一种空调加湿系统及控制方法与流程

本发明涉及一种基于室内外空气湿度来控制无水加湿模块的装置与控制方法，属于空调领域。

背景技术：

湿度、清洁度、温度是衡量房间舒适性的三个重要指标，在这三点因素中，湿度经常被大部分所忽视。其实湿度对人体健康的影响是非常大的，尤其是在冬季制热工况下，室内房间由于温度升高，导致其相对湿度过低，空气干燥，降低了人体舒适度。目前，家用空调系统在制热时，往往不能对房间的湿度进行合理控制。湿度过低，空气干燥，就容易咳嗽，而长期呆在湿度过高的房屋中，人体又容易风湿，因此，在空调工作过程中用户容易由于房间湿度过大或过小而感觉不舒服，所以湿度的调整一定要适宜。

目前，为了实现冬季房间湿度控制，用户通常需要购买加湿器，以增加室内相对湿度，改善室内房间的舒适性。然而，由于加湿器自身结构和加湿原理的问题，其加湿效果和加湿洁净度往往不能达到较高的要求。

冬季空调开启制热模式后，室内空气温度由低升高，相对湿度下降，导致室内空气干燥，舒适性下降。目前，家用空调系统在制热时，往往不能对房间的湿度进行合理控制。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：冬季空调制热时空气温度由低升高，相对湿度下降，导致室内空气干燥，舒适性下降，往往不能对房间的湿度进行合理控制。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空调加湿系统，包括吸湿模块、加热模块和加湿模块，所述吸湿模块包括第一风机、风道、第一风门、第二风门，所述第一风机通过风道与第一风门和第二风门连通；所述加湿模块包括第二风机、风道、第三风门、加湿管道、室内机，所述第二风机分别通过加湿管道和风道与室内机和第三风门连通；所述加热模块包括加热装置，所述空调加湿系统还包括控制模块，所述控制模块包括总控制器，用于控制吸湿模块、加热模块和加湿模块的工作运行。

其中，所述吸湿模块设置有用于检测室外空气湿度的室外空气传感器；所述控制模块设置有控制风机转速的第一风机转速控制器。

其中，所述室外空气传感器和第一风机转速控制器分别与所述总控制器连接。

其中，所述总控制器根据室外空气传感器采集的室外空气湿度信号控制第一风机转速控制器，进而控制第一风机的转速和运行时间。

其中，所述加湿模块设置有用于检测室内空气湿度的室内空气传感器；所述控制模块设置有控制风机转速的第二风机转速控制器控制加热装置加热功率的加热功率控制器。

其中，所述室内空气传感器、第二风机转速控制器和加热功率控制器分别与所述总控制器连接。

其中，所述总控制器根据室内空气传感器采集的室外空气湿度信号控制第二风机转速控制器，进而控制第二风机和加热装置的启停以及控制加热功率控制器来控制加热装置启动后的运行功率。

