专利名称：一种调湿装置的制作方法
技术领域：
本发明属于制冷空调设备领域，涉及一种调湿装置，可实现空气的加湿与除湿处 理过程，也可与其它空气处理单元组合应用，实现复杂的空气处理过程。
背景技术：
空气的加湿和除湿在空调领域占有重要地位。空气加湿和除湿不仅在对空气温湿 度有严格要求的工艺空调中十分必要，而且随着人们生活水平的提高，在舒适性空调中，冬 季对干燥空气进行加湿有利于提高室内热舒适性，利于人体健康，因此其应用十分广泛。现有技术中，喷水室是一种传统的空气处理设备，在暖通空调领域应用较早。喷水 室的优点是热工性能多样性，可以实现空气的增焓和降焓，加湿和减湿，降温和升温等过 程；具有一定的净化空气能力，可以除去灰尘等保证空气的清新。但是，由于其存在占地面 积大、水系统复杂、投资成本高、不容易实现产品化等缺点，导致其在空调领域逐渐被其他 设备所取代，目前仅在纺织、电子工业等对空气净化有较高要求且处理风量较大的场合还 有所使用。替代喷水室的空调产品有很多，如加湿器、干式表冷器、除湿表冷器、过滤器等， 它们虽然结构紧凑，但其功能单一，故往往需要多个功能单元有机组合才能实现复杂的空 气处理过程。加湿器近几年得到快速发展，但是总体来看，现有各种加湿器所能实现的空气处 理过程比较单一。按空气处理效果可以将市场上的各种加湿器分为两大类第一类是等温 加湿，包括干蒸汽加湿器、电极加湿器、电热式加湿器等；第二类是等焓加湿，例如高压微雾 加湿器、超声波加湿器、湿膜加湿器等。对于第一类加湿器，由于等温加湿基本不影响空气 温度，因此在空气处理流程中可以置于温度控制之后，适用于对温湿度要求较精确的场合。 其缺点是成本高，能耗大干蒸汽加湿需要有锅炉等设备提供高品位的热能，能耗大，在有 多余蒸汽的工业领域比较适用；而其它如电极加湿器、电热式加湿器等虽然其成本与干蒸 汽加湿相比有所降低，但是使用高品位电能来加热水以产生蒸汽进行加湿，一次能源利用 率低，不利于节能减排。第二类加湿器主要是使用电能驱动动力设备，将水打成极小的水滴 甚至水雾从而实现对空气的加湿。这类加湿器如果能在保证加湿效果同时降低动力设备能 耗就可以实现节能。但是其理论最大加湿量小，在有些场合不能满足使用要求。另一方面， 其在加湿的同时会降低空气温度，导致加湿后还需要再热。因此比较适用于加湿量不大，空 气需要降温加湿的场合。除了喷水室和加湿器外，空调领域常用的表冷式换热器也有一定调湿功能，但其 只能实现降温除湿过程，不能实现加湿过程，因此只在夏季比较适用。综上所述，实际应用中，各种调湿过程都有其作用，都是必要的。但是除喷水室外， 后来发展的如加湿器、除湿表冷器等设备处理过程单一，在对湿度要求较高场合应用时还 需要将两种甚至多种调湿设备组合起来使用，投资大，运行能耗较高。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提出一种调湿装置，使其不仅能克服 现有调湿设备处理能力有限，处理过程单一的问题，同时还可降低处理能耗。具有结构紧 凑、便于安装控制的特点。为了达到上述发明目的，本发明的技术方案如下本发明的第一种技术方案一种调湿装置，含有压缩机、四通阀、节流阀和蒸发器。其结构特点是该调湿装置 还含有空气处理箱。该空气处理箱含有冷凝盘管、喷淋器、接水盘、水泵、进风口和出风口。 所述的冷凝盘管、节流阀、蒸发器、压缩机和四通阀通过制冷剂管道依次连接形成蒸气压缩 式制冷-热泵循环回路。所述冷凝盘管置于进风口和出风口之间，喷淋器置于冷凝盘管的 上部，接水盘置于冷凝盘管的下部。接水盘底部与喷淋器之间连接有水泵，水泵抽取接水盘 内的水送入喷淋器，并将水喷淋在冷凝盘管上。空气经进风口流过冷凝盘管表面被加湿或 除湿，再经出风口送出。本发明的第二种技术方案一种调湿装置，含有压缩机、四通阀、节流阀和蒸发器。