CN102967012B - 调湿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调湿装置。调湿装置(110)包括其上形成有室外吸气口(150)和室内供气口(151)的壳体(111)和其中设置有两个吸附热交换器(175、176)的制冷剂回路(170),对室内空间内的空气的湿度进行调节。设置在吸附热交换器(175、176)的空气的上游侧且对从室外吸气口(150)流入的空气加热的辅助热交换器(194)连接在制冷剂回路(170)中。与辅助热交换器(194)相连接的制冷剂管道(85a)布置在辅助热交换器(194)的空气的下游侧。因此,在包括将流入的室外空气预热的热交换器的调湿装置中,抑制了预热性能下降。
Description
技术领域
本发明涉及一种调湿装置,特别涉及一种将获取的室外空气预热的技术。
背景技术
到目前为止已知有以下调湿装置,该调湿装置中包括两个吸附热交换器连接而成的制冷剂回路,该调湿装置对室外空气、室内空气调湿,并将调湿后的空气供向室内。如专利文献1所述,在这种调湿装置中,通过可逆地切换制冷剂在制冷剂回路中的循环方向,即能够交替地进行第一吸附热交换器作为冷凝器运转且第二吸附热交换器作为蒸发器运转的动作、和第一吸附热交换器作为蒸发器运转且第二吸附热交换器作为冷凝器运转的动作。而且,在该调湿装置中,通过将已通过各吸附热交换器的空气之一方供向室内,将另一方朝着室外排出,即能够进行除湿运转或加湿运转。例如,在除湿运转的情况下,已通过成为蒸发器的吸附热交换器的空气被供向室内;在加湿运转的情况下,已通过成为冷凝器的吸附热交换器的空气被供向室内。
但是,在室外空气的温度(外气温度)较低(例如零下15℃)的环境下存在以下问题,对所述各吸附热交换器的动作进行切换的风阀等会冻结,或者会从各吸附热交换器中产生出冷凝水,该冷凝水或许也会冻结。
针对这些问题能够想到采取以下措施。例如,将从连接在图12所示的制冷剂回路中的压缩机喷出的制冷剂在其中流动的热交换器a设置在调湿装置中空气流入的上游侧,并将流入的空气预热来防止风阀等冻结,防止自吸附热交换器产生冷凝水或者防止冷凝水冻结。
专利文献1:日本公开特许公报特开2005-291532号公报
发明内容
-发明解决的技术问题-
但是,在上述措施中,如图12所示,需要将进行预热的热交换器a设置在所流入的室外空气会通过的空气通路b中。此时,如果将与热交换器a相连接的制冷剂管道c设置在空气通路b中,流入该热交换器a以前的制冷剂就会在所述制冷剂管道c中放热。这样就存在不能够充分地对通过热交换器a的室外空气加热的问题。
本发明是鉴于上述各点而完成的。其目的在于:在包括将流入的室外空气预热的热交换器的调湿装置中,抑制预热性能下降。
-用以解决技术问题的技术方案-
本发明以调湿装置为前提。将与辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185设置在在该辅助热交换器194中流动的空气的下游侧。
在第一方面的发明中,该调湿装置包括壳体111和制冷剂回路170,该壳体111上形成有与室外空间相通的室外吸气口150和与室内空间相通的室内供气口151,该制冷剂回路170是利用制冷剂管道185将压缩机172、膨胀机构195、安装在所述壳体111内且负载吸附剂的两个吸附热交换器175、176连接起来而构成,制冷剂可逆地循环,通过切换制冷剂在所述制冷剂回路170中的循环方向,交替地进行所述两个吸附热交换器175、176中的吸附剂的吸附动作和对该吸附剂的再生动作,以调节所述室内空间内的空气的湿度。设置在所述吸附热交换器175、176的空气的上游侧且对从所述室外吸气口150流入的空气加热的辅助热交换器194连接在所述制冷剂回路170中。与所述辅助热交换器194相连接的制冷剂管道85a布置在所述辅助热交换器194的空气下游侧。
在上述第一方面的发明中,通过切换制冷剂在制冷剂回路170中的循环方向来交替进行吸附剂的吸附动作和对吸附剂的再生动作。具体而言,在制冷剂回路170中,交替进行一吸附热交换器175起放热器(冷凝器)的作用且另一吸附热交换器176起蒸发器的作用的蒸气压缩式制冷循环、和一吸附热交换器175起蒸发器的作用且另一吸附热交换器176起放热器(冷凝器)的作用的蒸气压缩式制冷循环。
例如,在除湿运转下的制冷剂回路170中,从压缩机172喷出的制冷剂流过制冷剂管道185,流入一吸附热交换器175、176中,与被吸入的室内空气进行热交换而冷凝。然后,在吸附热交换器175、176中已冷凝的制冷剂在膨胀机构95中膨胀后,流入另一吸附热交换器175、176中。在该另一吸附热交换器175、176中,已流入的制冷剂与被吸入室外吸气口150吸入的空气进行热交换,制冷剂蒸发,将该吸附热交换器175、176中的吸附剂冷却。此时,空气与吸附热交换器175、176中的吸附剂接触,空气中的水分便附着在吸附剂上。也就是说,进行吸附剂的吸附动作,空气被除湿。该已被除湿的空气从室内供气口151供向室内,进行除湿运转。
另一方面,在加湿运转下的制冷剂回路170中,从压缩机172喷出的制冷剂流过制冷剂管道185,流入一吸附热交换器175、176中。在该一吸附热交换器175、176中,从压缩机172喷出的高压制冷剂冷凝而将该吸附热交换器175、176中的吸附剂加热。此时,水分脱离吸附热交换器175、176中的吸附剂,放出到空气中。也就是说,进行对吸附剂的再生动作,空气被加湿。该被加湿的空气从室内供气口151供向室内,进行加湿运转。在一吸附热交换器175、176中已冷凝的制冷剂在膨胀机构195中膨胀,流入另一吸附热交换器175、176中,与被吸入的室内空气进行热交换而蒸发。
