除濕方式的制作方法

　　專利名稱：除濕方式的制作方法

　　技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種以蒸發(fā)器將室內(nèi)的空氣冷卻并除濕的除濕方法，詳言之，是關(guān)于與現(xiàn)有的除濕方法比較，可大幅度提高除濕量的除濕方法。

　　背景技術(shù)：現(xiàn)有的除濕機(jī)的除濕方法有冷卻式、壓縮式、吸收式、以及吸附式等各種方式。其中，冷卻式也稱為直膨線圈式，其原理是以壓縮式冷凍機(jī)冷卻空氣，使飽和水蒸氣壓下降，令空氣中的水分凝結(jié)而達(dá)除濕的目的。此種方式，因有設(shè)備低廉的優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛運(yùn)用于家庭用除濕機(jī)或是業(yè)務(wù)用除濕機(jī)上。

　　如第5圖所示，現(xiàn)有的冷卻式除濕機(jī)具有配置于上風(fēng)側(cè)的蒸發(fā)器1、配置于下風(fēng)側(cè)的凝結(jié)器2、以及形成從蒸發(fā)器1流向凝結(jié)器2的空氣流的送風(fēng)機(jī)(未圖示)，其一般的構(gòu)造是以蒸發(fā)器1將室內(nèi)的空氣冷卻并除濕后，再以凝結(jié)器2將此空氣重新加熱。

　　通常，除濕量可由第6圖所示的濕空氣線圖求得。例如，以蒸發(fā)器1冷卻圖中I點(diǎn)所示標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)(溫度27℃，相對(duì)濕度60％)的空氣，而其出口的空氣為O點(diǎn)(溫度17℃)時(shí)，其除濕量可由X1-X2＝3.67g/kg(DR)算出。

　　另外，連接I點(diǎn)及O點(diǎn)的直線稱為空氣操作線，再沿著延長(zhǎng)線前溯，即可與飽和溫度曲線相接，此時(shí)的溫度F(于本例中為10℃)，一般稱作裝置的露點(diǎn)溫度(蒸發(fā)溫度)。此一露點(diǎn)溫度(蒸發(fā)溫度)越低，前述的O點(diǎn)溫度越會(huì)下降，即可得較大的除濕量。

　　再者，也可由此濕空氣線圖求得裝置的顯熱比(SHFSensibleHeatFactor)。顯熱比為冷卻某一空間時(shí)，其顯熱量占全熱量的比例，顯熱比＝顯熱量QS/(顯熱量QS+潛熱量QL)。顯熱量QS為使空氣的溫度改變所需的熱量，而潛熱量QL為使空氣中的水分凝結(jié)所需的熱量。因此如前述例子的情形中，顯熱比約為0.54，空氣所具有的熱量中，使溫度改變的所需熱量(顯量QS)占全體熱量的54％，而剩余的46％則為產(chǎn)生濕氣的潛熱量QL。

　　如以前述的現(xiàn)有的冷卻式除濕方法所得的可能到達(dá)的最低露點(diǎn)溫度，由濕空氣線圖可知，約為5℃左右，無法達(dá)到0℃以下。如果空氣操作線偏離飽和溫度曲線，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(冷凍循環(huán))會(huì)呈現(xiàn)不穩(wěn)定。為了使冷卻式的除濕方式可增加除濕量，其條件為使裝置的最低露點(diǎn)溫度下降、增加欲從空氣中所取得的潛熱量(QL)、以及使顯熱比(SHF)降低。但是，熱交換器(蒸發(fā)器1、凝結(jié)器2)的配置如果和前述的除濕方法一樣，則裝置的最低露點(diǎn)溫度降至5℃以下是不可能的。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明是鑒于前述的各項(xiàng)問題而開發(fā)的，其目的是提供一種使裝置的最低露點(diǎn)溫度下降至0℃附近，以增加除濕量的除濕方法。

　　本發(fā)明的除濕方法是從上風(fēng)側(cè)將蒸發(fā)器、凝結(jié)器依序配置，將空氣流以前述蒸發(fā)器冷卻至露點(diǎn)溫度，并除去水分后，再將該空氣流以前述凝結(jié)器再加熱至預(yù)定溫度的除濕方法，特征在于將前述空氣流中的水分滴狀凝結(jié)用前述蒸發(fā)器的表面而獲得除濕。

