模式，设计人员直接安装加热器长期加热除湿，此方案运行了一段时间，总体上能够达到除湿目的，但是也暴露了自身的缺陷：

（1）长时间持续加热耗电，在不需要除湿的时段，加热没有意义且浪费电；

（2）在高温情况下，长时间持续加热会引起柜内温度进一步升高，会导致柜内设备的老化加速，影响柜子的使用寿命；

为了解决持续加热的缺陷，温湿度控制器应运而生，通过温湿度控制器采集当前的温湿度状态，再根据温湿度状态来判断是否驱动加热器工作，实时地根据现场情况控制加热器工作，可以有效地达到节能目的，也可以避免高温再加热的状况发生。

整体上，温湿度控制器控制加热器的方案，解决了大部分问题，已成为目前应用广泛的柜内除湿方案，但是，在实际的应用过程中，仍暴露出以下问题不能得到有效解决：

（1）在高温高湿的情况下，没有最优的加热器控制方案，如果驱动加热器工作，会导致柜内温度进一步升高，柜内设备的老化加速，影响柜子的使用寿命；如果停止加热器工作，湿度得不到有效控制，在局部，有可能导致凝露的发生，引起绝缘等级下降，老化加速，甚至有可能直接导致事故的发生；

（2）加热器加热除湿其实质是通过加热使更多水分子能够以气体的形式存在空气中，以避免空气中水分子饱和而在二次设备等表面凝结（凝露现象），其降低的是相对湿度，空气中实际的水分并没有改变，即绝对湿度值并没有变化，当停止加热后，过段时间温度下降，其相对湿度仍会变到原来的状态，需要再一次投入加热器工作。

鉴于加热器除湿的弊端，目前，出现采用半导体制冷来达到除湿目的，其运行机理是采用半导体使冷凝片上温度降低，与目标设备内形成温差，当温差达到一定值时，就会在冷凝片上形成小水珠，收集这些水珠并排到目标设备外，就能降低湿度，达到除湿目的。但是，单独采用半导体除湿仍存在下列问题：

（1）低温时，不能使柜内温度升高，无法避免低温对设备的影响；

( 2 ) 目前的半导体除湿设备都将传感器、控制器、除湿部件整合在一起的一体式设计，造成检测到的湿度值是除湿器周边的实际值，远低于柜子的整体值，不能准确控制除湿。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种除湿精准、除湿效果好的除湿器。

本发明的另一个目的在于提供一种除湿器的控制方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种除湿器,它包括机壳、半导体除湿器、加热器、控制器、温湿度传感器、LCD显示屏；所述的半导体除湿器由半导体组件、冷片、热片、散热风扇组件组成；所述的冷片安装在半导体组件的正面，半导体组件的背面固定安装在热片的正面，散热风扇安装在热片的背面，加热器安装在热片内，固定在一起的半导体除湿器与加热器皆安装在机壳内；所述的温湿度传感器置于待除湿目标设备中且远离除湿器，控制器通过数据线分别与温湿度传感器、半导体除湿器和加热器连接，温湿度传感器获取待除湿目标设备内的温湿度数据并通过数据线传给控制器，所述的控制器控制半导体除湿器和加热器的工作。

进一步，所述的机壳上设有进风口、出风口，安装在机壳内半导体除湿器上的冷片正对进风口，加热器对着出风口。

进一步，所述的温湿度传感器内部集成了数据分析处理模块和AD转化模块，经待除湿设备区域中采集到的温湿度数据为模拟信号，此信号经数据分析处理模块进行数据分析、放大处理后，再由AD模块转化为数字信号

进一步，所述的控制器包括MCU和通讯模块；所述的温湿度传感器通过数据线连接MCU的信号输入端，半导体除湿器、加热器和LCD显示屏分别通过数据线连接控制器的MCU信号输出端，所述的通讯模块与MCU的信号输出端及信号输入端相互连接，该通讯模块可向远程控制端进行数据发送并接收远程控制端所下发的控制指令

进一步，所述的控制器还包括输入模块，该输入模块通过数据线连接MCU的信号输入端。

进一步，所述的机壳内腔的底部设有排水槽，该排水槽内段位于冷片的下方，排水槽的外端可外接水管。

一种除湿器的控制方法，通过温湿度传感器反馈待除湿的目标设备的温度值与湿度值，（1）当待除湿目标设备的环境湿度大于设定的湿度上限A时，且环境温度低于预设温度α值时，MCU判定环境湿度过高，只启动加热器进行除湿器工作；(2) 当环境湿度大于设定的湿度上限A时，且环境温度高于预设温度β值时，只启动半导体除湿器进行除湿工作；（3）当环境湿度降低到设定湿度下限B时，经由MCU判定环境湿度已经降到合理范围，MCU驱动停止半导体除湿器或加热器的除湿工作；所述的湿度A≥B，所述的温度α≤β，其中所述的A为60%RH— 80%RH，所述的B为40%RH—60%RH；所述的α为5℃—15℃，所述的β为15℃—25℃。

