一种空调加湿装置和热泵空调的制作方法

1.本实用新型涉及压缩机技术领域，具体涉及一种空调加湿装置和热泵空调。


背景技术：

2.如今，汽车成为了出行不可或缺的一种交通工具，在寒冷冬天天时，人们往往会打开暖风模式，以便提高车内温度。冬季，大气中的相对湿度可高达90％，但是由于温度低导致实际含湿量并不高。若要使车内温度保持在22℃，相对湿度为40％，空气含湿量大概是6.6g/kg，我们假设外界气温为-18℃，相对湿度为95％，空气中的含湿量只有0.9g/kg。很明显，如果把这样的空气直接送入车内，不可能保持驾驶室内有适宜的湿度。因此，为汽车设计一款舒适的加湿装置是很有必要的。
3.空气加湿分为蒸汽加湿、喷水加湿。喷水加湿虽然结构简单，能耗低，但是出风口吹出的冷凝水严重降低了驾驶体验，因此较少应用到汽车空调上。目前市面上的汽车空调加湿器大多采用蒸汽加湿，专利号为cn214083790u的专利公开了一种通过两个加湿电极片发热将水加热至沸腾，沸腾产生的蒸汽通过排汽管到达空调出风口处，并由空调出风口排向车内的方法，该装置在蒸汽出口布置了雾化喷嘴，不仅解决了出风吹水珠问题，而且蒸汽覆盖面积大，使加湿更均匀，但该方案也存在诸多弊端。首先该装置用两个电极加热使水沸腾是非常耗能的，且产气量有限，不足以提供整车所需的蒸汽量；其次，该给水口布置在副驾驶手套箱处，在加水或车辆颠簸时难免会漏，影响手套箱物品；最后，该方法产生的蒸汽为常压蒸汽，不能直接用于加湿。为此，本专利提出了一种全新的蒸汽加湿方案。
4.由于现有技术中的汽车空调加湿装置存在蒸汽产气量不足，导致能耗高，能效低等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种空调加湿装置和热泵空调。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的汽车空调加湿装置存在蒸汽产气量不足，导致能耗高，能效低的缺陷，从而提供一种空调加湿装置和热泵空调。
6.为了解决上述问题，本实用新型提供一种空调加湿装置，其包括：
7.储液容器、制冷剂管、真空泵和第一管，所述制冷剂管的部分穿设于所述储液容器的内部，以能对所述储液容器中的液体进行加热产生蒸汽，所述第一管的一端连通于所述储液容器的内部、另一端能够将所述蒸汽导出，所述真空泵与所述储液容器的内部连通以能对所述储液容器内部抽真空。
8.在一些实施方式中，还包括旋流器，所述旋流器为具有中空空腔的容器，所述第一管的另一端与所述旋流器的内部连通，所述旋流器能够旋转以进行气液分离，所述旋流器的上端连通有第二管，所述第二管的上端连通有出风部；所述旋流器的下方设置有承水盘，通过旋流器旋转以将液体通过所述旋流器的内壁导至所述承水盘上。
9.在一些实施方式中，所述出风部为出风格栅；和/或，所述旋流器的流通面积从上至下逐渐减小。
10.在一些实施方式中，还包括加湿水箱、第三管和第四管，所述第三管的一端与所述承水盘的底部内部连通、另一端与所述加湿水箱的内部连通，所述第四管的一端与所述承水盘的内部连通、另一端也与所述加湿水箱的内部连通，所述第四管与所述承水盘连通的位置相对于所述承水盘的底部而靠近所述承水盘的顶部；所述第四管上设置有第一控制阀。
11.在一些实施方式中，还包括第五管，所述第五管的一端与所述加湿水箱的内部连通、另一端与所述储液容器的内部连通，所述第五管与所述加湿水箱的连通位置位于所述第三管与所述加湿水箱的连通位置的下方。
