除濕裝置和除濕系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種將空氣除濕后供向調濕空間的除濕裝置和除濕系統，特別涉及一種具有負載有吸附劑的吸附熱交換器的除濕裝置。
【背景技術】
[0002]迄今為止，將空氣除濕后供向調濕空間(例如室內空間)的除濕裝置已為人所知。例如，專利文獻1中記載了一種具備制冷劑回路且在吸附熱交換器中對空氣的濕度進行調節的調濕裝置，其中，上述制冷劑回路中有兩個吸附熱交換器。該調濕裝置交替地重復進行第一吸附熱交換器成為冷凝器且第二吸附熱交換器成為蒸發器的動作和第一吸附熱交換器成為蒸發器且第二吸附熱交換器成為冷凝器的動作。具體而言，該調濕裝置進行如下所述的除濕運轉，在上述除濕運轉下，向室內供給已在發揮蒸發器功能的吸附熱交換器中被除濕的空氣，并且向室外排出已在發揮冷凝器功能的吸附熱交換器中被加濕的空氣。
[0003]專利文獻1:日本公開專利公報特開2006 - 349294號公報
【發明內容】
[0004]一發明所要解決的技術問題一
[0005]可以考慮在如專利文獻1所述的除濕裝置(調濕裝置)中，通過增加制冷劑回路中的壓縮機的轉速來提高除濕能力。然而，如果增加制冷劑回路中的壓縮機的轉速，則會導致除濕裝置的功耗增大。
[0006]于是，本發明的目的在于:提供一種既能夠抑制功耗增大又能夠提高除濕能力的除濕裝置。
[0007]-用以解決技術問題的技術方案一
[0008]第一方面發明涉及一種除濕裝置，其特征在于:具備:制冷劑回路100，所述制冷劑回路100具有負載有吸附劑的第一吸附熱交換器101和第二吸附熱交換器102，所述制冷劑回路100交替地進行第一動作和第二動作，其中，在所述第一動作下，所述第一吸附熱交換器101成為蒸發器而將空氣除濕且所述第二吸附熱交換器102成為冷凝器而使吸附劑再生，在所述第二動作下，所述第一吸附熱交換器101成為冷凝器而使吸附劑再生且所述第二吸附熱交換器102成為蒸發器而將空氣除濕，第一熱交換室S11和第二熱交換室S12，在所述第一熱交換室SI 1中設置有所述第一吸附熱交換器101，在所述第二熱交換室S12中設置有所述第二吸附熱交換器102 ;切換機構200，所述切換機構200對空氣的流動進行切換，以便:已在所述第一熱交換室S11和所述第二熱交換室S12中的、設置有成為蒸發器的吸附熱交換器101、102的熱交換室S11、S12中通過的空氣被供向調濕空間S0，用于使吸附劑再生的空氣在設置有成為冷凝器的吸附熱交換器102、101的熱交換室S12、S11中流通；第一吸附部301，所述第一吸附部301構成為負載有吸附劑并使空氣與吸附劑接觸，所述第一吸附部301設置在所述第一熱交換室S11中，當所述第一吸附熱交換器101成為蒸發器的情況下，所述第一吸附部301位于該第一吸附熱交換器101的下游側；以及第二吸附部302，所述第二吸附部302構成為負載有吸附劑并使空氣與吸附劑接觸，所述第二吸附部302設置在所述第二熱交換室S12中，當所述第二吸附熱交換器102成為蒸發器的情況下，所述第二吸附部302位于該第二吸附熱交換器102的下游側。
[0009]在所述第一方面的發明中，將用于向調濕空間S0供給的空氣在熱交換室S11、S12中流通，其中，在上述熱交換室Sll、S12中設置有成為蒸發器的吸附熱交換器101、102，由此能夠使吸附熱交換器101、102和吸附部301、302的吸附劑吸附該空氣中的水分來將該空氣除濕。并且，將用于使吸附劑再生的空氣在熱交換室S12、S11中流通，其中，在上述熱交換室S12、S11中設置有成為冷凝器的吸附熱交換器102、101，由此能夠向該空氣中釋放吸附熱交換器102、101和吸附部302、301的吸附劑中的水分來使吸附熱交換器102、101和吸附部302、301的吸附劑再生。這樣，通過在第一熱交換室S11內追加設置第一吸附部301并在第二熱交換室S12內追加設置第二吸附部302，由此能夠增加第一熱交換室S11和第二熱交換室S12中的空氣的除濕量。