因此,在该调湿装置中,通过切换制冷剂的循环方向,来交替地切换在一吸附热交换器175中进行吸附动作且在另一吸附热交换器176中进行再生动作的状态、和在一吸附热交换器175中进行再生动作且在另一吸附热交换器176中进行吸附动作的状态。
辅助热交换器194连接在制冷剂回路170中且布置在吸附热交换器175、176的空气的上游侧。因此,在辅助热交换器194中,在已流入的制冷剂和被从室外吸气口150吸入的空气之间进行热交换。因此,被从室外吸气口150吸入的室外空气在通过辅助热交换器194之际被加热。然后,已通过辅助热交换器194的空气被送给壳体111内的吸附热交换器175、176。
这里,制冷剂回路170的制冷剂管道185中与辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185a设置在辅助热交换器194的空气的下游侧。在辅助热交换器194中已被加热的室外空气在与辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185a周围流动。因此,能够抑制在与辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185a周围流动的制冷剂的放热量。
第二方面的发明是这样的,在上述第一方面的发明中,所述辅助热交换器194连接在所述制冷剂回路170中成为冷凝器的所述吸附热交换器175、176和所述膨胀机构195之间,在所述吸附热交换器175、176中已冷凝的制冷剂流入该辅助热交换器194中。
在上述第二方面的发明中,例如在除湿运转下的制冷剂回路170中,从压缩机172喷出的制冷剂流过制冷剂管道185,流入一吸附热交换器175、176中,与被吸入的室内空气进行热交换而冷凝。然后,在吸附热交换器175、176中已冷凝的制冷剂流入辅助热交换器194中。在辅助热交换器194中,在已流入的制冷剂和被室外吸气口150吸入的空气之间进行热交换。然后,从辅助热交换器194流出的制冷剂在膨胀机构195中膨胀后,流入另一吸附热交换器175、176。在该另一吸附热交换器175、176中,已流入的制冷剂和被室外吸气口150吸入的空气进行热交换,制冷剂蒸发,将该吸附热交换器175、176中的吸附剂冷却。此时,空气与吸附热交换器175、176中的吸附剂接触,空气中的水分便附着在吸附剂上。也就是说,进行吸附剂的吸附动作,空气被除湿。该已被除湿的空气从室内供气口151供向室内,进行除湿运转。
另一方面,在加湿运转下的制冷剂回路170中,从压缩机172喷出的制冷剂流过制冷剂管道185,流入一吸附热交换器175、176中。在该一吸附热交换器175、176中,从压缩机172喷出的高压制冷剂冷凝而将该吸附热交换器175、176中的吸附剂加热。此时,水分脱离吸附热交换器175、176中的吸附剂,放出到空气中。也就是说,进行对吸附剂的再生动作,空气被加湿。该被加湿的空气从室内供气口151供向室内,进行加湿运转。在吸附热交换器175、176中已冷凝的制冷剂流入辅助热交换器194。在辅助热交换器194中,在已流入的制冷剂和被室外吸气口150吸入的空气之间进行热交换。然后,从辅助热交换器194流出的制冷剂在膨胀机构195中膨胀后,流入另一吸附热交换器175、176中,与已被吸入的室内空气进行热交换而蒸发。
第三方面的发明是这样的,在上述第一或第二方面的发明中,所述辅助热交换器194利用安装部件129安装在所述壳体111上,所述安装部件129包括:将与所述辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185a引导到该辅助热交换器194的空气的下游侧的开口部130。
在上述第三方面的发明中,辅助热交换器194利用安装部件129安装在壳体111上,辅助热交换器194安装在安装部件129的下侧。安装部件129包括开口部130。开口部130将与辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185a引导到该辅助热交换器194的空气的下游侧。因此,被从室外吸气口150吸入的室外空气在辅助热交换器194中被加热后,在与辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185周围流动。这样一来,被从室外吸气口150吸入的低温室外空气就不会直接撞击与辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185。
第四方面的发明是这样的,在上述第二或者第三方面的发明中,所述制冷剂回路170中包括旁路回路196,该旁路回路196的一端连接在成为冷凝器的吸附热交换器175、176的出口一侧,该旁路回路196的另一端连接在成为蒸发器的吸附热交换器175、176的入口一侧,从成为所述冷凝器的吸附热交换器175、176流出的制冷剂旁路所述辅助热交换器194,流入该旁路回路196。
在上述第四方面的发明中,例如在除湿运转下的制冷剂回路170中,从压缩机172喷出的制冷剂流过制冷剂管道185,流入一吸附热交换器175、176中,与被吸入的室内空气进行热交换而冷凝。当例如室外空气的温度较高时,在吸附热交换器175、176中已冷凝的制冷剂就会流入旁路回路196中,旁路辅助热交换器194而流动。然后,从旁路回路196流出的制冷剂在膨胀机构198中膨胀,流入另一吸附热交换器175、176中。在该另一吸附热交换器175、176中,已流入的制冷剂和被从室外吸气口150吸入的空气进行热交换,制冷剂蒸发,将该吸附热交换器175、176中的吸附剂冷却。空气与吸附热交换器175、176中的吸附剂接触,空气中的水分便附着在吸附剂上。也就是说,进行吸附剂的吸附动作,空气被除湿。该已被除湿的空气从室内供气口151供向室内,进行除湿运转。
