一种无水加湿装置、空调器及加湿控制方法与流程

本发明涉及空调器技术领域，尤其涉及一种无水加湿装置、空调器及加湿控制方法。

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，例如如果湿度过低，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。

通过对现有除湿空调技术检索可发现，大金有一申请号为CN00801528.7，名称为“具有加湿功能的空调机”的发明专利，其采用转轮加湿装置，转轮内部填充沸石分子筛材料，用于将外部空气的水分吸附到吸附体上且由此吸附体释出此水分，然后将此水分供给户内，达到加湿的功能。该装置能实现房间无水加湿功能，提高房间热舒适性，但该装置结构复杂，成本高，且存在运转部件(转轮)使得系统可靠性差。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是：提供一种无水加湿装置、空调器及加湿控制方法，解决现有技术中无水加湿装置结构复杂、成本高且系统可靠性差的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无水加湿装置，包括加湿外壳和第一风机，所述加湿外壳上开设有进风口和排风口；所述加湿外壳中设有弯折形的加湿风道，所述加湿风道的两端分别与所述进风口及排风口连通；所述第一风机用于将空气从所述进风口引入所述加湿风道中，并通过所述排风口排出；所述加湿风道的入口端设置有加热单元，用于在加湿模式下对进入所述加湿风道的空气进行加热；所述排风口包括择一开启的第一排风口和第二排风口，所述第一排风口用于排出蓄湿模式下的空气，所述第二排风口用于将加湿模式下的空气通入到空调的室内机中。

优选地，所述加湿外壳的内腔设置有两列加湿模块，两列所述加湿模块分层交错排列，在两列所述加湿模块之间形成所述加湿风道；所述加湿模块在蓄湿模式下吸附空气中的水分，在加湿模式下为空气提供水分。

优选地，所述加湿模块包括固定在所述加湿外壳上的网框，以及设置在所述网框内部的复合吸湿材料。

优选地，所述网框上形成有凹槽结构。

优选地，所述加湿模块包括支撑板和设于支撑板表面的吸湿材料。

优选地，每块所述支撑板表面的吸湿材料为多块，多块所述吸湿材料间隔排列。

优选地，所述第一风机设置在所述进口风处，所述加热单元为电加热丝，设置在所述第一风机与所述加湿风道之间，且沿着所述第一风机的出风面分布。

优选地，所述进风口位置设置有空气过滤器，防止颗粒物质进入所述加湿壳体。

优选地，所述加湿外壳外包裹有隔热层，或者所述加湿外壳内部贴附有隔热层，或者所述加湿外壳的材料为隔热材料。

优选地，所述第一排风口和第二排风口处均设置有风阀。

本发明还提供一种空调器，包括上述无水加湿装置，还包括室内机和室外机，所述室内机包括室内换热器，所述室外机包括室外换热器。

优选地，所述第二排风口通过加湿管路连接所述室内机，所述第二排风口与所述加湿管路连接处设置有第二风机，用于引导空气经过所述加湿管路进入所述室内机中。

优选地，所述第一排风口与所述室外换热器连接，在空调器处于制热模式时将空气通入所述室外换热器中。

优选地，所述加湿外壳为所述室外机外壳的一部分，所述加湿风道形成于所述室外机外壳的顶部。

本发明提供上述空调器的加湿控制方法，包括以下步骤：

S1、获取空调器的运行模式，当空调器处于制热模式下时，判断室内空气的湿度

S2、将室内空气的湿度与设定最高湿度值和设定最低湿度值进行对比，如果则回到S1；如果则进入S3；

S3、控制无水加湿装置进入加湿模式：

关闭所述第一排风口且打开第二排风口；开启第一风机和加热单元，使得空气通过进风口进入加湿外壳后，经过加热单元的位置时被加热升温，之后进入加湿风道，并通过第二排风口进入到室内机中；其中，加热升温后的空气经过加湿风道时带走加湿风道中存储的水分；

