一种空气湿度调节系统和方法、以及车载空调

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种空气湿度调节系统和方法、以及车载空调。

背景技术

目前，一般来讲空调除湿需要启动空调压缩机进行制冷，同时通过蒸发器中制冷剂的蒸发吸收空气中的热量使其温度降低至露点温度以下，以使得空气中的水分凝结成液态并排出，以此达到除湿的目的。

这种除湿方式对于汽车来说消耗的能源相对较多，比如使燃油车的耗油量增加、电动汽车的耗电量增加，从而使得燃油车的行车成本增加、使得电动车的续航里程降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种空气湿度调节系统和方法、以及车载空调，通过第一湿度传感器监测进入空调系统的气流湿度并将监测到的气流湿度发送给控制装置，通过控制装置确定气流湿度是否大于第一阈值，在气流湿度大于第一阈值时，控制集成式滤芯开启除湿功能，集成式滤芯通过吸水体吸附气流中的水分，使得气流湿度降低。由于集成式滤芯采用物理吸附的方式吸附气流中水分以降低气流湿度，从而减少了能源消耗，进而降低了燃油车的行车成本、延长了电动车的续航里程。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种空气湿度调节系统，包括：第一湿度传感器、控制装置以及集成式滤芯，其中，

所述集成式滤芯包括吸水体，设置于空调的进风通道上，用于通过所述吸水体吸附流经所述进风通道的气流中的水分；

所述第一湿度传感器设置于所述空调的气流入口处，用于监测所述气流的第一湿度，并将所述第一湿度发送给所述控制装置；

所述控制装置，用于确定所述第一湿度是否大于第一阈值；在所述第一湿度大于所述第一阈值的情况下，控制所述集成式滤芯开启除湿功能，以通过所述集成式滤芯中的所述吸水体吸附所述气流中的水分，以降低所述气流的第一湿度。

可选地，空气湿度调节系统还包括：第二湿度传感器以及蒸发器，其中，

所述第二湿度传感器设置于所述集成式滤芯的气流出口处，用于监测所述集成式滤芯除湿后气流的第二湿度，并将所述第二湿度发送给所述控制装置；

所述蒸发器设置于气流流经所述集成式滤芯后流经的方向上，用于在启动后降低所述集成式滤芯除湿后气流的第二湿度；

所述控制装置，还用于确定所述第二湿度是否大于所述第一阈值，并且在所述第二湿度大于所述第一阈值时，控制所述蒸发器启动。

可选地，空气湿度调节系统还包括：暖风芯体，其中，

所述暖风芯体设置于气流流经所述集成式滤芯后流经的方向上，用于在启动后加热所述集成式滤芯除湿后气流；

所述控制装置，还用于在所述第二湿度不大于所述第一阈值时，确定所述第二湿度是否大于第二阈值，并且在所述第二湿度大于所述第二阈值时，开启所述暖风芯体，以降低所述第二湿度。