另一方面,在加湿运转下的制冷剂回路170中,从压缩机172喷出的制冷剂流过制冷剂管道185,流入一吸附热交换器175、176中。在该一吸附热交换器175、176中,从压缩机172喷出的高压制冷剂冷凝而将该吸附热交换器175、176中的吸附剂加热。此时,水分脱离吸附热交换器175、176中的吸附剂,放出到空气中。也就是说,进行对吸附剂的再生动作,空气被加湿。该被加湿的空气从室内供气口151供向室内,进行加湿运转。当例如室外空气的温度较高时,在吸附热交换器175、176中已冷凝的制冷剂就会流入旁路回路196中,将辅助热交换器194旁路。然后,从旁路回路196流出的制冷剂在膨胀机构198中膨胀,流入另一吸附热交换器175、176中,在膨胀机构198中膨胀,流入另一吸附热交换器175、176中,与被吸入的室内空气进行热交换而蒸发。
-发明的效果-
根据上述第一方面的发明,因为将与辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185a设置在该辅助热交换器194的空气的下游侧,所以能够使在与辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185a周围流动的空气温度升高。因此,能够抑制向与辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185周围的空气放出的放热量。这样一来就能够抑制从制冷剂管道185流入辅助热交换器194的制冷剂温度下降。其结果是,在包括将获取的室外空气预热的辅助热交换器194的调湿装置中,能够抑制在辅助热交换器194中的预热性能下降。
根据上述第二方面的发明,做到了使在各吸附热交换器175、176冷凝了的制冷剂流入辅助热交换器194,所以能够利用冷凝后的气液两相制冷剂对从室外吸气口150吸入的空气加热,从而也能够使显热能力提高。
根据上述第三方面的发明,因为将辅助热交换器194安装在安装板129的下侧,在该安装板129上设置有开口部130,所以能够将与辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185设置在辅助热交换器194的空气的下游侧。
根据上述第四方面的发明,因为设置了旁路回路196,使在制冷剂回路170中流动的制冷剂旁路了辅助热交换器194,所以在例如室外温度较高的情况下等,能够防止从室外吸气口150吸入的空气被辅助热交换器194加热。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的调湿装置的结构略图。
图2是示出第一实施方式所涉及的壳体的内部构造概况的立体图。
图3(A)到图3(E)分别是第一实施方式所涉及的调湿装置的结构略图,图3(A)示出的是俯视图,图3(B)是顺着图3(A)中的W-W箭头方向看到的结构略图,图3(C)是顺着图3(A)中的X-X箭头方向看到的结构略图,图3(D)是顺着图3(A)中的Y-Y箭头方向看到的结构略图,图3(E)是顺着图3(A)中的Z-Z箭头方向看到的结构略图。
图4是立体图,用以说明在第一实施方式所涉及的调湿装置的除湿换气运转和加湿换气运转的第一动作下从室外吸气口吸入的空气的流动情况。
图5是立体图,用以说明在第一实施方式所涉及的调湿装置的除湿换气运转和加湿换气运转的第一动作下从室内吸气口吸入的空气的流动情况。
图6是立体图,用以说明在第一实施方式所涉及的调湿装置的除湿换气运转和加湿换气运转的第二动作下从室外吸气口吸入的空气的流动情况。
图7是立体图,用以说明在第一实施方式所涉及的调湿装置的除湿换气运转和加湿换气运转的第二动作下从室内吸气口吸入的空气的流动情况。
图8是立体图,示出第一实施方式中吸附热交换器的构造。
图9是管道系统图,示出第一实施方式所涉及的调湿装置的制冷剂回路。
图10是示意图,用来说明从第一实施方式所涉及的调湿装置上的室外吸气口吸入的空气的流动情况。
图11是示意图,用来说明从第一实施方式所涉及的调湿装置上的室内吸气口吸入的空气的流动情况。
图12是立体图,概略地示出现有例所涉及的调湿装置的壳体的内部构造。
图13是立体图,示出了第二实施方式所涉及的调湿装置的壳体构造。
图14是立体图,示出了第二实施方式所涉及的调湿装置的框构造。
图15(A)到图15(D)是第二实施方式所涉及的调湿装置的结构示意图。图15(A)示出从上往下看到的调湿装置,图15(B)示出从前往后看到的调湿装置的内部构造,图15(C)示出从左侧看到的调湿装置的内部构造,图15(D)示出从右侧看到的调湿装置的内部构造。
图16(A)到图16(B)是第二实施方式所涉及的调湿装置的结构示意图,图16(A)是从图15(A)中的Y-Y箭头方向看到的调湿装置的内部构造;图16(B)是从图16(A)中的Z-Z箭头方向看到的调湿装置的内部构造。
图17是组装立体图,示出第二实施方式所涉及的调湿装置的内部构造,特别是下部空间的内部构造。
图18是组装立体图,示出第二实施方式所涉及的调湿装置的内部构造,特别是再热热交换器周围的构造。
图19是组装立体图,示出第二实施方式所涉及的调湿装置的内部构造,特别是下侧风阀周围的构造。
图20是组装立体图,示出第二实施方式所涉及的调湿装置的内部构造,特别是上侧风阀周围的构造。
图21示出在第二实施方式所涉及的吸附热交换器的立体图上,对其周围的调湿室加上双点划线后的情况。
图22是立体图,示出了第二实施方式所涉及的调湿装置的内部构造,特别是上部空间的内部构造。
图23是第二实施方式所涉及的调湿装置的制冷剂回路的概略构成图。
