节约能耗的加湿器及空调机组

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种节约能耗的加湿器及空调机组。

背景技术

目前恒温恒湿类空调产品，为了达到控温的目的，都会配置加湿器，目前加湿装置主要分两类，一类是等焓加湿装置，如超声波加湿，湿膜加湿，高压喷雾加湿等；另一类是等温加湿装置，如电极加湿、电热加湿、红外加湿等。

等温加湿的基本原理是将电能转化为热能将水加热变成水蒸汽，等温加湿需要消耗大量电能，导致恒温恒湿机运维成本高，降低加湿器能耗对节能减排有重要意义。

针对相关技术中等温加湿耗能大的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

发明内容

本发明提供了一种节约能耗的加湿器及空调机组，以至少解决现有技术中等温加湿耗能大的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种加湿器，包括：预热装置，包括进水口、出水口、进气口和出气口；其中，进水口与加湿器的进水管路连接，出水口与主加湿装置连接，进气口与空调机组的冷凝器的排气口连接，出气口与冷凝器的进气口连接，用于通过冷凝器排出的气态冷媒对进入主加湿装置的水进行预热；主加湿装置，与预热装置的出水口连接，用于对预热装置预热后的水进行加热生成水蒸气，进行加湿。

进一步地，还包括：球阀，位于加湿器的进水管路与进水口之间，用于控制进水；过滤器，位于球阀和进水口之间，用于对进入预热装置的水进行过滤。

进一步地，包括：减压阀，位于过滤器和进水口之间，用于调节预热装置的进水水压；进水电磁阀，位于减压阀和进水口之间，用于控制水进入预热装置。

进一步地，主加湿装置包括：进水管，与预热装置的出水口连接；水槽；红外卤素灯管，位于水槽的上方，用于对水槽内的水进行加热生成水蒸气。

进一步地，主加湿装置还包括：水满溢流孔，位于水槽内，用于防止水槽内水满溢出；排水管，与水满溢流孔连接，用于排出流入水满溢流孔内的水。

进一步地，主加湿装置还包括：烧干保护装置，位于水槽的底部，用于防止水槽内的水烧干；排水故障保护装置，位于水槽内，用于防止排水故障。

进一步地，主加湿装置还包括：灯罩，位于红外卤素灯管，位于水槽的上方；低风量保护装置，位于灯罩上。

进一步地，还包括：进水感温包，位于预热装置的进水口；出水感温包，位于预热装置的出水口。

进一步地，预热装置为板式换热器或套管换热器。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种空调机组，其特征在于，包括上述的加湿器。

在本发明中，利用热泵系统的节能优势，对于加湿器，前段水加热部分使用热泵预热后再进入主加湿装置，降低加湿器的能耗，达到节能减排的效果。同时减小加湿器的温度波动，提高控湿的精度。并且利用水-制冷剂换热，提高制冷系统的过冷度，可以提高热泵系统的性能及能效。

附图说明

图1是根据本发明实施例的加湿器的一种可选的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的加湿器在热泵系统中的一种可选的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的未经预热的加湿器的一种可选的工作示意图；

图4是根据本发明实施例的经预热的加湿器的一种可选的工作示意图；以及

图5是根据本发明实施例的热泵系统的压焓图的一种可选的示意图。

附图标记说明：

1、预热装置；2、主加湿装置；3、球阀；4、过滤器；5、减压阀；6、进水电磁阀；7、进水管；8、水槽；9、红外卤素灯管；10、水满溢流孔；11、排水管；12、烧干保护装置；13、排水故障保护装置；14、灯罩；15、低风量保护装置；21、压缩机；22、四通阀1；23、四通阀2；24、电磁阀0；25、电磁阀1；26、冷凝器1；27、冷凝器2；28、电子膨胀阀0；29、电子膨胀阀1；210、室外侧风机系统1；211、室外侧风机系统2；212、截止阀1；213、截止阀2；214、截止阀3；215、截止阀4；216、毛细管；217、汽液分离器；218、蒸发器2；219、蒸发器1；220、室内侧风机系统；221、电子膨胀阀1；222、电子膨胀阀2；223、毛细管；224、单向阀；225、电磁阀；226、水侧换热器；227、加湿器进水感温包。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

在本发明优选的实施例1中提供了一种加湿器，具体来说，图1示出该机组的一种可选的结构示意图，如图1所示，该机组包括：

预热装置1，包括进水口、出水口、进气口和出气口；其中，进水口与加湿器的进水管7路连接，出水口与主加湿装置2连接，进气口与空调机组的冷凝器的排气口连接，出气口与冷凝器的进气口连接，用于通过冷凝器排出的气态冷媒对进入主加湿装置2的水进行预热；

主加湿装置2，与预热装置1的出水口连接，用于对预热装置1预热后的水进行加热生成水蒸气，进行加湿。

在上述实施方式中，利用热泵系统的节能优势，对于加湿器，前段水加热部分使用热泵预热后再进入主加湿装置，降低加湿器的能耗，达到节能减排的效果。同时减小加湿器的温度波动，提高控湿的精度。并且利用水-制冷剂换热，提高制冷系统的过冷度，可以提高热泵系统的性能及能效。

