CN113124498A - 一种带凝结水回收系统的空调器运行控制方法及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种凝结水回收系统并应用于空调器内，其中凝结水回收系统包括集水装置、毛细蒸发装置和风机；集水装置设置在空调器室内机内收集蒸发器工作过程中产生的凝结水；毛细蒸发装置内部设置毛细结构并与集水装置连通，使集水装置收集的凝结水在毛细结构中与室内空气进行热交换；使用风机控制调节不同风速的室内空气流经毛细蒸发装置进而控制调节使用凝结水对空气进行降温加湿的速率。利用毛细蒸发使凝结水与空气换热使空气降温加湿从而实现凝结水潜热回收利用；一方面凝结水蒸发吸热可补充制冷量，另一方面换热同时加湿空气提升室内环境舒适度；通过控制调节风机转速来控制蒸发速度实现智能调节环境舒适度，提升用户体验。

Description

一种带凝结水回收系统的空调器运行控制方法及空调器

技术领域

本发明属于空调器技术领域，具体而言，涉及一种带凝结水回收系统的空调器及其运行控制方法。

背景技术

随着人们生活水平提高，对家居环境舒适性的需求也在不断更新，空调器以成为家居生活必不可少的重要家用电器；无论是在炎热的夏天还是寒冷的冬天，以及面临在北方城市和南方城市需求差异，空调器都发挥着调节改善居家环境的重要作用。

现有技术中，空调器在制冷时，其室内机内部由于蒸发器换热，其管壁温度容易低于露点温度，因此室内环境空气遇到管壁后极易形成凝结水；伴随制冷过程持续进行，空气不断被冷凝导致在制冷的同时也在进行除湿过程。对于室内环境而言，人体感受到的环境舒适度是建立在温度和湿度适中的基础上，如果环境过于干燥，不但人体舒适度下降，还容易促进细菌病毒等在环境中生存繁殖影响人体健康。

市场上现有空调器通常将室内即在制冷过程中产生的凝结水直接排至室外；一方面凝结水温度较低，这部分潜在冷源没有被进一步回收利用；另一方面没有合理控制室内环境湿度会导致长期使用过程中环境干燥带来的健康隐患问题。

因此，如何对空调器室内机产生的凝结水进行调节控制或回收利用，进一步提高空调器综合性能的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

鉴于此，本发明提出一种凝结水回收系统并应用于空调器内，其中凝结水回收系统包括集水装置、毛细蒸发装置和风机；集水装置设置在空调器室内机内收集蒸发器工作过程中产生的凝结水；毛细蒸发装置内部设置毛细结构并与集水装置连通，使集水装置收集的凝结水在毛细结构中与室内空气进行热交换；使用风机控制调节不同风速的室内空气流经毛细蒸发装置进而控制调节使用凝结水对空气进行降温加湿的速率。利用毛细蒸发使凝结水与空气换热使空气降温加湿从而实现凝结水潜热回收利用；一方面凝结水蒸发吸热可补充制冷量，另一方面换热同时加湿空气提升室内环境舒适度；通过控制调节风机转速来控制蒸发速度实现智能调节环境舒适度，提升用户体验。