可选地，集成式滤芯还包括：入口阀门，其中，

所述吸水体设置于所述集成式滤芯内第一空间内；

所述入口阀门为所述气流进入所述第一空间的通道开关，在所述入口阀门开启的情况下，所述气流能够通过所述通道进入所述第一空间；

所述控制装置，还用于在所述第一湿度大于所述第一阈值的情况下，控制所述入口阀门开启，以使所述气流进入所述第一空间并流经所述吸水体。

可选地，空气湿度调节系统还包括：第三湿度传感器以及脱水装置，其中，

所述第三湿度传感器设置于所述吸水体上，用于检测所述吸水体的吸水饱和度；

所述控制装置，还用于在所述吸水饱和度大于饱和度阈值时，启动所述脱水装置对所述吸水体进行脱水。

可选地，所述脱水装置包括电机、两个翻板、导水槽以及冷凝水管，其中，

所述两个翻板分别位于所述吸水体的两侧，用于在所述电机的驱动下，相向转动挤压所述吸水体；

所述导水槽，用于导出从所述吸水体中挤出的水分；

所述冷凝水管，用于将所述导水槽中导出的水分排出至舱外。

可选地，所述系统还包括：鼓风机、加热装置以及储水容器，其中，

所述加热装置设置于所述集成式滤芯的第二空间，用于加热所述储水容器中的水分使其变成水蒸气；

所述储水容器位于所述第二空间内；

所述控制装置，还用于确定所述第一湿度是否小于第三阈值，并且在所述第一湿度小于所述第三阈值时，控制所述加热装置开启；

所述鼓风机，用于将所述水蒸气和所述气流吹入车舱内。

可选地，所述第一湿度传感器和/或所述第二湿度传感器为露点传感器。

可选地，所述吸水体为海绵体。

可选地，所述第三湿度传感器为贴片式湿度传感器。

可选地，所述加热装置包括电阻丝、以及正温度系数热敏电阻。

第二方面，本发明实施例提供一种空气湿度调节方法，包括：

监测空调吸入口吸入的气流的第一湿度；

确定所述第一湿度是否大于第一阈值；

在所述第一湿度大于所述第一阈值时，控制集成式滤芯开启除湿功能，以通过所述集成式滤芯中的吸水体对所述气流进行除湿，以降低所述第一湿度。

第三方面，本发明实施例提供一种车载空调，包括：第一方面实施例提供的空气湿度调节系统、冷凝器以及压缩机。

上述发明的技术方案具有如下优点或有益效果：通过第一湿度传感器监测进入空调系统的气流湿度并将监测到的气流湿度发送给控制装置，通过控制装置确定气流湿度是否大于第一阈值，在气流湿度大于第一阈值时，控制集成式滤芯开启除湿功能，集成式滤芯通过吸水体吸附气流中的水分，使得气流湿度降低。由于集成式滤芯采用物理吸附的方式吸附气流中水分以降低气流湿度，从而减少了能源消耗，进而降低了燃油车的行车成本、延长了电动车的续航里程。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的一种空气湿度调节系统的主要部件的结构示意图；

图2是根据本发明实施例提供的一种空气湿度调节系统的主要部件的结构示意图；

图3是根据本发明实施例提供的一种集成式滤芯与脱水装置的主要部件的结构示意图；

图4是根据本发明实施例提供的一种集成式滤芯的主要部件的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的一种空气湿度调节系统的主要部件的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的一种空气湿度调节系统的主要部件的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的一种空气湿度调节方法的主要流程示意图；

图8是根据本发明实施例的一种车载空调的主要部件的结构示意图。

附图标记说明：

10-空气湿度调节系统；11-第一湿度传感器；12-控制装置；13-集成式滤芯；131-吸水体；132-入口阀门；133-加热装置；14-第三湿度传感器；15-电机；16-导水槽；17-冷凝水管；18-第二湿度传感器；19-蒸发器；20-暖风芯体；30-车载空调；31-冷凝器；32-压缩机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

需要指出的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

另外，本发明实施例的术语中所包含的“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的个数或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是本发明的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。

此外，本发明实施例所涉及的车辆可以是将引擎作为动力源的内燃机车辆、将引擎和电动马达作为动力源的混合动力车辆、将电动马达作为动力源的电动汽车等。

图1至图6是根据本发明实施例的空气湿度调节系统的主要部件的结构示意图。其中，图1示出了空气湿度调节系统的主要部件的结构示意图；图2示出了空气湿度调节系统的主要部件的结构示意图；图3示出了集成式滤芯与脱水装置的主要部件的结构示意图；图4示出了集成式滤芯的主要部件的结构示意图；图5示出了空气湿度调节系统的主要部件的结构示意图；图6示出了空气湿度调节系统的主要部件的结构示意图。如图1所示，该空气湿度调节系统10，包括：第一湿度传感器11、控制装置12以及集成式滤芯13，其中，

所述集成式滤芯13包括吸水体131，设置于空调的进风通道上，用于通过所述吸水体131吸附流经所述进风通道的气流中的水分；

所述第一湿度传感器11设置于所述空调的气流入口处，用于监测所述气流的第一湿度，并将所述第一湿度发送给所述控制装置12；

所述控制装置12，用于确定所述第一湿度是否大于第一阈值；在所述第一湿度大于所述第一阈值的情况下，控制所述集成式滤芯13开启除湿功能，以通过所述集成式滤芯13中的所述吸水体131吸附所述气流中的水分，以降低所述气流的第一湿度。

根据日常生活经验，当空气湿度位于合理的湿度范围内(比如25％-50％内)，该湿度能够使人们感觉到比较舒适，当空气湿度高于这个范围时，会使人们感觉到潮湿，而当空气湿度低于这个范围时，会使人们感觉到干燥。在空调进风口设置第一湿度传感器11，用于监测空调吸入气流的湿度，并将监测得到的湿度值发送给控制装置12，控制装置12将该湿度值与预设阈值，比如50％进行比较，当该湿度值大于预设阈值时，即控制集成式滤芯13开启除湿功能，其中集成式滤芯13通过其包括的吸水体131吸附气流中的水分，以降低气流湿度。

