CN114370677A

CN114370677A - 新风除湿机

Info

Publication number: CN114370677A
Application number: CN202210048235.2A
Authority: CN
Inventors: 职远; 杨旭东
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2022-01-17
Filing date: 2022-01-17
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2042-01-17
Also published as: CN114370677B

Abstract

本公开提供的了新风除湿机，包括：具有进风侧和出风侧的壳体，在壳体的进风侧上设有与室外连通的第一进风口，在壳体的出风侧上设有与室内连通的第一出风口；在壳体内靠近第一进风口一侧设置的风机；在壳体内靠近第一出风口一侧设置的除湿模块；设置在壳体内且位于风机和除湿模块之间的加热器，用于使除湿模块再生；用于测量壳体进风侧温度和湿度的第一温湿度传感器；用于测量壳体出风侧温度和湿度的第二温湿度传感器；用于测量加热器表面温度的温度传感器；和用于控制上述各电气元件以使所述新风除湿机工作在不同运行模式的控制模块。本公开提供的新风除湿机能耗低、体积小且结构简单，特别适于家用。

Description

新风除湿机

技术领域

本公开属于空气除湿技术及新风系统领域，特别涉及一种新风除湿机。

背景技术

我国南方地区气候潮湿，尤其是夏季，湿热的环境给人们的生活带来极大的不便。当环境湿度高时，会造成以下问题：1，霉菌滋生，影响室内空气品质，从而危害人体健康；2，适合人们生活的空气湿度范围是40％～60％，湿度过高会造成人体热不舒适感；3，高湿环境会造成家具形变损坏(吸湿膨胀)、生锈等问题，严重影响人们的居住条件。为了克服湿度过高带来的不良影响，需要将环境的湿度控制在合理的范围内。

目前南方地区人们调节家中室内温湿度环境的主要方法是使用分体空调机，这种空调机以及目前市面上主流的家用除湿机的除湿原理为冷凝除湿。这种方式最大的缺陷就是造成空调以及除湿的能耗巨大。而且，由于除湿过程会产生冷凝水，容易滋生细菌，造成室内空气品质降低，危害人体健康。而溶液除湿、转轮除湿的方式由于机组很大，很难在住宅内推广使用。同时，为了保证除湿效果，人们在使用冷凝除湿机时通常会关闭门窗，降低除湿负荷，但是这样会使得室内缺乏新鲜空气，影响空气品质。

为了改善以上问题，本发明提出一种新的家用新风除湿机，它可以在补充新风的同时除去室内空气的湿度，从而达到改善室内空气环境的目的。新风除湿机还具有多种运行模式，可对应不同的环境条件因地制宜使用。该新风除湿机体型小，操作简单，便于在家里安装和使用。同时，该新风除湿机与光伏板连接，尽可能使用太阳能再生，可以降低新风除湿机的运行能耗。

发明内容

本公开旨在解决上述问题之一。

为此，本公开实施例提供的能耗低、体积小且结构简单的新风除湿机，包括：

壳体，所述壳体具有进风侧和出风侧，在所述壳体的进风侧上设有与室外连通的第一进风口，在所述壳体的出风侧上设有与室内连通的第一出风口；

风机，所述风机设置在所述壳体内靠近所述第一进风口的一侧；

除湿模块，所述除湿模块设置在所述壳体内靠近所述第一出风口的一侧；

加热器，所述加热器设置在所述壳体内且位于所述风机和所述除湿模块之间，用于使所述除湿模块再生；

第一温湿度传感器，用于测量所述壳体的进风侧的温度和湿度；

第二温湿度传感器，用于测量所述壳体的出风侧的温度和湿度；

温度传感器，用于测量所述加热器的表面温度；和

控制模块，用于控制上述各电气元件以使所述新风除湿机工作在不同的运行模式。

本公开实施例提供的新风除湿机，具有以下特点和有益效果：

本公开实施例提供的新风除湿机的投资成本和运行费用远远低于冷凝除湿机、转轮除湿、溶液除湿等主流除湿模式，同时本发明还具有补充新风的功能，将除湿机与新风机结合起来；本公开实施例提供的新风除湿机体积小、结构简单，特别适合住宅使用；本公开实施例提供的新风除湿机采用吸附式除湿剂，配合加热器使除湿再生，无需更换除湿剂，进一步控制成本。