可选地，集水装置包括集水盒、出水孔、排水管和溢水管；其中：

集水盒底部设置有出水孔；集水盒内的凝结水通过出水孔流入毛细蒸发装置内；

集水盒连接有排水管和溢水管且溢水管位置高于排水管位置；当凝结水需要排出时通过排水管直接排出至室外；当凝结水量达到溢水水位时通过溢水管直接排出至室外。

可选地，集水装置包括第一水位检测装置、第二水位检测装置；其中：

第一水位检测装置设置在集水盒的最低水位位置，当第一水位检测装置检测到凝结水在最低水位时告警提示补水；且如果一段时间未补充水则加湿过程终止；

第二水位检测装置设置在集水盒的溢水水位位置，当第二水位检测装置检测到凝结水在溢水水位时告警提示开启溢水管排水。

可选地，毛细蒸发装置内部形成一腔体结构；毛细结构采用多边形换热通道且多个多边形换热通道交错排列填充在腔体结构内。

可选地，风机设置在毛细蒸发装置的腔体结构的一端，通过控制调节风机转速调节进入毛细蒸发装置的空气流动速度。

可选地，毛细蒸发装置设置有喷淋结构；喷淋结构设置在毛细蒸发装置与集水装置连通处用于吸收来自集水装置的凝结水并将凝结水喷淋在毛细结构上。

进一步地，本发明还提供一种空调器运行控制方法对上述凝结水回收系统的运行过程进行控制。具体地：

根据室内环境温度、空调器设定制冷温度和室内相对湿度控制调整风机转速使风机在不同风速挡位间切换进而控制调整进入毛细蒸发装置内的空气流动速度实现控制凝结水蒸发速率进而控制空气降温加湿速率。

可选地，本发明还提供一种空调器，在空调器的室内机内设置上述凝结水回收系统，并通过上述空调器运行控制方法进行制冷运行控制。

进一步地，当空调器设定制冷温度小于室内环境温度时，伴随室内环境温度降低和室内相对湿度升高，风机风速挡位从最高风速挡位逐渐调节至最低风速挡位。

进一步地，当空调器设定制冷温度大于等于室内环境温度时，伴随室内环境温度升高和室内相对湿度降低，风机风速挡位从最低风速挡位逐渐调节至最高风速挡位。

进一步地，当风机运行经过预设时间周期后，对风机风速挡位的修正过程包括：

当室内相对湿度达到最大值时，风机停止运行；

当室内相对湿度下降且室内环境温度大于设定制冷温度时，风机开启最高风速挡位；当室内环境温度下降至设定制冷温度后风机转换至最低风速挡位；

当室内相对湿度持续下降且室内环境温度大于设定制冷温度时，风机逐级升高风速挡位；当室内环境温度下降且室内相对湿度开始上升后，风机逐级降低风速挡位。

通过在空调器中使用本发明的凝结水回收系统可利用毛细蒸发原理使凝结水与空气换热蒸发实现凝结水回收利用，相对现有的空调器将冷凝水直接排出的方式可充分增强潜热利用率；凝结水蒸发过程吸热可进一步增强室内制冷效果、补充制冷量从而实现空调器节能降耗，提高其综合能效；由于凝结水与空气换热后形成湿蒸汽可进一步加湿空气从而调节室内环境的舒适度，避免空气干燥带来的不适感及健康隐患问题；依据温度和湿度参数，通过风机转速的控制调节来控制蒸发速度，达到自动调节制冷和加湿过程，实现智能调节环境舒适度，提升用户体验。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的全部有益效果。

附图说明

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所需要使用的附图进行简单的介绍。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。

图1：本发明的凝结水回收系统实施例的集水装置结构示意图；

图2：本发明的凝结水回收系统实施例的毛细蒸发装置结构示意图；

图3：图2的毛细蒸发装置实施例的剖面结构示意图；

图4：当空调器的设定制冷温度≥室内环境温度时风机转速对应风机挡位调节过程图；

图5：当风机经过初始运行时间周期后，风机挡位修正过程图；

附图中，各标记所代表的部件、结构、装置如下：

1-集水装置；

101-集水盒；102-出水孔；103-排水管；104-溢水管；105-第一水位检测装置；106-第二水位检测装置；

2-毛细蒸发装置；

201-喷淋结构；202-毛细结构；203-过滤网；204-风机；

301-低风挡；

302-中风挡；

303-高风挡；

304-超强风挡；

F-室内相对湿度；

T1-室内环境温度；

T0-设定制冷温度。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二等来描述各种结构，但这些结构不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一结构与另一结构。因此，下文论述的第一结构可称为第二结构而不偏离本公开概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。