其中，第一湿度传感器11可以是露点传感器。

上述图1所示的实施例所提供的空气湿度调节系统，通过第一湿度传感器监测进入空调系统的气流湿度并将监测到的气流湿度发送给控制装置，通过控制装置确定气流湿度是否大于第一阈值，在气流湿度大于第一阈值时，控制集成式滤芯开启除湿功能，集成式滤芯通过吸水体吸附气流中的水分，使得气流湿度降低。由于集成式滤芯采用物理吸附的方式吸附气流中水分以降低气流湿度，从而减少了能源消耗，进而降低了燃油车的行车成本、延长了电动车的续航里程。

具体地，如图2所示，集成式滤芯还包括：入口阀门132，其中，

所述吸水体131设置于所述集成式滤芯13内第一空间内；

所述入口阀门132为所述气流进入所述第一空间的通道开关，在所述入口阀门132开启的情况下，所述气流能够通过所述通道进入所述第一空间；

所述控制装置12，还用于控制所述入口阀门132开启，以使所述气流进入所述第一空间并流经所述吸水体。

在控制装置12确定气流湿度高于第一阈值时，控制入口阀门132打开以使气流进入第一空间流经吸水体131，以使吸水体131利用自身的吸水特性吸附气流中的水分。

所述吸水体131可以是海绵体。

如图2和图3所示，空气湿度调节系统还可包括：第三湿度传感器14以及脱水装置(图中未示出)，其中，

所述第三湿度传感器14设置于所述吸水体131上，用于检测所述吸水体131的吸水饱和度；

所述控制装置12，还用于在所述吸水饱和度大于饱和度阈值时，启动所述脱水装置对所述吸水体131进行脱水。

吸水体131的吸水能力有限，在吸水一段时长后吸水能力下降，因此利用第三湿度传感器14监测吸水体131的吸水饱和度(吸水饱和度越高其吸水能力越低)，第三湿度传感器14将监测到的吸水饱和度发送给控制装置12，控制装置12确定吸水饱和度是否高于饱和度阈值，在吸水饱和度高于饱和度阈值时，控制装置12向脱水装置发送启动指令，以使脱水装置对吸水体131进行脱水，从而恢复吸水体131的吸水能力，进而保持吸水体131对气流的除湿效果。

所述第三湿度传感器14可以但不限于是贴片式湿度传感器。

如图2、3所示，脱水装置包括脱水装置包括电机15、两个翻板(图中未示出)、导水槽16以及冷凝水管17，其中，

所述两个翻板分别位于所述吸水体131的两侧，用于在所述电机15的驱动下，相向转动挤压所述吸水体131；

所述导水槽16，用于导出从所述吸水体131中挤出的水分；

所述冷凝水管17，用于将所述导水槽16中导出的水分排出至舱外。

电机15响应于控制装置12发送的启动指令开始转动，进而驱动两个翻板相向转动挤压吸水体131，将吸水体131中的水分挤出。导水槽16位于吸水体131的下方，挤出的水分落入导水槽16，导水槽16底部的出水口与下方的冷凝水管17连通，水分由导水槽16进入冷凝水管17，由冷凝水管17排到车舱外。对于车辆而言，将汽车壳体以内的空间称为舱内，舱外即指汽车壳体以外的空间。