图24示出第二实施方式所涉及的调湿装置在除湿运转时的第一动作或者加湿运转时的第一动作下空气的流动情况,相当于图15。
图25示出第二实施方式所涉及的调湿装置在除湿运转时的第一动作或者加湿运转时的第一动作下空气的流动情况,相当于图16。
图26示出第二实施方式所涉及的调湿装置在除湿运转时的第二动作或者加湿运转时的第二动作下空气的流动情况,相当于图15。
图27示出第二实施方式所涉及的调湿装置在除湿运转时的第二动作或者加湿运转时的第二动作下空气的流动情况,相当于图16。
-符号说明-
111-壳体;129-安装板;130-管连通部;150-室外吸气口;151-室内供气口;170-制冷剂回路;175-第一吸附热交换器;176-第二吸附热交换器;185-制冷剂管道;185b-(与辅助热交换器相连接的)制冷剂管道;194-辅助热交换器;195-第一电动阀;196-旁路回路。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式做详细的说明。
(发明的第一实施方式)
如图1到图3所示,本发明的第一实施方式所涉及的调湿装置110是一种设置在室内的地板上、对室内的湿度进行调节的落地式调湿装置。调湿装置110构成为能够设置在例如收纳衣物等的壁橱的收纳空间里等。
所述调湿装置110包括形成为纵高的长方体壳体111。应予说明,在以下说明中,上下方向和左右方向分别指的是从图1中壳体111的前面一侧看到的各个方向。
所述壳体111包括前盖112,前盖112将壳体111的前表面遮盖起来,且能够装卸地安装在壳体111上。在该所述壳体111的后面一侧安装有背面板115。
在所述壳体111的上端部安装有顶板116,在其下端部安装有底板117。在壳体111的右端部安装有右侧面板113,在其左端部安装有左侧面板114。
在所述顶板116上形成有四个风管连接口150-153。这些风管连接口150-153对应于顶板116的四个角彼此相邻。具体而言,四个风管连接口150-153由形成在顶板116上前方靠左侧的室外吸气口150、形成在顶板116上后方靠右侧的室内供气口151、形成在顶板116上前方靠右的室内吸气口152以及形成在顶板116的后方靠左的室外排气口153构成。也就是说,在壳体111的上表面上集中形成有室外吸气口150、室内供气口151、室内吸气口152以及室外排气口153。
在各风管连接口150-153上分别连接有空气可在其中流通的风管(未图示)。各风管朝着室内的天花板一侧向上方延伸,穿过天花板的背面,设置在固定的空间内。室外吸气口150和室外排气口153经这些风管与室外空间相通,室内吸气口152和室内供气口151经这些风管与室内空间相通。所述室外吸气口150还经由过滤器单元154与风管相连接。过滤器单元154设置在室外吸气口150的上部,其内安装有外气过滤器156。也就是说,在风管中流动的室外空气流入过滤器单元154内部,通过外气过滤器156后,被从室外吸气口150吸入壳体111内。室外吸气口150形成为用以将室外空气OA引入壳体111内部的开口;室内吸气口152形成为用以将室内空气RA引入壳体111内部的开口;室外排气口153构成用以将壳体111内的空气作为排出空气EA朝着室外排出的开口;室内供气口151构成用以将壳体111内的空气作为供给空气SA供向室内的开口。
所述前盖112构成为:能够安装在壳体111上来将壳体111前侧的开放部遮盖起来,还能够从壳体111上卸下来。前盖112上设置有操作开关(未图示),供调湿装置110的使用者等对调湿装置110的运转模式进行切换。在前盖112上部设置有能够安装或卸下过滤器155、156的开口部和能够打开关闭该开口部的开闭盖。开闭盖构成为既能够安装在前盖112上,又能够从前盖112上卸下来。
所述壳体111在其内部形成有呈长方体的空间。在壳体111的内部上下排列着设置有上部隔板120和下部隔板121。上部隔板120和下部隔板121形成为矩形板材,水平地支承在壳体111内部。
在下部隔板121和底板117之间形成有扁平的长方体机械室160。机械室160内装有连接在后述的制冷剂回路170中的压缩机172、四通换向阀173以及控制基板161等。压缩机172构成为纵置型压缩机,安装在壳体111的底板117上。压缩机172具有例如涡旋式或回转式压缩机构。
在下部隔板121的上表面上设置有贮存在各吸附热交换器175、176中已结露的水分的滴水盘1102。该滴水盘1102跨越后述的第一调湿室127和第二调湿室128而形成。
在所述上部隔板120和顶板116之间形成有扁平的长方体空间。在该空间内设置有纵隔板118和横隔板119。纵隔板118形成为其长边沿前后方向延伸的板状,横隔板119以其长边沿左右方向延伸的的铅直状态支承在壳体111上。纵隔板118和横隔板119将上部隔板120和顶板116之间的空间划分为第一室145、第二室146第三室147以及第四室148。第一室145形成在壳体111前方靠左的位置;第二室146形成在壳体111的前方靠右的位置;第三室147形成在壳体111的后方靠右的位置,第四室148形成在壳体111的后方靠左的位置。
如图3到图7所示,在所述纵隔板118的划分出所述第一室145和第二室146的部分稍微靠后的位置上形成有第一开口141;在所述纵隔板118的划分出第三室147和第四室148的部分稍微靠前的位置上形成有第四开口144。该第一开口141使第一室145和第二室146连通;第四开口144使第三室147和第四室148连通。