其结构特点是，该调湿装置 还含有空气处理箱。该空气处理箱含有冷凝盘管、喷淋器、接水盘、水泵、进风口、出风口、风 机和挡水板。所述的冷凝盘管、节流阀、蒸发器、压缩机和四通阀通过制冷剂管道依次连接 形成蒸气压缩式制冷-热泵循环回路。所述冷凝盘管置于进风口和出风口之间，喷淋器置 于冷凝盘管的上部，接水盘置于冷凝盘管的下部。接水盘底部与喷淋器之间连接有水泵，水 泵抽取接水盘内的水送入喷淋器，并将水喷淋在冷凝盘管上。所述挡水板置于冷凝盘管和 出风口之间，风机置于挡水板和出风口之间。风机驱动空气经进风口流过冷凝盘管表面被 加湿或除湿，再经出风口送出。本发明的第三种技术方案一种调湿装置，含有压缩机、四通阀、节流阀、蒸发器、进风口、新风口、过滤装置、 第一换热器、第二换热器、风机和送风口，其特征在于该调湿装置还含有空气处理箱，该空 气处理箱含有冷凝盘管、喷淋器、接水盘、水泵和挡水板，所述的冷凝盘管、节流阀、蒸发器、 压缩机和四通阀通过制冷剂管道依次连接形成蒸气压缩式制冷_热泵循环回路；所述空气 处理箱置于第一换热器和第二换热器之间；所述喷淋器置于冷凝盘管的上部，接水盘置于 冷凝盘管的下部，接水盘底部与喷淋器之间连接有水泵，水泵抽取接水盘内的水送入喷淋 器，喷淋器将水喷淋在冷凝盘管上；沿空气流向在冷凝盘管后面设有挡水板；回风和新风 混合，然后依次经过过滤装置、第一换热器、空气处理箱、第二换热器和风机，最后经送风口 被送出。在上述三种技术方案中，所述压缩机、四通阀、空气处理箱、节流阀和蒸发器置于 同一箱体内，构成整体式结构单元，或者压缩机、四通阀和蒸发器置于一个箱体内，而将空 气处理箱置于另一箱体内，构成分体式结构单元，节流阀可置于分体式结构单元中的任一 箱体内。在上述三种技术方案中，所述接水盘顶部设有补水阀，接水盘底部设有泄水阀。在上述三种技术方案中，所述蒸发器为制冷剂_空气换热器、制冷剂_水换热器或 两者的组合。
在上述三种技术方案中，所述空气处理箱内、冷凝盘管外侧的间隙内均勻设有布 水填料。在上述三种技术方案中，所述压缩机为交流变频压缩机、直流调速压缩机或螺杆 式压缩机。通过调节其容量，调节制冷除湿运行时的蒸发温度，制热加湿时的冷凝温度，能 更好地实现出风口空气状态控制。本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出技术效果本发明将原本两台甚至 两台以上空气处理单元才能实现的加湿、除湿过程，用一种设备实现。同时，其加湿和除湿 过程可调范围远大于现有技术，不仅可实现现有技术能实现的冷冻除湿、等焓加湿、等温加 湿，还可以实现升温加湿、非等焓降温加湿等功能。同时，其运行能耗低于现有技术，节省能 源，装置结构紧凑，占用空间少。本发明可以单独用于需要加湿或除湿的场合，还可与其它 设备组合，完成复杂的空气处理过程。下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例一的结构原理示意图及运行模式一的示意图。图2为本发明实施例一的运行模式一的空气处理过程原理图。图3为本发明实施例一的运行模式二的结构原理示意图。图4为本发明实施例一的运行模式二的空气处理过程原理图。图5为本发明实施例二的结构原理示意图。图6为本发明实施例三的结构原理示意图。图中1_压缩机；2-蒸发器；3-节流阀；4-四通阀；5-空气处理箱；6_冷凝盘管； 7_喷淋器；8-接水盘；9-水泵；10-补水阀；11-泄水阀；12-进风口 ；13-出风口 ；14-风机； 15-挡水板；16-第一换热器；17-第二换热器；18-过滤装置；19-新风口。
