一种恒温恒湿装置的制作方法

1.本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种恒温恒湿装置。


背景技术：

2.目前，市场上葡萄酒、雪茄、医疗药物、贵重保鲜食材等物品的保存要求比较苛刻，除了要求非常小的温度波动外(通常温度波动在
±
1℃以内)，还要求小的湿度波动(通常不超过
±
10％)。而目前市面上大多数制冷制热产品存在制冷温度调节范围不合适，比如半导体制冷设备无法获取较低温度的恒温要求；制冷温度波动大，比如压缩式制冷设备的温度波动大多在
±
2℃及以上，制冷和停止制冷长期运行过程中湿度波动在
±
20％以上；半导体加压缩式叠加的复合式制冷设备虽能同时解决上述问题，但也存在因使用环境的恶化导致半导体部件失效等可靠性的风险。因此，上述类型的制冷设备均无法长期安全地存储有高存储质量要求的食材、药物等物品。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的是提供一种恒温恒湿装置，其能够提高温度和湿度的控制精度。
4.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种恒温恒湿装置，其包括：
5.箱体，形成储藏空间；
6.压缩机；
7.冷凝器，其第一端与所述压缩机的出气口连通；
8.电磁阀，其第一端与所述冷凝器的第二端连通；
9.第一毛细管，其第一端与所述电磁阀的第二端连通；
10.第一蒸发器，其设有第一补偿加热丝，其第一端与所述第一毛细管的第二端连通，其第二端与所述压缩机的吸气口连通；
11.第二毛细管，其第一端与所述电磁阀的第三端连通，所述第二毛细管的流量小于所述第一毛细管的流量；
12.第二蒸发器，其设有第二补偿加热丝，其第一端与所述第二毛细管的第二端连通，其第二端与所述压缩机的吸气口连通；
13.加湿装置，用于为所述储藏空间加湿；
14.加热器，用于为所述储藏空间供热；
15.控制器，其分别与所述压缩机、所述冷凝器、所述电磁阀、所述第一补偿加热丝、所述第二补偿加热丝、加湿装置和所述加热器电连接。
16.本技术一些实施例中，所述加湿装置包括：
17.水箱；
18.第一加湿水盒，用于向所述第一蒸发器喷淋水，所述加热器还用于为所述第一加热水盒中的水提供热量；
19.第一水泵，其用于将所述水箱中的水传输至所述第一加湿水盒中；
20.第一加湿风机，用于将所述第一蒸发器上的水蒸发并吹至所述储藏空间；
21.第一接水盒，设于所述第一蒸发器的下方，其出水口与所述水箱连通。
22.本技术一些实施例中，所述箱体内设有至少一个箱内温度传感器和至少一个箱内湿度传感器，至少一个箱内温度传感器用于确定箱内温度，至少一个箱内湿度传感器用于确定箱内湿度；所述恒温恒湿装置还设有风道温度传感器和风道湿度传感器，所述第一蒸发器上设有第一蒸发器温度传感器和第一蒸发器湿度传感器，所述第二蒸发器上设有第二蒸发器温度传感器和第二蒸发器湿度传感器；
23.所述控制器分别与所述箱内温度传感器、所述箱内湿度传感器、所述风道温度传感器、所述风道湿度传感器、所述第一蒸发器温度传感器、所述第一蒸发器湿度传感器、所述第二蒸发器温度传感器和所述第二蒸发器湿度传感器电连接。
24.本技术一些实施例中，所述控制器用于：
25.当箱内温度大于预设的开机温度时，控制所述恒温恒湿装置进行制冷；在制冷时，控制所述电磁阀的第一端和第三端连通；
26.当所述第二蒸发器温度传感器检测到的温度与所述风道温度传感器检测到的温度之间的差值大于第一温度差阈值时，控制所述电磁阀从其第一端和第三端连通切换至其第一端和第二端连通。