如图2所示，空气湿度调节系统10还可包括：第二湿度传感器18以及蒸发器19，其中，

所述第二湿度传感器18设置于所述集成式滤芯13的气流出口处，用于监测所述集成式滤芯13除湿后气流的第二湿度，并将所述第二湿度发送给所述控制装置12；

所述蒸发器19设置于气流流经所述集成式滤芯13后流经的方向上，用于在启动后降低所述集成式滤芯13除湿后气流的第二湿度；

所述控制装置12，还用于确定所述第二湿度是否大于所述第一阈值，并且在所述第二湿度大于所述第一阈值时，控制所述蒸发器19启动。

上述提到的湿度较高的气流经过吸水体131之后湿度会有一定程度地降低，但吸水体131的吸水能力有限，尤其是湿度很高的气流，比如湿度为75％的气流经过吸水体131除湿后，其湿度为60％，仍然高于预设阈值，因此需要对其进一步除湿，然后再将气流吹入车舱内。因此需要通过第二湿度传感器18监测吸水体131除湿后气流的湿度值，并将该湿度值发送给控制装置12；控制装置12将该湿度值与第一阈值进行比较，当确定除湿后的气流湿度依然高于第一阈值(50％)时，开启蒸发器19进一步除湿。蒸发器19通过蒸发制冷剂吸收气流中的热量，使气流温度降至露点以下以使气流中的水分凝结析出，从而达到减少气流中水分的目的。通过蒸发器19除湿存在的问题是耗能，比如燃油车通过蒸发器除湿会增加油耗，电动车通过蒸发器19除湿会增加电池电量的消耗，另外，蒸发器19除湿的同时使气流温度降到一个较低的温度值。因此一般情况下，使用蒸发器19对气流进行除湿后，还需要提高气流的温度，以使得气流排出到舱内并吹到人们身上，不会使人们感觉到温度太低。

具体地，如图2、图5和图6所示，空气湿度调节系统10还可包括：暖风芯体20，其中，

所述暖风芯体20设置于气流流经所述集成式滤芯13后流经的方向上，用于在启动后加热所述集成式滤芯13除湿后气流；

所述控制装置12，还用于在所述第二湿度不大于所述第一阈值时，确定所述第二湿度是否大于第二阈值，并且在所述第二湿度大于所述第二阈值时，开启所述暖风芯体20，以降低所述第二湿度。

控制装置12在确定吸水体131除湿后气流的湿度已降低至低于第一阈值(如50％)，但高于第二阈值(如45％)，即位于合理湿度范围内但接近该范围的上限，比如湿度在45％-50％内，此时人们依然觉得空气湿度偏高，此时控制装置可以开启暖风芯体20加热气流以提高气流的温度，通过提高温度的方式使气流的相对湿度降低。暖风芯体20的热能来自于燃油车的发动机余热或者电动车的电池废热，比如，暖风芯体20通过管道与发动机或电池连接，从而使得发动机或电池的废热能够通过管道流经暖风芯体，因此采用此种除湿方式，同样起到了减少能源消耗的作用。

另外暖风芯体20设置于气流通过蒸发器19后流经的路径上，还可以用于在蒸发器除湿后，对气流进一步除湿。比如在气流经过蒸发器19之后，在气流温度较低相对湿度较大的情况下，可以开启暖风芯体20提高气流的温度以降低气流的相对湿度。开启蒸发器19必然会造成气流温度降低，因此一般在开始蒸发器19的同时也开启暖风芯体20。

如图2、图3和图4所示，所述集成式滤芯还包括加热装置133以及储水容器(图中未示出)，所述系统还包括：鼓风机，其中，

所述加热装置133设置于所述集成式滤芯13的第二空间，用于加热所述储水容器中的水分使其变成水蒸气；

所述储水容器位于所述第二空间内；

所述控制装置12，还用于确定所述第一湿度是否小于第三阈值，并且在所述第一湿度小于所述第三阈值时，控制所述加热装置133开启；

所述鼓风机，用于将所述水蒸气和所述气流吹入车舱内。

其中，加热装置133位于集成式滤芯13的第二空间，吸水体131位于集成式滤芯13的第一空间，第二空间可位于第一空间上方。

加热装置133可以但不限于是是电阻丝、或正温度系数热敏电阻。

当车辆长时间行驶于干燥环境时，第一湿度传感器11将监测到的湿度值发送给控制装置12，控制装置12将该湿度值与第三阈值进行比较，该第三阈值为合理湿度范围的下限值，在确定该湿度值低于第三阈值时，开启加热装置133加热储水容器中的水分，使水分变成水蒸气，通过鼓风机的风力作用将水蒸气与空调吸入的气流一起吹出，使吹到车内的空气湿度相对提高，提高乘车人员的舒适度。

本发明实施例提供的空气湿度调节系统，通过第一湿度传感器监测进入空调系统的气流湿度并将监测到的气流湿度发送给控制装置，通过控制装置确定气流湿度是否大于第一阈值，在气流湿度大于第一阈值时，控制集成式滤芯开启除湿功能，集成式滤芯通过吸水体吸附气流中的水分，使得气流湿度降低。由于集成式滤芯采用物理吸附的方式吸附气流中水分以降低气流湿度，从而减少了能源消耗，进而降低了燃油车的行车成本、延长了电动车的续航里程。

