除溼器及其控制方法
2023-05-26 04:30:16 6
除溼器及其控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種除溼器及其控制方法,它包括機殼、半導體除溼器、加熱器、控制器、溫溼度傳感器、LCD顯示屏。所述的半導體除溼器由半導體組件、冷片、熱片、散熱風扇組件組成，所述的固定在一起的半導體除溼器與加熱器皆安裝在機殼內，制器安裝於目標設備二次室櫃板，溫溼度傳感器安裝於需控制器溫溼度腔室內，並遠離加熱除溼一體設備，控制器通過數據線分別與溫溼度傳感器、半導體除溼器和加熱器電連接，溫溼度傳感器獲取機殼內的溫溼度數據並通過數據線傳給控制器，控制器控制半導體除溼器和加熱器的工作。由於本發明用半導體除溼器製冷除溼，降低環境的絕對溼度，運行一段時間後，櫃內溼度明顯下降，停止運行後，溼度不會馬上反彈，避免除溼設備停止工作後又需馬上投入的弊端，具有除溼精準、除溼效果好的優點。
【專利說明】除溼器及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種除溼設備，特別是涉及一種除溼器及其控制方法。
【背景技術】
[0002]早期，開關櫃除溼採用直接安裝加熱器的模式，設計人員直接安裝加熱器長期加熱除溼，此方案運行了一段時間，總體上能夠達到除溼目的，但是也暴露了自身的缺陷:
(1)長時間持續加熱耗電，在不需要除溼的時段，加熱沒有意義且浪費電；
(2)在高溫情況下，長時間持續加熱會引起櫃內溫度進一步升高，會導致櫃內設備的老化加速，影響柜子的使用壽命；
為了解決持續加熱的缺陷，溫溼度控制器應運而生，通過溫溼度控制器採集當前的溫溼度狀態，再根據溫溼度狀態來判斷是否驅動加熱器工作，實時地根據現場情況控制加熱器工作，可以有效地達到節能目的，也可以避免高溫再加熱的狀況發生。
[0003]整體上，溫溼度控制器控制加熱器的方案，解決了大部分問題，已成為目前應用廣泛的櫃內除溼方案，但是，在實際的應用過程中，仍暴露出以下問題不能得到有效解決:
(1)在高溫高溼的情況下，沒有最優的加熱器控制方案，如果驅動加熱器工作，會導致櫃內溫度進一步升高，櫃內設備的老化加速，影響柜子的使用壽命；如果停止加熱器工作，溼度得不到有效控制，在局部，有可能導致凝露的發生，引起絕緣等級下降，老化加速，甚至有可能直接導致事故的發生；
(2)加熱器加熱除溼其實質是通過加熱使更多水分子能夠以氣體的形式存在空氣中，以避免空氣中水分子飽和而在二次設備等表面凝結(凝露現象)，其降低的是相對溼度，空氣中實際的水分並沒有改變，即絕對溼度值並沒有變化，當停止加熱後，過段時間溫度下降，其相對溼度仍會變到原來的狀態，需要再一次投入加熱器工作。
[0004]鑑於加熱器除溼的弊端，目前，出現採用半導體製冷來達到除溼目的，其運行機理是採用半導體使冷凝片上溫度降低，與目標設備內形成溫差，當溫差達到一定值時，就會在冷凝片上形成小水珠，收集這些水珠並排到目標設備外，就能降低溼度，達到除溼目的。但是，單獨採用半導體除溼仍存在下列問題:
(I)低溫時，不能使櫃內溫度升高，無法避免低溫對設備的影響；
(2 )目前的半導體除溼設備都將傳感器、控制器、除溼部件整合在一起的一體式設計，造成檢測到的溼度值是除溼器周邊的實際值，遠低於柜子的整體值，不能準確控制除溼。
【發明內容】
[0005]本發明的一個目的在於提供一種除溼精準、除溼效果好的除溼器。
[0006]本發明的另一個目的在於提供一種除溼器的控制方法。
[0007]為實現上述目的，本發明的技術解決方案是:
一種除溼器，它包括機殼、半導體除溼器、加熱器、控制器、溫溼度傳感器、IXD顯示屏；所述的半導體除溼器由半導體組件、冷片、熱片、散熱風扇組件組成；所述的冷片安裝在半導體組件的正面，半導體組件的背面固定安裝在熱片的正面，散熱風扇安裝在熱片的背面，加熱器安裝在熱片內，固定在一起的半導體除溼器與加熱器皆安裝在機殼內；所述的溫溼度傳感器置於待除溼目標設備中且遠離除溼器，控制器通過數據線分別與溫溼度傳感器、半導體除溼器和加熱器連接，溫溼度傳感器獲取待除溼目標設備內的溫溼度數據並通過數據線傳給控制器，所述的控制器控制半導體除溼器和加熱器的工作。