在一些实施例中，所述控制模块通过变频器与所述风机连接，以改变所述风机的转速。

在一些实施例中，所述除湿模块包括除湿剂和用于封装除湿剂的网状结构。

在一些实施例中，所述除湿剂采用分子筛，活性炭，或者硅胶和活性氧化铝的混合物。

在一些实施例中，所述除湿剂采用由硅胶和活性氧化铝按照质量比1:1混合制成的混合物。

在一些实施例中，所述新风除湿机还包括光伏板，所述加热器包括第一加热管和第二加热管，所述第一加热管由市政电网供电，所述第二加热管由所述光伏板供电，所述光伏板和所述第二加热管之间连接有灭弧装置。

在一些实施例中，在所述壳体的进风侧上设有与室内连通的第二进风口，在所述壳体的出风侧上设有与室外连通的第二出风口。

在一些实施例中，所述新风除湿机的工作模式包括：

外循环模式，所述控制模块控制所述第一进风口、所述第一出风口和所述风机开启，所述第二进风口、所述第二出风口和所述加热器关闭，控制所述风机以高转速工作，实现对室内补充新风并降低空气湿度；

内循环模式，所述控制模块控制所述第二进风口、所述第一出风口和所述风机开启，所述第一进风口、所述第二出风口和所述加热器关闭，控制所述风机以低转速工作，实现降低空气湿度；

混合循环模式，所述控制模块控制所述第一进风口、所述第二进风口、所述第一出风口和所述风机开启，所述第二出风口和所述加热器关闭，控制所述风机以高转速工作，实现对室内补充新风并降低空气湿度；

再生模式，所述控制模块控制所述第一进风口、所述第二出风口、所述风机和所述加热器开启，所述第二进风口和所述第一出风口关闭，控制所述风机以低转速工作，结合所述温度传感器测量的温度控制所述加热器的加热功率，使所述除湿模块再生。

在一些实施例中，当所述第一温湿度传感器测量的相对湿度处于第一湿度区间A时，启动所述内循环模式；当所述第一温湿度传感器测量的相对湿度处于第二湿度区间B时，启动所述混合模式；当所述第一温湿度传感器测得的相对湿度处于第三湿度区间C时，启动所述外循环模式，C＜B＜A；当所述第二温湿度传感器测量的绝对湿度与第一温湿度传感器测量的绝对湿度相等时，启动所述再生模式。

在一些实施例中，所述新风除湿机还包括设置在所述壳体内且位于所述风机和所述加热器之间的均流板。

附图说明

图1为本公开实施例提供的新风除湿机的整体结构示意图。

图2(a)～图2(d)为一种家用太阳能新风除湿机的不同运行模式示意图，其中，图2(a)为外循环模式，图2(b)为内循环模式，图2(c)为混合模式，图2(d)为再生模式。

附图标记说明：

1-壳体，11-第一进风口，12-第一出风口，13-第二进风口，14-第二出风口；2-风机；3-除湿模块；4-加热器，41-第一加热管，42-第二加热管；51-第一温湿度传感器，52-第二温湿度传感器，53-温度传感器；6-变频器；7-光伏板；8灭弧装置；9-均流板。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。