27.本技术一些实施例中，所述控制器用于：
28.当检测到所述恒温恒湿装置满足预设的制热条件时，控制恒温恒湿装置进行制热；在制热时，所述加热器工作，或者所述加热器和所述第二补偿加热丝工作，或者所述加热器、所述第二补偿加热丝和所述第一补偿加热丝工作；
29.其中，所述制热条件为：所述第一蒸发器温度传感器检测到的温度小于预设的停机温度且箱内温度小于所述停机温度，或者，所述第一蒸发器湿度传感器检测到的湿度小于设定湿度且箱内湿度小于所述设定湿度，或者，在开机状态下，所述第一蒸发器湿度传感器检测到的湿度小于设定湿度、箱内湿度小于所述设定湿度且所述第一蒸发器温度传感器检测到的温度大于露点温度。
30.本技术一些实施例中，所述控制器用于：
31.当设定湿度与箱内湿度的差值大于第一湿度差阈值时，控制所述恒温恒湿装置进行加湿；在加湿时，控制所述加湿装置和所述加热器工作，或控制所述加湿装置、所述加热器和所述第二补偿加热丝工作；
32.当所述第一蒸发器湿度传感器与所述风道湿度传感器检测到的湿度差小于第二湿度差阈值且设定湿度与箱内湿度的差值小于第三湿度差阈值时，控制所述恒温恒湿装置停止加湿。
33.本技术一些实施例中，所述控制器用于：
34.当设定湿度与箱内湿度的差值小于第四湿度差阈值且所述第二蒸发器温度传感器检测到的温度大于露点温度时，控制所述恒温恒湿装置进行除湿；在除湿时，控制所述电磁阀的第一端和第三端连通；
35.当所述第二蒸发器温度传感器检测到的温度与所述风道温度传感器检测到的温度之间的差值大于第二温度差阈值时，控制所述电磁阀从其第一端和第三端连通切换至其
第一端和第二端连通；
36.当所述第一蒸发器温度传感器检测到的湿度与所述风道湿度传感器检测到的湿度之间的差值大于第五湿度差阈值且设定湿度与箱内湿度之间的差值大于第六湿度差阈值时，停止除湿。
37.本技术一些实施例中，所述恒温恒湿装置还包括至少一个第三毛细管和至少一个第三蒸发器，所述第三蒸发器设有第三补偿加热丝，所述第三补偿加热丝与所述控制器电连接；所述第三毛细管的第一端与所述电磁阀连通，所述第三毛细管的第二端与所述第三蒸发器的第一端连通，所述第三蒸发器的第二端与所述压缩机的吸气口连通；其中，所述至少一个第三毛细管和所述至少一个第三蒸发器为一一对应的关系。
38.本技术一些实施例中，所述恒温恒湿装置还包括：
39.至少一个第二加湿水盒，用于向至少一个所述第三蒸发器喷淋水；
40.至少一个第二水泵，用于将所述水箱中的水传输至至少一个所述第二加湿水盒中；
41.至少一个第二加湿风机，用于将至少一个所述第三蒸发器上的水蒸发并吹至所述储藏空间；
42.至少一个第二接水盒，设于至少一个所述第三蒸发器的下方，其出水口与所述水箱连通；
43.其中，所述第二加湿水盒、所述第二水泵、所述第二加湿风机和所述第二接水盒为一一对应的关系，且所述第二加湿水盒、所述第二水泵、所述第二加湿风机和所述第二接水盒的数量大于或等于所述第三蒸发器的数量。
44.本技术一些实施例中，所述加热器为ptc加热器。
45.相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种恒温恒湿装置，其包括箱体、压缩机、冷凝器、电磁阀、第一毛细管、第一蒸发器、第二毛细管、第二蒸发器、加湿装置、加热器和控制器，通过电磁阀来控制第一毛细管和第一蒸发器工作，或者第二毛细管和第二蒸发器工作，从而可以根据实际需要切换不同的毛细管和蒸发器工作，以便于稳定储藏空间的温湿度，还通过加湿装置和加热器来实现所需温湿度，从而提高温度和湿度的控制精度。
附图说明