如图3到图7所示,在所述上部隔板120上形成有第一、第二、第七和第八流通口131、132、137、138以及第二、第三开口142、143。第一流通口131形成在上部隔板120上面向第一室145的部位;第二开口142形成在上部隔板120上且面向第二室146的部位的前方一侧;第二流通口132形成在上部隔板120上且面向第二室146的部位的后方一侧;第七流通口137形成在上部隔板120上且面向第三室147的部位的前方一侧。第三开口143形成在上部隔板120上且面向第三室147的部位的后方一侧;第八流通口138形成在上部隔板120上且面向第四室148的部位。
在所述第一室145且顶板116和上部隔板120之间的空间里设置有利用安装板129安装上的辅助热交换器194。所述安装板129形成为从前到后近似长方形的框体。所述安装板129在第一室145内斜着设置,辅助热交换器194嵌入在该安装板129的下侧。在安装板129的侧面部分形成有用以将再热用制冷剂管道185a引到辅助热交换器194的空气的下游侧的管连通部130。管连通部130是沿着安装板129的一个侧面部分延伸的开口,构成本发明所涉及的开口部。再热用制冷剂管道185a经管连通部130与辅助热交换器194的传热管相连接。
所述辅助热交换器194将从室外吸气口150吸入的室外空气预热。辅助热交换器194由横向翅片型管片式热交换器构成。辅助热交换器194包括铜制传热管和铝制翅片。辅助热交换器194嵌入形成为矩形框体的安装板129中。也就是说,第一室145的内部空间被辅助热交换器194和安装板129划分成空气的上游侧空间和空气的下游侧空间。
如图2所示,在所述第一室145且安装板129和辅助热交换器194的空气的下游侧设置有再热用制冷剂管道185a、第一电动阀195、旁路管197和第二电动阀198。
在所述第二室146且顶板116和上部隔板120之间靠下侧的位置上设置有外气通路盖162。由外气通路盖162形成与第一开口141和第二流通口132双方都连通的空间。外气通路盖162设置在第二室146内,划分出第一开口141和第二流通口132以及第二开口142。
在第二室146内的第二流通口132上设置有内气过滤器155。内气过滤器155设置在室内吸气口152的下侧。内气过滤器155形成为板状或薄片状,安装在第二流通口132上遮盖着第二流通口132。该内气过滤器155构成为在第二室146内能够沿前后方向进退。
在所述第三室147内且顶板116和上部隔板120之间靠下侧的位置上设置有排气通路盖163。由排气通路盖163形成与第四开口144和第七流通口137双方都连通的空间。排气通路盖163设置在第三室147中,划分出第四开口144和第七流通口137以及第三开口143。
在第三室147内且所述排气通路盖163的上部设置有进气风扇157,在第四室148内设置有排气风扇158。这些风扇157、158分别由离心型多叶片风扇(所谓的西洛可风扇)构成。进气风扇157将从第三开口143引诱进来的空气朝着室内供气口151送去。排气风扇158将从第七流通口137或者第八流通口138引诱进来的空气朝着室外排气口153排出。
在下部隔板121和上部隔板120之间划分出长方体空间。在该空间内设置有前侧隔板123和后侧隔板124。前侧隔板123和后侧隔板124从下部隔板121形成到上部隔板120,以平行于壳体111的前盖112和背面板115的铅直状态支承在壳体111上。前侧隔板123和后侧隔板124将下部隔板121和上部隔板120之间的空间划分成三个空间。
在所述前侧隔板123上形成有第三和第四流通口133、134。第三流通口133形成在前侧隔板123下部靠左的位置,与第一吸附热交换器175相对应;第四流通口134形成在前侧隔板123下部靠右的位置,与第二吸附热交换器176相对应。
在所述后侧隔板124上形成有第五和第六流通口135、136。第五流通口135形成在前侧隔板123下部靠左,第五流通口135与第一吸附热交换器175相对应;第六流通口136形成在前侧隔板123下部靠右,第六流通口136与第二吸附热交换器176相对应。
所述三个空间中靠前侧的空间构成第一中间通路125。第一中间通路125形成在前侧隔板123和壳体111的前盖112之间。三个空间中靠后的空间构成第二中间通路126。第二中间通路126形成在后侧隔板124和壳体111的背面板115之间。
所述第一中间通路125的上端与第二开口142连通,其下端被下部隔板121封闭。第二中间通路126的上端与第三开口143连通,其下端被下部隔板121封闭。
所述三个空间中的中央空间被中央隔板122划分为左右两个空间。而且,左右两个空间中左侧的空间构成第一调湿室127,右侧的空间构成第二调湿室128。也就是说,第一调湿室127和第二调湿室128左右排列着形成,夹着中央隔板122彼此相邻。
第一吸附热交换器175装在第一调湿室127内,第二吸附热交换器176装在第二调湿室128内。各吸附热交换器175、176在各自的调湿室127、128中水平设置。第一吸附热交换器175和第二吸附热交换器176与后述的制冷剂回路170串联连接。也就是说,所述各吸附热交换器175、176布置在所述辅助热交换器194的空气下游侧。
所述各吸附热交换器175、176由横向翅片型管片式热交换器构成。如图8所示,这些吸附热交换器175、176包括铜制传热管177和铝制翅片178。设置在吸附热交换器175、176中的多个翅片178分别形成为长方形,以一定的间隔排列着。传热管177呈沿着翅片178的排列方向蛇行的形状。也就是说,该传热管177由贯穿各翅片178的直管部分和将相邻的直管部分连接起来的“U”字管部分交替着构成。
在所述各吸附热交换器175、176中,各翅片178的表面上负载有吸附剂,通过翅片178和翅片178之间的空气与由翅片178负载的吸附剂接触。作为该吸附剂使用的是,沸石、硅胶、活性炭、具有亲水性官能团的有机高分子材料等对空气中的水分具有一定的吸附、解吸性能的材料。