具体实施例方式实施例一参看图1，图1为本发明公开的“一种调湿装置”实施例一的结构原理示意图。它包 括压缩机1、四通阀4、空气处理箱5、节流阀3、采用制冷剂-空气换热器和/或制冷剂-水 换热器的蒸发器2以及空气处理箱5内的冷凝盘管6、喷淋器7、接水盘8、水泵9、进风口 12、 出风口 13。器件之间通过制冷剂管道顺序连接构成蒸气压缩式制冷/热泵循环回路。接水 盘8顶部设有补水阀10，接水盘8底部设有泄水阀11。空气处理箱5内、冷凝盘管6外侧 的间隙内均勻设有布水填料。压缩机1、四通阀4、空气处理箱5、节流阀3、蒸发器2置于同 一箱体内，构成一个整体单元；或者压缩机1、四通阀4、蒸发器2置于一个箱体内，而将空气 处理箱5置于另一箱体内，构成分体式结构单元，节流阀3可置于其中任一箱体内。冷凝盘 管6置于进风口 12和出风口 13之间，喷淋器7置于冷凝盘管6的上部，接水盘8置于冷凝 盘管6的下部。接水盘8底部与喷淋器7之间连接有水泵9，水泵9抽取接水盘8内的水送 入喷淋器7，并将水喷淋在冷凝盘管6上。空气经进风口 12流过冷凝盘管6表面被加湿或 除湿，再经出风口 13送出。空气流动可以是由风机等动力设备驱动形成也可以是自然通风 形成的空气流动。
该调湿装置具有三种运行模式。(1)运行模式一参看图1和图2，图1和图2分别示出了运行模式一的结构原理图和空气处理过程 焓湿图。压缩机1开启，四通阀4切换为冷凝盘管6为冷凝器状态。水泵9将接水盘8内 的水抽吸到喷淋器7内，喷淋器7将水喷淋在冷凝盘管6上，空气流过冷凝盘管6表面，与 水、盘管发生热质交换，实现空气的加湿过程。在焓湿图上表示，进风空气状态点为0，O-Sh 和O-Stl分别为等焓加湿和等湿升温过程。本运行模式主要满足冬季空气加湿处理过程，通 过调节节流阀3，控制冷凝盘管6的制热量，调节喷淋器7，控制喷淋水量，可以实现等温加 湿以及升温加湿的处理过程，如图2中O-S1, O-S2所示；在过渡季靠近冬季，如果实际需要， 也可以实现O-Sh到O-S2之间的降温加湿过程，如图2中O-S3所示。(2)运行模式二 参看图3和图4，图3、图4分别示出了运行模式二的工作过程和空气处理过程焓 湿图。在该运行模式下，压缩机1开启，将四通阀4切换至冷凝盘管6为蒸发器状态。通过 调节节流阀3，控制冷凝盘管6的制冷量，以此控制冷凝盘管6表面水的温度。本运行模式 主要满足夏季空气降温除湿的处理过程。当冷凝盘管6表面水的温度低于进风露点温度 时，可以实现空气的降温除湿过程，如图4中O-S4所示；当冷凝盘管6表面水的温度介于进 风湿球温度和露点温度之间时，可以实现从O-Sh至O-L之间的任意空气降温加湿过程，如 图4中O-S5所示。(3)运行模式三本运行模式与前两种模式相比，工作过程更加简单。在本模式下，压缩机1关闭， 空气流经喷淋的循环水，可以实现空气的等焓加湿过程，如图2、图4中O-Sh所示，该运行模 式主要满足过渡季降温加湿的空气处理过程。实施例二参看图5，图5为本发明公开的“一种调湿装置”实施例二的结构原理图，它可作为 家用加湿器来使用。它包括压缩机1、四通阀4、节流阀3、采用制冷剂-空气换热器和/或 制冷剂_水换热器的蒸发器2以及空气处理箱5内的冷凝盘管6、喷淋器7、接水盘8、水泵 9、进风口 12、出风口 13、风机14和挡水板15。空气处理箱5中的冷凝盘管6与节流阀3、 蒸发器2、压缩机1和四通阀4通过制冷剂管道顺序连接形成蒸气压缩式制冷/热泵循环 回路。接水盘8顶部设有补水阀10，接水盘8底部设有泄水阀11。空气处理箱5内、冷凝 盘管6外侧的间隙内均勻设有布水填料。压缩机1、四通阀4、空气处理箱5、节流阀3、蒸发 器2置于同一箱体内，构成一个整体单元；或者压缩机1、四通阀4、蒸发器2置于一个箱体 内，而将空气处理箱5置于另一箱体内，构成分体式结构单元，节流阀3可置于其中任一箱 体内。冷凝盘管6置于进风口 12和出风口 13之间，喷淋器7置于冷凝盘管6的上部，接水 盘8置于冷凝盘管6的下部。接水盘8底部与喷淋器7之间连接有水泵9，水泵9抽取接水 盘8内的水送入喷淋器7，并将水喷淋在冷凝盘管6上。挡水板15置于冷凝盘管6和出风 口 13之间，风机14置于挡水板15和出风口 13之间。风机14驱动空气经进风口 12流过 冷凝盘管6表面被加湿或除湿，再经出风口 13送出。本实施例二与实施例一具有相同的运行模式，在此不再赘述。实施例三