进一步，该除湿器可增设低温保护工作模式；通过温湿度传感器反馈待除湿的目标设备的温度值低于γ时，γ的温度为5℃ ，MCU判定环境温度过低，系统启动加热器进行加热处理，直至温度上升至δ时，δ的温度为15℃。

进一步，该除湿器可增设除霜工作模式；当待除湿目标设备的环境湿度大于设定的湿度上限A时，MCU判定环境湿度过高，系统进入除湿模式，系统每工作T小时，启动加热器工作工作T1分钟，其中所述的T为1.5—2.5小时；所述的T1分钟为5—15分钟。

进一步，该除湿器可通过输入模块的操作，人为调整MCU启闭除湿器的温度及湿度参数，并可在输入模块上设置强制除湿工作模式，当输入模块设置为强制除湿工作模式，通过输入模块启动该工作模式，则MCU无需对温湿度传感器所反馈的温湿度数值高低进行判断，自动只启动半导体除湿器进行除湿，当需要关停时，则通过输入模块关闭该工作模式，结束半导体除湿器的除湿工作。

采用上述方案后， 本发明具有以下优点：

1、低温时，控制器驱动加热器工作，使目标设备区域维持在可靠运行的安全温度范围内（一般为15℃左右），避免低温对目标设备中的电子元器件造成影响；

2、实现智能化除湿，在高湿情况下，驱动半导体除湿器制冷冷凝除湿，对柜内温度基本无影响，解决高温高湿情况下不能进行除湿的难题；

3、用半导体除湿器制冷除湿，降低环境的绝对湿度，运行一段时间后，柜内湿度明显下降，停止运行后，湿度不会马上反弹，避免除湿设备停止工作后又需马上投入的弊端；

4、采用分体式设计，可精准除湿，控制器配置远传模块后可实现远传功能，有利于自动化控制。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的控制原理框图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明是一种除湿器,它包括机壳1、半导体除湿器2、加热器3、控制器4、温湿度传感器5、LCD显示屏6。

所述的半导体除湿器2由半导体组件21、冷片22、热片23、散热风扇24组件组成。所述的冷片22安装在半导体组件21的正面，半导体组件21的背面固定安装在热片23的正面，散热风扇24安装在热片23的背面，所述的加热器3采用恒温加热芯，该加热器3安装在热片23内，固定在一起的半导体除湿器2与加热器3皆安装在机壳1内。

所述的机壳1上设有进风口11、出风口12。安装在机壳1内半导体除湿器2上的冷片22正对进风口11，加热器3对着出风口12。所述的机壳1内腔的底部设有排水槽13，该排水槽13内段位于冷片22的下方，排水槽13的外端可外接水管。

如图2所示，所述的温湿度传感器5安装待除湿的目标设备中（如开关柜等电子设备），并远离除湿器，这样可以尽可能保证温湿度传感器5所反馈的温湿度信息的准确度。所述的控制器4包括MCU41、通讯模块42；所述的温湿度传感器5通过数据线连接MCU41的信号输入端，半导体除湿器2、加热器3和LCD显示屏6分别通过数据线连接控制器4的MCU41信号输出端；通讯模块42与MCU41的信号输出端及信号输入端相互连接，该通讯模块42可向远程控制端进行数据发送并接收远程控制端所下发的控制指令，可实现后台实时监控及无线远程监视和管理。 温湿度传感器5获取待除湿设备内的温湿度数据并通过数据线传给控制器4的MCU41，控制器4依据温湿度数据控制半导体除湿器2和加热器3的工作或不工作。同时外界操作人员可通过观察LCD显示屏6直接了解到待控制位置的环境温度和湿度。

所述的控制器4有自检功能，温湿度传感器5每隔3秒自检一次，加热器3和半导体除湿器2每隔2小时进行自检一次。防范于未然，杜绝了在满足加热或除湿的时候才发现加热器/除湿器异常情况；

所述的控制器4还包括输入模块43，该输入模块43通过数据线连接MCU41的信号输入端，操作人员通过对输入模块43的操作，可人为调整MCU41启闭除湿器的温度及湿度参数，并可设置强制除湿工作模式，当输入模块43设置为强制除湿工作模式，通过输入模块43启动该工作模式，则MCU41无需对温湿度传感器5所反馈的温湿度数值高低进行判断，自动只启动半导体除湿器2进行除湿，当需要关停时，则通过输入模块43关闭该工作模式，结束半导体除湿器2的除湿工作