如上所述,在上部隔板120上形成有第一、第二、第七和第八流通口131、132、137、138以及第一、第二开口141、142。第一流通口131使第一室145和第一调湿室127连通;第二流通口132经第一开口141使第二调湿室128和第一室145连通;第七流通口137经第四开口144使第二调湿室128和第四室148连通;第八流通口138使第一调湿室127和第四室148连通。此外,如上所述,第一开口141使第一室145和第二室146连通;第四开口144使第三室147和第四室148连通。
如图3到图7所示,在前侧隔板123上形成有第三和第四流通口133、134。第三流通口133使第一中间通路125和第一调湿室127连通;第四流通口134使第一中间通路125和第二调湿室128连通。
在后侧隔板124上形成第五和第六流通口135、136。第五流通口135使第二中间通路126和第一调湿室127连通;第六流通口136使第二中间通路126和第二调湿室128连通。
在所述上部隔板120、前侧隔板123以及后侧隔板124上设置有风阀,该风阀使与之相对应的流通口131-138自由打开、关闭。具体而言,在上部隔板120上设置有将第一流通口131打开、关闭的第一风阀1、将第二流通口132打开、关闭的第二风阀2、将第七流通口137打开、关闭的第七风阀D7以及将第八流通口138打开、关闭的第八风阀D8。在前侧隔板123上设置有将第三流通口133打开、关闭的第三风阀D3和将第四流通口134打开、关闭的第四风阀D4。在后侧隔板124上设置有将第五流通口135打开、关闭的第五风阀D5和将第六流通口136打开、关闭的第六风阀D6。
各风阀D1-D8例如具有两块挡(空气)板和让各挡板以水平轴为支点转动的马达。亦即,各风阀D1-D8中,两块挡板被马达驱动而发生位移,将所对应的流通口131-138切换为开放状态和关闭状态。
-制冷剂回路的构成-
参照图9对装在调湿装置110中的制冷剂回路170做说明。制冷剂回路170由主回路171和旁路回路196构成。
所述主回路171是一利用制冷剂管道185将第一吸附热交换器175、第二吸附热交换器176、压缩机172、四通换向阀173、桥接回路188、辅助热交换器194和第一电动阀195相互连接起来后构成的闭合回路。主回路171通过让制冷剂在制冷剂管道185的内部循环而进行蒸气压缩式制冷循环。所述制冷剂管道185中与辅助热交换器194连通的制冷剂管道185构成为再热用制冷剂管道185a。再热用制冷剂管道185a设置在第一室145内,辅助热交换器194的空气下游侧。因此,在室外空气温度较低的情况下,在辅助热交换器194中被事先加热的空气在再热用制冷剂管道185a的周围流动。此外,再热用制冷剂管道185a构成与本发明所涉及的辅助热交换器相连接的制冷剂管道。
所述压缩机172的喷气侧与四通换向阀173的第一阀口相连接,其吸气侧经气液分离器179与四通换向阀173的第二阀口相连接。在使压缩机172的喷气侧和所述第一阀口连通的高压管道系统186中设置有检测压缩机172喷气侧制冷剂温度的喷出温度传感器180、检测压缩机172喷气侧制冷剂压力的喷出压力传感器181以及当压缩机172的喷气压力成为比规定压力高的压力时便使压缩机172自动停止运转的高压切断开关182。在使压缩机172的吸气侧和所述第二阀口连通的低压管道系统187中设置有热变电阻器1101、检测压缩机172的吸气侧制冷剂的温度的吸入温度传感器183以及检测压缩机172的吸气侧制冷剂压力的吸入压力传感器184。
所述四通换向阀173在第一阀口和第四阀口连通且第二阀口和第三阀口连通的第一状态、第一阀口和第三阀口连通且第二阀口和第四阀口连通的第二状态之间切换。
第一吸附热交换器175、过滤器1100、桥接回路188、辅助热交换器194、第一电动阀195、粗滤器199以及第二吸附热交换器176按照从四通换向阀173的第三阀口到第四阀口的顺序依次连接起来。
所述桥接回路188根据四通换向阀173的切换状态(第一状态或第二状态)控制制冷剂的流动方向,无论制冷剂朝向可逆的两个方向中的哪一个方向流动,制冷剂通过第一电动阀195时方向是相同的。
该桥接回路188设置在第一吸附热交换器175和第二吸附热交换器176之间的液态制冷剂管道系统中。桥接回路188由连接成桥状的第一到第四管道189、190、191、192、设置在各管道189、190、191、192上的第一到第四止回阀189a、190a、191a、192a以及将第一管道189和第三管道191的流出侧与第二管道190和第四管道192的流入侧连接起来的单向通路193构成。该单向通路193是在主回路171中流动的制冷剂中已在两吸附热交换器175、176中冷凝了的制冷剂朝着一个方向流动的制冷剂通路,是制冷剂管道185的一部分。
第一管道189的流入侧和第二管道190的流出侧与第二吸附热交换器176相连接,另一方面,第三管道191的流入侧和第四管道192的流出侧与第一吸附热交换器175相连接。第二管道190和第四管道192的流入侧与辅助热交换器194的流出侧相连接,另一方面,第一管道189和第三管道191的流出侧与辅助热交换器194的流入侧相连接。
所述辅助热交换器194使在制冷剂管道185中流动的气液两相制冷剂冷凝(放热)而使其过冷却。从桥接回路188流出的制冷剂流入辅助热交换器194,另一方面,从室外吸气口150流入的室外空气OA通过该辅助热交换器194。也就是说,辅助热交换器194构成为:利用从两吸附热交换器175、176流出的气液两相制冷剂对通过的室外空气加热。
所述第一电动阀195构成使从辅助热交换器194流出的制冷剂膨胀的膨胀阀。该第一电动阀195设置在辅助热交换器194的制冷剂下游侧,使从该辅助热交换器194流出的制冷剂膨胀而减压。