其中，所述风道内设置有吸湿材料，所述吸湿材料用于吸收并储存空气中的水蒸汽。

其中，所述吸湿材料由硅胶和氯化钙组成。

其中，所述加湿管道外表面包裹保温隔热材料。

本发明还提供了一种空调加湿系统控制方法，包括以下步骤：

吸湿模式：

a.监测室外空气湿度Φ_out；

b.判断室外空气湿度Φ_out是否大于设定值Φ₁；

c.启动第一风机，并根据室外空气湿度Φ_out以相应的转速n和运行时间t运行；

加湿模式：

d.监测室内空气湿度Φ_in；

e.判断室内空气湿度Φ_in是否小于设定值Φ₂；

f.启动第二风机；

g.启动加热装置，并根据室内空气湿度Φ_in的大小以相应的加热功率P运行。

其中，所述步骤b中，若判断结果室外空气湿度Φ_out大于设定值Φ₁时，执行步骤c；若判断结果室外空气湿度Φ_out小于或等于设定值Φ₁时，则返回执行步骤a。

其中，所述步骤e中，若判断结果室内空气湿度Φ_in小于设定值Φ₂时，执行步骤f；若判断结果室内空气湿度Φ_in大于或等于设定值Φ₂时，则返回执行步骤d。

其中，所述步骤c中，所述室外空气湿度Φ_out与所述转速n和所述运行时间t呈梯度关系，具体如下：

(1)当65％≤Φ_out<75％时，第一风机以转速n₁和时间t₁运行；

(2)当75％≤Φ_out<85％时，第一风机以转速n₂和时间t₂运行；

(3)当85％≤Φ_out<95％时，第一风机以转速n₃和时间t₃运行；

其中，n₁>n₂>n₃，t₁>t₂>t₃。

其中，所述步骤g中，所述室内空气湿度Φ_in与加热功率P呈梯度关系，具体如下：

(1)当45％≤Φ_in≤55％时，加热装置以功率P₁运行；

(2)当35％≤Φ_in<45％时，加热装置以功率P₂运行；

(3)当25％≤Φ_in<35％时，加热装置以功率P₃运行；

(4)当15％≤Φ_in<25％时，加热装置以功率P₄运行；

其中，P₁<P₂<P₃<P₄。

(三)有益效果

本发明所提供的一种空调加湿系统，能够根据室内外空气的湿度来对空调加湿系统的吸湿过程和加湿过程进行控制，有效地提高了加湿模块的运行效率与运行精度，进而改善室内空气的舒适度，该系统设计简单，结构合理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种空调加湿系统的结构示意图。

图2为本发明一种空调加湿系统吸湿控制过程示意图。

图3为本发明一种空调加湿系统加湿控制过程示意图。

附图标记：1.第一风机；2-1.第一驱动电机；2-2.第二驱动电机；2-3.第三驱动电机；3-1.第一风门；3-2.第二风门；3-3.第三风门；4.吸湿材料；5.第二风机；6.加湿管道；7.室内机；8.加热装置；9.风道；10.室内空气传感器；11.第二风机转速控制器；12.加热功率控制器；13.室外空气传感器；14.第一风机转速控制器；15.总控制器。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供一种空调加湿系统，包括吸湿模块、加热模块和加湿模块，所述吸湿模块包括第一风机1、风道9、第一风门3-1、第二风门3-2，所述第一风机1通过风道9与第一风门3-1和第二风门3-2连通；所述加湿模块包括第二风机5、风道9、第三风门3-3、加湿管道6、室内机7，所述第二风机5分别通过加湿管道6和风道9与室内机7和第三风门3-3连通；所述加热模块包括加热装置8，所述空调加湿系统还包括控制模块，所述控制模块包括总控制器15，用于控制吸湿模块、加热模块和加湿模块的工作运行。

所述吸湿模块设置有用于检测室外空气湿度的室外空气传感器13；所述控制模块设置有控制风机转速的第一风机转速控制器14。

所述室外空气传感器13和第一风机转速控制器14分别与所述总控制器15连接。

所述总控制器15根据室外空气传感器13采集的室外空气湿度信号控制第一风机转速控制器14，进而控制第一风机1的转速和运行时间。

所述加湿模块设置有用于检测室内空气湿度的室内空气传感器10；所述控制模块设置有控制风机转速的第二风机转速控制器11和控制加热装置8加热功率的加热功率控制器12。

所述室内空气传感器10、第二风机转速控制器11和加热功率控制器12分别与所述总控制器15连接。

所述总控制器15根据室内空气传感器10采集的室外空气湿度信号控制第二风机转速控制器11，进而控制第二风机2和加热装置8的启停以及控制加热功率控制器12来控制加热装置8启动后的运行功率。