[0008]進一步，所述的機殼上設有進風口、出風口，安裝在機殼內半導體除溼器上的冷片正對進風口，加熱器對著出風口。
[0009]進一步，所述的溫溼度傳感器內部集成了數據分析處理模塊和AD轉化模塊，經待除溼設備區域中採集到的溫溼度數據為模擬信號，此信號經數據分析處理模塊進行數據分析、放大處理後，再由AD模塊轉化為數位訊號
進一步，所述的控制器包括MCU和通訊模塊；所述的溫溼度傳感器通過數據線連接MCU的信號輸入端，半導體除溼器、加熱器和LCD顯示屏分別通過數據線連接控制器的MCU信號輸出端，所述的通訊模塊與MCU的信號輸出端及信號輸入端相互連接，該通訊模塊可向遠程控制端進行數據發送並接收遠程控制端所下發的控制指令
進一步，所述的控制器還包括輸入模塊，該輸入模塊通過數據線連接MCU的信號輸入端。
[0010]進一步，所述的機殼內腔的底部設有排水槽，該排水槽內段位於冷片的下方，排水槽的外端可外接水管。
[0011]一種除溼器的控制方法，通過溫溼度傳感器反饋待除溼的目標設備的溫度值與溼度值，(I)當待除溼目標設備的環境溼度大於設定的溼度上限A時，且環境溫度低於預設溫度α值時，MCU判定環境溼度過高，只啟動加熱器進行除溼器工作；(2)當環境溼度大於設定的溼度上限A時，且環境溫度高於預設溫度β值時，只啟動半導體除溼器進行除溼工作；
(3)當環境溼度降低到設定溼度下限B時，經由MCU判定環境溼度已經降到合理範圍，MCU驅動停止半導體除溼器或加熱器的除溼工作；所述的溼度A彡B，所述的溫度α ( β，其中所述的A為60%RH — 80%RH，所述的B為40%RH — 60%RH;所述的α為5°C—15°C，所述的β為 15°C—25°C。
[0012]進一步，該除溼器可增設低溫保護工作模式；通過溫溼度傳感器反饋待除溼的目標設備的溫度值低於Y時，Y的溫度為5°C，MCU判定環境溫度過低,系統啟動加熱器進行加熱處理，直至溫度上升至δ時，δ的溫度為15°C。
[0013]進一步，該除溼器可增設除霜工作模式；當待除溼目標設備的環境溼度大於設定的溼度上限A時，MCU判定環境溼度過高，系統進入除溼模式，系統每工作T小時，啟動加熱器工作工作Tl分鐘，其中所述的T為1.5—2.5小時；所述的Tl分鐘為5 —15分鐘。
[0014]進一步，該除溼器可通過輸入模塊的操作，人為調整MCU啟閉除溼器的溫度及溼度參數，並可在輸入模塊上設置強制除溼工作模式，當輸入模塊設置為強制除溼工作模式，通過輸入模塊啟動該工作模式，則MCU無需對溫溼度傳感器所反饋的溫溼度數值高低進行判斷，自動只啟動半導體除溼器進行除溼，當需要關停時，則通過輸入模塊關閉該工作模式，結束半導體除溼器的除溼工作。
[0015]採用上述方案後，本發明具有以下優點: 1、低溫時，控制器驅動加熱器工作，使目標設備區域維持在可靠運行的安全溫度範圍內(一般為15°c左右)，避免低溫對目標設備中的電子元器件造成影響；
2、實現智能化除溼，在高溼情況下，驅動半導體除溼器製冷冷凝除溼，對櫃內溫度基本無影響，解決高溫高溼情況下不能進行除溼的難題；
3、用半導體除溼器製冷除溼，降低環境的絕對溼度，運行一段時間後，櫃內溼度明顯下降，停止運行後，溼度不會馬上反彈，避免除溼設備停止工作後又需馬上投入的弊端；
4、採用分體式設計，可精準除溼，控制器配置遠傳模塊後可實現遠傳功能，有利於自動化控制。
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是本發明的控制原理框圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1、圖2所示，本發明是一種除溼器，它包括機殼1、半導體除溼器2、加熱器