[0010]此外，在所述第一方面的發明中，分別在當第一熱交換室S11和第二熱交換室S12中的、當吸附熱交換器101、102成為蒸發器的情況下位于吸附熱交換器101、102的下游側的位置上布置吸附部301、302，由此能夠向吸附部301、302供給已由吸附熱交換器101、102除濕和冷卻的空氣。由此，能夠促進水分被吸附部301、302的吸附劑吸附。
[0011]第二方面發明的除濕裝置的特征在于:在所述第一方面的發明中，所述切換機構200對空氣的流動進行切換，以便:在所述第一吸附熱交換器101和所述第二吸附熱交換器102中的每一個中通過的空氣的流通方向在該吸附熱交換器101、102成為蒸發器的情況下與在該吸附熱交換器101、102成為冷凝器的情況下為相反方向。
[0012]在所述第二方面的發明中，在第一熱交換室S11和第二熱交換室S12中，當吸附熱交換器101、102成為蒸發器的情況下吸附部301、302位于吸附熱交換器101、102的下游偵牝當吸附熱交換器101、102成為冷凝器的情況下吸附部301、302位于吸附熱交換器101、102的上游側。S卩，在第一熱交換室S11和第二熱交換室S12的每一個中，在吸附熱交換器
101、102成為蒸發器的情況下，已供給到該熱交換室Sll、S12中的空氣在通過吸附熱交換器101、102后通過吸附部301、302，在吸附熱交換器101、102成為冷凝器的情況下，已供給到該熱交換室S11、S12中的空氣在通過吸附部301、302后通過吸附熱交換器101、102。
[0013]第三方面發明的除濕裝置的特征在于:在所述第一方面的發明中，所述切換機構200對空氣的流動進行切換，以便:在所述第一吸附熱交換器101和所述第二吸附熱交換器102中的每一個中通過的空氣的流通方向在該吸附熱交換器101、102成為蒸發器的情況下與在該吸附熱交換器101、102成為冷凝器的情況下為相同方向。
[0014]在所述第三方面的發明中，在第一熱交換室S11和第二熱交換室S12中，當吸附熱交換器101、102成為蒸發器的情況下以及當吸附熱交換器101、102成為冷凝器的情況下，吸附部301、302都分別位于吸附熱交換器101、102的下游側。由此，在第一熱交換室S11和第二熱交換室S12中，當吸附熱交換器101、102成為蒸發器的情況下，能夠分別向吸附部301、302供給已由吸附熱交換器101、102除濕和冷卻的空氣，當吸附熱交換器101、102成為冷凝器的情況下，能夠分別向吸附部301、302供給已由吸附熱交換器101、102加熱的空氣。
[0015]第四方面發明的除濕裝置的特征在于:在所述第一至第三方面中任一方面的發明中，所述第一吸附部301布置成在所述第一吸附部301與所述第一吸附熱交換器101之間留有間隔，并且，所述第二吸附部302布置成在所述第二吸附部302與所述第二吸附熱交換器102之間留有間隔。
[0016]在所述第四方面的發明中，在第一熱交換室S11中，以在與吸附熱交換器101之間留有間隔的方式布置吸附部301，并且，在第二熱交換室S12中，以在與吸附熱交換器102之間留有間隔的方式布置吸附部302，由此能夠抑制吸附部301、302的溫度分布的偏差、空氣偏流。
[0017]第五方面發明的除濕裝置的特征在于:在所述第一至第三方面中任一方面的發明中，所述第一吸附部301布置成與所述第一吸附熱交換器101接觸，并且，所述第二吸附部302布置成與所述第二吸附熱交換器102接觸。
