CN1555473A - 加湿装置以及使用这种加湿装置的空调机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加湿装置以及使用这种加湿装置的空调机。这种加湿装置具有：加湿转子11；设置在通过加湿转子11的吸附通道A中的吸附风扇13；设置在通过加湿转子11的解吸通道B中的解吸风扇15；以及设置在解吸通道中的比加湿转子11更加上游侧的加热器17。加湿运转控制部分33的绝对湿度调整装置33a控制吸附风扇13的转速，以使进口湿度传感器21所检测到的加湿空气的相对湿度达到目标相对湿度RH。这样，不必增加输送通道的绝热材料的厚度，也不必在输送通道内设置加热器和排出部分，就能以简单的结构很容易地防止输送通道内的结露。

Description

加湿装置以及使用这种加湿装置的空调机
技术领域
本发明涉及向室内供应加湿空气的加湿装置，以及使用这种加湿装置的空调机。
背景技术
以往，作为加湿装置是把从室外吸取了水分，经过加湿的空气输送到室内的装置。这种加湿装置是通过输送通道(加湿管道等等)把加湿空气从室外供应给室内的，存在着会在输送通道内产生凝结水结露的大问题。
因此，为了解决这种在输送通道内产生凝结水的问题，曾提出增加输送通道的绝热材料的厚度，以提高其绝热效果，或者在输送通道中设置为加湿空气加温用的加热器的加湿装置。
此外，本申请人也曾经提出过反复交替地进行通过输送通道向室内排出加湿空气的加湿运转，和向输送通道内排入干燥空气的干燥运转的加湿装置，以及在输送通道内设置将所产生的凝结水排出去的排出部分的加湿装置。(不过，这些加湿装置只是为易于理解本发明而提到的装置，并不是公知技术，也不是现有技术)。
可是，上述增加输送通道的绝热材料厚度的加湿装置，存在着提高成本和加工性能不好的问题。此外，上述在输送通道中设置加热器的加湿装置，则存在着消耗的电力增加的问题。此外，上述交替地进行加湿运转与干燥运转的加湿装置，则存在因运转率降低而使加湿能力下降的问题。还有，设置上述排出部分的加湿装置会发生从排出部分泄漏加湿空气，以及由于残留的水分而发生锈蚀的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种不必加厚输送通道中绝热材料的厚度，也不必在输送通道中设置加热器或者排出部分，用简单的结构就能很容易地防止在输送通道内结露的加湿装置，以及使用这种加湿装置的空调机。
为达到上述目的，权利要求1中的加湿装置是通过输送通道从室外向室内供应加湿空气的加湿装置，其特征在于，在上述输送通道内具有调整上述加湿空气的绝对湿度，使之不结露的绝对湿度调整装置。
按照上述结构的加湿装置，由于利用上述绝对湿度调整装置来调整上述加湿空气的绝对湿度，不会在上述输送通道内结露了，所以就不必增加输送通道的绝热材料的厚度，也不必在输送通道中设置加热器或者排出部分，用简单的结构就能很容易地防止在输送通道内结露。
此外，另一种实施方式的加湿装置的特征在于，它具有检测上述输送通道内的加湿空气的相对湿度的加湿空气湿度传感器；并由上述绝对湿度调整装置调整上述加湿空气的绝对湿度，以使上述加湿空气湿度传感器所检测的上述输送通道内的加湿空气的相对湿度为目标相对湿度，或者低于上述目标相对湿度。
按照上述实施方式的加湿装置，由于借助于上述绝对湿度调整装置来调整上述加湿空气的绝对湿度，能使由上述加湿空气湿度传感器所检测到的输送通道内的加湿空气的相对湿度达到不使它在输送通道内结露的目标相对湿度，或者低于目标相对湿度，所以能可靠地防止在输送通道内结露。
此外，另一种实施方式的加湿装置的特征在于，它具有下列各种装置：检测室外空气的温度的室外温度传感器；检测室外空气的相对湿度的室外湿度传感器；根据上述室外温度传感器所检测到的室外空气的温度，和上述室外湿度传感器所检测到的室外空气的相对湿度，决定上述目标相对湿度的目标相对湿度决定装置。
