CN108826468A - 一种温湿度调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种温湿度调节装置，包括多孔介质模块、调温模块、加湿加热模块、除湿加热模块、送风动力模块、循环风动力模块和控制模块。本发明利用多孔介质对空气中水分子的吸附和脱附特性调节送风湿度，利用调温模块调节送风温度，利用加湿加热模块和除湿加热模块来调节多孔介质模块不同区域的脱附，利用送风动力模块和循环风动力模块驱动气流运动，利用控制模块使装置自动运行以实现不同温湿度调节目标。该装置运行可靠，可免维护，能够满足环境温湿度的高精度控制要求。

Description

一种温湿度调节装置
技术领域
本发明涉及环境温湿度控制领域，尤其涉及一种温湿度调节装置。
背景技术
稳定控制环境的温湿度参数，对于特种介质的储存、特殊生产工艺的实施至关重要。目前，对于有温湿度控制要求的大型空间，从设计阶段就会预留温湿度调节装置的安装空间，***辅助的冷冻水降温、蒸汽加热/加湿等辅助设备配套齐全，且温湿度调节装置安装完成后，不需要再移动，温湿度控制技术较为成熟。但是，对于小型空间，如储藏柜、培养室以及小型实验室，现有技术还存在很多不足。
例如授权号为CN 202581568 U的专利，采用低温恒温恒湿机和转轮除湿机来控制特种介质库的温湿度，但是由于该特种介质库温度控制精度较低，温度波动范围在4~20℃范围即可，该专利中没有采用加湿装置。授权号为CN 103447100 B的专利，采用饱和盐溶液来调节微生物培养及育种实验恒温恒湿箱的湿度，但是由于盐溶液有较强的腐蚀性，在实际应用过程中对温湿度调整装置本身的防腐要求较高，另外，该专利并没有包含制冷调温装置，而且经过不断吸湿，盐溶液不断稀释，除湿能力下降，需要定期更换，这些因素限制了该技术的应用。公布号为CN 107892068 A的专利公开了一种芯片恒温恒湿储存装置，为加湿器设置了储水箱，考虑到储水箱在加湿过程中可能会产生水垢，且需要进行定期补水，免维护性较差。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种温湿度调节装置，可以实现对环境空气的除湿、加湿、降温和升温处理，控制精度高，运行稳定可靠，可免维护。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种温湿度调节装置，包括多孔介质模块、调温模块、加湿加热模块、除湿加热模块、送风动力模块、循环风动力模块和控制模块，所述多孔介质模块利用多孔介质对空气中水分的吸附和脱附特性调节送风湿度，所述调温模块用于调节送风温度，所述加湿加热模块和除湿加热模块用于调节多孔介质模块不同区域的脱附，所述送风动力模块用于向温湿度控制区域送风，所述循环风动力模块用于引入温湿度控制区域以外环境的空气循环流过多孔介质模块，所述控制模块用于控制温湿度调节装置自动运行，多孔介质模块、调温模块、加湿加热模块、除湿加热模块、送风动力模块、循环风动力模块之间通过风管连接。
优选地，所述的多孔介质模块由固体吸附剂组成，可吸附空气中水分，并能够在高温环境下，将吸收的水分脱附排出，多孔介质模块可划分为不同的区域，分别流过向温湿度控制区域的送风和温湿度控制区域以外环境的循环风，两种气流不进行混合，为了连续进行吸附和脱附，多孔介质模块和流经该模块的空气需要保持相对运动。
优选地，所述调温模块可采用半导体制冷技术，也可以采用包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置的蒸汽压缩式制冷技术，也可以利用外部温度适合的冷却介质，或多种冷源的组合。
优选地，所述送风动力模块和循环风动力模块均为风机，可以采用直流电驱动，也可以采用交流电驱动，送风动力模块和循环风动力模块可安装在多孔介质模块的同侧，也可分别安装在多孔介质模块的两侧。
优选地，所述加湿加热模块和除湿加热模块对空气进行加热，可以采用金属丝电加热、微波加热，也可以利用蒸汽压缩式制冷的冷凝热，或多种热源的组合。
优选地，所述控制模块可根据温湿度控制区域的温湿度调节要求，结合温湿度控制区域以外环境空气的温湿度参数，自动控制调温模块、加湿加热模块、除湿加热模块、送风动力模块、循环风动力模块的运行。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）可对需要控制温湿度的环境空气进行除湿、加湿、降温和升温处理，功能齐全，控制精度高；
2）利用固体吸附剂的吸附和脱附特性，来实现空气的湿度控制，可靠性高，运行稳定性好；
3）装置运行不需要人工定期干预，可实现长期免维护运行。
附图说明
图1是根据本发明的实施例一的原理图。
图2是根据本发明的多孔介质模块的一种实施示意图。