S4、判断室内空气的湿度是否高于如果否则回到S3，否则进入S5；

S5、控制无水加湿装置进入蓄湿模式：

打开第一排风口且关闭第二排风口；开启第一风机，使得空气通过进风口进入加湿风道，并通过第一排风口排出加湿外壳；其中，空气经过加湿风道时水分被吸附到加湿风道中；

S6、当蓄湿完成时，关闭第一风机、进风口和第一排风口，停止运行无水加湿装置。

(三)有益效果

本发明的技术方案具有以下优点：本发明的无水加湿装置，包括加湿外壳和第一风机，所述加湿外壳上开设有进风口和排风口；所述加湿外壳中设有弯折形的加湿风道，所述加湿风道的两端分别与所述进风口及排风口连通；所述第一风机用于将空气从所述进风口引入所述加湿风道中，并通过所述排风口排出；所述加湿风道的入口端设置有加热单元，用于在加湿模式下对进入所述加湿风道的空气进行加热；所述排风口包括择一开启的第一排风口和第二排风口，所述第一排风口用于排出蓄湿模式下的空气，所述第二排风口用于将加湿模式下的空气通入到空调的室内机中。该无水加湿装置，其结构围绕加湿外壳设置，进风口和排风口均开设在外壳上，且加湿风道形成于加湿外壳内部，从而其结构简单、便于加工且生产成本低。此外，由于加湿风道呈弯折形，从而在空气沿着加湿风道流通的过程中与加湿风道充分接触实现吸湿和释湿，避免采用传统转轮加湿结构，由此其可靠性更好。

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是实施例中其中一种形式的无水加湿装置的结构及安装示意图；

图2是实施例中另一种形式的无水加湿装置的结构示意图；

图3是设置有凹槽的加湿模块的结构示意图；

图4是实施例的空调器在加湿模式下的工作流程示意图；

图5是实施例的空调器在蓄湿模式下的工作流程示意图；

图中：1、室外机；2、网框；3、第一风阀；4、第一风机；5、加热单元；6、吸湿材料；7、加湿风道；8、第二风机；9、第二风阀；10、第三风阀；11、加湿管路；12、贯流风轮低压区；13、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参见图1，本实施例的无水加湿装置，包括加湿外壳和第一风机4，所述加湿外壳上开设有进风口和排风口；所述加湿外壳中设有弯折形的加湿风道7，所述加湿风道7的两端分别与所述进风口及排风口连接；所述第一风机4用于将空气从所述进风口引入所述加湿风道7中，并通过所述排风口排出；所述加湿风道7的入口端设置有加热单元5，用于在加湿模式下对进入所述加湿风道7的空气进行加热；所述排风口包括择一开启的第一排风口和第二排风口，所述第一排风口用于排出蓄湿模式下的空气，所述第二排风口用于将加湿模式下的空气通入到空调的室内机中。

其中，加湿风道7具有吸湿、储湿和释湿的功能，从而保证无水加湿装置在蓄湿模式下可以将空气中的水分吸附到加湿风道7中并存储起来，在加湿模式下可以将加湿风道7中的水分释放到空气中，在停机状态下可以保持加湿风道7中的水分。

本实施例的无水加湿装置，其结构围绕加湿外壳设置，进风口和排风口均开设在加湿外壳上，且加湿风道7形成于加湿外壳内部，从而其结构简单、便于加工且生产成本低。此外，由于加湿风道7呈弯折形，从而在空气沿着加湿风道7流通的过程中与加湿风道7充分接触实现吸湿和释湿，避免采用传统转轮加湿结构，由此其可靠性更好。

请进一步参见图1，为了得到弯折形的加湿风道7，在加湿外壳的内腔设置两列加湿模块，且两列所述加湿模块分层交错排列，从而在两列所述加湿模块之间形成所述加湿风道7。并且，所述加湿模块在蓄湿模式下吸附空气中的水分，在加湿模式下为空气提供水分，也即此处的加湿模块保证了加湿风道7具有上述提到的吸湿、储湿和释湿的功能。

需要说明的是，上述“两列加湿模块”，结合附图1可知，包括固定在加湿外壳左侧的一列加湿模块，以及固定在加湿外壳右侧的另一列加湿模块。此外，优选但是不必须相邻所述加湿模块的间距为30mm-50mm，从而获得合适尺寸的加湿风道7。

当然，两列加湿模块不一定要固定在加湿外壳的左、右侧壁上，其也可以固定在加湿外壳的前、后侧壁上，或者固定在加湿外壳的顶板和底板上。当加湿模块固定在加湿外壳的顶板和底板上时，此时得到加湿模块的分布请参见图2。并且，加湿外壳的形状也不受附图的限制。

本实施例中加湿模块的具体结构不受限制，只要具备吸湿、储湿和释湿功能即可。例如，加湿模块可以由网框2和吸湿材料6组成，其中网框2固定在所述加湿外壳上，吸湿材料6填充在网框2内部，请进一步参见图1和图2。又或者，加湿模块可以由支撑板和设于支撑板表面的吸湿材料6组成，其中支撑板至少一侧表面设置有所述吸湿材料6。其中，吸湿材料6可以选择具有更好吸水功能的复合吸湿材料。