3、控制器4、溫溼度傳感器5、IXD顯示屏6。
[0019]所述的半導體除溼器2由半導體組件21、冷片22、熱片23、散熱風扇24組件組成。所述的冷片22安裝在半導體組件21的正面，半導體組件21的背面固定安裝在熱片23的正面，散熱風扇24安裝在熱片23的背面，所述的加熱器3採用恆溫加熱芯，該加熱器3安裝在熱片23內，固定在一起的半導體除溼器2與加熱器3皆安裝在機殼I內。
[0020]所述的機殼I上設有進風口 11、出風口 12。安裝在機殼I內半導體除溼器2上的冷片22正對進風口 11，加熱器3對著出風口 12。所述的機殼I內腔的底部設有排水槽13，該排水槽13內段位於冷片22的下方，排水槽13的外端可外接水管。
[0021]如圖2所示，所述的溫溼度傳感器5安裝待除溼的目標設備中(如開關櫃等電子設備)，並遠離除溼器，這樣可以儘可能保證溫溼度傳感器5所反饋的溫溼度信息的準確度。所述的控制器4包括MCU41、通訊模塊42 ;所述的溫溼度傳感器5通過數據線連接MCU41的信號輸入端，半導體除溼器2、加熱器3和LCD顯示屏6分別通過數據線連接控制器4的MCU41信號輸出端；通訊模塊42與MCU41的信號輸出端及信號輸入端相互連接，該通訊模塊42可向遠程控制端進行數據發送並接收遠程控制端所下發的控制指令，可實現後臺實時監控及無線遠程監視和管理。溫溼度傳感器5獲取待除溼設備內的溫溼度數據並通過數據線傳給控制器4的MCU41，控制器4依據溫溼度數據控制半導體除溼器2和加熱器3的工作或不工作。同時外界操作人員可通過觀察LCD顯示屏6直接了解到待控制位置的環境溫度和溼度。
[0022]所述的控制器4有自檢功能，溫溼度傳感器5每隔3秒自檢一次，加熱器3和半導體除溼器2每隔2小時進行自檢一次。防範於未然，杜絕了在滿足加熱或除溼的時候才發現加熱器/除溼器異常情況；
所述的控制器4還包括輸入模塊43，該輸入模塊43通過數據線連接MCU41的信號輸入端，操作人員通過對輸入模塊43的操作，可人為調整MCU41啟閉除溼器的溫度及溼度參數，並可設置強制除溼工作模式，當輸入模塊43設置為強制除溼工作模式，通過輸入模塊43啟動該工作模式，則MCU41無需對溫溼度傳感器5所反饋的溫溼度數值高低進行判斷，自動只啟動半導體除溼器2進行除溼，當需要關停時，則通過輸入模塊43關閉該工作模式，結束半導體除溼器2的除溼工作本發明控制方法:
1.通過溫溼度傳感器5反饋待除溼的目標設備的溫度值與溼度值，(I)當待除溼目標設備的環境溼度大於設定的溼度上限A (一般優選溼度上限的範圍介於60%RH— 80%RH之間)，且環境溫度低於預設溫度α值時(一般優選溫度的範圍介於5°C — 15°C)，則MCU41判定環境溼度過高，只啟動加熱器3進行除溼器工作；(2)當環境溼度大於設定的溼度上限A時(一般優選溼度上限的範圍介於60%RH — 80%RH之間)，且環境溫度高於預設溫度β值時(一般優選溫度的範圍介於15°C — 25°C)，只啟動半導體除溼器進行除溼工作；(3)當環境溼度降低到設定溼度下限B時(一般優選溼度下限的範圍介於40%RH —60%RH)，經由MCU41判定環境溼度已經降到合理範圍，MCU驅動停止半導體除溼器或加熱器的除溼工作。
[0023]2.該除溼器可增設低溫保護工作模式；通過溫溼度傳感器5反饋待除溼的目標設備的溫度值低於5°C，MCU判定環境溫度過低，系統啟動加熱器進行加熱處理，直至溫度上升至15°C，系統啟動加熱的溫度與結束加熱的溫度之間存在一定的間隔，這樣可保證待除溼設備區域內，溫度在相當長的一段時間內能維持在一定合理區間，能有效保障待除溼設備區域內電子元器件的正常工作(如開關櫃等)。
[0024]3.該除溼器可增設除霜工作模式；當待除溼目標設備的環境溼度大於設定的溼度上限A時，MCU判定環境溼度過高，系統進入除溼模式，系統每工作2小時，啟動加熱器3工作10分鐘，避免出現除溼器內長期結冰現象，使水能順利從排水管排到櫃外。