[0018]在所述第五方面的發明中，在第一熱交換室S11中將吸附部301布置成與吸附熱交換器101接觸，并且，在第二熱交換室S12中將吸附部302布置成與吸附熱交換器102接觸，由此能夠促進吸附熱交換器101、102與吸附部301、302之間的導熱。S卩，在吸附熱交換器101、102成為蒸發器的情況下，能夠利用在吸附熱交換器101、102中流動的制冷劑的吸熱作用來冷卻吸附部301、302，在吸附熱交換器101、102成為冷凝器的情況下，能夠利用在吸附熱交換器101、102中流動的制冷劑的放熱作用來加熱吸附部301、302。
[0019]第六方面發明涉及一種除濕系統，其特征在于:具備:所述第二方面的發明的除濕裝置10 ;以及加熱用于使吸附劑再生的空氣的加熱器21，所述切換機構200對空氣的流動進行切換，以便:使已通過所述加熱器21的空氣在所述第一熱交換室S11和所述第二熱交換室S12中的、設置有成為冷凝器的吸附熱交換器102、101的熱交換室S12、S11中流通。
[0020]在所述第六方面的發明中，在第一熱交換室S11和第二熱交換室S12中，當吸附熱交換器101、102成為蒸發器的情況下，已供給到該熱交換室Sll、S12中的空氣在通過吸附熱交換器101、102后通過吸附部301、302，當吸附熱交換器101、102成為冷凝器的情況下，已供給到該熱交換室Sll、S12中的空氣在通過吸附部301、302后通過吸附熱交換器101、102。由此，使已通過加熱器21的空氣在熱交換室Sll、S12中流通，其中，在所述熱交換室S11、S12中設置有成為冷凝器的吸附熱交換器101、102，由此能夠向吸附部301、302供給已由加熱器21加熱的空氣，其中，所述吸附部301、302在熱交換室Sll、S12中位于成為冷凝器的吸附熱交換器101、102的上游側。
[0021]第七方面發明的除濕系統的特征在于:在所述第六方面的發明中，還具備負載有吸附劑的吸附轉子70，所述吸附轉子70具有吸附部71以及再生部72，所述吸附部71使已在所述第一熱交換室S11和所述第二熱交換室S12中的、設置有成為蒸發器的吸附熱交換器101、102的熱交換室Sll、S12中通過的空氣與吸附劑接觸來對該空氣進行除濕，所述再生部72使已通過所述加熱器21的空氣與吸附劑接觸來使吸附劑再生，已在所述第一熱交換室S11和所述第二熱交換室S12中的、設置有成為蒸發器的吸附熱交換器101、102的熱交換室S11、S12中通過的空氣通過所述吸附轉子70的吸附部71而供向所述調濕空間S0，所述切換機構200對空氣的流動進行切換，以便:使已依次通過所述加熱器21和所述吸附轉子70的再生部72的空氣在所述第一熱交換室S11和所述第二熱交換室S12中的、設置有成為冷凝器的吸附熱交換器102、101的熱交換室S12、S11中流通。
[0022]在所述第七方面的發明中，用于向調濕空間S0供給的空氣在熱交換室S11、S12中被除濕后，在吸附轉子70的吸附部71進一步被除濕，其中，在所述熱交換室Sll、S12中設置有成為蒸發器的吸附熱交換器101、102。另一方面，已由加熱器21加熱的空氣在通過吸附轉子70的再生部72后通過熱交換室S12、S11，其中，在所述熱交換室S12、S11中設置有成為冷凝器的吸附熱交換器102、101。S卩，能夠將已通過吸附轉子70的再生部72的空氣用于使吸附熱交換器102、101和吸附部302、301的吸附劑再生。
[0023]—發明的效果一
[0024]根據第一方面和第二方面的發明，能夠增加第一熱交換室S11和第二熱交換室S12中的空氣的除濕量，進而能夠促進水分被吸附部301、302的吸附劑吸附，因此能夠提高除濕裝置10的除濕能力。此外，不必為了提高除濕裝置10的除濕能力而增加制冷劑回路100中的壓縮機103的轉速，因此能夠抑制除濕裝置10的功耗增大。
