WO2019062441A1 - 加湿系统、空调器及其加湿控制方法 - Google Patents

加湿系统、空调器及其加湿控制方法 Download PDF

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宋强
刘景升
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Abstract

一种加湿系统,包括除湿膜组(11)以及与除湿膜组(11)连接的真空泵(13),真空泵(13)用于对除湿膜组(11)抽真空以便在除湿膜组(11)内形成负压;还包括加湿单元,加湿单元与除湿膜组(11)连通,用于将除湿膜组(11)内的水分送入室内以便对室内空气进行加湿。还提供了一种包括该加湿系统的空调器及其加湿控制方法。通过加湿单元的设置,使得该加湿系统能够快速有效地将除湿膜组内产生的水分通过第一压缩机加压后送入室内,保证了加湿膜组的加湿效果,提高了加湿效率。

Description

加湿系统、空调器及其加湿控制方法 技术领域
本发明涉及空调技术领域,具体涉及一种加湿系统、空调器及其加湿控制方法。
背景技术
随着社会的发展和生活水平的提高,人们对选购家用电器的要求也越来越高。以空调为例,在冬季使用空调时,人们对空调的要求不仅仅体现在空调能调节房间的温度,而且还体现在空调能调节房间的湿度上,只有温度和湿度均处于合理的区间,这样的房间才会更加舒适,所以对于空调来说,在温度调节的基础上,研究可以加湿的空调系统具有非常重要的意义。
传统的空调设计一般都不具备加湿功能,为解决此问题,一部分空调厂商采用在空调中设置膜处理装置来实现空调的加湿功能。具体而言,该解决方案是在传统空调中设置带有湿膜的加湿装置实现室内的加湿。其主要原理为:利用湿膜只允许水分子通过的特性,在膜两侧驱动力(如压差、浓度差、温度差)的作用下,经过湿膜的潮湿空气中的水分子透过湿膜被送入室内,进而实现加湿效果。这种方案具有操作方便、分离效率高、能耗低等优点。但是在实际应用中,由于膜材料的亲水性,水分子很容易在渗透侧聚积,使后续透过速率降低,导致加湿性能急剧下降、加湿不均匀等现象出现,影响用户的使用体验。也就是说,现有空调的加湿系统存在加湿效果差的问题。
相应地,本领域需要一种新的加湿系统来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决现有空调的加湿系统存在的加湿效果差的问题,本发明提供了一种加湿系统,该加湿系统包括除湿膜组以及与所述除湿膜组连接的真空泵,所述真空泵用于对所述除湿膜组抽真空以便在所述除湿膜组内形成负压,所述加湿系统 还包括加湿单元,所述加湿单元与所述除湿膜组连通,用于将所述除湿膜组内的水分送入室内以便对室内空气进行加湿。
在上述加湿系统的优选技术方案中,所述加湿单元包括第一压缩机和加湿膜组,所述第一压缩机分别与所述除湿膜组和所述加湿膜组连接,用于将所述除湿膜组内的水分加压后输送到所述加湿膜组内并因此送入室内。
在上述加湿系统的优选技术方案中,所述除湿膜组和/或所述加湿膜组包括至少一层对水蒸气分子具有高选择透过性的有机膜或无机膜。
在上述加湿系统的优选技术方案中,所述有机膜的膜材料为纤维素及其衍生物膜材料、聚砜膜材料、聚酰胺膜材料或聚酰亚胺膜材料。
在上述加湿系统的优选技术方案中,所述无机膜为陶瓷膜、金属膜、玻璃膜、分子筛复合膜或沸石膜。
在上述加湿系统的优选技术方案中,所述除湿膜组和所述真空泵之间还设置有隔离阀。
本发明还提供了一种空调器,包括温度调节系统,所述温度调节系统包括循环连接的第二压缩机、第一换热器、节流元件和第二换热器,所述空调器还包括前述方案中任一项所述的加湿系统。