相反，本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。

参见图1，本公开实施例提供的新风除湿机，包括：

壳体1，所述壳体1具有进风侧和出风侧，在壳体1的进风侧上设有第一进风口11，在壳体1的出风侧上设有第一出风口12；

风机2，所述风机2设置在壳体1内靠近第一进风口11的一侧；

除湿模块3，所述除湿模块3设置在壳体1内靠近第一出风口12的一侧；

加热器4，所述加热器设置在壳体1内且位于所述风机2和所述除湿模块3之间；

第一温湿度传感器51，用于测量壳体1的进风侧的温度和湿度；

第二温湿度传感器52，用于测量壳体1的出风侧的温度和湿度；

温度传感器53，用于测量加热器4的表面温度；和

控制模块(该控制模块在图中未示意出)，用于控制上述各电气元件以使所述新风除湿机工作在不同的运行模式。

在一些实施例中，壳体1为采用304不锈钢制作的箱体。第一进风口11与室外连通，通过控制第一进风口11的开启和关闭，可实现室外空气的引入和关断。第一出风口12与室内连通，通过控制第一出风口12的开启和关闭，可实现向室内送风和停止向室内送风。

在一个实施例中，壳体1的横截面积为300mm×300mm，长度为1000mm，吊装在卧室房间顶部。第一进风口11和第二出风口14与外墙打孔连接。可根据需要在壳体1上预留检修口，或者将本新风除湿机整体拆卸后进行维修。

在一些实施例中，风机2用于提供空气动力，风量范围为10-500m³/h，可采用市售的变频风机。风机2的转速通过变频器6控制，从而改变新风除湿机的风量，以适应不同的工作模式需求，具体将在下文中详细描述。

在一些实施例中，除湿模块3用于对由壳体1进风侧流向壳体1出风侧的具有湿度的空气通过吸附水蒸气的方式进行干燥，使得壳体出风侧的空气湿度满足要求。除湿模块3的横截面积应与壳体1的横截面积相匹配。

进一步地，除湿模块3包括除湿剂和用于封装除湿剂的网状结构，网状结构通过法兰固定在壳体1内。除湿剂用于吸附空气中的水蒸气，优选地，除湿剂由硅胶和活性氧化铝按照质量比1:1混合制成，该除湿剂防火性能高，且所需再生温度低，有利于降低再生能耗。此外，除湿剂也可采用分子筛或者活性炭。网状结构用于防止其内的除湿剂漏出，可选地，网状结构为由钢丝紧密排列或者不锈钢纱网、铜丝组成的不锈钢立方体。

在一个实施例中，除湿模块3整体为300mm×300mm×60mm的立方体。

在一些实施例中，加热器4采用发热部件，用于使除湿模块3中的除湿剂再生。具体地，当除湿模块3中的除湿剂饱和，无法吸附空气中的水蒸气时，利用加热器4的发热加热空气，通过该热空气对饱和的除湿剂进行脱附，除湿剂表面吸附的水蒸气蒸发，使除湿剂再次具有除湿能力，从而实现除湿模块3中除湿剂的再生。

在一些实施例中，本公开提供的新风除湿机还包括光伏板7，用于在太阳充足时存储太阳能并将其转换成电能，以为加热器4供电。可选地，光伏板7采用市售产品，光伏板7面积为2m²，单板电压为48V，可安装在阳台或者南向房间。加热器4包括第一加热管41和第二加热管42，第一加热管41由市政电网的交流电供电，第二加热管42由光伏板7供电。可选地，第一加热管41和第二加热管42的最大功率均为1KW。当除湿剂需要再生时，在阴天或夜间等太阳不充足的情况下，利用市政电网的交流电对第一加热管41供电，使除湿剂再生，在太阳充足时，利用光伏板产生的直流电对第二加热管41供电，使除湿剂再生。

进一步地，为防止光伏板7提供的直流电产生电弧，损坏第二加热管42，在光伏板7与第二加热管42的连接电线上设有灭弧装置8，如灭弧开关。

在一些实施例中，本公开提供的新风除湿机还包括设置在壳体1内且位于风机2和加热器4之间的均流板9，用于将风机2出口的空气均匀分散在壳体1内的风道断面上，防止由于空气湿度不均匀造成除湿剂的浪费。可选地，均流板9包括尽可能靠近风机2出口的均流板本体，和在均流板本体上均匀开设的若干均流孔。均流板本体与壳体1固定连接，可选用1.5mm-3mm厚的不锈钢板，均流孔的孔径为5mm-10mm。