下面结合附图对本发明中的具体实施方式的内容进行详细描述：

本实施例提出一种凝结水回收系统并将其应用于空调器内。

根据本实施例的一个方面，优选地，凝结水回收系统包括如图1所示的集水装置1、如图2所示的毛细蒸发装置2和风机204。

优选地，在本实施例中，集水装置1设置在空调器室内机内靠近蒸发器底部的位置用于收集蒸发器工作过程中产生的凝结水；毛细蒸发装置2内部设置毛细结构202并与集水装置1连通设置于集水装置下部，使集水装置收集的凝结水在毛细结构中与室内空气进行热交换。

进一步地，使用风机204控制调节不同风速的室内空气流经毛细蒸发装置2进而控制调节使用凝结水对空气进行降温加湿的速率。利用毛细蒸发使凝结水与空气换热使空气降温加湿从而实现凝结水潜热回收利用。

优选地，如图1所示，集水装置1包括集水盒101、出水孔102、排水管103和溢水管104；其中：

集水盒101底部设置有出水孔102；集水盒内的凝结水通过出水孔流入毛细蒸发装置2内；

集水盒101连接有排水管103和溢水管104且溢水管位置高于排水管位置；当室内环境无需加湿，凝结水需要排出时可通过排水管103直接排出至室外；当凝结水量较多达到溢水水位时可通过溢水管104直接排出至室外。

优选地，集水装置1包括第一水位检测装置105、第二水位检测装置 106；其中：

第一水位检测装置105设置在集水盒101的最低水位位置，当第一水位检测装置检测到凝结水在最低水位时告警提示补水；且如果一段时间未补充水则加湿过程终止；

第二水位检测装置106设置在集水盒101的溢水水位位置，当第二水位检测装置检测到凝结水在溢水水位时告警提示开启溢水管104排水。

优选地，如图2所示，毛细蒸发装置2内部形成一腔体结构；如图3 所示，在本实施例中，毛细结构202采用三角形换热通道且多个三角形换热通道交错排列填充在腔体结构内。

优选地，如图2所示，风机204设置在毛细蒸发装置2的腔体结构的一端，通过控制调节风机转速调节进入毛细蒸发装置的空气流动速度；同时，在腔体结构的另一端还设置有过滤网203用于在空气流动过程中过滤空气中的杂质，避免因杂质堵塞毛细蒸发装置内部的换热通道。

优选地，毛细蒸发装置2还设置有喷淋结构201；喷淋结构设置在毛细蒸发装置与集水装置连通处用于吸收来自集水装置的凝结水并将凝结水喷淋在毛细结构上。通过使用喷淋结构可进一步使凝结水雾化，从而提高凝结水与空气的换热效率。

根据本实施例的一个方面，优选地，还提供一种空调器运行控制方法对本实施例的凝结水回收系统的运行过程进行控制，其控制方法为：

根据室内环境温度T1、空调器设定制冷温度T0和室内相对湿度F控制调整风机204的转速使风机在不同风速挡位间切换进而控制调整进入毛细蒸发装置2内的空气流动速度实现控制凝结水蒸发速率进而控制空气降温加湿速率。

根据本实施例的一个方面，优选地，还提供一种空调器，在空调器的室内机内设置本实施例的凝结水回收系统，并通过本实施例的空调器运行控制方法进行制冷运行控制。具体运行控制过程如下：

本实施例中设定风机204的风速挡位随风速升高包括如下挡位：

低风挡301、中风挡302、高风挡303和超强风挡304。

当空调器的设定制冷温度＜室内环境温度时，风机转速对应风机挡位调节过程：

(1)当空调器启动制冷运行时，此时空调器设定制冷温度T0通常小于室内环境温度T1，即制冷过程刚刚开始。

伴随空调器制冷，室内环境温度T1逐渐降低，起初室内相对湿度F 逐渐升高。此时，可依据本实施例的运行控制方法，将风机风速挡位从最高风速挡位超强风挡304逐渐调节至最低风速挡位低风挡301。