在上述空调器的优选技术方案中,所述第一压缩机、所述除湿膜组、所述真空泵、所述第二压缩机、所述第一换热器以及所述节流元件设置于所述空调器的室外机,所述加湿膜组和所述第二换热器设置于所述空调器的室内机。
在上述空调器的优选技术方案中,所述温度调节系统还包括设置于所述室外机的第一风机和设置于所述室内机的第二风机,所述第一风机和第二风机分别用于使空气流过所述第一换热器和第二换热器。
本发明还提供了一种基于加湿系统进行操作的加湿控制方法所述加湿控制方法包括:
使所述隔离阀打开;
在所述隔离阀打开的同时、之前或之后,使所述真空泵启动;当所述除湿膜组中的水分含量达到设定阈值时,使所述压缩机启动压压。
本领域技术人员能够理解的是,在本发明的优选技术方案中,加湿系统包括除湿膜组、真空泵以及加湿单元。真空泵与除湿膜组连接,用于对除湿膜组抽真空以便在除湿膜组内部形成负压,促使室外空气中的水分子进入除湿膜组。加湿单元包括第一压缩机和加湿膜组,第一压缩机分别与除湿膜组和加湿膜组连接,用于将除湿膜组内的水分加压后输送到加湿膜组并因此送入室内以便对室内空气进行加湿。通过加湿单元的设置,本发明的加湿系统能够快速有效地将除湿膜组内产生的水分通过第一压缩机加压后送入室内,保证了加湿膜组的加湿效果,提高了加湿效率,解决了现有技术中加湿系统加湿效果差的问题,改善了用户体验。进一步地,由于除湿膜组和加湿膜组只允许水分子通过,因此在加湿过程中,加湿系统还能够起到杀菌、净化空气的作用。
此外,本发明还提供了一种空调器,该空调器包括温度调节系统和加湿系统。通过在空调中设置与温度调节系统彼此独立运行的加湿系统,本发明的空调器可以实现温湿度独立控制,并且当温度调节系统与加湿系统同时运行时,由于室外潮湿空气被加湿系统加湿,即空气的潜热部分增加,因此温度调节系统只需处理进入系统的湿润空气的显热部分即可。也就是说,较传统空调器而言,本发明的带有加湿系统的空调器还具有提高能效的效果。
附图说明
下面参照附图来描述本发明的加湿系统、空调器及其加湿控制方法。附图中:
图1为本发明的加湿系统的结构示意图;
图2为本发明的空调器的结构示意图;
图3为本发明的加湿系统的加湿控制方法的流程示意图。
附图标记列表
11、除湿膜组;12、隔离阀;13、真空泵;14、第一压缩机;15、加湿膜组;21、第二压缩机;22、四通阀;231、第一换热器;232、第二换热器;24、节流元件;25、单向阀;261、高压截止阀;262、低压截止阀;27、气液分离器;281、第一风机;282、第二风机。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。例如,虽然附图中的第一压缩机是设置在室外机,但是这种位置关系非一成不变,本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合。例如,可以将第一压缩机和/或第二压缩机设置在室内机等。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
首先参照图1,图1为本发明的加湿系统的结构示意图。如图1所示,为了解决现有空调的加湿系统存在的加湿效果差的问题,本发明的加湿系统主要包括通常设置在室外的除湿膜组11、隔离阀12、真空泵13以及部分设置在室内的加湿单元。真空泵13通过隔离阀12与除湿膜组11连接,用于对除湿膜组11抽真空,以便在除湿膜组11内形成负压,进而使除湿膜组11与外部空气形成压力差,使水分子进入除湿膜组11。加湿单元进一步包括通常设置在室外的第一压缩机14和通常设置在室内的加湿膜组15,第一压缩机14分别与除湿膜组11和加湿膜组15连接,用于将除湿膜组11内聚积的水分加压后输送到加湿膜组15,并因此送入室内以便对室内空气进行加湿。
