一种阵列膜管式透湿加湿器及加湿方法与流程

[0001]
本发明涉及一种阵列膜管式透湿加湿器及加湿方法，属于加湿器制造加工技术领域。


背景技术：

[0002]
空气湿度状况近年来逐渐被人们所重视，干燥的室内空气会让人觉得皮肤紧绷、喉咙痒痛。空气干燥还会造成空气中的悬浮尘埃增多，加大了病毒微粒入侵人体的几率，甚至会导致各类传染性疾病的传播。尤其是在冬天，北方家庭都用暖气取暖，会使房间空气的水分大部分被蒸发掉，造成室内空气干燥，合适的空气湿度就显得尤为重要。随着人们健康意识的增强，各类加湿器也得以出现，其中以超声加湿器、湿膜加湿器、加热蒸发型加湿器为代表，也有部分以微波、静电等方式协助雾化或汽化的新型加湿器报道。
[0003]
超声加湿器以超声震荡方式将液态水直接雾化以白雾方式进入空气补湿，具有加湿快、加湿量大、无耗材等优点，但也因其将水及水中溶入物无差别送入空气中，会带来一定吸入风险(水中的细菌、水垢等污染物)，若采用自来水亦会导致设备周边有水垢斑；湿膜加湿器利用湿帘或加湿网等材料将液态水冷挥发进入空气中补湿，具有温和、纯净无雾等优点，但也有耗材易染菌、耗材更换周期短，加湿量偏小且易受环境温湿度影响等不足；加热蒸发型加湿器则利用加热元件对液态水加热以蒸发水汽方式进入空气中补湿，克服了超声加湿将水中污染物无差别送入空气中缺点，但也有着能耗高等不足。
[0004]
因为加热蒸发型存在能耗高，有烫伤风险等不足，目前市售主流加湿器以超声波加湿器和湿膜加湿器两类为典型代表，湿膜加湿器也可以进一步分为转轮型、上给水喷淋型、自吸水延展型等成膜方式，其加湿效率决定于湿帘或加湿网铺展面积以及风量、温度、湿度等因素，以国外某品牌加湿器为例，采用水刺棉冲孔湿帘，标示水箱容量2l，加湿量为220ml/h，12层冲孔水刺棉自吸水加湿网，铺展面积约为0.78m2，因为淹水原因及吹风占比对加湿网利用不到50％，使用更换寿命为3-6个月。故而如何高通量、长寿命甚至无耗材、纯净加湿成为室内加湿难以兼顾的难题。