参看图6，图6为本发明公开的“一种调湿装置”实施例三的结构原理图。它包括 进风口 12、新风口 19、过滤装置18、第一换热器16、第二换热器17、风机14、送风口 13、压缩 机1、四通阀4、节流阀3、采用制冷剂-空气换热器和/或制冷剂-水换热器的蒸发器2以 及空气处理箱5内的冷凝盘管6、喷淋器7、接水盘8、水泵9、挡水板15。空气处理箱5中的 冷凝盘管6与节流阀3、蒸发器2、压缩机1和四通阀4通过制冷剂管道顺序连接形成蒸气 压缩式制冷/热泵循环回路。接水盘8顶部设有补水阀10，接水盘8底部设有泄水阀11。 空气处理箱5内、冷凝盘管6外侧的间隙内均勻设有布水填料。压缩机1、四通阀4、空气处 理箱5、节流阀3、蒸发器2置于同一箱体内，构成一个整体单元；或者压缩机1、四通阀4、蒸 发器2置于一个箱体内，而将空气处理箱5置于另一箱体内，构成分体式结构单元，节流阀3 可置于其中任一箱体内。空气处理箱5置于第一换热器16和第二换热器17之间。喷淋器 7置于冷凝盘管6的上部，接水盘8置于冷凝盘管6的下部。接水盘8与喷淋器7之间连接 有水泵9，水泵9抽取接水盘8内的水送入喷淋器7，喷淋器7将水喷淋在冷凝盘管6上，沿 空气流向在冷凝盘管6后面设有挡水板15。回风和新风混合，然后依次经过过滤装置18、 第一换热器16、空气处理箱5、第二换热器17、风机14，最后经送风口 13被送出。本实施例三与实施例一中的三种运行模式相同，本实施例三中的空气处理箱5也可 实现上述三种运行模式，但与实施例一相比，由于增加了第一换热器16、第二换热器17，第一 换热器16实现冬季预热，夏季预冷，第二换热器17实现空气调湿后的温度控制，因此可以全 年实现空气的温湿度精确控制。关于本实施例中的三种运行模式，在此不一一赘述；上述实施例仅为本专利的基本应用方案，按照本专利的技术思想进行调湿、调温 的其他技术方案及其与现有空气处理单元进行组合实现空气处理的技术方案都属于本专 利的保护范围。
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权利要求
一种调湿装置，含有压缩机(1)、四通阀(4)、节流阀(3)和蒸发器(2)，其特征在于该调湿装置还含有空气处理箱(5)，该空气处理箱(5)含有冷凝盘管(6)、喷淋器(7)、接水盘(8)、水泵(9)、进风口(12)和出风口(13)；所述的冷凝盘管(6)、节流阀(3)、蒸发器(2)、压缩机(1)和四通阀(4)通过制冷剂管道依次连接形成蒸气压缩式制冷 热泵循环回路，所述冷凝盘管(6)置于进风口(12)和出风口(13)之间，所述喷淋器(7)置于冷凝盘管(6)的上部，接水盘(8)置于冷凝盘管(6)的下部，接水盘(8)底部与喷淋器(7)之间连接有水泵(9)，水泵(9)抽取接水盘(8)内的水送入喷淋器(7)，并将水喷淋在冷凝盘管(6)上，空气经进风口(12)流过冷凝盘管(6)表面被加湿或除湿，再经出风口(13)送出。