在此基础上，为了使得空气与加湿模块更加充分的接触，从而保证加湿模块具有更好的吸湿、储湿和释湿功能，本实施例中，可以将加湿模块的表面设置成凹凸不平的形式，请参见图3。例如，当采用网框2和吸湿材料6组合的加湿模块时，可以在网框2上形成凹槽13；当采用支撑板和和吸湿材料6组合的加湿模块时，可以设置多块由吸湿材料6形成的吸湿块，且多块所述吸湿块间隔排列，从而在相邻吸湿块之间形成凹槽13。该种情形下加湿模块与空气的接触面积更大，吸湿材料6与空气的接触也更加充分。

需要说明的是，为了在加湿外壳中形成弯折形的加湿风道7，也可以采用弯折形状的加湿外壳，或者在加湿外壳中设置分隔板或者弯折形管道等，具体结构不受本实施例的限制。并且与之对应的，可以选择在加湿风道7中填充相应的吸湿材料6，或者在加湿风道7的内壁上固定一些吸湿结构，从而使得加湿风道7具有上述提到的吸湿、储湿和释湿的功能。

本实施例中，进风口和排风口的设置不受附图的局限。例如，进风口也可以设置在加湿外壳的侧壁上或者底部；同样，排风口也可以设置在加湿外壳的顶部或者侧壁上。并且，进风口和排风口既可以设置在加湿外壳的同一壁面上，也可以设置在加湿外壳的不同壁面上。

从图1中可以看出，第一风机4设置在进口风处，并且加热单元5为电加热丝；电加热丝设置在所述第一风机4与所述加湿风道7之间，且沿着所述第一风机4的出风面分布。当然，第一风机4还可以设置在加湿外壳的其它位置，只要可以将空气导入到加湿风道7中即可。并且，加热单元5也不局限采用电加热丝，只要可以保证加湿模式下对进入加湿风道7中的空气进行加热即可。不过此处加热单元5采用加热丝的形式可以保证加热面积，从而使得进入加湿风道7中的空气加热均匀。

值得一提的是，加湿模式下空气被加热单元5加热后温度最好不超过120℃，否则会造成吸湿材料6性质改变失去再吸湿能力。优选的，进入加湿风道7内部加热后的空气温度控制在100℃以下。

为了防止颗粒物质进入所述加湿壳体，可以在进风口位置设置空气过滤器。

并且，为了防止加湿模式下无水加湿装置中的加热空气存在热损耗，优选加湿外壳外包裹有隔热层，或者所述加湿外壳内部贴附有隔热层，或者所述加湿外壳的材料为隔热材料。当然，加湿外壳的设置也可以采用以上任意多者之间的组合。

本实施例的无水加湿装置包括两个运行模式，也即蓄湿模式和加湿模式。蓄湿模式下，加湿风道7需要从室外空气中获取水蒸气，通过开启第一风机4使得大量空气进入加湿风道7，吸水性强的加湿风道7吸收并储存空气中的水蒸气，之后空气通过第一排风口排口；当房间湿度过低时，无水加湿装置切换至加湿模式，此时加热单元5开启，室外空气进入加湿外壳中，在经过加热单元5时加热升温得到高温低湿度空气，高温低湿度空气进入加湿风道7，加湿风道7被空气加热后其中储存的水分解吸进入空气中，吸水后的高湿度空气通过第二排风口进入室内机。

其中，一旦加湿风道7中的水分饱和时，则需要停止加湿风道7的蓄湿过程。同样，加湿过程的时长也要结合加湿风道7中的水分含量控制，一旦加湿风道7中的水分含量过低时，则此时应当终止加湿过程。也即，本实施例中的无水加湿装置，需要结合其加湿风道7的吸水、储水和释水能力合理设置无水加湿装置处于蓄湿模式和加湿模式下的时间。

其中，由于无水加湿装置在蓄湿模式和加湿模式之间切换时，需要切换第一排风口和第二排风口的开启状态和关闭状态，因此优选在第一排风口设置第一风阀3，在第二排风口处设置第二风阀9。具体地，当无水加湿装置在蓄湿模式下时，通过控制第一风阀3使得第一排风口打开，并控制第二风阀9使得第二排风口关闭；当无水加湿装置在加湿模式下时，通过控制第一风阀3和第二风阀9使得第一排风口关闭且第二排风口打开。当然在进风口位置也可以设置第三风阀10，从而在无水加湿装置停止运行时关闭该第三风阀10以防止加湿风道7中空气流通；而在无水加湿装置处于任何运行模式下运行时，该进风口均保持打开状态。

其中，当第一排风口和第二排风口靠近设置时，第一风阀3和第二风阀9可以统一采用一个步进电机切换阀，从而通过小型电机驱动挡板来实现排风口的开闭，进而迎合无水加湿装置的模式切换需求。并且，步进电机切换阀相对电子风阀而言成本大大降低。