[0025]4.同時上述溫溼度參數可通過輸入模塊43的操作，人為調整MCU41啟閉除溼器的溫度及溼度參數，並可在輸入模塊43上設置強制除溼工作模式，當輸入模塊43設置為強制除溼工作模式，通過輸入模塊啟動該工作模式，則MCU41無需對溫溼度傳感器5所反饋的溫溼度數值高低進行判斷，自動只啟動半導體除溼器2進行除溼，當需要關停時，則通過輸入模塊43關閉該工作模式，結束半導體除溼器2的除溼工作。
[0026]本發明各部件的功能:
1.溫溼度傳感器5負責現場溫溼度的採集和傳送，其內部集成了數據分析處理模塊和AD轉化模塊，現場數據採集到時，還是微弱的模擬信號，此信號經數據分析、放大處理後由AD模塊轉化為數位訊號，經過導線傳送至控制器MCU41待進一步分析處理。
[0027]2.控制器4為核心部件，負責系統的數據處理和驅動控制，溫溼度傳感器5採集到的數據經導線傳送到控制器4後，MCU41對數據進行分析處理後，根據具體的狀態，驅動相應除溼或加熱功能模塊工作，同時驅動相應指示燈指示，並將溫溼度值在LCD顯示屏6上顯示。控制器4還負責人機互動界面處理和通訊模塊，人機互動時，通過輸入模塊43可以設置相應的參數，通訊模塊42則為數據的遠傳，數位化管理而設置。
[0028]3.所述的熱片23、散熱風扇24共用於半導體組件21和加熱器3的散熱，當半導體組件21通電時，一面溫度降低，配合冷片使用，另一面溫度升高，配合熱片和散熱風扇24使熱面溫度下降，以避免熱面溫度過高，使冷片溫度不能達到足夠低點，達不到除溼目的；當加熱器3通電時，配合熱片23和散熱風扇24，使熱氣能夠快速擴散到目標設備腔室內，達到快速提升目標設備腔室內的溫度及除溼的目的。
[0029]4.所述的輸入模塊43用於設定溼度設定上下限和溫度設定上下限及通訊模塊中所需的各個參數，通過輸入模塊43還可以設定系統為強制除溼工作模式，啟動強制除溼模式後，MCU41將直接啟動半導體除溼器2工作，不再考慮溫度和溼度設定值，啟動強制除溼模式後需退出時仍需通過操作輸入模塊實現。
[0030]5.通訊模塊72用於系統與後臺之間的聯繫，通過通訊模塊72，可以實現控制自動化。當後臺通過總線向MCU41發送通訊指令時，MCU41根據簡析出的指令，將所需的數據通過通訊模塊72傳送至後臺或者接收後臺的控制指令。
[0031]本發明可以達到以下目標:
1.由於半導體除溼器2製冷的工作特性一冷熱基本平衡，在高溫高溼情況下，驅動半導體除溼器2製冷冷凝除溼，對櫃內溫度基本無影響，解決高溫高溼情況下不能進行除溼的難題；
2.利用半導體除溼器2製冷除溼，可以降低環境的絕對溼度，運行一段時間後，櫃內溼度明顯下降，停止運行後，溼度不回馬上反彈，避免除溼設備停止工作後又需馬上投入的弊端；
3.配備通訊模塊42，可實現遠程通訊，連接後臺管理後，可進行遠程監控和管理，為實現電網的智能化、數位化管理提供便利。
[0032]本發明的重點就在於:半導體製冷除溼和加熱器除溼相結合技術，加熱器和半導體除溼器一體化設計。
[0033]以上所述，僅為本發明較佳實施例而已，故不能以此限定本發明實施的範圍，即依本發明申請專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
【權利要求】
1.一種除溼器，其特徵在於:它包括機殼、半導體除溼器、加熱器、控制器、溫溼度傳感器、LCD顯示屏；所述的半導體除溼器由半導體組件、冷片、熱片、散熱風扇組件組成；所述的冷片安裝在半導體組件的正面，半導體組件的背面固定安裝在熱片的正面，散熱風扇安裝在熱片的背面，加熱器安裝在熱片內，固定在一起的半導體除溼器與加熱器皆安裝在機殼內；所述的溫溼度傳感器置於待除溼目標設備中且遠離除溼器，所述的控制器通過數據線分別與溫溼度傳感器、半導體除溼器和加熱器連接，溫溼度傳感器獲取待除溼目標設備內的溫溼度數據並通過數據線傳給控制器，控制器控制半導體除溼器和加熱器的工作。
