CN115451485A

CN115451485A - 一种恒温恒湿的加湿装置

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Publication number: CN115451485A
Application number: CN202210839647.8A
Authority: CN
Inventors: 余华; 孙阳; 刁刻
Original assignee: 720 Health Beijing Itech Health Co ltd
Current assignee: 720 Health Beijing Itech Health Co ltd
Priority date: 2022-07-18
Filing date: 2022-07-18
Publication date: 2022-12-09

Abstract

本发明涉及一种恒温恒湿的加湿装置，包括水箱、水幕、风机、温湿度传感器、加热模块、控制系统及通信模块；水箱与水幕的上端连接，用于储存加湿所需的水，并使储存的水在重力作用下沿水幕向下渗透，在水幕上形成均匀的水膜；水幕采用波纹板交叉重叠的结构；风机布置于水幕后侧，用于持续将室内干燥的空气吹向所述水幕；温湿度传感器用于实时将环境中的温度和相对湿度转换成与之相对应的标准模拟信号，上报给控制模块；加热模块布置于出风口两侧，用于根据恒温控制系统输出的加热指令，启动加热，并按照目标温度持续加热；控制模块用于驱动风机将室内的干燥空气吹向所述水幕；并使经过加湿装置的空气恒定温暖。本发明能够在加湿中实现恒温恒湿。

Description

一种恒温恒湿的加湿装置

技术领域

本发明涉及空气加湿器技术领域，尤其涉及一种恒温恒湿的加湿装置。

背景技术

空气加湿器是干燥地区家庭不可缺少的一种小型家电产品。民用领域的加湿器，大都采用超声波加湿器，这种加湿器通过超声波高频振荡，将水雾化并通过专有的通道喷到空气中，这种加湿器对水质要求很高，如果水中矿物质比较多，高频振荡后的微粒，会造成空气中的颗粒物污染。另一方面，这种加湿器的水雾出口附近，常常会积渍水，以及让人讨厌的“白粉”。

工业用的湿膜加湿装置，虽然不会产生“白粉”，由于结构和体积的庞大，很难进入寻常百姓家。此外，加湿器输出的湿空气，在室内温度较低的时候，又冷又湿，虽然室内空气加湿了，当人离加湿器距离较近的时候，会感到寒冷，长时间这样还会导致人生病。

发明内容

本发明的目的是一种恒温恒湿的加湿装置，采用水膜蒸发的原理，通过采集室内的温度、湿度，计算当前温湿度条件下所需的加湿量，以及舒适的湿空气温度，控制输出相应风量和加湿量，并根据条件判断计算控制输出湿空气的温度。

本发明提供了一种恒温恒湿的加湿装置，包括水箱、水幕、风机、温湿度传感器、加热模块、控制系统及通信模块；

所述水箱与所述水幕的上端连接，用于储存加湿所需的水，并使储存的水在重力作用下沿水幕向下渗透，在所述水幕上形成均匀的水膜；

所述水幕采用波纹板交叉重叠的结构，用于同时控制水流与气流交叉流动的方向，并提供水流与气流间充足的接触表面积；其中倾斜角度大的波纹朝向空气进入方向，以使大量的水流向空气进风方向；

所述风机布置于所述水幕后侧，用于根据所述控制模块输出的控制指令，持续将室内干燥的空气吹向所述水幕，以使所述水幕上均匀水膜里的水分子充分吸收空气中的热量而汽化、蒸发，增加空气的湿度，形成湿润的空气；

所述温湿度传感器用于实时将环境中的温度和相对湿度转换成与之相对应的标准模拟信号，上报给所述控制模块；

所述加热模块布置于出风口两侧，用于根据恒温控制系统输出的加热指令，启动加热，并按照目标温度持续加热；

所述控制模块用于根据目标加湿需求，计算需要的风量，并向所述风机发送控制指令，驱动风机将室内的干燥空气吹向所述水幕；并根据所述温湿度传感器上报的环境温度判断是否需要对通过加湿装置的空气进行加热，若需要，则启动所述加热模块，以使经过加湿装置的空气恒定温暖；

所述通信模块用于将加湿装置与服务器或者智能控制装置建立连接，将加湿装置的状态，包括联网状态、开关机状态、水箱水位、风机转速、环境温度、环境中的相对湿度，以及水箱缺水告警信息，上报给服务器或者智能控制装置，以及接收服务器或者智能控制装置下发的对加湿装置的控制指令，将控制指令传递给加湿装至的控制模块，由控制模块控制加湿装置进行空气加湿。

进一步地，所述水箱里配备有用于检测水箱里水位的水位传感器，当检测到水位低于预设值时，将水位过低的状态信息上报给所述控制模块，同时通过所述通信模块将水位过低的状态信息上报至服务器或与之建立连接的智能控制设备。