　　現(xiàn)有的除濕方法中，凝結(jié)液(空氣中的水分)會(huì)呈膜狀覆蓋于蒸發(fā)器的表面(凝結(jié)面)上，而呈膜狀凝結(jié)，由于凝結(jié)面的傳熱是透過此液膜而進(jìn)行的，所以此液膜會(huì)成為較大的傳熱抗體。相對(duì)于此點(diǎn)，本發(fā)明藉由將空氣中的水分如凝結(jié)液滴狀覆蓋于凝結(jié)面的形態(tài)凝結(jié)，與膜狀凝結(jié)比較下，空氣流與凝結(jié)面直接接觸的面積部分增大，而提高了熱貫流率(熱傳導(dǎo)率)。

　　因此，于本發(fā)明中，因熱貫流率的提升而促進(jìn)水分的凝結(jié)，使空氣流中所截取的潛熱量增大，而有露點(diǎn)溫度降低的結(jié)果。因此，可使露點(diǎn)溫度下降至0℃左右，達(dá)到除濕量大幅提升的可能。

　　為使空氣中的水分滴狀凝結(jié)于蒸發(fā)器的表面上，于蒸發(fā)器的上風(fēng)側(cè)配置由凝結(jié)器所分割構(gòu)成的預(yù)熱器，藉由此預(yù)熱器，使通過蒸發(fā)器的空氣溫度上升較為理想。如此，凝結(jié)器的凝結(jié)負(fù)荷會(huì)被減低，而隨著凝結(jié)溫度的降低，蒸發(fā)溫度也跟著下降。所以，空氣流與蒸發(fā)器表面間的溫度差會(huì)加大，促使水分滴狀凝結(jié)，達(dá)到除濕量增大的效果。

　　藉由將上述預(yù)熱器、蒸發(fā)器以及凝結(jié)器配置成使顯熱比小于0.5的結(jié)構(gòu)，即可促使空氣流的滴狀凝結(jié)化。

　　圖1是用本發(fā)明的實(shí)施例說明除濕方法的、熱交換器的側(cè)面圖。

　　圖2是說明圖1的配管系統(tǒng)圖。

　　圖3是說明本發(fā)明實(shí)施例的露點(diǎn)溫度(蒸發(fā)溫度)的濕空氣線圖。

　　圖4是說明適用本發(fā)明的除濕機(jī)與現(xiàn)有除濕機(jī)的除濕量比較圖。

　　圖5是說明現(xiàn)有除濕方法的各熱交換器的配置圖。

　　圖6是說明除濕方法的露點(diǎn)溫度(蒸發(fā)溫度)的濕空氣線圖。

　　具體實(shí)施例方式

　　以下參照?qǐng)D示詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。

　　圖1揭示本發(fā)明的實(shí)施例。本實(shí)施例中，采用從上風(fēng)側(cè)以垂直方向依序豎立配置預(yù)熱凝結(jié)器11、蒸發(fā)器12以及再熱凝結(jié)器13的構(gòu)成方式，對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行除濕。另外，雖然未標(biāo)示于圖中，但是于再熱凝結(jié)器13的下風(fēng)側(cè)配置有可用以形成從預(yù)熱凝結(jié)器11流向再熱凝結(jié)器13的空氣流的送風(fēng)機(jī)。另外，圖中符號(hào)14為遮斷空氣通過的擋板。

　　預(yù)熱凝結(jié)器11與再熱凝結(jié)器13，是由將一臺(tái)凝結(jié)器分割成兩部分，各自配置于蒸發(fā)器12的上風(fēng)側(cè)以及下風(fēng)側(cè)，所以如第2圖所示，對(duì)于來自壓縮機(jī)27的冷媒流，是呈并列的關(guān)系。另外，第2圖中的符號(hào)32為用于調(diào)整冷媒流量的毛細(xì)管(capillarytube)。

　　預(yù)熱凝結(jié)器11、蒸發(fā)器12以及再熱冷凝結(jié)器13分別具有相同的構(gòu)造，其構(gòu)造為由等距配置的多片散熱片111、121、131，以及以貫穿前述散熱片的方式配置的冷媒循環(huán)管112、122、132所構(gòu)成。

　　本實(shí)施例中，與參照?qǐng)D6所說明的現(xiàn)有除濕機(jī)的蒸發(fā)器1的面積相比較，蒸發(fā)器12的面積較小。此蒸發(fā)面積如以循環(huán)管122在U型(ヘアピン)部位的數(shù)目做比較，本實(shí)施例的蒸發(fā)器12為兩支，而現(xiàn)有的蒸發(fā)器1為七支，由此可知本實(shí)施例蒸發(fā)器12的面積為現(xiàn)有蒸發(fā)器1面積的三點(diǎn)五分之一。