按照上述实施方式的加湿装置，就能通过试验，根据预定的加湿能力，获得在室外空气的温度与相对湿度的各种各样的条件下，加湿空气的温度与绝对湿度之间的关系。因此，就能根据由上述室外温度传感器所检测到的室外空气的温度，和由上述室外湿度传感器所检测到的室外空气的相对湿度，借助于上述目标相对湿度决定装置决定不在输送通道内结露的上述目标相对湿度，从而获得能可靠地防止在输送通道内结露的目标相对湿度。
此外，另一种实施方式的加湿装置的特征在于，它具有检测上述输送通道内的加湿空气的温度的加湿空气温度传感器，借助于上述绝对湿度调整装置来调整上述加湿空气的绝对湿度，使得用上述加湿空气温度传感器所检测到的上述输送通道内的加湿空气的温度，变成与不使上述输送通道内结露的目标相对湿度相对应的目标温度，或者高于上述目标温度。
按照上述实施方式的加湿装置，由于以与不在输送通道内结露的加湿空气的相对湿度相对应的温度作为上述目标温度，并借助于上述绝对湿度调整装置调整了上述加湿空气的绝对湿度，使得由上述加湿空气温度传感器所检测到的输送通道内的加湿空气的温度达到目标温度，或者高于目标温度，所以能可靠地防止在输送通道内结露。此外，不必使用检测上述输送通道内的加湿空气的相对湿度的湿度传感器，只要使用廉价的温度传感器就能可靠地防止在输送通道内结露。
此外，另一种实施方式的加湿装置的特征在于，它具有下列部件：检测室外空气温度的室外温度传感器；在规定的加湿运转条件下，根据由上述室外温度传感器所检测到的室外空气的温度，和由上述加湿空气温度传感器所检测到的上述输送通道内的加湿空气的温度，决定上述目标温度的目标温度决定装置。
因此，借助于上述实施方式的加湿装置，就能通过试验获得在预定的加湿运转条件下，室外空气的相对湿度与室外空气的温度和相对湿度的关系，通过利用这种关系，根据预定的加湿运转条件下的室外空气的温度和输送通道内的加湿空气的温度，就能推定室外空气的相对湿度。
然后，在推定的室外空气的相对湿度下进行实际的加湿运转时，就能获得成为不在输送通道内结露的相对湿度的加湿空气的目标温度。借助于这种方式，能获得更加可靠地防止在上述输送通道内结露的目标温度。
此外，另一种实施方式的加湿装置的特征在于，它具有下列部件：加湿转子；设置在通过上述加湿转子的吸附通道中的吸附风扇；设置在通过上述加湿转子的解吸通道中的解吸风扇；以及设置在上述解吸通道中的比上述加湿转子更加上游位置上的加热器；上述绝对湿度调整装置控制下列各种参数中的至少一种参数：上述加湿转子的转速、上述吸附风扇的转速、上述解吸风扇的转速、上述加热器的输入功率、上述加湿转子转动的开关时间、上述吸附风扇转动的开关时间以及上述解吸风扇转动的开关时间。
按照上述实施方式的加湿装置，借助于提高或降低上述加湿转子的转速或者转动的开关时间，就能使加湿转子所吸附或者解吸的水分的量增加或减少，使加湿空气的绝对湿度升高或降低；借助于提高或降低上述吸附风扇的转速或者转动的开关时间，就能使加湿转子所吸附或者解吸的水分的量增加或减少，使加湿空气的绝对湿度升高或降低。此外，借助于提高或降低上述解吸风扇的转速或者转动的开关时间，就能使加湿转子所吸附或者解吸的水分的量增加或减少，使加湿空气的绝对湿度升高或降低；借助于增大或减小上述加热器的输入功率，就能使加湿转子所吸附或者解吸的水分的量增加或减少，使加湿空气的绝对湿度升高或降低。这样，通过对加湿转子的转速，吸附风扇的转速，解吸风扇的转速，加热器的输入功率，加湿转子转动的开关时间，吸附风扇转动的开关时间，或者解吸风扇转动的开关时间这些参数的控制，就能很容易地调整加湿空气的绝对湿度。另外，也可以对加湿转子、吸附风扇、解吸风扇和加热器中的两种以上部件的组合进行控制。