46.图1是本发明实施例一的恒温恒湿装置的工作原理图；
47.图2是本发明实施例二的恒温恒湿装置的工作原理图。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.实施例一
50.请参阅图1所示，其是本发明实施例一的恒温恒湿装置的工作原理图。
51.本发明实施例的恒温恒湿装置包括：
52.箱体，形成储藏空间；
53.压缩机；
54.冷凝器，其第一端与所述压缩机的出气口连通；
55.电磁阀，其第一端与所述冷凝器的第二端连通；
56.第一毛细管，其第一端与所述电磁阀的第二端连通；
57.第一蒸发器，其设有第一补偿加热丝，其第一端与所述第一毛细管的第二端连通，其第二端与所述压缩机的吸气口连通；
58.第二毛细管，其第一端与所述电磁阀的第三端连通，所述第二毛细管的流量小于所述第一毛细管的流量；
59.第二蒸发器，其设有第二补偿加热丝，其第一端与所述第二毛细管的第二端连通，其第二端与所述压缩机的吸气口连通；
60.加湿装置，用于为所述储藏空间加湿；
61.加热器，用于为所述储藏空间供热；
62.控制器，其分别与所述压缩机、所述冷凝器、所述电磁阀、所述第一补偿加热丝、所述第二补偿加热丝、加湿装置和所述加热器电连接。
63.在本发明实施例中，恒温恒湿装置包括箱体、压缩机、冷凝器、电磁阀、第一毛细管、第一蒸发器、第二毛细管、第二蒸发器、加湿装置、加热器和控制器，通过电磁阀来控制第一毛细管和第一蒸发器工作，或者第二毛细管和第二蒸发器工作，从而可以根据实际需要切换不同的毛细管和蒸发器工作，以便于稳定储藏空间的温湿度，还通过加湿装置和加热器来实现所需温湿度，从而提高温度和湿度的控制精度。
64.在具体实施当中，所述恒温恒湿装置例如可以是冰箱、冷柜、商超柜、雪茄柜等。示例性地，所述加热器为ptc加热器，蒸发器采用翅片蒸发器(也称为换热器，蒸发管与加热管交叉排列，箱体可以采用发泡箱体、发泡门体或玻璃门体。本实施例的恒温恒湿装置包括制冷系统、制热系统和水路系统三套系统。示例性地，制冷系统采用中低背压或者中高背压压缩机。不同流量的两根毛细管分别流向两个蒸发器，流量大的毛细管流向第一蒸发器(1#控湿换热器)，流量小的毛细管流向第二蒸发器(2#制冷换热器)。第一蒸发器(1#控湿换热器)用于制冷除湿、露点控湿、高温加湿(通过蒸发器上的加热丝加热加湿)。第二蒸发器(2#制冷换热器)用于制冷和制冷除湿，蒸发器上的加热丝用于间室温度补偿。ptc加热器和第一蒸发器上的加热丝和第二蒸发器(2#制冷换热器)上的加热丝主要作用是提供热量，ptc加热器和第一蒸发器上加热丝用于加热水使其快速蒸发，ptc加热器和第二蒸发器上的加热丝用于制热需求时提供热量。
65.请参阅图1所示，本技术一些实施例中，所述加湿装置包括：
66.水箱；
67.第一加湿水盒，用于向所述第一蒸发器喷淋水，所述加热器还用于为所述第一加热水盒中的水提供热量；
68.第一水泵，其用于将所述水箱中的水传输至所述第一加湿水盒中；
69.第一加湿风机，用于将所述第一蒸发器上的水蒸发并吹至所述储藏空间；
70.第一接水盒，设于所述第一蒸发器的下方，其出水口与所述水箱连通。
71.在本发明实施例中，水路系统中的水由所述第一水泵提供动力，从水箱到第一加湿水盒时，由ptc加热器加热，然后喷淋到第一蒸发器表面加快蒸发汽化速度，同时由第一加湿风机将第一蒸发器上的水吹出至箱内，从而为箱内加湿。