如图1所示，本发明中的加湿器还包括：球阀3，位于加湿器的进水管7路与进水口之间，用于控制进水。以及过滤器4，位于球阀3和进水口之间，用于对进入预热装置1的水进行过滤。经过过滤的水减少水垢，避免主加湿装置2结垢，影响加湿效果及增加耗电量。

在过滤器4之后，还包括减压阀5，位于过滤器4和进水口之间，用于调节预热装置1的进水水压；以及进水电磁阀6，位于减压阀5和进水口之间，用于控制水进入预热装置1。当然，除了电磁阀和球阀3，还可以使用其他可以调节流量的控制部件。

图1还示出主加湿装置2的具体结构，包括：进水管7，与预热装置1的出水口连接；水槽8；红外卤素灯管9，位于水槽8的上方，用于对水槽8内的水进行加热生成水蒸气。

此外，主加湿装置2还包括：水满溢流孔10，位于水槽8内，用于防止水槽8内水满溢出；排水管11，与水满溢流孔10连接，用于排出流入水满溢流孔10内的水。烧干保护装置12，位于水槽8的底部，用于防止水槽8内的水烧干；排水故障保护装置13，位于水槽8内，用于防止排水故障。低风量保护装置15，位于灯罩14上。通过上述保护装置的设置，使得本加湿器更加稳定，避免故障。

在预热装置1处还包括：进水感温包，位于预热装置1的进水口；以及出水感温包，位于预热装置1的出水口。

优选的，本发明中的预热装置1为板式换热器或套管换热器。当然其他换热器也可以实现。

图2是本发明的加湿器在热泵系统中的一个实施例，在冷凝器出管侧放置一“制冷剂-水”换热器26，即预热装置，该实施案例是使用套管换热器，利用出管的高温蒸气对进入加湿器前的水进行预热。

等温加湿器水升温分两部份，第一部分由进水温度(设冬季进水温度为5℃)加热至00℃；第二部分由100℃液态水加热成100℃的水蒸气。

单位质量水(1kg)由5℃加热至100℃时需要吸收的热量Q

Q

100℃水气化潜热约为2257kJ/kg，那么单位质量水(1kg)完全气化需要吸收的热量为Q

所以加湿过程单位质量水(1kg)需要吸收的热量Q为：

Q＝Q

根据工程实践经实，红外加湿器加湿效率约为65％，则红外加湿器单位质量加湿需消耗的电能P为：

使用热泵系统冷凝器出管温度进行预热，由于水是在换热器中静止加热，热泵系统冷凝器出管温度一般在45℃～65℃，设水温最终被加热至55℃后进入加湿器，则加热过程分为三部份：

第一部分热泵升温阶段(5℃→55℃)，需要吸收热量Q

Q

第二部分为红外升温阶段(55℃→100℃)，需要吸收热量Q

Q

设热泵典型效率为300％，则使用冷凝器出管预热的加湿系统单位质量加湿需消耗的电能P

综上，引入热泵预热后，理论单位质量加湿量所消耗功率可减小：

引入冷凝器出管温度预热前，加湿器的工作状态如图3所示。引入冷凝器出管温度预热后，加湿器的工作状态如图4所示。

当有加湿需求时，水经过换热器预热后进入加湿器中，假设预热后的水温为55℃，红外卤素灯管9照射此部分水直至蒸发，此时水槽8中的水温度波动范围为55℃-100℃；如果未增加本发明中的换热器预热，则水槽8中的水温度波动范围为5℃-100℃。因此本发明可减小水温波动，水温波动小则控湿精度提高。

将单位质量5℃水加热至蒸发温度比本发明将单位质量55℃水加热至蒸发温度消耗的电能更多。因此相同能耗下，本发明产生的水蒸气更多，加湿量更大。

制冷剂经过冷凝器换热后温度降低，制冷剂过冷；经过换热装置后，温度进一步降低，提高整机过冷，根据图5中的压焓图，4→1等压蒸发过程，1→2绝热压缩过程，2→3等压冷凝过程，3→4绝热节流过程，制冷剂节流前温度降低，焓值降低，由h3降至h3′，制冷剂过冷，区域1234扩大为区域123′4′，制冷量增加q，提高机组性能。

实施例2

基于上述实施例1中提供的加湿器，在本发明优选的实施例2中还提供了一种空调机组，包括上述的加湿器。

在上述实施方式中，利用热泵系统的节能优势，对于加湿器，前段水加热部分使用热泵预热后再进入主加湿装置，降低加湿器的能耗，达到节能减排的效果。同时减小加湿器的温度波动，提高控湿的精度。并且利用水-制冷剂换热，提高制冷系统的过冷度，可以提高热泵系统的性能及能效。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。