除湿装置的制造方法_2

文档序号:9475404阅读:来源:国知局
式:冷冻循环的动作)
[0045]首先,对作为四通阀3的流路被切换为图1的实线的情况的第I运转模式的动作进行说明。第I运转模式中的冷冻循环的动作如下。低压的气体在由压缩机2吸入后,被压缩,成为高温且高压的气体。由压缩机2排放的制冷剂经四通阀3流入第I热交换器4。流入到第I热交换器4的制冷剂向在风路B中流动的空气散热,在将空气加热的同时,制冷剂本身被冷却而冷凝,成为高压的液体制冷剂,从第I热交换器4流出。从第I热交换器4流出了的液体制冷剂在膨胀阀5被减压,成为低压的二相制冷剂。此后,制冷剂流入第2热交换器6,从在风路B中流动的空气吸热,在将空气冷却的同时,制冷剂本身被加热而蒸发,成为低压的气体。此后,制冷剂经四通阀3被吸入压缩机2。
[0046](第I运转模式:空气的动作)
[0047]接着,根据图2,对第I运转模式中的空气的动作进行说明。图2是表示第I运转模式时的空气的状态变化的空气温湿图,纵轴是空气的绝对湿度,横轴是空气的干球温度。另外,图2的曲线表示饱和空气,饱和空气中的相对湿度是100%。
[0048]除湿装置I周围的空气(图2、A点)流入到除湿装置I后,由第I热交换器4加热,温度上升,且相对湿度降低(图2、B点)。此后,空气虽然流入干燥剂块7,但是,由于空气的相对湿度低,所以,被干燥剂块7保持的水分被解吸(放出),空气中所含的水分量增加。另一方面,从流入到干燥剂块7的空气夺取与解吸相伴的解吸热,空气的温度降低,成为低温且高湿度的状态(图2、C点)。此后,空气流入第2热交换器6并被冷却。另外,制冷剂回路A运转,以使第2热交换器6内的制冷剂温度比空气的露点温度低,空气由第2热交换器6冷却,且被除湿,成为低温且绝对湿度低的状态(图2、D点)。此后,空气流入送风机8,从吹出口 20b向除湿装置I外部进行排放。
[0049](第2运转模式:冷冻循环的动作)
[0050]接着,对作为四通阀3的流路被切换为图1的点划线的情况的第2运转模式的动作进行说明。第2运转模式中的冷冻循环的动作如下。低压的气体在由压缩机2吸入后被压缩,成为高温且高压的气体。由压缩机2排放了的制冷剂经四通阀3流入第2热交换器6。流入到第2热交换器6的制冷剂向在风路B中流动的空气散热,在将空气加热的同时,制冷剂本身被冷却而冷凝,成为高压的液体制冷剂,从第2热交换器6流出。从第2热交换器6流出了的液体制冷剂在膨胀阀5被减压,成为低压的二相制冷剂。此后,制冷剂流入第I热交换器4,从在风路B中流动的空气吸热,在将空气冷却的同时,制冷剂本身被加热而蒸发,成为低压的气体。此后,制冷剂经四通阀3被吸入压缩机2。
[0051](第2运转模式:空气的动作)
[0052]接着,根据图3,对第2运转模式中的空气的动作进行说明。图3是表示第2运转模式时的空气的状态变化的空气温湿图,纵轴是空气的绝对湿度,横轴是空气的干球温度。另外,图3的曲线表示饱和空气,饱和空气中的相对湿度是100%。
[0053]除湿装置I周围的空气(图3、A点)在流入到除湿装置I后,由第I热交换器4冷却。另外,制冷剂回路A运转,以使第I热交换器4内的制冷剂温度比空气的露点温度低,空气由第I热交换器4冷却并被除湿,成为低温且高相对湿度的状态(图3、E点)。此后,空气虽然流入干燥剂块7,但是,由于空气的相对湿度高,所以,水分被干燥剂块7吸附,空气中所含的水分量减少,进一步被除湿。另一方面,流入到干燥剂块7的空气由伴随着吸附而产生的吸附热进行加热,空气的温度上升,成为高温且低湿度的状态(图3、F点)。此后,空气流入第2热交换器6,并被加热,成为高温(图3、G点)。此后,空气流入送风机8,从吹出口 20b向除湿装置I外部进行排放。
[0054]这样,在第I运转模式中,在第I热交换器4中由制冷剂的冷却进行的除湿的基础上,还实施由干燥剂块7的吸附进行的除湿。因而,比较图2和图3可知,第2运转模式与第I运转模式相比,能够确保更多的除湿量,本除湿装置I中的主要的除湿在第2运转模式下实施。
[0055]在本实施方式I的除湿装置I中,使第1、第2运转模式交替地反复。例如,在持续地实施了第2运转模式的情况下,由于干燥剂块7所含的水分量存在上限,所以,若运转一定以上的时间,则水分不再被干燥剂块7吸附,除湿量降低。因此,在干燥剂块7的保持水分量成为上限附近的阶段,切换为第I运转模式,实施将水分从干燥剂块7放出的运转。在实施第I运转模式不久,干燥剂块7的保持水分量适度地减少了的时点,再次切换为第2运转模式。这样,通过交替地实施第1、第2运转模式,依次进行干燥剂块7的吸附解吸作用,维持由干燥剂的吸附解吸作用产生的除湿量增加的效果。
[0056]本实施方式I的第I热交换器4以及第2热交换器6的各种的翅片构成为与传热性能相比使排水性优先。下面对该结构和由该结构产生的效果进行说明。
[0057]图4是表示第1、第2热交换器的结构的示意图,(a)表示本实施方式I的情况,(b)以及(C)表示比较例。另外,在图4中,与纸面正交的方向是空气通过方向。