72.本技术一些实施例中，所述箱体内设有至少一个箱内温度传感器和至少一个箱内湿度传感器，至少一个箱内温度传感器用于确定箱内温度，至少一个箱内湿度传感器用于确定箱内湿度；所述恒温恒湿装置还设有风道温度传感器和风道湿度传感器，所述第一蒸发器上设有第一蒸发器温度传感器和第一蒸发器湿度传感器，所述第二蒸发器上设有第二蒸发器温度传感器和第二蒸发器湿度传感器；
73.所述控制器分别与所述箱内温度传感器、所述箱内湿度传感器、所述风道温度传感器、所述风道湿度传感器、所述第一蒸发器温度传感器、所述第一蒸发器湿度传感器、所述第二蒸发器温度传感器和所述第二蒸发器湿度传感器电连接。
74.在本发明实施例中，通过设置相应的温度传感器和湿度传感器，可以检测所需位置的温度、湿度。需要说明的是，为了检测箱内温度，可以通过在箱内设置至少一个箱内温度传感器进行检测，并结合所有箱内温度传感器来确定箱内温度，例如当箱内温度传感器为多个时，可以取所有箱内温度传感器检测到的温度的平均值作为箱内温度，同理，箱内湿度也可以通过取平均值的方式，当然，也可以根据实际使用要求采用其他方式来确定箱内温度、湿度，在此不做更多的赘述。
75.在具体实施当中，示例性地，加热方案是ptc加热器作为主加热器，第一蒸发器上的加热丝作为辅助加热器。制冷方案是第二蒸发器作为主制冷部件，第一蒸发器作为辅助制冷部件。加湿方案是ptc加热器和第一蒸发器及其上面的加热丝作为加湿部件。除湿方案是第二蒸发器作为主除湿部件，第一蒸发器作为辅助除湿部件。在第一蒸发器、第二蒸发器上面附有温度传感器、湿度传感器；在ptc加热器上附有温度传感器和湿度传感器。其中，第一蒸发器用于制冷时是依靠高蒸发温度稳定温度波动，用于加湿时同样是依靠高蒸发温度(温度不够时采用加热丝补充)保持恒定的相对湿度(利用湿空气升温加湿特性，提升间室内循环湿空气组分)。
76.本技术一些实施例中，所述控制器用于：
77.当箱内温度大于预设的开机温度时，控制所述恒温恒湿装置进行制冷；在制冷时，控制所述电磁阀的第一端和第三端连通；
78.当所述第二蒸发器温度传感器检测到的温度与所述风道温度传感器检测到的温度之间的差值大于第一温度差阈值时，控制所述电磁阀从其第一端和第三端连通切换至其第一端和第二端连通。
79.请参阅图1所示，在具体实施当中，制冷过程：箱内温度大于开机温度时开始制冷，此时制冷剂流向为：压缩机-冷凝器-电磁阀-第二毛细管(2#毛细管)-第二蒸发器(2#制冷换热器)-压缩机。当第二蒸发器温度传感器的温度tr2与风道温度传感器的温度tr之差大于第一温度差阈值时(负值且不等于0，避免降温剧烈且过低，无法保持稳定温度)，电磁阀切换管路从第二毛细管切换到第一毛细管，此时制冷剂流向为：压缩机-冷凝器-电磁阀-第一毛细管(1#毛细管)-第一蒸发器(1#控湿换热器)-压缩机。在本实施例中，由于第二蒸发器制冷时温度较第一蒸发器制冷时温度低，所以在比较高的设定温度下，采用第二蒸发器容易出现低于设定温度较大或温度波动大的情况。当制冷降低到接近设定温度时，转换为
第一蒸发器作为起到稳定波动的作用。
80.本技术一些实施例中，所述控制器还用于：
81.当检测到所述恒温恒湿装置满足预设的制热条件时，控制恒温恒湿装置进行制热；在制热时，所述加热器工作，或者所述加热器和所述第二补偿加热丝工作，或者所述加热器、所述第二补偿加热丝和所述第一补偿加热丝工作；
82.其中，所述制热条件为：所述第一蒸发器温度传感器检测到的温度小于预设的停机温度且箱内温度小于所述停机温度，或者，所述第一蒸发器湿度传感器检测到的湿度小于设定湿度且箱内湿度小于所述设定湿度，或者，在开机状态下，所述第一蒸发器湿度传感器检测到的湿度小于设定湿度、箱内湿度小于所述设定湿度且所述第一蒸发器温度传感器检测到的温度大于露点温度。