优选地,除湿膜组11和加湿膜组15内包括至少一层对水蒸气分子具有高选择透过性的有机膜,有机膜的材料可以为纤维素及其衍生物膜材料、聚砜膜材料、聚酰胺膜材料或聚酰亚胺膜材料等。当然, 除有机膜外,还可以选用无机膜作为除湿膜组11的膜材料,如采用陶瓷膜、金属膜、玻璃膜、分子筛复合膜或沸石膜等。
当需要进行加湿操作时,首先打开隔离阀12,利用真空泵13对除湿膜组11进行抽真空,从而在除湿膜组11内形成负压,此时室外除湿膜组11附近空气中的水蒸气会进入除湿膜组11。当除湿膜组11内的水蒸气含量达到一定程度时,打开第一压缩机14,对除湿膜组11内的水分进行加压并输送到加湿膜组15,此时由于加湿膜组15内的水蒸气分压高于室内干燥空气中的水蒸气分压,加湿膜组15内的水蒸气会自然地排放到室内环境中。
从上述描述可以看出,通过加湿单元的设置,本发明的加湿系统能够快速有效地将除湿膜组11内产生的水分通过第一压缩机14加压后透过加湿膜组15送入室内,保证了除湿膜组11内水分的平衡,使加湿系统的运行更加稳定,解决了现有技术中加湿系统加湿效果不稳定的问题,改善了用户体验。此外,从上述描述还可以看出,本发明的加湿系统可以实现无水加湿的功能,即无需人为定期加水,直接从室外空气中进行取水,再转化到室内进行加湿,从而避免了人为加水等问题,提高了用户体验。
需要说明的是,本实施方式中,除湿膜组11和加湿膜组15可以采用相同结构,并采用正反接的方式以实现除湿膜组11和加湿膜组15的功能。此外,针对不同地区和不同环境,除湿膜组11和加湿膜组15内的有机膜或无机膜的层数不同,配置的第一压缩机14的型号也不尽相同,因此本领域技术人员可以针对不同的应用场景对除湿膜组11、加湿膜组15的层数以及第一压缩机14的型号作出具体调整,本实施例中不对其作具体限制。
下面参照图2,图2为本发明的空调器的结构示意图。如图2所示,本发明的空调器包括温度调节系统和加湿系统。温度调节系统主要包括循环连接的第二压缩机21、四通阀22、第一换热器231、节流元件24(电子膨胀阀)、单向阀25、高压截止阀261、第二换热器232、低压截止阀262、气液分离器27以及第一风机281和第二风机282。其中第二压缩机21、四通阀22、低压截止阀262、第二换热器232、高压截止阀261、节流元件24(电子膨胀阀)、单向阀25、第一换热器231、气液分离器27组成传统空调的温度调节回路,第一风机281和第二风机 282分别用于使空气流过第一换热器231和第二换热器232。加湿系统为上文所述的加湿系统,其主要包括除湿膜组11、隔离阀12、真空泵13、第一压缩机14以及加湿膜组15。
作为一种优选的技术方案,除湿膜组11、隔离阀12、真空泵13、第一压缩机14、第二压缩机21、四通阀22、第一换热器231、第一风机281、节流元件24、单向阀25、高压截止阀261以及低压截止阀262设置于空调器的室外机,加湿膜组15、第二换热器232、第二风机282以及气液分离器27设置于空调器的室内机。
上述设置方式的优点在于:通过在传统空调中设置一套独立的加湿系统,使得温度调节系统与加湿系统能够彼此独立运行,进而实现温湿度独立控制。进一步地,当温度调节系统与加湿系统同时运行时,由于室内潮湿空气被加湿系统加湿,即空气的潜热部分增加,因此温度调节系统只需处理进入系统的湿润燥空气的显热部分即可。也就是说,较传统空调器而言,本发明的带有加湿系统的空调器还具有提高能效的效果。