图3是根据本发明的实施例二的原理图。
图4是根据本发明的实施例三的原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例详细介绍本发明的技术方案。需要说明，以下描述中的优选实施例只作为举例，其他显而易见的变形也将纳入本发明的保护范围。
图1对应的实施例一：
如图1所示的实施例，包括温湿度控制区域（1）、温湿度控制区域以外环境（2）、加湿加热模块（3）、多孔介质模块（4）、送风动力模块（5）、调温模块（6）、循环风动力模块（7）、除湿加热模块（8）、控制模块（9）。
其中，多孔介质模块（4）、调温模块（6）、加湿加热模块（3）、除湿加热模块（8）、送风动力模块（5）、循环风动力模块（7）之间通过风管连接。
送风动力模块（5）和循环风动力模块（7）均为风机；加湿加热模块（3）和除湿加热模块（8）均采用金属丝电加热；调温模块（6）采用半导体制冷技术。
当温湿度控制区域（1）内的空气需要进行除湿调温时，在送风动力模块（5）作用下，空气从温湿度控制区域（1）中流出，此时加湿加热模块（3）不工作，空气在流经多孔介质模块（4）时，多孔介质模块（4）内的固体吸附剂将空气中的水分吸附，在吸附过程中，气体分子移向固体吸附剂表面，气体分子的运动速度会大大降低，在此过程中会释放出热量，因此经过除湿处理的空气通过多孔介质模块（4）后会升温，再流经送风动力模块（5），如果空气温度超过设定温度，调温模块（6）会启动制冷运行，对空气进行降温，以满足送风温度要求，至此，满足送风温度和湿度要求的空气，再送入温湿度控制区域（1）内。与此同时，为保证该装置连续运行，循环风动力模块（7）将温湿度控制区域以外环境（2）的空气从多孔介质模块（4）另外一侧引入，流向与来自温湿度控制区域（1）内的空气流向相反，经过除湿加热模块（8）加热升温后，再流经多孔介质模块（4），对固体吸附剂进行脱附处理。
当温湿度控制区域（1）内的空气需要进行加湿调温时，循环风动力模块（7）将温湿度控制区域以外环境（2）的空气从多孔介质模块（4）另外一侧引入，流向与来自温湿度控制区域（1）内的空气流向相反，此时除湿加热模块（8）不工作，该股空气通过多孔介质模块（4）后，原本含有的水分被多孔介质模块（4）中的固体吸附剂吸收，随后该股空气流经循环风动力模块（7）后，排出至温湿度控制区域以外环境（2）中。与此同时，在送风动力模块（5）作用下，空气从温湿度控制区域（1）中流出，此时加湿加热模块（3）启动工作，高温空气在流经多孔介质模块（4）时，对多孔介质模块（4）内的固体吸附剂进行脱附，固体吸附剂将从温湿度控制区域以外环境（2）的空气中吸附的水分释放出来，对流经的高温空气进行加湿，随后该股气流再流经送风动力模块（5），如果空气温度超过设定温度，调温模块（6）会启动制冷运行，对空气进行降温，以满足送风温度要求，至此，满足送风温度和湿度要求的空气，再送入温湿度控制区域（1）内。
上述温湿度调节过程在控制模块（9）的作用下，可根据温湿度控制区域（1）的温湿度调节要求，结合温湿度控制区域以外环境（2）空气的温湿度参数，自动控制调温模块（6）、加湿加热模块（3）、除湿加热模块（8）、送风动力模块（5）、循环风动力模块（7）的运行。
图2对应的多孔介质模块（4）的一种实施示意图：
如图2所示，在该示意图的实施方式中，多孔介质模块（4）采用圆柱体结构，圆柱体分为两个180度的扇形区域，两个区域分别流过向温湿度控制区域（1）的送风和温湿度控制区域以外环境（2）的循环风，其中，向温湿度控制区域（1）的送风在进入多孔介质模块（4）前流经风管（10），在穿过多孔介质模块（4）后流经风管（11），在多孔介质模块（4）的另一侧，温湿度控制区域以外环境（2）的循环风先流经风管（13），在穿过多孔介质模块（4）后流经风管（12），两种气流不进行混合。
需要说明的是，在除湿过程中，为了保证多孔介质模块（4）内部的固体吸附剂可以在向温湿度控制区域（1）的送风流过的扇形区域吸附空气中的水分，在经过除湿加热模块（8）加热升温后的温湿度控制区域以外环境（2）的循环风流经的扇形区域脱附所吸的水分，多孔介质模块（4）需要和流经该模块的空气保持相对运动，也就是说，多孔介质模块（4）围绕圆柱体的轴可进行转动也可保持静止，对应的风管（10）和风管（12）、风管（11）和风管（13）均可以分别作为一个整体围绕圆柱体的轴进行转动，多孔介质模块（4）和流经该模块的空气所流过的风管转动速度不同。
图3对应的实施例二：
如图3所示，实施例二除了包括实施例一所有技术特征之外，还包括在向温湿度控制区域（1）的送风流经加湿加热模块（3）前增加了调温模块（6），该实施例中，调温模块（6）可采用半导体制冷技术，也可以采用包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置的蒸汽压缩式制冷技术，也可以利用外部温度适合的冷却介质，或多种冷源的组合。该处增加一个调温模块（6），主要是为了调节在向温湿度控制区域（1）的送风流经多孔介质模块（4）前的温度，以便改善多孔介质模块（4）的吸附除湿效果。