[0025]根據第三方面的發明，在吸附熱交換器101、102成為冷凝器的情況下，能夠向吸附部301、302供給已由吸附熱交換器101、102加熱的空氣，因此能夠促進吸附部301、302的吸附劑再生。
[0026]根據第四方面的發明，能夠抑制吸附部301、302中的溫度分布的偏差、空氣偏流，因此能夠抑制吸附部301、302的吸附能力和再生能力下降。
[0027]根據第五方面的發明，能夠促進吸附熱交換器101、102與吸附部301、302之間的導熱，因此能夠促進水分被吸附部301、302的吸附劑吸附和吸附劑再生。
[0028]根據第六方面的發明，能夠向吸附部301、302供給已由加熱器21加熱的空氣，因此能夠促進吸附部301、302的吸附劑再生，其中，所述吸附部301、302在熱交換室S11、S12中位于成為冷凝器的吸附熱交換器101、102的上游側。
[0029]根據第七方面的發明，通過追加設置吸附轉子70，能夠提高除濕系統1的除濕能力。此外，能夠將已通過吸附轉子70的再生部72的空氣用于使吸附熱交換器102、101以及吸附部302、301的吸附劑再生，因此能夠有效地利用已由加熱器21加熱的空氣。
【附圖說明】
[0030]圖1是用于對第一實施方式的除濕系統的實施例進行說明的管道系統圖。
[0031]圖2是用于對第一實施方式的除濕裝置的結構和第一除濕動作下的空氣的流動情況進行說明的簡要圖。
[0032]圖3是用于對第一實施方式的除濕裝置的結構和第二除濕動作下的空氣的流動情況進行說明的簡要圖。
[0033]圖4是用于對第一實施方式的除濕系統的變形例1進行說明的管道系統圖。
[0034]圖5是用于對第一實施方式的除濕系統的變形例2進行說明的管道系統圖。
[0035]圖6是用于對第一實施方式的除濕系統的變形例3進行說明的管道系統圖。
[0036]圖7是用于對第二實施方式的除濕系統的實施例進行說明的管道系統圖。
[0037]圖8是用于對第二實施方式的除濕裝置的結構和第一除濕動作下的空氣的流動情況進行說明的簡要圖。
[0038]圖9是用于對第二實施方式的除濕裝置的結構和第二除濕動作下的空氣的流動情況進行說明的簡要圖。
[0039]圖10是用于對第二實施方式的除濕系統的變形例進行說明的管道系統圖。
[0040]圖11是用于對第三實施方式的除濕系統的實施例進行說明的管道系統圖。
[0041]圖12是用于對第四實施方式的除濕系統的實施例進行說明的管道系統圖。
【具體實施方式】
[0042]以下，參照附圖來詳細說明該發明的實施方式。需要說明的是，對于附圖中的相同或者相應部分賦予相同的附圖標記，并省略對其的說明。
[0043](第一實施方式)
[0044]圖1表示根據第一實施方式的除濕系統1的實施例。該除濕系統1用于將空氣(在該例中為室外空氣0A)除濕后供向調濕空間S0。在該例中，調濕空間S0由室內空間S1構成。室內空間S1是一種要求向其供給露點溫度低的空氣(例如，露點溫度在一 30°C?一50°C左右的空氣)的空間，其例如是設在鋰電池的生產線上的干式無塵室。
[0045]除濕系統1具備除濕裝置10和控制器20。并且，在除濕裝置10中設置有供氣通路P1和再生通路P2。除濕裝置10具備第一熱交換室S11和第二熱交換室S12、制冷劑回路100、切換機構200以及第一吸附部301和第二吸附部302。
[0046](供氣通路)
[0047]在供氣通路P1中流動的是用于供向調濕空間S0的空氣(在該例中為用于供向室內空間S1的空氣)。在該例中，供氣通路P1構成為:從室外空間引入室外空氣0A并將供給空氣SA供給室內空間S1。具體而言，供氣通路P1具有:流入端與室外空間連接的第一供氣通路部P11 ;以及流出端與室內空間S1連接的第二供氣通路部P12。并且，在該例中，在供氣通路P1的第一供氣通路部P11中設置有冷卻器11，在冷卻器11的附近設置有集水盤12。