12.在一些实施方式中，所述加湿水箱上还设置有低水位检测器，所述第五管上还设置有过滤器和差压变送器，所述储液容器上还连接设置有真空检测装置；
13.所述加湿水箱的顶部还设置有注水口。
14.本实用新型还提供一种热泵空调，其包括前任一项所述的空调加湿装置，还包括压缩机、室外换热器、室内换热器和节流装置，所述制冷剂管的一端与所述室内换热器的一端连通、另一端与所述室内换热器的另一端连通。
15.在一些实施方式中，所述制冷剂管的位于所述储液容器外部的管段上还设置有流量调节阀和第二控制阀。
16.在一些实施方式中，所述制冷剂管的位于所述储液容器外部的管段上还设置有第一单向阀，所述第一单向阀仅允许制冷剂流向所述室内换热器与所述节流装置之间的管段中。
17.在一些实施方式中，所述压缩机的出气端设置有油水分离器，所述油水分离器的另一端连通至四通阀的第一端，所述四通阀的第二端、第三端和第四端分别连通至所述室外换热器、所述室内换热器和第三控制阀，所述第三控制阀连通设置有气液分离器，所述气液分离器的出口端连通至所述压缩机的进气端。
18.本实用新型还提供一种压缩机组件，其包括前任一项所述的储液器。
19.本实用新型提供的一种空调加湿装置和热泵空调具有如下有益效果：
20.1.本实用新型通过制冷剂管穿设进入储液容器中，能够通过制冷剂管中的制冷剂放热以加热储液容器中的水进行蒸发，本实用新型通过真空泵与储液容器内部连通以能够对其内部进行有效的抽真空，从而降低储液容器内部的压力，由于压力的降低能够有效降低水等流体的沸点，从而能够产生更多的蒸汽，因此便能有效提高产气量，提高能效，降低能耗；由于产生的蒸汽为低压蒸汽，不用经过其他处理便可以直接吹入车内，节省了降压这一环节；本实用新型相对于传统的电加热产生蒸汽，产气量增加了3倍，能耗下降30％；
21.2.本实用新型还通过旋流装置的设置能够将储液容器产出的气液混合物进行气液分离，从而对吹入室内或车内的空气进行气液分离，去除蒸汽中的冷凝水，将分离出的气态的水蒸汽吹入车内或室内，最终对室内或车内进行有效加湿；本实用新型还通过承水盘的设置能够对旋流器中分离出来的液态水进行收集，并通过加湿水箱进行回收，并输送至储液容器中，对水进行有效的回收利用，提高了水的回收利用率。
附图说明
22.图1是本实用新型的热泵空调的系统结构图；
23.图2是本实用新型的空气加湿装置的结构图。
24.附图标记表示为：
25.1、压缩机；2、油水分离器；3、第三单向阀；14、第二单向阀；15、第一单向阀；4、卸荷阀；5、四通阀；6、第三控制阀；11、第二控制阀；26、第一控制阀；7、室外换热器；8、节流装置；9、室内换热器；10、气液分离器；12、流量调节阀；13、储液容器；16、加湿水箱；17、注水口；18、过滤器；19、制冷剂管；20、旋流器；21、承水盘；22、真空泵；23、真空检测装置；24、出风部；25、低水位检测器；27、排污旋塞；28、差压变送器；101、第一管；102、第二管；103、第三管；104、第四管；105、第五管。
具体实施方式
26.如图1-2所示，本实用新型提供一种空调加湿装置，其包括：
27.储液容器13、制冷剂管19、真空泵22和第一管101，所述制冷剂管19的部分穿设于所述储液容器13的内部，以能对所述储液容器13中的液体进行加热产生蒸汽，所述第一管101的一端连通于所述储液容器13的内部、另一端能够将所述蒸汽导出，所述真空泵22与所述储液容器13的内部连通以能对所述储液容器13内部抽真空。