技术实现要素：

[0005]
本发明提供一种阵列膜管式透湿加湿器及加湿方法用来克服现有技术中传统液膜铺展再液膜蒸发导致加湿效率低下的缺陷。
[0006]
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
[0007]
本发明公开了一种阵列膜管式透湿加湿器及加湿方法，包括支撑底座，所述支撑底座上方固定连接有设备壳体，所述设备壳体的上方设有格栅盖板，其正面的下部设有电源按钮，所述电源按钮的两侧分别设有风扇调档按钮与微静电开关按钮，其反面设有电源插孔，所述设备壳体的腔内设有阵列膜管，所述阵列膜管与设备壳体分割出注水腔体，所述阵列膜管的下方设有进风风扇，所述进风风扇的两侧靠近设备壳体的内壁处设有电控模块，所述电控模块的下方设有ifd微静电除尘模块；所述阵列膜管包括膜管上部连接板，与
其固定连接的膜管下部连接板以及设置在上部连接板上的膜管。
[0008]
本加湿器利用阵列膜管外部与设备壳体形成的注水腔体，腔内注入冷/热水后(液位10-380mm)在膜管外部形成高湿侧，膜管优异的阻水透湿性可持续不断的将膜管外部水分以汽态方式输运至膜管内，空气经ifd净化、风扇送风将膜管内的含湿气流携带送出格栅盖板进入环境，完成对环境的纯净型无雾加湿。
[0009]
进一步的，所述膜管为圆形中空管，孔直径为3-10mm，高度200～400mm；其由防水透湿膜层与支撑层两层复合所构成，组成阵列数量为225-10000根，与水体接触面积(透湿面积)可达1.5-6m2。
[0010]
进一步的，所述防水透湿膜层为聚对苯二甲酸乙二醇酯pet膜、聚氨酯tpu膜、聚四氟乙烯ptfe膜、功能纸张、无机分子筛膜、天然膜材等防水透湿功能膜材的其中一种，厚度10-50μm，透湿量>12000g/(m2·
24h)，抗水压>200kpa，温度耐受>150℃，该膜层为提供液-固-气或汽-固-气接触界面，利用两侧湿度差及管内外压差，将水分子持续不断经膜层外侧传输至膜层内侧。
[0011]
进一步的，所述支撑层为金属网、塑料网、多孔陶瓷等的一种，厚度100-500μm，网/孔面积占其面积比>85％，网/孔尺寸>1mm。该支撑层可有效保护膜层在注水水压下不变形，提供有效的支撑骨架保持膜管阵列的结构稳定性。
[0012]
进一步的，所述膜管上部连接板，为开有圆形孔的塑料或金属方片/圆片，片厚度2-5mm，边长/直径200-310mm，开孔数同膜管数量，孔直径为3-10mm，膜管上部垂直卡接于开孔，并用密封胶将卡接边缘缝隙密封。
[0013]
进一步的，所述膜管下部连接板为开有圆形孔的塑料或金属方片/圆片，片厚度2-5mm，边长/直径200-330mm，开孔数同膜管数量，孔直径为3-10mm，膜管下部垂直卡接于开孔，并用密封胶将卡接边缘缝隙密封。阵列膜管通过膜管下部连接板固定于设备壳体内部，从而形成不漏水的注水腔体(最高液面不得高于上部连接板下方20mm处，容积8l-30l)，膜管下部连接板固定于设备壳体内部方式可以是胶粘、磁片连接及螺丝垫片紧固等。
[0014]
进一步的，所述电源插孔与220v交流电供电电线连接。
[0015]
本发明所达到的有益效果是：
[0016]
1)本加湿器创造性的利用膜介质输运机制直接将水汽化(本质膜材对水分子的吸附及转运，驱动力为膜两侧浓度差)，突破了传统液膜铺展再液膜蒸发(本质为蒸发效应，驱动力为温度及分压)导致加湿效率低下的瓶颈。
[0017]
2)阵列膜管可水洗，使用寿命可超3年，阵列膜管提供的透湿面积可达1.5-6.0m2，以其优越的透湿性能(透湿量>12000g/(m2·
24h))，设备加湿量可达1500～5000g/h，远超现有近似体积市售湿膜加湿器效率(仅200～350g/h)。
[0018]
3)传统加湿器对空气气路无净化，本设备采用的ifd微静电模块可将空气中颗粒微尘有效去除，去除率可达99.5％以上，并可有效去除细菌等病原微生物，可保证携带湿气的出风干净无害。若室内有相应空气净化设备，该模块可以关闭。该模块亦可水洗，使用寿命可超3年。
[0019]
4)采用1-4个正方形/圆形并接静音风扇，并接样式可保证进风布风均匀，风量大且无运转噪音。风路自下而上，所经的ifd微静电模块、风扇、阵列膜管、格栅盖板均为开孔结构，压降小，风损能耗低。
附图说明
[0020]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0021]
图1是本发明加湿器的剖切视图；
[0022]
图2是本发明加湿器(不含盖板格栅)的俯视图；
[0023]
图3是本发明的正视结构示意图；
[0024]
图4是本发明的后视结构示意图；
[0025]
图5是本发明支撑底座的结构示意图；
[0026]
图6是本发明进风风扇的结构示意图；
[0027]
图7是本发明阵列膜管的结构示意图；
[0028]
图8是本发明膜管的结构示意图；