在一些实施例中，第一温湿度传感器51和第二温湿度传感器52采用市售产品，温度检测范围：-10-80℃，精度0.5℃；相对湿度检测范围：5％-95％，精度1％。

在一些实施例中，温度传感器53采用市售产品，温度检测范围：10-150℃，控制模块通过温度传感器53测量的加热器的表面温度来调节加热器的加热功率。

在一些实施例中，本公开提供的新风除湿机还包括设置在壳体1进风侧的第二进风口13和设置在壳体出风侧的第二出风口14。第二进风口13与室内连通，用于将室内空气引入本新风除湿机，第二出风口14与室外连通，用于将对除湿机再生时产生的高温潮湿空气由第二出风口14排出至室外。

在一些实施例中，第一进风口11、第一出风口12、第二进风口13和第二出风口14处分别设置一个比例风阀，以控制相应风口的开启和关闭。考虑到壳体1是方形的，为了避免因局部阻力造成的空气动能损失，且尽可能减小外墙的打孔尺寸，除第一出风口12处的比例风阀采用300mm×300mm的方管风阀外，其余风口处的比例风阀均采用直径150mm的圆管风阀。

在一些实施例中，控制模块设置在壳体1外侧，包括显示屏、控制面板和控制器。显示屏用于显示新风除湿机当前的运行模式，新风除湿机进风侧和出风侧的温湿度状态。控制面板上设有控制按钮，如开关和运行模式切换键。控制器与显示屏、控制面板、第一温湿度传感器51、第二温湿度传感器52、温度传感器53、变频器6、光伏板7和各比例风阀连接，用于控制其工作。

在一些实施例中，参见图2(a)～图2(d)，本公开提供的新风除湿机具有四种运行模式：

外循环模式，参见图2(a)，控制模块控制第一进风口11、第一出风口12和风机2开启，第二进风口13、第二出风口14和加热器4关闭，控制模块控制风机2提供较大风量，室外空气在风机2的作用下进入本新风除湿机，经过均流板9均流后再进入除湿模块3进行除湿，最后处理过的干燥空气进入室内，实现对室内环境补充新风和降低湿度的功能；优选地，当第一温湿度传感器51测量的相对湿度处于第三湿度区间C(第三湿度区间C应根据所在区域、所处季节等因素综合考虑设置，如第三湿度区间C设置为65％～75％)时，启动外循环模式；

内循环模式，参见图2中(b)，控制模块控制第二进风口13、第一出风口12和风机2开启，第一进风口11、第二出风口14和加热器4关闭，控制模块控制风机2提供较大风量，风机2抽取室内空气进入本新风除湿机，经过均流板9均流后再进入除湿模块3进行除湿，最后处理过的干燥空气再次回到室内，该模式只有除湿功能，不补充新风；优选地，当第一温湿度传感器51测量的相对湿度处于第一湿度区间A(第一湿度区间A应根据所在区域、所处季节等因素综合考虑设置，如第一湿度区间A设置为85％～100％)时，启动内循环模式；

混合循环模式，参见图2中(c)，控制模块控制第一进风口11、第二进风口13、第一出风口12和风机2开启，第二出风口14和加热器4关闭，控制模块控制风机2提供较大风量，在风机2的作用下，室内空气和室外空气混合后进入本新风除湿机，经过均流板9均流后再进入除湿模块3进行除湿，最后处理过的干燥空气进入室内，实现对室内环境补充新风和降低湿度的功能，相比外循环模式，混合循环模式对于除湿剂的消耗量少，而且室内开启空调时，由于室内空气温度低，采用混合循环模式有利于降低新风能耗；可选地，当第一温湿度传感器51测量的相对湿度处于第二湿度区间B(第二湿度区间B应根据所在区域、所处季节等因素综合考虑设置，如第二湿度区间B设置为75％～85％)时，启动混合模式；