从各吸附热交换器175、176流出的制冷剂流入所述旁路回路196,所述旁路回路196将辅助热交换器194和第一电动阀195旁路。旁路回路196是第二电动阀198利用旁路管197连接而成的回路。
在桥接回路188的单向通路193中流动的制冷剂流过所述旁路管197。旁路管197形成为制冷剂在其内部循环的管状,其一端连接在桥接回路188的第一管道189和第三管道191的流出侧与辅助热交换器194之间,其另一端连接在桥接回路188的第二管道190和第四管道192的流入侧与第一电动阀195之间。所述旁路管197在其途中连接有第二电动阀198。
所述第二电动阀198构成使在旁路回路196中循环的制冷剂膨胀的膨胀阀。第二电动阀198设在旁路管197的途中。在旁路管197中流动的制冷剂在第二电动阀198膨胀后,流入第二管道190和第四管道192。
-运转动作-
上述第一实施方式中的调湿装置110选择进行“除湿换气运转”和“加湿换气运转”。在“除湿换气运转”和“加湿换气运转”下,对已吸入的室外空气OA的湿度进行调整后,再将该湿度已得以调整的室外空气OA作为供给空气SA供向室内,同时将已吸入的室内空气RA作为排出空气EA朝着室外排出。下面对这些运转做详细的说明。
〈除湿换气运转〉
在进行除湿换气运转的调湿装置110中,以规定的时间间隔(例如三分钟)交替重复进行后述的第一动作和第二动作。
在进行除湿换气运转的调湿装置110中,进气风扇157运转以后,室外空气即被作为第一空气从室外吸气口150流入壳体111内。排气风扇158运转以后,室内空气即被作为第二空气从室内吸气口152流入壳体111内。此外,在正常运转下,第一电动阀195被设定为关闭状态,第二电动阀198被作为用于进行控制的阀使用。
首先,对除湿换气运转的第一动作做说明。如图4和图5所示,在该第一动作中,各风阀D11-D18的状态得以切换,第一流通口131、第四流通口134、第五流通口135以及第七流通口137处于打开状态,第二流通口132、第三流通口133、第六流通口136以及和第八流通口138处于关闭状态。
在进行第一动作的制冷剂回路170中,如图9中实线所示,四通换向阀173被定为第一状态。制冷剂在该状态下的制冷剂回路170中循环而进行制冷循环。此时,在制冷剂回路170中,从压缩机172喷出的制冷剂依次通过第二吸附热交换器176、桥接回路188、旁路管197、第二电动阀198以及第一吸附热交换器175,第二吸附热交换器176成为冷凝器,第一吸附热交换器175成为蒸发器。
如图4、图5、图10以及图11所示,通过风管且已通过外气过滤器156的空气从室外吸气口150流入第一室145。第一空气中所含的尘埃被外气过滤器156捕捉住。已流入第一室145的第一空气流过第一流通口131后,流入第一调湿室127。该第一空气流经第一调湿室127,通过第一吸附热交换器175。在第一吸附热交换器175中,第一空气中的水分被吸附剂吸附,此时所产生的吸附热被制冷剂吸收。在第一吸附热交换器175中已被除湿的第一空气从第五流通口135朝着第二中间通路126流出。第一空气在第二中间通路126内朝着右上方流去,从第三开口143流入第三室147内,流经第三室147后,从室内供气口151朝着风管流出而被供向室内。
另一方面,已从所述室内吸气口152流入第二室146内的第二空气通过内气过滤器155。第二空气中所含的尘埃被内气过滤器155捕捉住。已通过内气过滤器155的第二空气从第二开口142流入第一中间通路125,从第四流通口134流入第二调湿室128。该第二空气流经第二调湿室128后,通过第二吸附热交换器176。在第二吸附热交换器176中,水分脱离已被制冷剂加热的吸附剂,该已脱离吸附剂的水分释放给第二空气。用于使第二吸附热交换器176的吸附剂再生的第二空气从第七流通口137流入第三室147内,通过第四开口144流入第四室148内。第二空气流经第四室148后,从室外排气口153朝着风管流出而被排向室外。
接下来,对除湿换气运转的第二动作做说明。如图6和图7所示,在该第二动作中,各风阀D1-D8的状态得以切换,第二流通口132、第三流通口133、第六流通口136和第八流通口138处于打开状态,第一流通口131、第四流通口134、第五流通口135和第七流通口137处于关闭状态。
在进行第二动作的制冷剂回路170中,如图9中虚线所示,四通换向阀173被设定为第二状态。制冷剂在该状态下的制冷剂回路170中循环而进行制冷循环。此时,在制冷剂回路170中,从压缩机172喷出的制冷剂依次通过第一吸附热交换器175、桥接回路188、旁路管197、第二电动阀198、第二吸附热交换器176,第一吸附热交换器175成为冷凝器,第二吸附热交换器176成为蒸发器。
如图6、图7、图10和图11所示,通过风管且已通过了外气过滤器156的空气从室外吸气口150流入第一室145。第一空气中所含的尘埃被外气过滤器156捕捉住。已流入第一室145的第一空气通过第一开口141,流入第二室146内,流经第二流通口132后,流入第二调湿室128。该第一空气流经第二调湿室128后,通过第二吸附热交换器176。在第二吸附热交换器176中,第一空气中的水分被吸附剂吸附,此时所产生的吸附热被制冷剂吸收。在第二吸附热交换器176中已被除湿的第一空气从第六流通口136向第二中间通路126流出。第一空气在第二中间通路126内朝着上方流去,流入第三室147内,流经第三室147后,从室内供气口151朝着风管流出而被供向室内。