　　其次，說明關(guān)于本實(shí)施例的作用。

　　藉由未示于圖中的送風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，室內(nèi)的空氣會(huì)被導(dǎo)向預(yù)熱凝結(jié)機(jī)11中，于此上升至預(yù)定溫度(本實(shí)施例為5℃)的空氣以蒸發(fā)器12冷卻而除去水分后，再藉由后段的再熱凝結(jié)器13再次加熱至預(yù)定溫度后，排入室內(nèi)。

　　本實(shí)施例中，藉由通過預(yù)熱凝結(jié)器11，空氣以被加溫至既定溫度狀態(tài)與蒸發(fā)器12的表面接觸，所以與沒有預(yù)熱凝結(jié)器11的情況比較，會(huì)以較大的溫差與蒸發(fā)器12的表面接觸。另外，由于凝結(jié)器的分割配置，凝結(jié)溫度會(huì)降低，露點(diǎn)溫度(蒸發(fā)溫度)也會(huì)下降?；谝陨系脑?，可促進(jìn)水分的滴狀凝結(jié)，從空氣中取得的潛熱量增加，而達(dá)到提高除濕量的目的。

　　以圖3所示的濕氣線圖來說明露點(diǎn)溫度的下降。例如室內(nèi)的空氣位于標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)(溫度27℃、相對(duì)濕度60％)時(shí)，由預(yù)熱凝結(jié)器11預(yù)熱至32℃后，蒸發(fā)器12會(huì)將其冷卻，但此時(shí)的操作線是于0℃以下(本案例為-1℃)與飽和溫度曲線相接，而此溫度即成為露點(diǎn)溫度(蒸發(fā)溫度)。

　　由此濕氣線圖不能顯示出裝置的顯熱比(SHF)。但是，如后所述，藉由裝置的蒸發(fā)溫度(露點(diǎn)溫度)、除濕量、以及壓縮機(jī)能力表的計(jì)算，即可以算出顯熱比。

　　以標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)(27℃，相對(duì)濕度60％)為基準(zhǔn)，藉由預(yù)熱凝結(jié)器11而導(dǎo)致的空氣上升溫度與最低到達(dá)蒸發(fā)溫度間的關(guān)系是例示于表1上。如將預(yù)熱凝結(jié)器的凝結(jié)溫度設(shè)定于使空氣溫度能上升3℃以上(例如40℃)，即可得到-1℃的最低到達(dá)蒸發(fā)溫度。

　　再者，于本實(shí)施例中，由于將現(xiàn)有的凝結(jié)器2(參照?qǐng)D5)分割成預(yù)熱凝結(jié)器11與再熱凝結(jié)器13后再分別配置，所以其凝結(jié)能力較現(xiàn)有的凝結(jié)器1的凝結(jié)能力增加，而且，可在不會(huì)使壓縮機(jī)27能力下降的條件下減低凝結(jié)負(fù)荷以降低凝結(jié)壓力(凝結(jié)溫度)(本實(shí)施例為40℃)，故可達(dá)到不使冷凍能力下降而提高除濕量的效果。同時(shí)，由于凝結(jié)負(fù)荷的減低，也可抑制周圍溫度的上升。

　　以前述說明的方式所構(gòu)成的除濕機(jī)，相對(duì)于沒有調(diào)整溫度濕度的組裝式倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行除濕，其除濕量與現(xiàn)有家庭用除濕機(jī)的比較是顯示于圖4上。其中，實(shí)線表示本發(fā)明機(jī)器，而單點(diǎn)劃線代表現(xiàn)有的機(jī)器。

　　圖中，A1點(diǎn)及A2點(diǎn)分別表示于溫度22.5℃、相對(duì)濕度47.6％時(shí)的本發(fā)明機(jī)器與現(xiàn)有機(jī)器的數(shù)據(jù)。如比較其除濕量，現(xiàn)有機(jī)器為190cc/h，本發(fā)明機(jī)器為300cc/h，是現(xiàn)有機(jī)器的1.58倍。如欲求得本發(fā)明機(jī)器的顯熱比(SHF)，將現(xiàn)有機(jī)器的顯熱比(QS)設(shè)為0.54時(shí)(前述)，則QL為0.46，所以由0.46×1.58＝0.73，可得知本發(fā)明機(jī)器的顯熱比為0.27。