28.本实用新型通过制冷剂管穿设进入储液容器中，能够通过制冷剂管中的制冷剂放热以加热储液容器中的水进行蒸发，本实用新型通过真空泵与储液容器内部连通以能够对其内部进行有效的抽真空，从而降低储液容器内部的压力，由于压力的降低能够有效降低水等流体的沸点，从而能够产生更多的蒸汽，因此便能有效提高产气量，提高能效，降低能耗；由于产生的蒸汽为低压蒸汽，不用经过其他处理便可以直接吹入车内，节省了降压这一环节；本实用新型相对于传统的电加热产生蒸汽，产气量增加了3倍，能耗下降30％。
29.本实用新型通过采用加湿水箱，注水口(密封垫圈)，过滤器(差压变送器),蒸汽管，旋流器，承水盘，真空泵，真空检测装置，出风格栅，低水位检测器25，蒸汽室(储液容器13)，排污旋塞27，管路形成了一个完整的汽车热泵型空调加湿装置。
30.在一些实施方式中，还包括旋流器20，所述旋流器20为具有中空空腔的容器，所述第一管101的另一端与所述旋流器20的内部连通，所述旋流器20能够旋转以进行气液分离，所述旋流器20的上端连通有第二管102，所述第二管102的上端连通有出风部24；所述旋流器20的下方设置有承水盘21，通过旋流器20旋转以将液体通过所述旋流器20的内壁导至所述承水盘21上。本实用新型还通过旋流装置的设置能够将储液容器产出的气液混合物进行气液分离，从而对吹入室内或车内的空气进行气液分离，去除蒸汽中的冷凝水，将分离出的气态的水蒸汽吹入车内或室内，最终对室内或车内进行有效加湿。
31.在一些实施方式中，所述出风部24为出风格栅；和/或，所述旋流器20的流通面积从上至下逐渐减小。这是本实用新型的出风部的优选结构形式，通过出风格栅能够将风吹出至室内或车内；旋流器的流通面积从上至下逐渐减小，能够形成类似漏斗的形状，从而增强旋转的转动能够增强其离心分离的能力，使得液体从下方排出。
32.在一些实施方式中，还包括加湿水箱16、第三管103和第四管104，所述第三管103的一端与所述承水盘21的底部内部连通、另一端与所述加湿水箱16的内部连通，所述第四管104的一端与所述承水盘21的内部连通、另一端也与所述加湿水箱16的内部连通，所述第四管104与所述承水盘21连通的位置相对于所述承水盘21的底部而靠近所述承水盘21的顶
部；所述第四管104上设置有第一控制阀26。本实用新型还通过承水盘的设置能够对旋流器中分离出来的液态水进行收集，并通过加湿水箱进行回收，并输送至储液容器中，对水进行有效的回收利用，提高了水的回收利用率。
33.在一些实施方式中，还包括第五管105，所述第五管105的一端与所述加湿水箱16的内部连通、另一端与所述储液容器13的内部连通，所述第五管105与所述加湿水箱16的连通位置位于所述第三管103与所述加湿水箱16的连通位置的下方。本实用新型还通过第五管能够将加湿水箱中的水导回至储液容器中，形成液体的回收利用的作用。
34.在一些实施方式中，所述加湿水箱16上还设置有低水位检测器25，所述第五管105上还设置有过滤器18和差压变送器28，所述储液容器13上还连接设置有真空检测装置23；
35.所述加湿水箱16的顶部还设置有注水口17。
36.本实用新型通过低水位检测器能够检测加湿水箱中的水位是否低于该液位，从而发出报警或关闭第五管的液体排出；通过过滤器能够过滤回入储液容器中的液体中的杂质，真空检测装置能够检测储液容器中的真空度，从而控制在真空度低于预设值情况时开启真空泵，以提高储液容器中的真空度，保证提高输出的蒸汽产气量，提高能效，提高低压蒸汽的产出量。