进一步地，所述水幕以植物纤维为基材烧结形成波纹板状交叉重叠结构。

进一步地，所述加热模块为陶瓷加热网。

进一步地，所述通信模块采用蓝牙、Wi-Fi、2G、3G、4G、5G通信模块中的一种或组合。

进一步地，所述水箱通过布水器与所述水幕的上端连接。

借由上述方案，通过恒温恒湿的加湿装置，通过采用水膜蒸发，不再由“白粉”，不再有水积渍，加湿于无形；通过恒温控制，即使在寒冷的冬季，加湿装置也能吹吹温暖湿润的风。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明恒温恒湿的加湿装置的结构框图；

图2是本发明水幕工作示意图。

图中标号：

1、水箱；2-水幕；3-风机；4-加热模块；5-布水器；6-水膜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

术语解释：

温湿度传感器多以温湿度一体式的探头作为测温元件，将温度和湿度信号采集出来，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度和湿度成线性关系的电流信号或电压信号输出，也可以直接通过主控芯片进行485或232等接口输出。

湿膜加湿器是空调内置加湿器件，主要由湿膜，风机电机，风叶，水泵，电控等组成，加湿系统的核心部件是蒸发介质-湿膜。其材料是由植物纤维或玻璃纤维加入特殊化学原料制成的，具有良好的吸水性及蒸发性。

参图1、图2所示，本实施例提供了一种恒温恒湿的加湿装置，包括水箱1、水幕2、风机3、温湿度传感器、加热模块4、控制系统及通信模块；

水箱1与水幕2的上端连接，用于储存加湿所需的水，并使储存的水在重力作用下沿水幕2向下渗透，水分被水幕材料吸收，在水幕2上形成均匀的水膜6；当干燥的空气通过水幕材料时，水分子充分吸收空气中的热量而汽化、蒸发，使空气的湿度增加，形成湿润的空气。

水幕2采用波纹板交叉重叠的结构，用于同时控制水流与气流交叉流动的方向，并提供水流与气流间充足的接触表面积；其中倾斜角度大的波纹朝向空气进入方向，以使大量的水流向空气进风方向，这里正是蒸发现象最强烈的地方，加湿效率比较高。这种结构方式同时提供了介质很好的自身清洁的效果。

风机3布置于水幕2后侧，用于根据控制模块输出的控制指令，持续将室内干燥的空气吹向所述水幕，以使水幕2上均匀水膜里的水分子充分吸收空气中的热量而汽化、蒸发，增加空气的湿度，形成湿润的空气；

温湿度传感器采用一体化传感器，用于实时将环境中的温度和相对湿度转换成与之相对应的标准模拟信号，上报给所述控制模块。实时是根据约定的间隔时间采集，并通过内部电路上报数据信号。

加热模块4布置于出风口两侧，用于根据恒温控制系统输出的加热指令，启动加热，并按照目标温度持续加热；

控制模块用于根据目标加湿需求，计算需要的风量，并向风机3发送控制指令，驱动风机3将室内的干燥空气吹向水幕2；并根据温湿度传感器上报的环境温度判断是否需要对通过加湿装置的空气进行加热，若需要，则启动所述加热模块，以使经过加湿装置的空气恒定温暖。

通信模块用于将加湿装置与服务器或者智能控制装置建立连接，将加湿装置的状态，包括联网状态、开关机状态、水箱水位、风机转速、环境温度、环境中的相对湿度，以及水箱缺水告警信息，上报给服务器或者智能控制装置，以及接收服务器或者智能控制装置下发的对加湿装置的控制指令，将控制指令传递给加湿装至的控制模块，由控制模块控制加湿装置进行空气加湿。

在本实施例中，水箱1里配备有用于检测水箱里水位的水位传感器，当检测到水位低于预设值时，将水位过低的状态信息上报给控制模块，同时通过通信模块将水位过低的状态信息上报至服务器或与之建立连接的智能控制设备。

在本实施例中，水幕2以植物纤维为基材烧结形成波纹板状交叉重叠结构，内含缓释型抑菌剂，具有极强的吸水性、很好的自我清洗能力、无毒、耐酸碱、耐霉菌、阻燃及提供水分与空气间最大的接触表面积。

该水幕具有如下特点：

1、加湿能力自我调节，饱和效率高，不产生过饱和、结露现象。

2、洁净、等焓加湿，不产生“白粉”现象。

3、加湿距离短，用于中央空调,可节省机组体积。

4、强度高，耐腐蚀，寿命长。降低噪声，维护、保养方便，运行费用低等。

5、具有加湿和降温的双重功效。

在本实施例中，加热模块4为陶瓷加热网。

在本实施例中，通信模块采用蓝牙、Wi-Fi、2G、3G、4G、5G通信模块中的一种或组合，联网之后，将整个装置的运行状态，实时上报给服务器，同时接收服务器或者与之建立连接的智能控制设备的控制指令，并将其发送至装置的控制模块，由控制模块控制加湿装置进行加湿。