例如：当室内环境温度24℃＜T1≤26℃时，如果室内相对湿度0.70 ＜F≤0.75，则对应风机风挡为低风挡301；当室内相对湿度下降至0.65 ＜F≤0.70时，则提高风机风挡至中风挡302。

(2)进一步的，如图4所示，通过制冷循环，室内环境温度T1会继续下降至空调器设定制冷温度T0或低于T0。在此过程中，因压缩机工作参数调节等原因，如果室内环境温度T1升高且由于始终处于制冷循环状态室内机蒸发器满负荷工作极易在换热管外壁产生凝结水导致室内相对湿度F降低，则调节风机风速挡位从最低风速挡位低风挡301逐渐调节至最高风速挡位超高风档304。

例如：当室内环境温度低于设定制冷温度，且26℃＜T1≤32℃时，如果室内相对湿度0.55＜F≤0.75，则对应风机风挡为低风挡301；当室内相对湿度下降至0.40＜F≤0.55时，则提高风机风挡至中风挡302；如果室内相对湿度进一步下降至F≤0.40时，则提高风机风挡至高风挡303。

(3)如图5所示，当风机204运行经过预设时间周期t后，为了进一步调节室内环境舒适度，对风机风速挡位进行修正；具体地：

a.当室内相对湿度F达到最大值时(本实施例设定值为0.75)，风机停止运行；

b.当室内相对湿度F下降且室内环境温度T1大于设定制冷温度T0 时，风机开启最高风速挡位超高风档304；当室内环境温度T1下降至设定制冷温度T0后风机转换至最低风速挡位低风挡301；

c.当室内相对湿度F持续下降且室内环境温度T1大于设定制冷温度 T0时，风机逐级升高风速挡位；当室内环境温度T1下降且室内相对湿度 F开始上升后，风机逐级降低风速挡位；本实施例中设置每3min调节一挡风机挡位。

进一步地，根据上述风机调节控制过程，本实施例的空调器可提供三种运行模式，包括：智能制冷模式、加湿模式和除湿模式。空调会根据用户设定的模式进行相应模式的开启和控制。具体地：

(1)智能制冷模式：

空调进行制冷，产生的凝结水进入集水装置；当室内相对湿度F＞ 0.75时，凝结水不会进入毛细蒸发装置；当室内相对湿度F＜0.75时，凝结水进入毛细蒸发装置，此时根据湿度传感器和温度传感器的测量数据，风机会自动调节速度控制蒸发加湿速率。

(2)加湿模式：

可单独开启加湿模式，在开启此模式时，空调器中的凝结水进入毛细蒸发装置，风机转速切换至超强风挡304用于提高空气的对流，将凝结水充分蒸发以提升加湿的效果，达到调节空气湿度的目的。

(3)除湿模式：

除湿模型运行时，凝结水直接通过集水装置的排水管排出至室外。

通过在空调器中使用本发明的凝结水回收系统可利用毛细蒸发原理使凝结水与空气换热蒸发实现凝结水回收利用，相对现有的空调器将冷凝水直接排出的方式可充分增强潜热利用率；凝结水蒸发过程吸热可进一步增强室内制冷效果、补充制冷量从而实现空调器节能降耗，提高其综合能效；由于凝结水与空气换热后形成湿蒸汽可进一步加湿空气从而调节室内环境的舒适度，避免空气干燥带来的不适感及健康隐患问题；依据温度和湿度参数，通过风机转速的控制调节来控制蒸发速度，达到自动调节制冷和加湿过程，实现智能调节环境舒适度，提升用户体验。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述一个或多个实施例是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使本技术领域的技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (11)