　　再者，圖中，B1與B2分別表示溫度24.5℃，相對(duì)濕度93.3％時(shí)，本發(fā)明機(jī)器與現(xiàn)有機(jī)器的數(shù)據(jù)。如比較其除濕量，現(xiàn)有機(jī)器為520cc/h，本發(fā)明機(jī)器則為950cc/h，是現(xiàn)有機(jī)器的1.8倍。而欲求得本發(fā)明機(jī)器的顯熱比(SHF)，將現(xiàn)有機(jī)器的顯熱比(QS)設(shè)為0.54，則QL為0.46，所以由0.46×1.8＝0.83可得知本發(fā)明機(jī)器的顯熱比為0.17。

　　另外，圖中，C1點(diǎn)及C2點(diǎn)分別表示于溫度27℃、相對(duì)濕度60％時(shí)，也就是于標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上，本發(fā)明機(jī)器以及現(xiàn)有機(jī)器的除濕量?？墒牵⑽从诖它c(diǎn)上實(shí)際加以測(cè)試，所以無法知其詳細(xì)數(shù)據(jù)，但是可以推定本發(fā)明機(jī)器較現(xiàn)有機(jī)器多約兩倍的除濕量。因此，與前述A1及B1的情形一樣，本發(fā)明機(jī)器的顯熱比為0.5以下。

　　于本實(shí)施例中，蒸發(fā)器12的面積為現(xiàn)有蒸發(fā)器1的二點(diǎn)五分之一，而且，如前所述，本發(fā)明機(jī)器的除濕量約為現(xiàn)有機(jī)器的兩倍，所以如假設(shè)除濕水均勻地以膜覆蓋于往現(xiàn)有機(jī)器的蒸發(fā)器1表面上，則本實(shí)施例的蒸發(fā)器12的除濕水膜厚度為現(xiàn)有蒸發(fā)器1除濕水膜厚的7倍左右。因此，7倍左右于現(xiàn)有機(jī)器的水膜，呈現(xiàn)水滴較為可能。所以，也可說，本實(shí)施例是將空氣中的水分以滴狀凝結(jié)的形態(tài)來除濕。

　　而，由于凝結(jié)溫度及蒸發(fā)溫度的下降，冷媒的比容積會(huì)增大，可促使冷媒的循環(huán)量的降低，使消耗的電力減少與蒸發(fā)器12的小型化，而達(dá)到除濕機(jī)全體小型化的目標(biāo)。另外，依本實(shí)施例，蒸發(fā)面積(容量)比現(xiàn)有小，但是卻可提高除濕量。

　　于此，依蒸發(fā)器理論設(shè)計(jì)式，本發(fā)明蒸發(fā)器12與現(xiàn)有蒸發(fā)器1的容量關(guān)系，可由下列計(jì)算式確認(rèn)。

　　Qe＝K·F·td…(1)Qe蒸發(fā)器的冷卻能力(kcal/h)K蒸發(fā)器的熱貫流率(kcal/℃m2h)F蒸發(fā)器的表面積(m2)td＝(ta+tb)/2-te……(2)ta蒸發(fā)器入口的空氣溫度(℃)tb蒸發(fā)器出口的空氣溫度(℃)te蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度(℃)以本發(fā)明機(jī)器的設(shè)計(jì)條件而言，是使用與現(xiàn)有機(jī)器相同的壓縮機(jī)，而冷卻能力也幾乎相同。

　　以Qe1為現(xiàn)有蒸發(fā)器的冷卻能力，而本發(fā)明蒸發(fā)器的冷卻能力為Qe2時(shí)，則Qe1＝Qe2。

　　關(guān)于現(xiàn)有蒸發(fā)器的熱貫流率K1與本發(fā)明蒸發(fā)器的熱貫流率K2的關(guān)系，由于K1為膜狀凝結(jié)時(shí)的熱貫流率，K2為滴狀凝結(jié)時(shí)的熱貫流率，所以K1＜K2。

　　由(2)式中，如現(xiàn)有機(jī)器td1＝(ta1+tb1)/2-te1，而本發(fā)明機(jī)器td2＝(ta2+tb2)/2-te2，而ta1＝27℃、ta2＝32℃、tb1＝17℃、tb2＝14℃、te1＝10℃、te2＝7℃時(shí)，則td1＝12℃、td2＝16℃，而呈td1＜td2的關(guān)系。