本发明控制方法：

1. 通过温湿度传感器5反馈待除湿的目标设备的温度值与湿度值，（1）当待除湿目标设备的环境湿度大于设定的湿度上限A（一般优选湿度上限的范围介于60%RH— 80%RH之间），且环境温度低于预设温度α值时（一般优选温度的范围介于5℃—15℃），则MCU41判定环境湿度过高，只启动加热器3进行除湿器工作；(2) 当环境湿度大于设定的湿度上限A时（一般优选湿度上限的范围介于60%RH— 80%RH之间），且环境温度高于预设温度β值时（一般优选温度的范围介于15℃—25℃），只启动半导体除湿器进行除湿工作；（3）当环境湿度降低到设定湿度下限B时（一般优选湿度下限的范围介于40%RH—60%RH），经由MCU41判定环境湿度已经降到合理范围，MCU驱动停止半导体除湿器或加热器的除湿工作。

2. 该除湿器可增设低温保护工作模式；通过温湿度传感器5反馈待除湿的目标设备的温度值低于5℃ ，MCU判定环境温度过低，系统启动加热器进行加热处理，直至温度上升至15℃，系统启动加热的温度与结束加热的温度之间存在一定的间隔，这样可保证待除湿设备区域内，温度在相当长的一段时间内能维持在一定合理区间，能有效保障待除湿设备区域内电子元器件的正常工作（如开关柜等）。

3.该除湿器可增设除霜工作模式；当待除湿目标设备的环境湿度大于设定的湿度上限A时，MCU判定环境湿度过高，系统进入除湿模式，系统每工作2小时，启动加热器3工作10分钟，避免出现除湿器内长期结冰现象，使水能顺利从排水管排到柜外。

4. 同时上述温湿度参数可通过输入模块43的操作，人为调整MCU41启闭除湿器的温度及湿度参数，并可在输入模块43上设置强制除湿工作模式，当输入模块43设置为强制除湿工作模式，通过输入模块启动该工作模式，则MCU41无需对温湿度传感器5所反馈的温湿度数值高低进行判断，自动只启动半导体除湿器2进行除湿，当需要关停时，则通过输入模块43关闭该工作模式，结束半导体除湿器2的除湿工作。

本发明各部件的功能：

1.温湿度传感器5负责现场温湿度的采集和传送，其内部集成了数据分析处理模块和AD转化模块，现场数据采集到时，还是微弱的模拟信号，此信号经数据分析、放大处理后由AD模块转化为数字信号，经过导线传送至控制器MCU41待进一步分析处理。

2.控制器4为核心部件，负责系统的数据处理和驱动控制，温湿度传感器5采集到的数据经导线传送到控制器4后，MCU41对数据进行分析处理后，根据具体的状态，驱动相应除湿或加热功能模块工作，同时驱动相应指示灯指示，并将温湿度值在LCD显示屏6上显示。控制器4还负责人机交互界面处理和通讯模块，人机交互时，通过输入模块43可以设置相应的参数，通讯模块42则为数据的远传，数字化管理而设置。

3.所述的热片23、散热风扇24共用于半导体组件21和加热器3的散热，当半导体组件21通电时，一面温度降低，配合冷片使用，另一面温度升高，配合热片和散热风扇24使热面温度下降，以避免热面温度过高，使冷片温度不能达到足够低点，达不到除湿目的；当加热器3通电时，配合热片23和散热风扇24，使热气能够快速扩散到目标设备腔室内，达到快速提升目标设备腔室内的温度及除湿的目的。

4.所述的输入模块43用于设定湿度设定上下限和温度设定上下限及通讯模块中所需的各个参数，通过输入模块43还可以设定系统为强制除湿工作模式，启动强制除湿模式后，MCU41将直接启动半导体除湿器2工作，不再考虑温度和湿度设定值，启动强制除湿模式后需退出时仍需通过操作输入模块实现。

5.通讯模块72用于系统与后台之间的联系，通过通讯模块72，可以实现控制自动化。当后台通过总线向MCU41发送通讯指令时，MCU41根据简析出的指令，将所需的数据通过通讯模块72传送至后台或者接收后台的控制指令。

本发明可以达到以下目标：

1. 由于半导体除湿器2制冷的工作特性——冷热基本平衡，在高温高湿情况下，驱动半导体除湿器2制冷冷凝除湿，对柜内温度基本无影响，解决高温高湿情况下不能进行除湿的难题；