当然,上述优选的布置方式仅仅用来阐述本发明的技术原理,并非用于限制本发明的保护范围,在不偏离本发明原理的前提下,任何设置形式的改变都落入本发明的保护范围之中。例如,气液分离器27还可以设置于室外机中,第一压缩机14和/或第二压缩机21设置于室内机中等。
下面参照图3,图3为本发明的加湿系统的加湿控制方法的流程示意图。
如图3所示,本发明的加湿控制方法基于前述加湿系统进行操作,该加湿控制方法包括以下步骤:
S100、使隔离阀12打开,如在用户选择加湿模式或带有加湿功能的其他模式后,空调的控制系统使隔离阀12打开;
S200、在隔离阀12打开的同时、之前或之后,使真空泵13启动,优选地,在隔离阀12打开的同时,使真空泵13启动,对除湿膜组11进行抽真空操作;
S300、当除湿膜组11中的水分含量达到设定阈值时,使压缩机启动,如在除湿膜组11中设置湿度检测装置/传感器,当除湿膜组 11中的湿度达到一定的阈值时,使压缩机启动,将除湿膜组11中的水分加压后输送到加湿膜组15并因此送入室内。
需要说明的是,基于不同类别除湿膜吸水性能的不同,上述阈值的设置也有所不同,因此本实施例不对设定阈值的大小作具体限制,本领域人员能够针对具应用场景进作出任何形式的调整。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

  1. 一种加湿系统,包括除湿膜组以及与所述除湿膜组连接的真空泵,所述真空泵用于对所述除湿膜组抽真空以便在所述除湿膜组内形成负压,
    其特征在于,所述加湿系统还包括加湿单元,所述加湿单元与所述除湿膜组连通,用于将所述除湿膜组内的水分送入室内以便对室内空气进行加湿。
  2. 根据权利要求1所述的加湿系统,其特征在于,所述加湿单元包括第一压缩机和加湿膜组,所述第一压缩机分别与所述除湿膜组和所述加湿膜组连接,用于将所述除湿膜组内的水分加压后输送到所述加湿膜组内并因此送入室内。
  3. 根据权利要求2所述的加湿系统,其特征在于,所述除湿膜组和/或所述加湿膜组包括至少一层对水蒸气分子具有高选择透过性的有机膜或无机膜。
  4. 根据权利要求3所述的加湿系统,其特征在于,所述有机膜的膜材料为纤维素及其衍生物膜材料、聚砜膜材料、聚酰胺膜材料或聚酰亚胺膜材料。
  5. 根据权利要求3所述的加湿系统,其特征在于,所述无机膜为陶瓷膜、金属膜、玻璃膜、分子筛复合膜或沸石膜。
  6. 根据权利要求2至5中任一项所述的加湿系统,其特征在于,所述除湿膜组和所述真空泵之间还设置有隔离阀。
  7. 一种空调器,包括温度调节系统,所述温度调节系统包括循环连接的第二压缩机、第一换热器、节流元件和第二换热器,
    其特征在于,所述空调器还包括权利要求1至6中任一项所述的加湿系统。
  8. 根据引用权利要求2至6中任一项的权利要求7所述的空调器,其特征在于,所述第一压缩机、所述除湿膜组、所述真空泵、所述第二压缩机、所述第一换热器以及所述节流元件设置于所述空调器的室外机,所述加湿膜组和所述第二换热器设置于所述空调器的室内机。
  9. 根据权利要求8所述的空调器,其特征在于,所述温度调节系统还包括设置于所述室外机的第一风机和设置于所述室内机的第二风机,所述第一风机和第二风机分别用于使空气流过所述第一换热器和第二换热器。
  10. 一种基于权利要求5的加湿系统进行操作的加湿控制方法,其特征在于,所述加湿控制方法包括:
    使所述隔离阀打开;
    在所述隔离阀打开的同时、之前或之后,使所述真空泵启动;
    当所述除湿膜组中的水分含量达到设定阈值时,使所述压缩机启动。
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