CN201289180Y - 一种电极式加湿器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电极式加湿器系统，能够精确控制加湿蒸汽输出量，提高湿度控制精度。其技术方案为：系统包括：加湿罐、电源、电流互感器、水位传感器、控制器、固体继电器和温度传感器，控制器与加湿罐、固体继电器、电流互感器连接，加湿罐和固体继电器连接，其中控制器包括电导率计算单元，根据上一次测量到的电流值计算储水电导率；电流值计算单元，实时计算需要加载在加湿电极上的电流值；进水控制单元，控制该进水电磁阀进水；出水控制单元控制该排水电磁阀出水；水温预热单元，对加湿电极施加预设值的电流，保持罐内水温在预设的温度范围内以备随时投入工作，加湿罐中储水的温度通过该温度传感器反馈回控制器。本实用新型应用于空调及加湿机制造领域。

Description

一种电极式加湿器系统

技术领域

本实用新型涉及一宗加湿器系统，尤其涉及一种应用于恒温恒湿空调或独立加湿机的通过固体继电器实现的电极式加湿器系统。

背景技术

已知的恒温恒湿空调或独立式加湿机普遍采用的加湿方法是使用电极式蒸汽加湿器，图1示出了这种电极式蒸汽加湿器系统的结构。请参见图1，已知的电极式加湿器包括：加湿罐10、控制器11、电流互感器12、水位传感器13、进水电磁阀14、排水电磁阀15。

这种电极式加湿器的工作原理是：当有加湿需要时，控制器11控制电源17送至加湿电极(未图示)处，电流互感器12同时检测电流值。

(1)如果检测到的电流值小于设定值(或为零)，控制器11控制进水电磁阀14打开，水进入加湿罐10中，电流值上升直至达到设定值，控制板11控制进水电磁阀14关闭。罐中的水在电流作用下，温度逐渐升高直至达到100℃，产生出大量水蒸气，从蒸汽出口16进入需要加湿的空间中，使其湿度上升，直至达到需要值时，控制器11控制停止供电，即停止加湿。

(2)如果检测到的电流值大于设定值，控制器11控制排水电磁阀15打开，水排出加湿罐10中，电流值下降直至达到设定值。控制器11控制排水电磁阀15关闭。罐中的水在电流作用下，温度逐渐升高直至达到100℃，产生出大量水蒸气，从蒸汽出口16进入需要加湿的空间中，使其湿度上升，直至达到需要值时，控制器11控制停止供电，即停止加湿。

(3)加湿器工作一段时间后，罐中的水因不断沸腾而减少，电流值下降。控制器11适时控制进水电磁阀14打开补充供水，重复上述工作过程。

(4)加湿器工作过程中，由电流互感器12实时测量到的加湿电流值传送至控制器11。

(5)如果因某种异常原因致使进水电磁阀14不能关闭，水位持续上升，接触到水位传感器13，水位传感器13感知后将立即“通知”控制器11，触发报警。

这种已知的电极式加湿器存在以下一些缺陷：一方面，如果出现加湿需要时，加湿罐中无水或此前较长时间未工作，则需要经过一段进水以及把水从低温升至沸腾温度所需的较长时间。在冬季工作时，此段时间会更长。此时，需要加湿的空间的湿度会持续下降(湿度控制滞后)。

另一方面，在湿度达到空间要求，停止加湿后，由于罐中水温还维持在100℃，因此还会有水蒸气排出，并持续一段时间。此时，需要加湿的空间的湿度会继续上升(湿度控制过冲)。

再一方面，此种加湿器只能有限地改变加湿电流值的数值设定，即分级地改变蒸汽输出量。在湿度突然较大幅度下降时，不能再及时加大蒸汽输出量，也会使湿度值长时间偏离。

针于要求将湿度恒定在高精度范围(≤±2％RH)的要求，上述原因会造成反应迟滞或超调，从而不能保证控制精度。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供了一种电极式加湿器系统，能够精确控制加湿蒸汽输出量，提高湿度控制精度。