2. 利用半导体除湿器2制冷除湿，可以降低环境的绝对湿度，运行一段时间后，柜内湿度明显下降，停止运行后，湿度不回马上反弹，避免除湿设备停止工作后又需马上投入的弊端；

3. 配备通讯模块42，可实现远程通讯，连接后台管理后，可进行远程监控和管理，为实现电网的智能化、数字化管理提供便利。

本发明的重点就在于：半导体制冷除湿和加热器除湿相结合技术，加热器和半导体除湿器一体化设计。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (11)

1.一种除湿器,其特征在于：它包括机壳、半导体除湿器、加热器、控制器、温湿度传感器、LCD显示屏；所述的半导体除湿器由半导体组件、冷片、热片、散热风扇组件组成；所述的冷片安装在半导体组件的正面，半导体组件的背面固定安装在热片的正面，散热风扇安装在热片的背面，加热器安装在热片内，固定在一起的半导体除湿器与加热器皆安装在机壳内；所述的温湿度传感器置于待除湿目标设备中且远离除湿器，所述的控制器通过数据线分别与温湿度传感器、半导体除湿器和加热器连接，温湿度传感器获取待除湿目标设备内的温湿度数据并通过数据线传给控制器，控制器控制半导体除湿器和加热器的工作。

2.根据权利要求1所述的除湿器，其特征在于：所述的机壳上设有进风口、出风口，安装在机壳内半导体除湿器上的冷片正对进风口，加热器对着出风口。

3.根据权利要求1所述的除湿器，其特征在于：所述的温湿度传感器内部集成了数据分析处理模块和AD转化模块，经待除湿设备区域中采集到的温湿度数据为模拟信号，此信号经数据分析处理模块进行数据分析、放大处理后，再由AD模块转化为数字信号。

4.根据权利要求1所述的除湿器，其特征在于：所述的控制器包括MCU和通讯模块；所述的温湿度传感器通过数据线连接MCU的信号输入端，半导体除湿器、加热器和LCD显示屏分别通过数据线连接控制器的MCU信号输出端，所述的通讯模块与MCU的信号输出端及信号输入端相互连接，该通讯模块可向远程控制端进行数据发送并接收远程控制端所下发的控制指令。

5.根据权利要求4所述的除湿器，其特征在于：所述的控制器还包括输入模块，该输入模块通过数据线连接MCU的信号输入端。

6.根据权利要求1所述的除湿器，其特征在于：所述的机壳内腔的底部设有排水槽，该排水槽内段位于冷片的下方，排水槽的外端可外接水管。

7.一种除湿器的控制方法，其特征在于：通过温湿度传感器反馈待除湿的目标设备的温度值与湿度值，（1）当待除湿目标设备的环境湿度大于设定的湿度上限A时，且环境温度低于预设温度α值时，MCU判定环境湿度过高，只启动加热器进行除湿器工作；(2) 当环境湿度大于设定的湿度上限A时，且环境温度高于预设温度β值时，只启动半导体除湿器进行除湿工作；（3）当环境湿度降低到设定湿度下限B时，经由MCU判定环境湿度已经降到合理范围，MCU驱动停止半导体除湿器或加热器的除湿工作；所述的湿度A≥B，所述的温度α≤β。

8.根据权利要求7所述的一种除湿器的控制方法，其特征在于：所述的A为60%RH— 80%RH，所述的B为40%RH—60%RH；所述的α为5℃—15℃，所述的β为15℃—25℃。

9.根据权利要求7所述的一种除湿器的控制方法，其特征在于：该除湿器可增设低温保护工作模式；通过温湿度传感器反馈待除湿的目标设备的温度值低于低温预设值时，MCU判定环境温度过低，系统启动加热器进行加热处理，直至温度上升至温度预设值时，加热器结束工作。

10.根据权利要求7所述的一种除湿器的控制方法，其特征在于：该除湿器可增设除霜工作模式；当待除湿目标设备的环境湿度大于设定的湿度上限A时，MCU判定环境湿度过高，系统进入除湿模式，系统每工作T小时，启动加热器工作T1分钟，其中所述的T为1.5—2.5小时；所述的T1分钟为5—15分钟。

11.根据权利要求7所述的一种除湿器的控制方法，其特征在于：该除湿器可通过输入模块的操作，人为调整MCU启闭除湿器的温度及湿度参数，并可在输入模块上设置强制除湿工作模式，当输入模块设置为强制除湿工作模式，通过输入模块启动该工作模式，则MCU无需对温湿度传感器所反馈的温湿度数值高低进行判断，自动只启动半导体除湿器进行除湿，当需要关停时，则通过输入模块关闭该工作模式，结束半导体除湿器的除湿工作。