再生模式，参见图2中(d)，控制模块控制第一进风口11、第二出风口14、风机2和加热器4开启，第二进风口13和第一出风口12关闭，控制模块控制风机2提供较小风量，室外空气在风机2的作用下进入本新风除湿机，经过均流板9均流后被加热器4加热，温度升高后进入除湿模3对除湿剂进行脱附，将除湿剂表面吸附的水蒸气蒸发到空气中，然后潮湿高温的空气通过第二出风口14排到室外，除湿剂再次具有除湿能力，加热过程中，控制模块结合温度传感器53测量的温度控制加热器4的加热功率；可选地，当第二温湿度传感器52测量的绝对湿度与第一温湿度传感器51测量的绝对湿度相等时，启动再生模式。

综上所述，本公开实施例提供的新风除湿机，在尽可能低的能耗下实现室内除湿和补充新风的目的，从而改善室内的空气品质和舒适度。采样固体吸附的方式去除新风中的水蒸气，当除湿剂饱和时，开启加热器对除湿剂进行再生使得除湿剂重新获得除湿能力。当室外条件是晴天时，可以采用太阳能加热的方式使除湿剂再生，节约电量。开启不同的阀门组合还可以实现不同的运行模式。本公开实施例提供的新风除湿机，所需成本和运行费用远低于目前已有的冷凝除湿、转轮除湿、溶液除湿等模式，且体积小，结构简单，特别适合住宅使用；根据不同的气象条件以及不同需求，可以切换不同运行模式，使用的灵活性高；在除湿剂再生方面，通过使用混合除湿剂，从而能够有效降低除湿剂的再生温度，降低再生能耗，同时提升了防火性能，安全性能更好。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、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。

尽管已经示出和描述了本公开的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本公开的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本公开的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种新风除湿机，其特征在于，包括：

温度传感器，用于测量所述加热器的表面温度；和

2.根据权利要求1所述的新风除湿机，其特征在于，所述控制模块通过变频器与所述风机连接，以改变所述风机的转速。

3.根据权利要求1所述的新风除湿机，其特征在于，所述除湿模块包括除湿剂和用于封装除湿剂的网状结构。

4.根据权利要求3所述的新风除湿机，其特征在于，所述除湿剂采用分子筛，活性炭，或者硅胶和活性氧化铝的混合物。

5.根据权利要求3所述的新风除湿机，其特征在于，所述除湿剂采用由硅胶和活性氧化铝按照质量比1:1混合制成的混合物。

6.根据权利要求1所述的新风除湿机，其特征在于，所述新风除湿机还包括光伏板，所述加热器包括第一加热管和第二加热管，所述第一加热管由市政电网供电，所述第二加热管由所述光伏板供电，所述光伏板和所述第二加热管之间连接有灭弧装置。

7.根据权利要求6所述的新风除湿机，其特征在于，在所述壳体的进风侧上设有与室内连通的第二进风口，在所述壳体的出风侧上设有与室外连通的第二出风口。

8.根据权利要求7所述的新风除湿机，其特征在于，所述新风除湿机的工作模式包括：

9.根据权利要求8所述的新风除湿机，其特征在于，当所述第一温湿度传感器测量的相对湿度处于第一湿度区间A时，启动所述内循环模式；当所述第一温湿度传感器测量的相对湿度处于第二湿度区间B时，启动所述混合模式；当所述第一温湿度传感器测得的相对湿度处于第三湿度区间C时，启动所述外循环模式，C＜B＜A；当所述第二温湿度传感器测量的绝对湿度与第一温湿度传感器测量的绝对湿度相等时，启动所述再生模式。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的新风除湿机，其特征在于，所述新风除湿机还包括设置在所述壳体内且位于所述风机和所述加热器之间的均流板。