2.根據權利要求1所述的除溼器，其特徵在於:所述的機殼上設有進風口、出風口，安裝在機殼內半導體除溼器上的冷片正對進風口，加熱器對著出風口。
3.根據權利要求1所述的除溼器，其特徵在於:所述的溫溼度傳感器內部集成了數據分析處理模塊和AD轉化模塊，經待除溼設備區域中採集到的溫溼度數據為模擬信號，此信號經數據分析處理模塊進行數據分析、放大處理後，再由AD模塊轉化為數位訊號。
4.根據權利要求1所述的除溼器，其特徵在於:所述的控制器包括MCU和通訊模塊；所述的溫溼度傳感器通過數據線連接MCU的信號輸入端，半導體除溼器、加熱器和LCD顯示屏分別通過數據線連接控制器的MCU信號輸出端，所述的通訊模塊與MCU的信號輸出端及信號輸入端相互連接，該通訊模塊可向遠程控制端進行數據發送並接收遠程控制端所下發的控制指令。
5.根據權利要求4所述的除溼器，其特徵在於:所述的控制器還包括輸入模塊，該輸入模塊通過數據線連接MCU的信號輸入端。
6.根據權利要求1所述的除溼器，其特徵在於:所述的機殼內腔的底部設有排水槽，該排水槽內段位於冷片的下方，排水槽的外端可外接水管。
7.—種除溼器的控制方法，其特徵在於:通過溫溼度傳感器反饋待除溼的目標設備的溫度值與溼度值，(I)當待除溼目標設備的環境溼度大於設定的溼度上限A時，且環境溫度低於預設溫度α值時，MCU判定環境溼度過高，只啟動加熱器進行除溼器工作；(2)當環境溼度大於設定的溼度上限A時，且環境溫度高於預設溫度β值時，只啟動半導體除溼器進行除溼工作；(3)當環境溼度降低到設定溼度下限B時，經由MCU判定環境溼度已經降到合理範圍，MCU驅動停止半導體除溼器或加熱器的除溼工作；所述的溼度A彡B，所述的溫度α < β。
8.根據權利要求7所述的一種除溼器的控制方法，其特徵在於:所述的A為60%RH—80%RH，所述的 B 為 40%RH —60%RH ;所述的 α 為 5°C — 15°C，所述的 β 為 15°C—25°C。
9.根據權利要求7所述的一種除溼器的控制方法，其特徵在於:該除溼器可增設低溫保護工作模式；通過溫溼度傳感器反饋待除溼的目標設備的溫度值低於低溫預設值時，MCU判定環境溫度過低，系統啟動加熱器進行加熱處理，直至溫度上升至溫度預設值時，加熱器結束工作。
10.根據權利要求7所述的一種除溼器的控制方法，其特徵在於:該除溼器可增設除霜工作模式；當待除溼目標設備的環境溼度大於設定的溼度上限A時，MCU判定環境溼度過高，系統進入除溼模式，系統每工作T小時，啟動加熱器工作Tl分鐘，其中所述的T為1.5—2.5小時；所述的Tl分鐘為5 —15分鐘。
11.根據權利要求7所述的一種除溼器的控制方法，其特徵在於:該除溼器可通過輸入模塊的操作，人為調整MCU啟閉除溼器的溫度及溼度參數，並可在輸入模塊上設置強制除溼工作模式，當輸入模塊設置為強制除溼工作模式，通過輸入模塊啟動該工作模式，則MCU無需對溫溼度傳感器所反饋的溫溼度數值高低進行判斷，自動只啟動半導體除溼器進行除溼，當需要關停時，則通過輸入模塊關閉該工作模式，結束半導體除溼器的除溼工作。
【文檔編號】G05D27/02GK104331108SQ201410526875
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】王瑜, 趙深, 楊雷, 陳韶村, 鄭樸, 章雷, 斯捷, 李涇, 吳旭光, 李中恩, 張克, 陳海萍, 林永育, 柯紅, 鄭賢舜, 瞿海和, 林勝吉, 石昉雷, 杜志婕, 南隆, 梁忠偉, 黃良豪 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司, 國網浙江省電力公司溫州供電公司, 浙江圖盛輸變電工程有限公司, 廈門立林高壓電氣有限公司