请进一步参见图1，本实施例还提供一种空调器，包括上述无水加湿装置，还包括室内机和室外机1，所述室内机包括室内换热器，所述室外机1包括室外换热器。

其中，第二排风口通过加湿管路11连接所述室内机，从而当房间内湿度低于正常值时，吸水后的高湿度空气通过加湿管路11进入室内贯流风轮，在贯流风轮低压区12与室内回风混合，在风机作用下送入房间，从而提高房间空气湿度，达到给房间加湿的目的。可以在贯流风轮低压区12设置加湿口，从而空气通过加湿口后在贯流风轮作用下送入到房间实现加湿功能。

优选所述第二排风口与所述加湿管路11连接处设置有第二风机8，以将空气送入到室内。显然，第二风机8在蓄湿模式下停运，只有在加湿模式下开启。当第二风机8开启时，可以停运第一风机4，从而空气在第二风机8作用下进入加湿外壳，并在加湿完成之后在第二风机8作用下进入室内。此时，第二风机8优选采用高静压风机。

当然，无水加湿装置处于加湿模式下时，也可以选择同时开启第一风机4和第二风机8。

由于空调器处于制热模式下时，室外换热器充当蒸发器。并且，室外回风湿度越大、温度越低，室外换热器结霜越严重。因此可以将所述第一排风口与所述室外换热器连接，从而在空调器处于制热模式时将干燥高温空气通入所述室外换热器中。具体地，第一排风口排出的空气为经过加湿风道7吸水之后的干燥空气，并且加湿风道7吸水过程会释放热量使空气升温，从而得到上述干燥高温空气。当然，第一排风口也可以直接将空气排入到室外环境中。

本实施例中，可以选择室外机1外壳作为加湿外壳，且加湿风道7形成于所述室外机1上。该种情况下，无水加湿装置附和于室外机1上，既可以降低空调器的加湿成本，还可以使得空调器的结构更加的紧凑。优选加湿外壳为室外机1外壳的顶部结构。

在上述基础上，本实施例还提供上述空调器的加湿控制方法，包括以下步骤：

S1、获取空调器的运行模式，当空调器处于制热模式下时，判断室内空气的湿度

S2、将室内空气的湿度与设定最高湿度值和设定最低湿度值进行对比，如果则回到S1；如果则进入S3；

S3、控制无水加湿装置进入加湿模式：

关闭所述第一排风口且打开第二排风口；开启第一风机和加热单元，使得空气通过进风口进入加湿外壳后，经过加热单元的位置时被加热升温，之后进入加湿风道，并通过第二排风口进入到室内机中；其中，加热升温后的空气经过加湿风道时带走加湿风道中存储的水分；

S4、判断室内空气的湿度是否高于如果否则回到S3，否则进入S5；

S5、控制无水加湿装置进入蓄湿模式：

打开第一排风口且关闭第二排风口；开启第一风机，使得空气通过进风口进入加湿风道，并通过第一排风口排出加湿外壳；其中，空气经过加湿风道时水分被吸附到加湿风道中；

S6、当蓄湿完成时，关闭第一风机、进风口和第一排风口，停止运行无水加湿装置。

S2中，和可以根据用户体验灵活设定，例如可以取65％，可以取30％。

此外，S3中的加湿模式过程可以参见附图4。其中，对应第二排风口设置有第二风机的情况，可以选择关闭第一风机，开启第二风机和加热单元。从而，在第二风机作用下，从室外进入的空气在加热单元5作用下升温，高温空气与吸湿材料接触使其加热升温，吸湿材料中的水分解吸进入高温空气中，高湿度空气沿着加湿管路11进入室内机，在室内机的贯流风轮低压区12与热空气混合后送入房间，完成房间加湿过程。

并且，S5中的蓄湿模式过程可以参见附图5。该过程中，第一风机4启动，大量室外空气进入加湿风道7，空气与干燥的吸湿材料6接触后，空气中的水分储存在吸湿材料6内部，从加湿风道7出来的空气沿着第一排风口回到室外环境中或者进入到室外换热器中，此吸湿过程持续设定时间之后加湿风道7中水分饱和，此时停止蓄湿过程。

值得一提的是，由于加湿风道7中储水量有限，因此可能无法在一个持续的加湿过程中使得房间内湿度达到预期值。此时，房间加湿过程其实是一个间断的过程。每当加湿风道的储水量不足以继续进行加湿过程时，则将无水加湿装置切换到蓄湿模式，蓄湿完成之后再重新回到加湿模式。

本实施例的空调器的加湿控制方法，通过模式切换实现将室外空气水分送入室内达到房间无水加湿的目的，该加湿控制方法可以与制热进行协同作用，解决制热时带来的房间空气干燥问题，提高制热房间舒适性。

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。