所述风道9内设置有吸湿材料4，所述吸湿材料4用于吸收并储存空气中的水蒸汽。

所述吸湿材料4由硅胶和氯化钙组成。

所述加湿管道6外表面包裹保温隔热材料。

如图1、2所示，本发明的空调加湿系统吸湿过程其实现方式如下：

第一驱动电机2-1、第二驱动电机2-2、第三驱动电机2-3分别将第一风门3-1、第二风门3-2、第三风门3-3调整至开启状态，第一风机1运转，将室外空气送进风道9，在风道9内与吸湿材料4进行传质交换，室外空气的水蒸气被吸附在吸湿材料4上，并被其储存。当吸湿过程持续设定时间t后，第一驱动电机2-1、第二驱动电机2-2、第三驱动电机2-3分别将第一风门3-1、第二风门3-2、第三风门3-3调整至关闭状态。

如图1、3所示，本发明的空调加湿系统加湿过程其实现方式如下：

第三驱动电机2-3将第三风门3-3调整至开启状态，第二风机5启动，加热装置8以功率P通电加热。在第二风机5的作用下，室外空气流过加热装置8加热后，其温度T_air升高至吸湿材料4的解吸温度T_desorb(二者满足T_air-T_desorb>＝5℃)。加热后的空气在第二风机5的作用下，流经吸湿材料4，由于空气温度高，相对湿度低，导致吸湿材料4中的水分会解吸到空气中，提高空气的相对湿度与绝对湿度。经加湿后的热空气在第二风机5的作用下经加湿管道6送至室内机7。

综合图2-3，本发明的空调加湿系统吸湿加湿控制步骤如下：

(一)吸湿模式：

a.监测室外空气湿度Φ_out；

b.判断室外空气湿度Φ_out是否大于设定值Φ₁；

c.启动第一风机，并根据室外空气湿度Φ_out以相应的转速n和运行时间t运行；

所述步骤b中，若判断结果室外空气湿度Φ_out大于设定值Φ₁时，执行步骤c；若判断结果室外空气湿度Φ_out小于或等于设定值Φ₁时，则返回执行步骤a；

所述步骤c中，室外空气传感器13监测室外湿度Φ_out，并将其值发送到总控制器15，总控制器15判定Φ_out是否大于设定值Φ₁(优选的，设定值Φ₁为65％)。当Φ_out≥65％时，第一风机1启动运行，直至运行设定时间t。其中，第一风机1的运行转速n和运行时间t与Φ_out值的大小有关。第一风机1的运行转速n和运行时间t与Φ_out值呈梯度关系，具体如下：

(1)当65％≤Φ_out<75％时，第一风机以转速n₁和时间t₁运行；

(2)当75％≤Φ_out<85％时，第一风机以转速n₂和时间t₂运行；

(3)当85％≤Φ_out<95％时，第一风机以转速n₃和时间t₃运行；

其中，n₁>n₂>n₃，t₁>t₂>t₃。

(二)加湿模式：

d.监测室内空气湿度Φ_in；

e.判断室内空气湿度Φ_in是否小于设定值Φ₂；

f.启动第二风机；

g.启动加热装置，并根据室内空气湿度Φ_in的大小以相应的加热功率P运行；

所述步骤e中，若判断结果室内空气湿度Φ_out小于设定值时，执行步骤f；若判断结果室内空气湿度Φ_out大于或等于设定值时，则返回执行步骤d；

所述步骤g中，室内湿度传感器10监测室内湿度Φ_in，并将其值发送到总控制器15，总控制器15判定Φ_in是否小于设定值Φ₂(优选的，优选的，设定值Φ₂为55％)。当Φ_in≤55％时，第二风机5启动，第二风机5启动30s后加热装置8启动。其中，加热装置8的运行功率与Φ_in值的大小有关。加热装置8的运行功率P根据Φ_in的值呈梯度关系，具体如下：

(1)当45％≤Φ_in≤55％时，加热装置以功率P₁运行；

(2)当35％≤Φ_in<45％时，加热装置以功率P₂运行；

(3)当25％≤Φ_in<35％时，加热装置以功率P₃运行；

(4)当15％≤Φ_in<25％时，加热装置以功率P₄运行；

其中，P₁<P₂<P₃<P₄。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。