[0048](再生通路)
[0049]在再生通路P2中流動的是用于使吸附劑再生的空氣。在該例中，再生通路P2構成為:從室內空間S1引入室內空氣RA并將排出空氣EA向室外空間排出。具體而言，再生通路P2具有:流入端與室內空間S1連接的第一再生通路部P21 ;以及流出端與室外空間連接的第二再生通路部P22。需要說明的是，在該例中，室內空間S1內的空氣中的一部分空氣不經由再生通路P2就作為排出空氣EA向室外空間排出。
[0050](熱交換室)
[0051]第一熱交換室S11和第二熱交換室S12構成為:一個熱交換室能夠作為供氣通路P1的一部分而列入到供氣通路P1中，并且另一個熱交換室能夠作為再生通路P2的一部分而列入到再生通路P2中。具體而言，第一熱交換室S11和第二熱交換室S12中的每一個，連接在第一供氣通路部P11的流出端與第二供氣通路部P12的流入端之間而列入到供氣通路P1中以供空氣(即，用于向調濕空間S0供給的空氣)流通，連接在第一再生通路部P21的流出端與第二再生通路部P22的流入端之間而列入到再生通路P2中以供空氣(S卩，用于使吸附劑再生的空氣)流通。需要說明的是，在以下的說明中，將第一熱交換室S11和第二熱交換室S12統稱為“熱交換室S11、S12”。
[0052](冷卻器、集水盤)
[0053]冷卻器11將室外空氣0A冷卻以進行除濕。例如，冷卻器11可以由制冷劑回路(省略圖示)中的發揮蒸發器的功能的熱交換器(具體而言，管片式熱交換器)構成。集水盤12回收已在冷卻器11中冷凝的水。例如，集水盤12由上面敞開的容器構成并布置在冷卻器11的下方，以便能夠接住已在冷卻器11中冷凝的水。在該例中，冷卻器11設置在供氣通路P1的第一供氣通路部P11中。
[0054](制冷劑回路)
[0055]制冷劑回路100用于使制冷劑循環來進行制冷循環動作，制冷劑回路100具備第一吸附熱交換器101和第二吸附熱交換器102、壓縮機103、膨脹閥104、四通換向閥105。
[0056]“吸附熱交換器”
[0057]第一吸附熱交換器101和第二吸附熱交換器102分別通過將吸附劑負載在熱交換器(例如，橫肋型管片式熱交換器)的表面上而構成的。此外，第一吸附熱交換器101設置在第一熱交換室si 1內，并且第二吸附熱交換器102設置在第二熱交換室S12內。需要說明的是，作為吸附劑，可以使用沸石、硅膠、活性炭、具有親水性官能團的有機高分子材料，還可以使用除了具有吸附水分的功能之外還具有吸收水分的功能的材料(所謂的吸著劑)。需要說明的是，在以下的說明中，將第一吸附熱交換器101和第二吸附熱交換器102統稱為“吸附熱交換器101、102”。
[0058]“壓縮機”
[0059]壓縮機103將制冷劑壓縮后噴出。并且，壓縮機103構成為:能夠在控制器20的控制下改變轉速(運轉頻率)。例如，壓縮機103由可利用變頻電路(省略圖示)來調整轉速的可變排量式壓縮機(回轉式、擺動式、禍旋式等壓縮機)構成。
[0060]“膨脹閥”
[0061]膨脹閥104調節制冷劑的壓力。例如，膨脹閥104由可響應于由控制器20進行的控制而改變開度的電子膨脹閥構成。
[0062]“四通換向閥”
[0063]四通換向閥105具有第一閥口?第四閥口，第一閥口連接在壓縮機103的噴出側，第二閥口連接在壓縮機103的吸入側，第三閥口連接在第二吸附熱交換器102的端部，第四閥口連接在第一吸附熱交換器101的端部。四通換向閥105構成為:能夠響應于由控制器20進行的控制而設定成第一連接狀態(圖1中用實線表示