本实用新型的技术方案为：本实用新型揭示了一种电极式加湿器系统，包括：

加湿罐，其上设有用于进水的进水电磁阀和用于排水的排水电磁阀，通过加湿电极对罐中储水进行加热以产生水蒸气，并经由其上的蒸汽出口排出该加湿罐；

电源，为该加湿罐中的该加湿电极提供电能；

电流互感器，设置在该电源的供电电路上，实时测量当前加载在该加湿电极上的电流值；

水位传感器，设置在该加湿罐中，使该加湿罐中的水位保持在设定高度；

控制器，进一步包括：

电导率计算单元，根据上一次该电流互感器测量到的电流值计算出该加湿罐储水的电导率；

电流值计算单元，根据当前实际湿度与设定湿度的差值以及测量到的电导率实时计算出需要加载在该加湿电极上的电流值；

进水控制单元，根据该水位传感器检测出该加湿罐中储水未达到设定水位，控制该进水电磁阀进水；

出水控制单元，根据罐内储水的电导率高于预设值时控制该排水电磁阀出水；

固体继电器，设置在该电源的供电电路上，改变当前加载在加湿电极上的电流值，实时地以该电流计算单元得到的电流值加载在该加湿电极上，从而无级地控制蒸汽输出量。

上述的电极式加湿器系统，其中，该系统还包括：

温度传感器，设置在该加湿罐上，检测加湿罐中储水的温度；

该控制器还包括：

水温预热单元，通过该固体继电器对加湿电极施加预设值的电流，保持罐内水温在预设的温度范围内以备随时投入工作，该加湿罐中储水的温度通过该温度传感器反馈回控制器。

上述的电极式加湿器系统，其中，该温度传感器安装在该加湿罐的罐体表面。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型在已知的电极式加湿器的基础上在罐体外壁加装温度传感器，用以感测罐内水温，在电源上加装SSR(Solid State Replay，固体继电器)。对比现有技术，本实用新型通过精确地、无级地控制蒸汽输出量，解决了满足湿度要求后常出现的超调问题；通过对罐内水的预热，解决了加湿要求出现后蒸汽产生滞后的问题；当湿度接近设定湿度时减少电流，使水温降低，避免了停止加湿后仍有蒸汽产出的问题。这三方面的问题接近后，湿度控制精度大幅提高，突破了目前的电极式蒸汽加湿控制精度的“瓶颈”。

附图说明

图1是已知的电极式加湿系统的构成图。

图2是本实用新型的电极式加湿器系统的第一实施例的构成图。

图3是图2实施例的电极式加湿器系统中控制器的构成图。

图4是本实用新型的电极式加湿器系统的第二实施例的构成图。

图5是图4实施例的电极式加湿器系统中控制器的构成图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图2示出了本实用新型的电极式加湿器系统的第一实施例的原理。请参见图2，电极式加湿器系统包括加湿罐20、控制器21、电流互感器22、水位传感器23、电源27和固体继电器28。其中加湿罐20底部设有进水电磁阀24和排水电磁阀25，顶部设有蒸汽出口26。控制器21的原理请参见图3，控制器21包括电导率计算单元210、电流值计算单元211、进水控制单元212以及出水控制单元213。

其中加湿罐20通过加湿电极对罐中储水进行加热，产生水蒸气，并由蒸汽出口26排出加湿罐20，进入加湿空间。电源27为整个系统提供工作电源，尤其是为加湿罐20中的加湿电极提供电能。电流互感器22设置在电源27的供电电路上，可以实时测量当前加载在加湿电极上的电流值。设置在加湿罐20中的水位传感器23与已知的水位传感器13(图1所示)不同，本实用新型的水位传感器23用于使加湿罐20中的水位保持在设定高度，如果未达到设定高度则由进水控制单元212控制进水电磁阀24继续进水直到达到。而已知的水位传感器13只用来检测加湿罐中的水位是否超过设定水位高度，如果超过就会通知控制器发出超限报警。固体继电器(SSR，Solid State Replay)28设置在电源27的供电电路上，改变当前加载在加湿电极上的电流值。

系统的工作原理如下，在有加湿需求时，控制器21中的电导率计算单元210计算出加湿罐20储水的电导率，由于水位传感器23保证了加湿罐内的水位高度始终维持在设定高度，通过上一次加湿器工作时由电流互感器22测量出的电流值，由此计算出水的电导率。再通过电流值计算单元211结合当前实际湿度与设定湿度的差值以及测量到的电导率实时计算出需要加载在加湿电极上的电流值。在电流值计算单元211中，当前实际湿度与设定湿度的差值越大，则需要加载在加湿电极上的电流值就越大；当前实际湿度与设定湿度的差值越小，则需要加载在加湿电极上的电流值就越小。固体继电器28实时地以电流值计算单元211得出的电流值加载在加湿电极上，从而精确地、无级地控制蒸汽输出量。这样可以使得当实际湿度接近设定湿度时，减少电流使水温降低，避免了停止加湿后仍有蒸汽产出的问题。

此外，如果水的电导率大于设定值，由出水控制单元213控制排水电磁阀25排除部分水。在加湿要求连续时，重复上述的工作过程直至加湿要求停止，从而满足了湿度恒定的要求。