在本实施例中，水箱1通过布水器5与水幕2的上端连接。

本实施例中所谓恒温，是在工作状态下，加湿装置上的温湿度传感器实时采集环境中的温度，并上报给控制模块，控制模块内部根据舒适度的模型，进行逻辑判断是否需要对经过加湿装置的空气进行加热。譬如，夏季一般都比较热，同时检测到室内温度高于26摄氏度，这种场景下，加湿装置吹出的湿空气本身就是凉爽的。再者冬季，一些地方除了干燥，还会寒冷，这种场景下，加湿装置检测到室内温度低于23摄氏度，则启动水幕后侧的加入模块，对透过水幕的干燥空气进行加热，确保透过水幕的湿润空气的温度在23-29摄氏度，这样以来经过加湿装置的空气就是温暖湿润的。

夏季将体感温度作为舒适温度进行计算，根据温湿度传感器采集到的当前环境的温度，以及相对湿度，根据体感温度计算公式计算出当前环境的水气压，根据夏季舒适温度的范围，计算出夏季需要的风速风量，计算公式如下：

冬季根据温湿度传感器采集到当前环境的温度，与冬季的舒适体感温度进行比较，若当前温度低于最低冬季舒适体感温度，则启动加热模块，按照冬季舒适体感温度的上限进行加热，并依据相对湿度，及当前环境的水气压，计算出冬季需要的风速风量；

夏季及冬季需要的风速计算公式为：

V＝(1.07*T+0.2*e-2.7-AT)/0.65

式中，V为风速，单位为m/sec；T为气温，单位为℃；AT为体感温度，单位为℃；e为水汽压，单位为hPa；

夏季舒适温度设定范围为25～27℃，冬季舒适温度设定范围为23～29℃。

在本实施例中，所述体感温度及当前环境的水气压计算公式如下：

AT＝1.07T+0.2e-0.65V-2.7

其中，AT为体感温度，℃；T为气温，℃、e为水汽压，hPa；V为风速，m/sec、RH为相对湿度％。

所谓恒湿，是控制模块控制风机持续稳定的输出目标风量透过水幕，并且工作状态下，加湿装置上的温湿度传感器实时采集环境中的相对湿度，并上报给控制模块，控制模块根据舒适度模型，进行逻辑判断，给出不同湿度目标下，对风机的控制指令。当控制指令下发之后，即根据加湿目标持续进行加湿，与此同时控制模块根据上报的相对湿度数据，与加湿目标值进行比对，当采集到的环境中空气的相对湿度达到加湿目标，则可选择停止加湿，或者继续加湿。

加湿量计算公式：H＝体积×ρ×温度系数×(X2－X1)÷1000×换气次数×损耗系数

公式说明：

H——所需加湿量(kg/h)

ρ——空气密度(kg/m3)＝1.2

V——体积(加湿场所面积×高度)

1000——g换算为Kg

损耗系数——1.2，包括人员，环境的密闭效果和材料等因素

换气次数——通常为2-3次

温度数系——1.2，冬天往上加，夏天就按照1.2或往下减

X2-X1——每立方米空气的水分重量即绝对湿度，X2为加湿后，X1为加湿前。

实施例1

譬如在一个50平米的房间(高2.8米)，当前室内温度为26℃，室内相对湿度为30％，加湿目标为40％，根据这个目标，需要的加湿量为

所需加湿量＝50x2.8x1.2x1.2x(8.29-6.25)x3x1.2/1000＝1.48kg/h

当前室内温度为26℃，无需对加湿后对空气进行加热，加湿装置按照1.5kg/h对加湿量稳定输出，即可满足加湿目标。

实施例2

譬如在一个50平米的房间(高2.8米)，当前室内温度为18℃，室内相对湿度为20％，加湿目标为40％，室内温度为26℃，根据这个目标，需要的加湿量为

所需加湿量＝50x2.8x1.2x1.2x(8.29-2.54)x3x1.2/1000＝4.17kg/h

由于当前室内温度18℃比较低，为了避免加湿后对空气过于冷，加湿装置会持续控制水幕后对陶瓷进行持续加热，确保加湿装置送出的湿空气达到26℃。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种恒温恒湿的加湿装置，其特征在于，包括水箱、水幕、风机、温湿度传感器、加热模块、控制系统及通信模块；

2.根据权利要求1所述的恒温恒湿的加湿装置，其特征在于，所述水箱里配备有用于检测水箱里水位的水位传感器，当检测到水位低于预设值时，将水位过低的状态信息上报给所述控制模块，同时通过所述通信模块将水位过低的状态信息上报至服务器或与之建立连接的智能控制设备。

3.根据权利要求1所述的恒温恒湿的加湿装置，其特征在于，所述水幕以植物纤维为基材烧结形成波纹板状交叉重叠结构。

4.根据权利要求1所述的恒温恒湿的加湿装置，其特征在于，所述加热模块为陶瓷加热网。

5.根据权利要求1所述的恒温恒湿的加湿装置，其特征在于，所述通信模块采用蓝牙、Wi-Fi、2G、3G、4G、5G通信模块中的一种或组合。

6.根据权利要求1所述的恒温恒湿的加湿装置，其特征在于，所述水箱通过布水器与所述水幕的上端连接。