图4对应的实施例三：
如图4所示，实施例三除了包括实施例一所有技术特征之外，还包括在加湿加热模块（3）和除湿加热模块（8）前增加了冷冻调温模块（6-1）和辅助加热模块（6-2），冷冻调温模块（6-1）可采用半导体制冷技术，也可以采用包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置的蒸汽压缩式制冷技术，也可以利用外部温度适合的冷却介质。辅助加热模块（6-2）可采用与除湿加热模块（8）相同的热源，也可以和调温模块（6）、冷冻调温模块（6-1）共用一套蒸汽压缩式制冷***，调温模块（6）、冷冻调温模块（6-1）利用该蒸汽压缩式制冷***的蒸发过程吸热，可对向温湿度控制区域（1）的送风进行降温处理，辅助加热模块（6-2）利用该蒸汽压缩式制冷***的冷凝过程排热，可对温湿度控制区域以外环境（2）的循环风进行加热处理。
以上介绍了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种温湿度调节装置，包括多孔介质模块（4）、调温模块（6）、加湿加热模块（3）、除湿加热模块（8）、送风动力模块（5）、循环风动力模块（7）和控制模块（9），其特征在于，所述多孔介质模块（4）利用多孔介质对空气中水分的吸附和脱附特性调节送风湿度，所述调温模块（6）用于调节送风温度，所述加湿加热模块（3）和除湿加热模块（8）用于调节多孔介质模块（4）不同区域的脱附，所述送风动力模块用于向温湿度控制区域（1）送风，所述循环风动力模块（7）用于引入温湿度控制区域以外环境（2）的空气循环流过多孔介质模块（4），所述控制模块（9）用于控制温湿度调节装置自动运行，多孔介质模块（4）、调温模块（6）、加湿加热模块（3）、除湿加热模块（8）、送风动力模块（5）、循环风动力模块（7）之间通过风管连接。
2.根据权利要求1所述的一种温湿度调节装置，其特征在于，所述的多孔介质模块（4）由固体吸附剂组成，可吸附空气中水分，并能够在高温环境下，将吸收的水分脱附排出，在多孔介质模块（4）的不同区域，分别流过向温湿度控制区域（1）的送风和温湿度控制区域以外环境（2）的循环风，两种气流不进行混合，为了连续进行吸附和脱附，多孔介质模块（4）和流经该模块的空气需要保持相对运动。
3.根据权利要求1所述的一种温湿度调节装置，其特征在于，所述调温模块（6）可采用半导体制冷技术，也可以采用包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置的蒸汽压缩式制冷技术，也可以利用外部温度适合的冷却介质，或多种冷源的组合。
4.根据权利要求1所述的一种温湿度调节装置，其特征在于，所述送风动力模块（5）和循环风动力模块（7）均为风机，可以采用直流电驱动，也可以采用交流电驱动，根据应用需要，送风动力模块（5）和循环风动力模块（7）可安装在多孔介质模块（4）的同侧，也可分别安装在多孔介质模块（4）的两侧。
5.根据权利要求1所述的一种温湿度调节装置，其特征在于，所述加湿加热模块（3）和除湿加热模块（8）对空气进行加热，可以采用金属丝电加热、微波加热，也可以利用蒸汽压缩式制冷的冷凝热，或多种热源的组合。
6.根据权利要求1所述的一种温湿度调节装置，其特征在于，所述控制模块（9）可根据温湿度控制区域（1）的温湿度调节要求，结合温湿度控制区域以外环境（2）空气的温湿度参数，自动控制调温模块（6）、加湿加热模块（3）、除湿加热模块（8）、送风动力模块（5）、循环风动力模块（7）的运行。
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CN112798311A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 广东申菱环境***股份有限公司 一种热泵测试装置
US20230127599A1 (en) * 2021-10-25 2023-04-27 University Of Cincinnati Thermoelectric Air Conditioning System with Integrated Solid Desiccant-Based Dehumidification for Separate Sensible and Latent Cooling

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