1.一种凝结水回收系统，其特征在于：

所述凝结水回收系统包括集水装置、毛细蒸发装置和风机；其中，

所述集水装置设置在空调器室内机内收集蒸发器工作过程中产生的凝结水；

所述毛细蒸发装置内部设置毛细结构并与所述集水装置连通，使集水装置收集的凝结水在毛细结构中与室内空气进行热交换，使室内空气温度下降湿度增加；

所述风机提供室内空气流经所述毛细蒸发装置的动力，并被控制调节使用凝结水对所述室内空气进行降温加湿的速率。

2.如权利要求1所述的凝结水回收系统，其特征在于：

所述集水装置包括集水盒、出水孔、排水管和溢水管；其中，

所述集水盒底部设置有出水孔；所述集水盒内的凝结水通过所述出水孔流入所述毛细蒸发装置内；

所述集水盒连接有排水管和溢水管；

在所述集水盒最低位置开设有排水口，所述排水管与所述排水口连接；当凝结水需要排出时通过所述排水管直接排出至室外；

在所述集水盒最高位置开设有溢水口，所述溢水管与所述溢水口连接；当凝结水水位达到溢水口位置时通过所述溢水管直接排出至室外。

3.如权利要求2所述的凝结水回收系统，其特征在于：

所述集水装置包括第一水位检测装置、第二水位检测装置；其中，

所述第一水位检测装置设置在所述集水盒的最低水位位置，当所述第一水位检测装置检测到凝结水在最低水位时告警提示补水；

所述第二水位检测装置设置在所述集水盒的溢水口处，当所述第二水位检测装置检测到凝结水水位达到溢水口位置时告警提示开启溢水管排水。

4.如权利要求1所述的凝结水回收系统，其特征在于：

所述毛细蒸发装置内部形成一腔体结构；

所述毛细结构采用多边形换热通道且多个所述多边形换热通道交错排列设置在所述腔体结构内。

5.如权利要求4所述的凝结水回收系统，其特征在于：

所述风机设置在所述毛细蒸发装置的腔体结构的一端，通过控制调节风机转速调节进入毛细蒸发装置的空气流动速度。

6.如权利要求5所述的凝结水回收系统，其特征在于：

所述毛细蒸发装置设置有喷淋结构；

所述喷淋结构设置在所述毛细蒸发装置与所述集水装置连通处用于吸收来自集水装置的凝结水并将凝结水喷淋在所述毛细结构上。

7.一种空调器运行控制方法，采用如权利要求1-6任一所述的凝结水回收系统，其特征在于：

根据室内环境温度、空调器设定制冷温度和室内相对湿度控制调整风机转速使风机在不同风速挡位间切换进而控制调整进入毛细蒸发装置内的空气流动速度实现控制凝结水蒸发速率进而控制空气降温加湿速率。

8.一种空调器，采用如权利要求1-6任一所述的凝结水回收系统或采用如权利要求7所述的空调器运行控制方法。

9.如权利要求8所述的空调器，其特征在于：

当空调器设定制冷温度小于室内环境温度时，伴随室内环境温度降低和室内相对湿度升高，风机风速挡位从较高的风速挡位逐渐调节至较低的风速挡位。

10.如权利要求8所述的空调器，其特征在于：

当空调器设定制冷温度大于等于室内环境温度时，伴随室内环境温度升高和室内相对湿度降低，风机风速挡位从较低的风速挡位逐渐调节至较高的风速挡位。

11.如权利要求8所述的空调器，其特征在于：

当风机运行经过预设时间周期后，对风机风速挡位的修正过程包括：

当室内相对湿度达到最大值时，风机停止运行；

当室内相对湿度下降且室内环境温度大于设定制冷温度时，风机开启最高风速挡位；当室内环境温度下降至设定制冷温度后风机转换至最低风速挡位；

当室内相对湿度持续下降且室内环境温度大于设定制冷温度时，风机逐级升高风速挡位；当室内环境温度下降且室内相对湿度开始上升后，风机逐级降低风速挡位。

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