[0058]如图4 (a)所示,构成第1、第2热交换器的热交换器具有被并列设置的多个平滑的翅片201a和将多个翅片201a贯通的多个传热管200。多个传热管200做成如下的结构:向相对于空气通过方向垂直的级方向(图4的上下方向)配置多级,且在空气通过方向配置I列或者多列。
[0059]至此为止,热交换器通过提高传热性能,使冷却能力增加,使除湿量增加。作为代表性的手段,存在如下的加工:如图4(b)的翅片201b以及图4(c)的翅片201c所具有的那样,在翅片表面得到切起部、狭缝等的前缘效应。
[0060]另外,在将切起部设置在翅片表面的情况下,从来自传热管200的传热和翅片中的前缘效应的平衡出发,有各种各样的形态,有设置大的切起部的翅片(图4(b)、201b)、设置多个小的切起部的翅片(图4(c) ,201c)。
[0061]图5是比较图4(a)?图4(c)的各热交换器中的热传递率的图。图6是比较图4(a)?图4(c)的各热交换器中的翅片滞留结露量的图。
[0062]—般来说,每个单位面积的热传递效率如图5所示,还是具有多个切起部的翅片高。因此,使用设置了切起部的翅片201b、201c,使热交换器的翅片面积减少,谋求紧凑化。
[0063]但是,在本实施方式I的除湿装置I中,具有第I运转模式和第2运转模式,在模式被切换时,在第I热交换器4和第2热交换器6加热和冷却进行更换。在即将切换前,结露附着在作为冷却器发挥功能的翅片表面。在模式切换后,由于在作为冷凝器或者散热器发挥作用时,翅片表面被加热,所以,该结露未作为排水被回收,而是再次向空气中蒸发。若像这样使结露再次蒸发,则由于被暂时除湿了的除湿对象空间的湿度会再次上升,所以,成为除湿损耗。因而,要求使蒸发器中的结露量少,使再蒸发量少。
[0064]此时的来自翅片的再蒸发量因滞留在翅片表面的结露量而大幅变化。尤其是在翅片表面存在切起部的情况下,在翅片表面存在很多狭小部(开口部),结露容易滞留,切起部越多,滞留结露量越增加。其结果,滞留结露量像图6所示那样,平滑的翅片(图4(a)、201a)最少,切起部多的翅片(图4(c)、201c)的滞留量最多。
[0065]图7是使用图4(a)?图4(c)的各翅片,变更翅片的尺寸,比较具有同等的冷却能力的热交换器的除湿量的图。
[0066]像以往的再热除湿方式(由蒸发器将吸进空气除湿后,由冷凝器将过度降温的空气加温的方式)那样,热交换器的功能未被切换的除湿装置中,除湿量不会因翅片种类而变更(图中点划线)。但是,在本实施方式I的除湿装置I中,翅片201a为平滑的情况成为除湿能力优异的结果(图中实线)。
[0067]另外,由于在翅片表面产生的结露量少为好,所以,通过对翅片表面实施亲水处理,使结露液滴的接触角变小,可使滞留量减少。
[0068]再有,通过在翅片201a的表面上设置使排水性提高的形状(细微的槽),使排水性提高,使翅片201a中的结露量少,作为结果,可使除湿装置I中的除湿量增加。
[0069]图8是用于说明与翅片表面的槽所要求的功能相应而使槽的位置不同的情况的说明图,(a)表示以增大传热面积为目的的情况下的槽的位置,(b)表示本实施方式I的槽的位置,表示以提高排水性为目的的情况下的槽的位置。
[0070]以往,虽然存在以增大翅片的传热面积为目的而在翅片的表面设置槽的情况,但是,在这种情况下,如图8(a)所示,在翅片301中,在从传热管300离开的场所配置槽302。在像本实施方式I这样,以提高翅片201a的排水性为目的的情况下,如图8(b)所示,在结露产生量多的传热管200周边配置槽202。通过在该位置配置槽202,可提高翅片201a的排水性。
[0071]另外,通过在翅片201a的表面设置没有将翅片201a贯通的纳米等级的细孔(未图示出),可由细孔内的空气层来增加水滴的滑落性。
[0072]图9是滞留在翅片之间的底部的结露的说明图。图10是表示翅片间距和底部滞留结露量的关系的图。图11是表示相同体积的热交换器的忽视了滞留结露的情况下的除湿量和翅片间距的关系的图。
[0073]在本实施方式I的第I热交换器4和第2热交换器6的各自的下部,像图9所示那样,结露因水分的表面张力而滞留在底部。滞留的结露在模式切换时与残存在翅片表面的结露同样,再次蒸发,导致除湿量的下降。因此,降低底部的滞留量伴随有除湿能力的增加。
[0074]滞留在该热交换器底部的结露的高度被翅片间距离(翅片间距)(图9的a)左右,如图10所示,翅片间距越窄,结露的高度越增加,滞留量也增加。翅片间距和滞留结露高度根据表面张力的关系式(拉普拉斯公式),成为反比例的关系,翅片间距越窄,滞留结露量越多。另外,若翅片间距大到某种程度以上,则不再滞留在底部,因此,滞留结露量大幅下降。
[0075]但是,由于使翅片间距变大的情况相当于相对于相同的热交换器体积翅片数变少,所以,热交换量下降,冷冻循环的效率下降。这样,若热交换量下降,则如图11所示,忽视了滞留结露的除湿装置I的除湿量随着翅片间距增加而下降。
[0076]另外,虽然由于热交换器的大型化而滞留结露可某种程度地降低,但是,滞留结露大幅减少的翅片间距的设备结构为热交换量大幅下降并不现实。
[0077]图12是表示本发明的实施方式I的除湿装置中的热交
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