83.请参阅图1所示，在具体实施当中，制热过程：ptc加热器工作；或者ptc加热器工作+第二蒸发器(2#制冷换热器)上的第二补偿加热丝工作；或者ptc加热器工作+第二蒸发器(2#制冷换热器)上的第二补偿加热丝工作+第一蒸发器(1#控湿换热器)上的第一补偿加热丝工作。示例性地，第一蒸发器温度传感器的温度小于停机温度且箱内温度小于停机温度，或第一蒸发器湿度传感器的湿度小于设定湿度且箱内湿度小于设定湿度，或开机状态下第一蒸发器湿度传感器的湿度小于设定湿度且箱内湿度小于设定湿度且第一蒸发器温度大于露点温度时进行制热工作。
84.本技术一些实施例中，所述控制器还用于：
85.当设定湿度与箱内湿度的差值大于第一湿度差阈值时，控制所述恒温恒湿装置进行加湿；在加湿时，控制所述加湿装置和所述加热器工作，或控制所述加湿装置、所述加热器和所述第二补偿加热丝工作；
86.当所述第一蒸发器湿度传感器与所述风道湿度传感器检测到的湿度差小于第二湿度差阈值且设定湿度与箱内湿度的差值小于第三湿度差阈值时，控制所述恒温恒湿装置停止加湿。
87.请参阅图1所示，在具体实施当中，加湿过程：水路系统的水流向为：水箱-加湿水盒-第一蒸发器(1#控湿换热器)-接水盒-水箱。示例性地，设定湿度与箱内湿度之差大于第一湿度差阈值时进行加湿工作，第一蒸发器的湿度ts1与风道湿度ts之差小于第二湿度差阈值时且设定湿度与箱内湿度之差小于第三湿度差阈值时停止。在具体应用中，在加湿时，第一加湿风机工作，第一补偿加热丝可以根据设定温度和环温控制工作。
88.本技术一些实施例中，所述控制器还用于：
89.当设定湿度与箱内湿度的差值小于第四湿度差阈值且所述第二蒸发器温度传感器检测到的温度大于露点温度时，控制所述恒温恒湿装置进行除湿；在除湿时，控制所述电磁阀的第一端和第三端连通；
90.当所述第二蒸发器温度传感器检测到的温度与所述风道温度传感器检测到的温度之间的差值大于第二温度差阈值时，控制所述电磁阀从其第一端和第三端连通切换至其第一端和第二端连通；
91.当所述第一蒸发器温度传感器检测到的湿度与所述风道湿度传感器检测到的湿度之间的差值大于第五湿度差阈值且设定湿度与箱内湿度之间的差值大于第六湿度差阈值时，停止除湿。
92.请参阅图1所示，在具体实施当中，除湿过程：停止加湿。除湿时，制冷剂的流向为：压缩机-冷凝器-电磁阀-第二毛细管(2#毛细管)-第二蒸发器(2#制冷换热器)-压缩机。设定湿度与箱内湿度之差小于第四湿度差阈值时，且第二蒸发器湿度大于露点温度时进行除湿工作。当第二蒸发器温度传感器的温度tr2与风道温度传感器的温度tr相比大于第二温度差阈值时(负值且不等于0，避免降温剧烈且过低，无法保持稳定温度)，电磁阀切换管路从第二毛细管切换到第一毛细管，此时的制冷剂流向为：压缩机-冷凝器-电磁阀-第一毛细管(1#毛细管)-第一蒸发器(1#控湿换热器)-压缩机。当第一蒸发器的湿度ts1与风道湿度ts之差大于第五湿度差阈值且设定湿度与箱内湿度之间的差值大于第六湿度差阈值时，停止除湿。在本实施例中，除湿过程是通过降温除湿，由于第二蒸发器制冷时温度较第一蒸发器制冷时温度低，所以在除湿时第二蒸发器的除湿效果更佳剧烈，不容易保持湿度恒定，当制冷降低到接近设定湿度时，转换为第一蒸发器作为起到稳定波动的作用。
93.此外，在具体实施当中，露点控湿：露点温度下，理论上的湿空气相对湿度为100％。在此基础上降低湿度的途径有两个：1.升高温度时，相对湿度变低；2.降低温度时，湿空气凝结除湿，含水量变少，温度再回升时相对湿度也同样变低。采用这个原理结合各温湿度采集探头采集数值进行比较，可稳定控制湿度波动变化。