此外，本发明的空调机的特征是使用上述加湿装置。
按照上述结构的空调机，不必增加输送通道绝热材料的厚度，也不必在输送通道中设置加热器或者排出部分，就能实现使用以简单的结构很容易地防止输送通道内结露的加湿装置的空调机。
附图说明
图1是使用本发明的第一实施例的加湿装置的空调机的主要部分的框图；
图2是说明上述加湿装置的工作过程的流程图；
图3是表示从上述加湿装置排出的加湿空气的干球温度和相对湿度的变化的图；
图4是说明使用本发明的第二实施例的加湿装置的空调机中的加湿装置的工作过程的流程图；
图5是表示从上述加湿装置排出的加湿空气的干球温度和相对湿度的变化的图。
具体实施方式
下面，详细说明附图中的本发明的加湿装置以及使用这种加湿装置的空调机的实施例。
(第一实施例)
图1是使用本发明的第一实施例的加湿装置的空调机的主要部分的结构图，这种空调机具有下列部件：室内机1、室外机2，以及布置在上述室外机2的上部的加湿装置3A。上述室内机1与加湿装置3A通过用作输送通道的加湿管道4连接起来。使用这种加湿装置3A的空调机从加湿装置3A通过加湿管道4向室内机1供应加湿空气，对室内加湿。
此外，上述加湿装置3A在外壳(图中未表示)内布置了圆板状的加湿转子11。这个加湿转子11中的氧化硅胶、沸石、氧化铝等吸附材料，做成，例如蜂窝状或者多孔多粒状，由中央的加湿转子用的电机12驱动轴11a转动。此外，还用隔板(图中未表示)隔开上述外壳的内部，形成通过加湿转子11的各部分的吸附通道A和解吸通道B。在上述吸附通道A的比加湿转子11更下游的一侧设有吸附风扇13，并设有驱动该吸附风扇13的吸附风扇用的电机14。上述加湿转子11从沿着箭头方向流过吸附通道A的空气中吸附水分。
另一方面，在上述解吸通道B的比加湿转子11更下游的一侧设有解吸风扇15，并设有驱动该解吸风扇15的解吸风扇用的电机16，以吸引空气沿着箭头所示的方向流动。在上述解吸通道B的比加湿转子11更上游一侧的部分中设有加热器17，当用这个加热器17加热后的空气通过加湿转子11时，便由加湿转子11进行加湿(从加湿转子11上解吸水分)。这样，加湿转子11从上述吸附通道A的空气中吸附水分，再由用加热器17加热后的空气解吸，对这种空气加湿。然后，经过加湿的空气由解吸风扇15送往加湿管道4中。
此外，在图1中，标号21是布置在上述加湿管道4的解吸风扇15下游侧附近的，检测加湿管道4进口侧的加湿空气的相对湿度的加湿空气湿度传感器，即进口湿度传感器；标号22是检测室外空气温度的室外温度传感器；标号23是检测室外空气相对湿度的室外湿度传感器。此外，标号31是控制室内风扇(图中未表示)等等的室内控制部分；标号32是接受上述进口湿度传感器21、室外温度传感器22和室外湿度传感器23发来的信号，控制压缩机(图中未表示)等的室外控制部分；标号33是接受从上述室外控制部分32发来的信号，控制加湿运转的加湿运转控制部分。上述加湿运转控制部分33控制加湿转子用的电机12、吸附风扇用的电机14、解吸风扇用的电机16，以及加热器17，具有调整加湿空气的绝对湿度的绝对湿度调整装置33a，和决定加湿管道4进口侧的加湿空气的目标相对湿度的目标相对湿度决定装置33b。
图2是说明上述加湿运转控制部分33的加湿运转处理的流程图。下面，根据图2说明不使加湿管道4内结露的加湿运转处理过程。
首先，当开始处理时，在步骤S1中进行送风运转。
接着，在步骤S2中确认由室外温度传感器22所检测到的室外温度，在步骤S3中确认由室外湿度传感器23所检测到的室外湿度。
然后，进入步骤S4，根据上述室外温度和室外湿度，由目标相对湿度决定装置33b来决定不使加湿管道4的出口结露的，加湿管道进口处的目标相对湿度RH。