37.当在车内控制屏上打开车内加湿模式后，电磁阀(第二控制阀11)接电打开，同时，真空泵22通电运行，一部分热态制冷剂旁通进入蒸汽管(制冷剂管19)，加热蒸汽室中的给水，之后回到空调系统循环管路中；当真空检测装置23检测到蒸汽室内真空度达到设定值94％(95.7kpa)时，真空泵停止工作，此时蒸汽室内的水的沸点降到35℃左右，而蒸汽管中的制冷剂温度可达70-80℃，蒸汽室中的给水剧烈沸腾，蒸汽大量产生，并进入到旋流器20中，由于沸腾剧烈，所以蒸汽中携水较多，且从蒸汽室出来的蒸汽为低压蒸汽，在管路中会有部分压降，所以冷凝水较易生成(因为阻力导致压力降低，沸点降低，生成冷凝水)，与蒸汽进入到旋流器中，旋流器由小型电机驱动，旋转过程中将凝水甩到旋流器杯壁上，并顺着杯壁流到承水盘中储存起来；蒸汽上升进入到出风格栅(出风部24)，与出风一起被送到车舱内。
38.加湿水箱与蒸汽室(储液容器13)连接的管路中装有过滤器18，可去除水质中的部分杂质，净化加湿蒸汽，在过滤器前后装有差压变送器28，当测量值大于一定限度时，就会在车内显示屏上提醒人为更换或清理过滤器。蒸汽室的底部装有排污旋塞27，可人为打开排污。当真空检测装置23检测到蒸汽室中蒸汽量不足时，控制系统便会驱动真空泵运行；在达到上限值94％时便停止真空泵。根据实验研究，当真空度为80％时，沸点约为62℃，达到90％时，沸点约为46℃。
39.加湿蒸汽在空调加热后的位置喷入，因为此处空气温度较高，相对湿度较小，喷入的蒸汽容易被空气吸收，同时还可防止加湿器在进风温度太低时冻结。
40.本实用新型还提供一种热泵空调(优选汽车热泵空调)，其包括前任一项所述的空调加湿装置，还包括压缩机1、室外换热器7、室内换热器9和节流装置8，所述制冷剂管19的一端与所述室内换热器9的一端连通、另一端与所述室内换热器9的另一端连通。
41.在一些实施方式中，所述制冷剂管19的位于所述储液容器13外部的管段上还设置有流量调节阀12和第二控制阀11。
42.在一些实施方式中，所述制冷剂管19的位于所述储液容器13外部的管段上还设置
有第一单向阀15，所述第一单向阀15仅允许制冷剂流向所述室内换热器9与所述节流装置8之间的管段中。
43.在一些实施方式中，所述压缩机1的出气端设置有油水分离器2，所述油水分离器2的另一端连通至四通阀5的第一端，所述四通阀5的第二端、第三端和第四端分别连通至所述室外换热器7、所述室内换热器9和第三控制阀6，所述第三控制阀6连通设置有气液分离器10，所述气液分离器10的出口端连通至所述压缩机1的进气端。
44.当车内含湿量达到设定值后，控制反馈系统便控制流量调节阀12，减少进入到蒸汽室内的制冷剂；当监测到承水盘21内凝水超过限定水位时，打开电磁阀(第一控制阀26)，由于加湿水箱16本身处于低压状态，所以承水盘内的水便可轻松进入到加湿水箱，到设定时间后关闭；同理，当加湿水箱内低水位检测器25监测到水箱内水位已达最低水位时，第一控制阀26打开，循环冷凝水，若设定时间后水位最低警报未能消除，控制系统便关闭第二控制阀11(关闭制热加湿支路)，以免耗能，加湿系统报警，在车内显示屏上显示低水位；加湿水箱的水主要来自人为从注水口17(密封垫圈)加入，该注水口密封等级高，以防加湿运行时大气漏入，影响蒸汽室中的真空度，导致真空泵长时间运行以及产气量减少。
45.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。