图7是根据本发明实施例的空气湿度调节方法的主要流程示意图。如图7所示，本发明实施例提供的一种空气湿度调节方法，所述方法包括：

步骤S701：监测空调吸入口吸入的气流的第一湿度；

步骤S702：确定所述第一湿度是否大于第一阈值；

步骤S703：在所述第一湿度大于所述第一阈值时，控制集成式滤芯开启除湿功能，以通过所述集成式滤芯中的吸水体对所述气流进行除湿，以降低所述第一湿度。

本发明实施例提供的空气湿度调节方法，通过第一湿度传感器监测进入空调系统的气流湿度并将监测到的气流湿度发送给控制装置，通过控制装置确定气流湿度是否大于第一阈值，在气流湿度大于第一阈值时，控制集成式滤芯开启除湿功能，集成式滤芯通过吸水体吸附气流中的水分，使得气流湿度降低。由于集成式滤芯采用物理吸附的方式吸附气流中水分以降低气流湿度，从而减少了能源消耗，进而降低了燃油车的行车成本、延长了电动车的续航里程。

进一步地，图8示出本发明实施例提供的一种车载空调30的架构示意图。如图8所示，该车载空调30可包括：上述图1至图6任一所述的空气湿度调节系统10、冷凝器31以及压缩机32。

车载空调30上通过安装上述图1至图6任一所述的空气湿度调节系统10后，能够对以减少能耗的方式对空气湿度进行调节。

具体地，空气湿度调节系统10安装在车载空调30后，该空气湿度调节系统10的工作原理如下：

通过第一传感器11监测进入车载空调的气流湿度，并将监测到的湿度值发送给控制装置12，控制装置12将该湿度值与第一阈值进行比较，在该湿度值大于第一阈值时，开启集成式滤芯的除湿功能，即控制入口阀门132开启，以使得气流进入第一空间并流经吸水体131。气流经过131除湿后，通过第二湿度传感器18进行湿度监测并将监测的湿度值再次发送给控制装置12，控制装置12在确定除湿后气流湿度仍高于第一阈值时，开启压缩机32和蒸发器19实现将气流中水分凝结析出的功能，并同时开启暖风芯体20对流经蒸发器19后的低温气流进行加热，以进一步降低气流的相对湿度湿度。如果控制装置12确定除湿后气流湿度低于第一阈值且高于第二阈值时，开启暖风芯体20以降低气流的相对湿度。控制单元12在开启蒸发器19的同时还需要开启冷凝器31，冷凝器31的作用是将蒸发器19蒸发液态制冷剂形成的气态制冷剂再冷凝成液态制冷剂，以实现制冷剂的循环利用。

通过设置于吸水体131上的第三传感器14检测吸水体的吸水饱和度，将监测到的吸水饱和度发送到控制装置12，控制装置在确定吸水饱和度高于饱和度阈值时，控制脱水装置中的电机15启动，电机15驱动两个翻板相向转动挤压吸水体131，以使吸水体131中的水分被挤出。

另外在控制装置12接收到第一湿度传感器11的湿度值，并且确定该湿度值第一第三阈值时，控制加热装置133开启，加热装置加热储水容器中的水分以使其变成水蒸气，

本发明实施例提供的车载空调，通过第一湿度传感器监测进入空调系统的气流湿度并将监测到的气流湿度发送给控制装置，通过控制装置确定气流湿度是否大于第一阈值，在气流湿度大于第一阈值时，控制集成式滤芯开启除湿功能，集成式滤芯通过吸水体吸附气流中的水分，使得气流湿度降低。由于集成式滤芯采用物理吸附的方式吸附气流中水分以降低气流湿度，从而减少了能源消耗，进而降低了燃油车的行车成本、延长了电动车的续航里程。

根据本发明实施例的空气湿度调节系统，通过第一湿度传感器监测进入空调系统的气流湿度并将监测到的气流湿度发送给控制装置，通过控制装置确定气流湿度是否大于第一阈值，在气流湿度大于第一阈值时，控制集成式滤芯开启除湿功能，集成式滤芯通过吸水体吸附气流中的水分，使得气流湿度降低。由于集成式滤芯采用物理吸附的方式吸附气流中水分以降低气流湿度，从而减少了能源消耗，进而降低了燃油车的行车成本、延长了电动车的续航里程。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。