接着，进入步骤S5，开始加湿运转，并在步骤S6中判断由进口湿度传感器21所检测到的加湿管道进口湿度是否低于目标相对湿度RH，当判断加湿管道进口湿度低于目标相对湿度RH时，便进入步骤S7，提高吸附风扇13的转速，以增加供应的水分，然后进入步骤S9。
另一方面，当在步骤S6中判断加湿管道进口湿度高于目标相对湿度RH时，便进入步骤S8，降低吸附风扇13的转速，以减少供应的水分，然后进入步骤S9。
然后，在步骤S9中判断是否有停止运转的指令，当判断有停止运转的指令时，便结束这种处理，另一方面，当判断没有停止运转的指令时，便回到步骤S6。
此外，图3表示从上述加湿装置3A排出的加湿空气的干球温度和相对湿度的变化，通过对室外空气(标记①)加湿，干球温度高并且绝对湿度也高的加湿空气(标记②)到达加湿管道4的进口。然后，上述加湿空气(标记②)在加湿管道4的出口处，由于热损失而降低了温度，使得出口附近的加湿空气(标记③)的相对湿度比进口处的加湿空气(标记②)还高。因此，在上述加湿装置3A中是控制加湿管道4的进口处的加湿空气(标记②)的相对湿度，以使加湿管道4的出口处的加湿空气(标记③)的相对湿度不会达到露点(100％线)。即，用进口湿度传感器21检测加湿管道4的进口处的加湿空气(标记②)的相对湿度，以使所检测到的相对湿度达到不超过结露的界限的相对湿度。
此时，可以通过试验，根据室外温度和室外湿度，确定加湿管道4内的出口侧不结露界限的相对湿度(加湿管道4的进口处的相对湿度)。所以，把上述目标相对湿度RH设定为在结露界限相对湿度以下，使得最容易结露的加湿管道4内的出口侧都不结露，那么整个加湿管道4的内部就都不会发生结露了。
这样，在使用上述加湿装置3A的空调机中，不必增加输送通道的绝热材料的厚度，或者在输送通道内设置加热器和排出部分，就能以简单的结构很容易地防止加湿管道4内的结露。此外，与交替进行干燥运转和加湿运转的加湿装置相比，由于不进行干燥运转了，提高了运转效率，在能够提高加湿能力的同时，还能通过防止加湿管道4内的结露，防止由于残留的水分而发生锈蚀。
(第二实施例)
下面，说明使用本发明的第二实施例的加湿装置的空调机。这个第二实施例的加湿装置，除了进口温度传感器和加湿运转控制部分的处理之外，其余的都与第一实施例的加湿装置的构成相同，并且对于同样的构成部分标以相同的标号，引用图1，而省略其说明。这个第二实施例的加湿装置，在加湿管道4的解吸风扇15的下游侧附近配备了作为加湿空气温度传感器的进口温度传感器24，用以代替图1中所示的进口湿度传感器21。此外，加湿运转控制部分33具有下列部件：控制加湿转子用的电机12、吸附风扇用的电机14、解吸风扇用的电机16和加热器17，调整加湿空气的绝对湿度的绝对湿度调整装置33a；以及决定加湿管道4的进口侧的加湿空气的目标温度的目标温度决定装置33c。
图4是说明上述加湿装置3B的工作过程的流程图。
首先，当处理开始时，在步骤S11中进行较弱的加湿运转。在这种情况下，要降低加湿转子11的转速，降低解吸风扇15的转速，减小加热器17的输入功率，并降低吸附风扇13的转速，使加湿量少于平常加湿运转时的加湿量。
接着，进入步骤S12，确认由室外温度传感器22所检测到的室外温度。
接着，进入步骤S13，确认由加湿管道4的进口温度传感器24所检测到的加湿管道的进口温度。
接着，进入步骤S14，根据由室外温度传感器22所检测到的室外温度和由进口温度传感器24所检测到的加湿管道的进口温度，用目标温度决定装置33c来决定加湿管道的进口处的不使加湿管道4的出口结露的目标温度T。
接着，进入步骤S15，开始加湿运转，在步骤S16中，判断由进口温度传感器24所检测到的加湿管道进口温度是否低于目标温度T，当判断加湿管道进口温度低于目标温度T时，进入步骤S17，提高吸附风扇13的转速，以增加所供应的水分，然后进入步骤S19。