94.示例性地，恒温恒湿装置的工作过程可以包含制冷、制热、加湿、除湿、制冷加湿、制冷除湿、制热加湿、制热除湿等情景，其中，制冷加湿需要开启制冷过程(或增加制热过程用于稳定控制)和加湿过程，制热加湿需要开启制热过程和加湿过程(或增加制冷过程用于稳定控制)，制热除湿需要开启制热过程、制冷过程，制冷除湿开启制冷过程。
95.实施例二
96.本实施例的恒温恒湿装置与实施例一的区别在于，本实施例中的所述恒温恒湿装置还包括至少一个第三毛细管和至少一个第三蒸发器，所述第三蒸发器设有第三补偿加热丝，所述第三补偿加热丝与所述控制器电连接；所述第三毛细管的第一端与所述电磁阀连通，所述第三毛细管的第二端与所述第三蒸发器的第一端连通，所述第三蒸发器的第二端与所述压缩机的吸气口连通；其中，所述至少一个第三毛细管和所述至少一个第三蒸发器为一一对应的关系。
97.在具体实施当中，当间室容积更大时，采用两个蒸发器已明显无法满足制冷制热加湿除湿和温湿度保持等需求，需要增加蒸发器和风机的数量。具体地，将电磁阀相应变更为多通路规格；毛细管变更为与蒸发器同等数量；各部件之间的连接方式有不同形式；多个蒸发器以上情况时，制冷、制热、除湿、加湿等工作分配按照更细致划分，请参阅图2所示。n#毛细管、n#制冷或控湿换热器、n#接水盒、n#补偿加热丝等部件表示为不止一套的相同设备，水路部件可根据n#蒸发器用作制冷换热器还是控湿换热器时选配；风机数量相应增加。
98.本技术一些实施例中，所述恒温恒湿装置还包括：
99.至少一个第二加湿水盒，用于向至少一个所述第三蒸发器喷淋水；
100.至少一个第二水泵，用于将所述水箱中的水传输至至少一个所述第二加湿水盒中；
101.至少一个第二加湿风机，用于将至少一个所述第三蒸发器上的水蒸发并吹至所述储藏空间；
102.至少一个第二接水盒，设于至少一个所述第三蒸发器的下方，其出水口与所述水
箱连通；
103.其中，所述第二加湿水盒、所述第二水泵、所述第二加湿风机和所述第二接水盒为一一对应的关系，且所述第二加湿水盒、所述第二水泵、所述第二加湿风机和所述第二接水盒的数量大于或等于所述第三蒸发器的数量。
104.在具体实施当中，各个第三蒸发器用作制冷换热器还是控湿换热器时选配，当第三蒸发器用作控湿换热器时，可以相应设置加湿水盒、水泵、加湿风机和接水盒等部件，当第三蒸发器用作制冷换热器则无需对应设置，在此不做更多的赘述。
105.本实施例的其它结构和工作原理与实施例一相同，在此不做更多的赘述。
106.相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种恒温恒湿装置，其包括箱体、压缩机、冷凝器、电磁阀、第一毛细管、第一蒸发器、第二毛细管、第二蒸发器、加湿装置、加热器和控制器，通过电磁阀来控制第一毛细管和第一蒸发器工作，或者第二毛细管和第二蒸发器工作，从而可以根据实际需要切换不同的毛细管和蒸发器工作，以便于稳定储藏空间的温湿度，还通过加湿装置和加热器来实现所需温湿度，从而提高温度和湿度的控制精度，温度波动范围在
±
1℃以内，湿度控制范围在
±
10％以内，达到恒温恒湿的效果，恒温恒湿并不是绝对恒温恒湿，是在较小范围内波动。此外，本发明实施例的恒温恒湿装置可以获得宽幅的制冷制热范围，技术成熟、可知造型高、使用寿命长、售后易维修、制造成本低。
107.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以作出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。