2. —种调湿装置，含有压缩机(1)、四通阀(4)、节流阀(3)和蒸发器(2)，其特征在于 该调湿装置还含有空气处理箱(5)，该空气处理箱(5)含有冷凝盘管(6)、喷淋器(7)、接水 盘⑶、水泵(9)、进风口(12)、出风口 (13)、风机(14)和挡水板(15)；所述的冷凝盘管(6)、 节流阀(3)、蒸发器(2)、压缩机⑴和四通阀(4)通过制冷剂管道依次连接形成蒸气压缩 式制冷-热泵循环回路，所述冷凝盘管(6)置于进风口(12)和出风口(13)之间，所述喷淋 器(7)置于冷凝盘管(6)的上部，接水盘(8)置于冷凝盘管(6)的下部，接水盘(8)底部与 喷淋器(7)之间连接有水泵(9)，水泵(9)抽取接水盘(8)内的水送入喷淋器(7)，并将水 喷淋在冷凝盘管(6)上；所述挡水板(15)置于冷凝盘管(6)和出风口(13)之间；所述风机 (14)置于挡水板(15)和出风口(13)之间；风机(14)驱动空气经进风口(12)流过冷凝盘 管(6)表面被加湿或除湿，再经出风口(13)送出。
3. —种调湿装置，含有压缩机(1)、四通阀(4)、节流阀(3)、蒸发器(2)、进风口(12)、 新风口(19)、过滤装置(18)、第一换热器(16)、第二换热器(17)、风机(14)和送风口(13)， 其特征在于该调湿装置还含有空气处理箱(5)，该空气处理箱(5)含有冷凝盘管(6)、喷淋 器(7)、接水盘(8)、水泵(9)和挡水板(15)，所述的冷凝盘管(6)、节流阀(3)、蒸发器(2)、 压缩机(1)和四通阀(4)通过制冷剂管道依次连接形成蒸气压缩式制冷-热泵循环回路; 所述空气处理箱(5)置于第一换热器(16)和第二换热器(17)之间；所述喷淋器(7)置于 冷凝盘管(6)的上部，接水盘(8)置于冷凝盘管(6)的下部，接水盘(8)底部与喷淋器(7) 之间连接有水泵(9)，水泵(9)抽取接水盘(8)内的水送入喷淋器(7)，喷淋器将水喷淋在 冷凝盘管(6)上；沿空气流向在冷凝盘管(6)后面设有挡水板(15)；回风和新风混合，然后 依次经过过滤装置(18)、第一换热器(16)、空气处理箱(5)、第二换热器(17)和风机(14)， 最后经送风口(13)被送出。
4.根据权利要求书1、2或3所述的调湿装置，其特征在于所述压缩机(1)、四通阀 (4)、空气处理箱(5)、节流阀(3)和蒸发器(2)置于同一箱体内，构成一个整体单元。
5.根据权利要求书1、2或3所述的调湿装置，其特征在于所述压缩机(1)、四通阀⑷ 和蒸发器(2)置于一个箱体内，而将空气处理箱(5)置于另一箱体内，构成分体式结构单 元；所述节流阀(3)置于分体式结构单元中的任一箱体内。
6.根据权利要求书1、2或3所述的调湿装置，其特征在于所述接水盘(8)上设有补 水阀(10)和泄水阀(11)。
7.根据权利要求书1、2或3所述的调湿装置，其特征在于所述蒸发器(2)为制冷 剂_空气换热器、制冷剂_水换热器或两者的组合。
8.根据权利要求书1、2或3所述的调湿装置，其特征在于在空气处理箱(5)内冷凝盘管(6)管壁外侧的间隙内设有均勻布水填料。
9.根据权利要求书1、2或3所述的调湿装置，其特征在于所述的压缩机(1)为交流 变频压缩机、直流调速压缩机或螺杆式压缩机。
全文摘要
一种调湿装置，属于制冷空调设备领域。该装置主要含有压缩机、四通阀、节流阀、蒸发器和空气处理箱，空气处理箱内包括冷凝盘管、喷淋器、接水盘、水泵、进风口和出风口。冷凝盘管、节流阀、蒸发器、压缩机和四通阀通过制冷剂管道依次连接形成蒸气压缩式制冷-热泵循环回路。冷凝盘管置于进风口和出风口之间，喷淋器置于冷凝盘管的上部，接水盘置于冷凝盘管的下部。接水盘底部与喷淋器之间连接有水泵，水泵抽取接水盘内的水送入喷淋器，并将水喷淋在冷凝盘管上。空气经进风口流过冷凝盘管表面被加湿或除湿，再经出风口送出。本发明不仅克服了现有调湿设备处理能力有限，处理过程单一的问题，还降低了处理能耗。具有结构紧凑、便于安装控制的特点。
文档编号F24F1/02GK101900380SQ201010231348
公开日2010年12月1日 申请日期2010年7月14日 优先权日2010年7月14日
发明者张小芬, 李先庭, 王宝龙, 石文星, 郜义军, 韩宗伟 申请人:清华大学