另一方面，当在步骤S16中判断加湿管道进口温度高于目标温度T时，便进入步骤S18，降低吸附风扇13的转速，以减少所供应的水分，然后进入步骤S19。
然后，在步骤S19中判断是否有停止运转的指令，当判断有停止运转的指令时，便结束这种处理；另一方面，当判断没有停止运转的指令时，便回到步骤S16。
此外，图5表示从上述加湿装置3B排出的加湿空气的干球温度和相对湿度的变化，下面对室外湿度低时的室外空气(○中有符号A的标记)，与室外湿度高时的室外空气(○中有符号AA的标记)这两种空气的条件进行说明。
首先，在弱加湿运转时，通过对室外空气(○中有符号A的标记)加湿，干球温度高并且绝对湿度高的加湿空气(○中有符号B的标记)到达加湿管道4的进口处。另一方面，在弱加湿运转时，通过对室外空气(○中有符号AA的标记)加湿，干球温度高并且绝对湿度高的加湿空气(○中有符号BB的标记)到达加湿管道4的进口处。此时，由于减少了湿度较低的室外空气的加湿量，所以加湿空气(○中有符号B的标记)要比加湿空气(○中有符号BB的标记)的温度高。
然后，在通常的加湿运转时，通过对室外空气(○中有符号A的标记)加湿，干球温度高并且绝对湿度高的加湿空气(○中有符号C的标记)到达加湿管道4的进口处。另一方面，在弱加湿运转时，通过对室外空气(○中有符号AA的标记)加湿，干球温度高并且绝对湿度高的加湿空气(○中有符号CC的标记)到达加湿管道4的进口处。
然后，上述加湿空气(○中有符号C的标记)由于在加湿管道4出口处的热损失而降低了温度，所以在出口附近的加湿空气(○中有符号D的标记)的相对湿度要比进口处的加湿空气(○中有符号C的标记)高。另一方面，上述加湿空气(○中有符号CC的标记)由于在加湿管道4出口处的热损失而降低了温度，所以在出口附近的加湿空气(○中有符号DD的标记)的相对湿度要比进口处的加湿空气(○中有符号CC的标记)高。
因此，在上述加湿装置3B中，对加湿管道4的进口处的加湿空气(标记②)的温度进行控制，以使加湿管道4的出口的加湿空气(○中有符号D和DD的标记)的相对湿度不会达到露点(100％线)。即，由进口温度传感器24检测加湿管道4的进口处的加湿空气(○中有符号C和CC的标记)的温度，不使所检测到的温度低于结露的极限温度。
当向室内供应的加湿空气的绝对湿度增大时，由于在这种空气的焓中，水分，即蒸汽的潜热增加了，所以作为显热的温度便呈降低的趋势。
具体的说，由解吸风扇15所产生的空气流量和由加热器17所产生的热量并没有大的变化，而由于吸附风扇13的转速提高，或加湿转子11的转速提高，而使通过输送通道供应给室内的加湿空气的绝对湿度上升了，因而使得所供应的空气的焓没有大变化，而温度却下降了。
此时，可以通过试验，预先找出在预定的加湿运转条件下进行弱加湿运转时，室外湿度与室外温度和加湿管道4的进口处的加湿空气的温度的关系，并利用这种关系，根据弱加湿运转时的室外温度和加湿管道4的进口处的加湿空气的温度，推定室外湿度，当所推定的室外湿度低时，则为了减少加湿量而降低结露极限温度；当所推定的室外湿度高时，则为了增加加湿量而提高结露极限温度。这样，把上述目标温度T设定在结露极限温度以上，使得在最容易结露的加湿管道4内的出口侧不发生结露，那么整个加湿管道4内部就都不会发生结露。
这样，在使用上述加湿装置3B的空调机中，不必增加输送通道的绝热材料的厚度，也不必在输送通道内设置加热器和排出部分，就能以简单的结构很容易地防止输送通道内的结露。此外，与交替进行干燥运转和加湿运转的加湿装置相比，由于不进行干燥运转了，提高了运转率，在能够提高加湿能力的同时，还能通过防止加湿管道4内的结露，防止由于残留的水分而发生锈蚀。