图4示出了本实用新型的电极式加湿器系统的第二实施例的原理。请参见图4，电极式加湿器系统包括加湿罐30、控制器31、电流互感器32、水位传感器33、电源37、固体继电器38和温度传感器29。其中加湿罐30底部设有进水电磁阀34和排水电磁阀35，顶部设有蒸汽出口36。控制器31的原理请参见图5，控制器31包括水温预热单元310、电导率计算单元311、电流值计算单元312、进水控制单元313以及出水控制单元314。

其中加湿罐30通过加湿电极对罐中储水进行加热，产生水蒸气，并由蒸汽出口36排出加湿罐30，进入加湿空间。电源37为整个系统提供工作电源，尤其是为加湿罐30中的加湿电极提供电能。电流互感器32设置在电源37的供电电路上，可以实时测量当前加载在加湿电极上的电流值。设置在加湿罐30中的水位传感器33与已知的水位传感器13(图1所示)不同，本实用新型的水位传感器33用于使加湿罐30中的水位保持在设定高度，如果未达到设定高度则由进水控制单元313控制进水电磁阀34继续进水直到达到。而已知的水位传感器13只用来检测加湿罐中的水位是否超过设定水位高度，如果超过就会通知控制器发出超限报警。固体继电器(SSR，Solid State Replay)38设置在电源37的供电电路上，改变当前加载在加湿电极上的电流值。温度传感器39安装在加湿罐30的罐体表面，检测加湿罐30中储水的温度。

系统的工作原理如下，在没有加湿需求时，控制器31中的水温预热单元310通过固体继电器38对加湿电极施加预设值的小电流，以保持罐内水温在预设的温度范围内，以备随时投入工作。而加湿罐30中储水温度通过温度传感器39反馈回控制器31。在有加湿需求时，控制器31中的电导率计算单元311计算出加湿罐30储水的电导率，由于水位传感器33保证了加湿罐内的水位高度始终维持在设定高度，通过上一次加湿器工作时由电流互感器32测量出的电流值，由此计算出水的电导率。再通过电流值计算单元312结合当前实际湿度与设定湿度的差值以及测量到的电导率实时计算出需要加载在加湿电极上的电流值。在电流值计算单元312中，当前实际湿度与设定湿度的差值越大，则需要加载在加湿电极上的电流值就越大；当前实际湿度与设定湿度的差值越小，则需要加载在加湿电极上的电流值就越小。固体继电器38实时地以电流值计算单元312得出的电流值加载在加湿电极上，从而精确地、无级地控制蒸汽输出量。这样可以使得当实际湿度接近设定湿度时，减少电流使水温降低，避免了停止加湿后仍有蒸汽产出的问题。

此外，如果水的电导率大于设定值，由出水控制单元314控制排水电磁阀35排除部分水。在加湿要求连续时，重复上述的工作过程直至加湿要求停止，从而满足了湿度恒定的要求。

上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本实用新型的，本领域普通技术人员可在不脱离本实用新型的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (3)

1、一种电极式加湿器系统，其特征在于，包括：

加湿罐，其上设有用于进水的进水电磁阀和用于排水的排水电磁阀，通过加湿电极对罐中储水进行加热以产生水蒸气，并经由其上的蒸汽出口排出该加湿罐；

电源，为该加湿罐中的该加湿电极提供电能；

电流互感器，设置在该电源的供电电路上，实时测量当前加载在该加湿电极上的电流值；

水位传感器，设置在该加湿罐中，使该加湿罐中的水位保持在设定高度；

控制器，进一步包括：

电导率计算单元，根据上一次该电流互感器测量到的电流值计算出该加湿罐储水的电导率；

电流值计算单元，根据当前实际湿度与设定湿度的差值以及测量到的电导率实时计算出需要加载在该加湿电极上的电流值；

进水控制单元，根据该水位传感器检测出该加湿罐中储水未达到设定水位，控制该进水电磁阀进水；

出水控制单元，根据罐内储水的电导率高于预设值时控制该排水电磁阀出水；

固体继电器，设置在该电源的供电电路上，改变当前加载在加湿电极上的电流值，实时地以该电流计算单元得到的电流值加载在该加湿电极上，从而无级地控制蒸汽输出量。

2、根据权利要求1所述的电极式加湿器系统，其特征在于，该系统还包括：

温度传感器，设置在该加湿罐上，检测加湿罐中储水的温度；

该控制器还包括：

水温预热单元，通过该固体继电器对加湿电极施加预设值的电流，保持罐内水温在预设的温度范围内以备随时投入工作，该加湿罐中储水的温度通过该温度传感器反馈回控制器。

3、根据权利要求1或2所述的电极式加湿器系统，其特征在于，该温度传感器安装在该加湿罐的罐体表面。

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