　　所以，從Qe1＝Qe2、K1＜K2、td1＜td2的關(guān)系中，蒸發(fā)器的表面積F，可由(1)式得F1＞F2，所以結(jié)論為本發(fā)明機(jī)器的蒸發(fā)器容量必須比現(xiàn)有機(jī)器蒸發(fā)器的容量小。

　　以上，是關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例加以說明，但是，本發(fā)明并不限于此，而可利用本發(fā)明技術(shù)思想為基礎(chǔ)作各種不同的變化。

　　例如于前述的實(shí)施例中，為了使空氣中的水分滴狀凝結(jié)，蒸發(fā)器12的蒸發(fā)溫度下降方法，是采用減少蒸發(fā)器12的容量的方法，但是，利用送風(fēng)機(jī)使風(fēng)量較現(xiàn)有為低的方法來代替時(shí)，也可使蒸發(fā)溫度下降。

　　另外，于上述的實(shí)施例中，雖然使用毛細(xì)管32作為冷媒流量調(diào)整的機(jī)構(gòu)，但是，為了使蒸發(fā)溫度的下降能確實(shí)進(jìn)行冷媒的流量調(diào)整，也可以電子膨脹閥代替毛細(xì)管32。

　　如前所述，依照本發(fā)明的除濕方法，藉由使空氣中的水分呈滴狀凝結(jié)，令蒸發(fā)器的熱貫流率提升，使其從空氣中取得的潛熱量增大，而達(dá)到大幅度提升除濕量的目的。

　　依本發(fā)明第二方面的發(fā)明，使空氣流與蒸發(fā)器表面間的溫度差增大，促進(jìn)水分的滴狀凝結(jié)，同時(shí)，凝結(jié)溫度亦與蒸發(fā)溫度同時(shí)下降，即可提升冷凍能力，也就是可促使除濕量增加。再者，由于凝結(jié)負(fù)荷的減低，而得以抑制周圍溫度的上升，也會(huì)使冷媒循環(huán)量減少，而得以使熱交換器小型化，并且減少耗用電力。

　　依本發(fā)明第三方面的發(fā)明，使蒸發(fā)器的熱貫流率向上提升，促進(jìn)水分的滴狀凝結(jié)，達(dá)到除濕量提高的目的。

　　權(quán)利要求

　　1.一種除濕方法，是從上風(fēng)側(cè)按順序配置蒸發(fā)器以及凝結(jié)器，以前述蒸發(fā)器將空氣流冷卻至露點(diǎn)溫度以除去水分后，再以前述凝結(jié)器將此空氣流再加熱至預(yù)定溫度，其特征在于使前述空氣流中的水分滴狀凝結(jié)于前述蒸發(fā)器的表面而除濕。

　　2.如權(quán)利要求1所述的除濕方法，其中，于前述蒸發(fā)器的上風(fēng)側(cè)，配置由前述凝結(jié)器所分割構(gòu)成的預(yù)熱器，藉由該預(yù)熱器使通過前述蒸發(fā)器的空氣流溫度上升。

　　3.如權(quán)利要求2所述的除濕方法，其中，將前述預(yù)熱器、前述蒸發(fā)器以及前述凝結(jié)器配置成使顯熱比小于0.5。

　　全文摘要

　　本發(fā)明提供一種使裝置的最低露點(diǎn)溫度下降至0℃附近，使除濕量增大的除濕方法，是將預(yù)熱凝結(jié)器(11)、蒸發(fā)器(12)以及再熱凝結(jié)器(13)配置成使顯熱比小于0.5的情況，使空氣中的水分滴狀凝結(jié)于蒸發(fā)器(12)的表面而除濕。這樣可以在降低凝結(jié)器的凝結(jié)負(fù)荷，降低凝結(jié)溫度的同時(shí)，降低蒸發(fā)溫度。因此，使空氣流與蒸發(fā)器表面之間的溫度差加大，促進(jìn)水分的滴狀凝結(jié)，謀求除濕量提高。

　　文檔編號(hào)F24F1/02GKSQ

　　公開日2004年3月17日申請(qǐng)日期2002年4月15日優(yōu)先權(quán)日2000年10月19日

　　發(fā)明者佐藤近義申請(qǐng)人:佐藤近義