在上述第一、第二实施例中，是把控制吸附风扇13的转速作为调整加湿空气的绝对湿度的致动器来控制的，但，也可以，例如，控制加湿转子11的转速，使其提高或下降，来代替控制吸附风扇13。另外，本发明中的加湿装置是通过控制加湿转子的转速，吸附风扇的转速，解吸风扇的转速和加热器的输入功率中的至少一种参数进行控制的，但也可以调整加湿空气的绝对湿度。
此外，在上述第一、第二实施例中，对使用本发明的加湿装置的空调机进行了说明，但，本发明的加湿装置也可以用于其它的取暖装置，另外，本发明的加湿装置也可以单独使用。
此外，在上述第一、第二实施例中，是把用作加湿空气湿度传感器的进口湿度传感器21和用作加湿空气温度传感器的进口温度传感器24，布置在用作输送通道的加湿管道4的进口侧，但，也可以把加湿空气湿度传感器和加湿空气温度传感器布置在输送通道内。
另外，本发明的加湿装置不仅限于上述第一、第二实施例中所公开的结构，不言而喻，也能适用于其他结构的加湿装置。

Claims (7)

1.一种通过输送通道(4)将加湿空气从室外供应给室内的加湿装置，其特征在于，
它具有调整上述加湿空气的绝对湿度的绝对湿度调整装置(33a)，以使得在上述输送通道(4)内不会结露。
2.如权利要求1所述的加湿装置，其特征在于，
它还具有检测出上述输送通道(4)内的加湿空气的相对湿度的加湿空气湿度传感器(21)；
借助于上述绝对湿度调整装置(33a)调整上述加湿空气的绝对湿度，以使上述加湿空气湿度传感器(21)所检测出来的上述输送通道(4)内的加湿空气的相对湿度，变成上述目标相对湿度，或者变成低于上述目标相对湿度的相对湿度。
3.如权利要求2所述的加湿装置，其特征在于，它还具有：
检测室外空气温度的室外温度传感器(22)；
检测室外空气的相对湿度的室外湿度传感器(23)；以及
根据用上述室外温度传感器(22)所检测到的室外空气的温度，和用上述室外湿度传感器(23)所检测到的室外空气的相对湿度，来决定上述目标相对湿度的目标相对湿度决定装置(33b)。
4.如权利要求1所述的加湿装置，其特征在于，
它还具有检测上述输送通道(4)内的加湿空气的温度的加湿空气温度传感器(24)；
借助于上述绝对湿度调整装置(33a)调整上述加湿空气的绝对湿度，使得用上述加湿空气温度传感器(24)所检测到的上述输送通道(4)内的加湿空气的温度，变成与不使上述输送通道(4)内结露的目标相对湿度相对应的目标温度，或者变成高于上述目标温度的温度。
5.如权利要求4所述的加湿装置，其特征在于，它还具有：
检测室外空气温度的室外温度传感器(22)；以及
在规定的加湿运转条件下，根据用上述室外温度传感器(22)所检测到的室外空气的温度，和用上述加湿空气温度传感器(24)所检测到的上述输送通道(4)内的加湿空气的温度，决定上述目标温度的目标温度决定装置(33c)。
6.如权利要求1所述的加湿装置，其特征在于，他还具有：
加湿转子(11)；
设置在通过上述加湿转子(11)的吸附通道中的吸附风扇(13)；
设置在通过上述加湿转子(11)的解吸通道中的解吸风扇(15)；以及
设置在比上述解吸通道的上述加湿转子(11)更加上游一侧的加热器(17)；
并且，上述绝对湿度调整装置借助于控制下列各种参数中的至少一种参数，来调整上述加湿空气的绝对湿度：上述加湿转子(11)的转速、上述吸附风扇(13)的转速、上述解吸风扇(15)的转速、上述加热器(17)的输入功率、上述加湿转子(11)转动的开关时间、上述吸附风扇(13)转动的开关时间，以及上述解吸风扇(15)转动的开关时间。
7.一种空调机，其特征在于，它使用上述权利要求1～6中任何一项权利要求所记载的加湿装置。
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