[0029]
图9是本发明格栅盖板的结构示意图。
[0030]
图中：1、支撑底座；2、ifd微静电除尘模块；3、进风风扇；4、电控模块；5、阵列膜管；5-1、膜管上部连接板；5-2、膜管；5-2-w、防水透湿膜层；5-2-n、膜管支撑层；5-3、膜管下部连接板；6、设备壳体；7、格栅盖板；8、注水腔体；9、电源按钮；10、风扇调档按钮；11、微静电开关按钮；12、电源插孔。
具体实施方式
[0031]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0032]
实施例1
[0033]
如图1-9所示，一种阵列膜管式透湿加湿器及加湿方法，包括支撑底座1，所述支撑底座1上方固定连接有设备壳体6，所述设备壳体6的上方设有格栅盖板7，其正面的下部设有电源按钮9，所述电源按钮9的两侧分别设有风扇调档按钮10与微静电开关按钮11，其反面设有电源插孔，所述设备壳体6的腔内设有阵列膜管5，所述阵列膜管5与设备壳体6分割出注水腔体8，所述阵列膜管5的下方设有进风风扇3，所述进风风扇3的两侧靠近设备壳体6的内壁处设有电控模块4，所述电控模块4的下方设有ifd微静电除尘模块2,所述阵列膜管5包括膜管上部连接板5-1，与其固定连接的膜管下部连接板5-3以及设置在上部连接板5-1上的膜管5-2。
[0034]
膜管为圆形中空管，孔直径为3-10mm，高度200～400mm；其由防水透湿膜层与支撑层两层复合所构成，组成阵列数量为225-10000根，与水体接触面积(透湿面积)可达1.5-6m2。
[0035]
所述防水透湿膜层5-2-w为聚对苯二甲酸乙二醇酯pet膜、聚氨酯tpu膜、聚四氟乙烯ptfe膜、功能纸张、无机分子筛膜、天然膜材等具有防水透湿功能膜材的其中一种，厚度10-50μm，透湿量>12000g/(m2·
24h)，抗水压>200kpa，温度耐受>150℃，该膜层为提供液-固-气或汽-固-气接触界面，利用两侧湿度差及管内外压差，将水分子持续不断经膜层外侧传输至膜层内侧。
[0036]
所述膜管支撑层5-2-n为金属网、塑料网、多孔陶瓷等的一种，厚度100-500μm，网/孔面积占其面积比>85％，网/孔尺寸>1mm；可有效保护膜层在注水水压下不变形，提供有效
的支撑骨架保持膜管阵列的结构稳定性。
[0037]
所述膜管上部连接板5-1为开有圆形孔的塑料或金属方片，片厚度2-5mm，边长200-310mm，开孔数同膜管数量，孔直径为3-10mm，膜管5-2上部垂直卡接于5-1开孔，并用密封胶将卡接边缘缝隙密封。
[0038]
所述膜管下部连接板5-3为开有圆形孔的塑料或金属方片，片厚度2-5mm，边长200-330mm，开孔数同膜管数量，孔直径为3-10mm，膜管下部垂直卡接于开孔，并用密封胶将卡接边缘缝隙密封。阵列膜管5通过膜管下部连接板5-3固定于设备壳体6内部，从而形成不漏水的注水腔体8(最高液面不得高于上部连接板下方20mm处，容积8l-30l)，膜管下部连接板5-3固定于设备壳体6内部方式可以是胶粘、磁片连接及螺丝垫片紧固等。
[0039]
ifd微静电除尘模块2在支撑底座1的上方且卡于设备壳体6内部，工作电压为4kv-8kv，孔尺寸为2-6mm，呈正方形设置，边长100～350mm，厚10-30mm。
[0040]
进风风扇3为四个正方形并接静音风扇，工作电压12-48v，单个功率8-40w，风量80-200m3/h，边长120-150mm，厚20-50mm，置于ifd微静电除尘模块2上方，接在设备壳体6内部，位于阵列膜管5正下方。
[0041]
电控模块4用于ifd微静电除尘模块2的交转直升压供电，及进风风扇3的降压交转直供电，具有3档变阻调节风扇转速，并与ifd微静电除尘模块2、进风风扇3、电源按钮9、风扇调档按钮10、微静电开关按钮11以及电源插孔12电路连接。
[0042]
将加湿器按图1组装完毕后，插入电源线，将加湿器置入100m2封闭房子(温度23℃，空气湿度35rh％)，打开格栅盖板7，贴内壁于注水腔体8注入约29l常温自来水(液面高度约280mm)，盖上格栅盖板7，置于电子秤上称重。接通电源，点按电源按钮9，将风扇调档按钮10调至最大档位，点按微静电开关按钮11。运转1小时后关闭设备，测试环境pm2.5及加湿器减重，经实测环境pm2.5运行前后分别为75μg/m3、2μg/m3，加湿器减重约4.67kg(即有效加湿量)。
[0043]
本加湿器利用阵列膜管5外部与设备壳体6形成的注水腔体8，腔内注入冷/热水后(液位10-380mm)在膜管外部形成高湿侧，膜管优异的阻水透湿性可持续不断的将膜管外部水分以汽态方式输运至膜管内，空气经ifd净化、风扇送风将膜管内的含湿气流携带送出格栅盖板进入环境，完成对环境的纯净型无雾加湿。
[0044]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。