另一方面,已从所述室内吸气口152流入第二室146内的第二空气通过内气过滤器155。第二空气中所含的尘埃被内气过滤器155捕捉住。已通过内气过滤器155的第二空气从第二开口142流入第一中间通路125,从第三流通口133流入第一调湿室127。该第二空气流经第一调湿室127后,通过第一吸附热交换器175。在第一吸附热交换器175中,水分脱离已被制冷剂加热的吸附剂,该已脱离吸附剂的水分释放给第二空气。用于使第一吸附热交换器175的吸附剂再生的第二空气从第八流通口138流入第四室148内。第二空气流经第四室148后,从室外排气口153朝着风管流出而被排向室外。
〈加湿换气运转〉
在进行加湿换气运转的调湿装置110中,以规定的时间间隔(例如三分钟)交替重复进行后述的第一动作和第二动作。
在进行加湿换气运转的调湿装置110中,进气风扇157运转以后,室外空气就作为第一空气从室外吸气口150流入壳体111内。排气风扇158运转以后,室内空气就被作为第二空气从室内吸气口152吸入壳体111内。此外,在正常运转下,第一电动阀195被作为用于进行控制的阀使用,第二电动阀198被设定为关闭状态。
首先,对加湿换气运转中的第一动作做说明。如图4和图5所示,在该第一动作中,各风阀D1-D8的状态得以切换,第一流通口131、第四流通口134、第五流通口135以及第七流通口137处于打开状态,第二流通口132、第三流通口133、第六流通口136以及和第八流通口138处于关闭状态。而且,在进行第一动作的制冷剂回路170中,第一吸附热交换器175成为冷凝器,第二吸附热交换器176成为蒸发器。
如图4、图5、图10以及图11所示,通过风管且已通过外气过滤器156的空气从室外吸气口150流入第一室145。已流入第一室145的第一空气流过第一流通口131后,流入第一调湿室127。该第一空气流经第一调湿室127后,通过第一吸附热交换器175。在第一吸附热交换器175中,水分脱离已被制冷剂加热的吸附剂,该已脱离吸附剂的水分释放给第一空气。在第一吸附热交换器175中已被加湿的第一空气从第五流通口135向第二中间通路126流出。第一空气在第二中间通路126中朝着右上方流去,从第三开口143流入第三室147内,流经第三室147后,从室内供气口151朝着风管流出而被供向室内。
另一方面,已从所述室内吸气口152流入第二室146内的第二空气通过内气过滤器155,从第二开口142流入第一中间通路125,从第四流通口134流入第二调湿室128。该第二空气流经第二调湿室128后,通过第二吸附热交换器176。在第二吸附热交换器176中,第二空气中的水分被吸附剂吸附,此时所产生的吸附热被制冷剂吸收。在第二吸附热交换器176中已被除湿的第二空气从第七流通口137流入第三室147内,通过第四开口144流入第四室148内。第二空气流经第四室148后,从室外排气口153朝着风管流出而被排向室外。
接下来,对加湿换气运转的第二动作做说明。如图6和图7所示,在该第二动作中,各风阀D1-D8的状态得以切换,第二流通口132、第三流通口133、第六流通口136和第八流通口138处于打开状态,第一流通口131、第四流通口134、第五流通口135和第七流通口137处于关闭状态。而且,在进行第二动作的制冷剂回路170中,第一吸附热交换器175成为蒸发器,第二吸附热交换器176成为冷凝器。
如图6、图7、图10和图11所示,通过风管且已通过了外气过滤器156的空气从室外吸气口150流入第一室145。已流入第一室145的第一空气通过第一开口141,流入第二室146内,流过第二流通口132后,流入第二调湿室128。该第一空气流经第二调湿室128后,通过第二吸附热交换器176。在第二吸附热交换器176中,水分脱离已被制冷剂加热的吸附剂,该已脱离吸附剂的水分释放给第一空气。在第二吸附热交换器176中已被加湿的第一空气从第六流通口136向第二中间通路126流出。第一空气在第一中间通路125内朝着上方流去,流入第三室147内,流经第三室147后,从室内供气口151朝着风管流出而被供向室内。
另一方面,已从所述室内吸气口152流入第二室146内的第二空气通过内气过滤器155,从第二开口142流入第一中间通路125,从第三流通口133流入第一调湿室127。该第二空气流经第一调湿室127后,通过第一吸附热交换器175。在第一吸附热交换器175中,第二空气中的水分被吸附剂吸附,此时所产生的吸附热被制冷剂吸收。在第一吸附热交换器175中已被除湿的第二空气从第八流通口138流入第四室148。第二空气在第四室148内流动,从室外排气口153朝着风管流出而被排向室外。
〈冬季或者室外温度较低时的运转动作〉
接下来,对冬季或者室外温度较低时进行的除湿换气运转或者加湿换气运转做说明。在冬季室外空气温度较低(例如零下5℃以下)的环境下,利用控制器等将第一电动阀195设定为打开状态,将第二电动阀198设定为关闭状态。
首先,如图9中实线所示,对第一状态下的制冷剂回路170做说明。在该状态下的制冷剂回路170中,制冷剂循环而进行制冷循环。此时,在制冷剂回路170中,从压缩机172喷出的制冷剂流入第二吸附热交换器176,与周围的空气进行热交换。然后,从第二吸附热交换器176流出的制冷剂经桥接回路188流入辅助热交换器194。在辅助热交换器194中,在从室外吸气口150吸入第一室145内的空气和从第二吸附热交换器176流出的气液两相制冷剂之间进行热交换。结果,吸入第一室145内的室外空气被加热。从辅助热交换器194流出的制冷剂依次通过第一电动阀195、桥接回路188以及第一吸附热交换器175后,在第一吸附热交换器175中蒸发。
接下来,如图9中虚线所示,对第二状态下的制冷剂回路170做说明。在该状态下的制冷剂回路170中,制冷剂循环而进行制冷循环。此时,在制冷剂回路170中,从压缩机172喷出的制冷剂流入第一吸附热交换器175,与周围的空气进行热交换。然后,从第二吸附热交换器176流出的制冷剂经桥接回路188流入辅助热交换器194。在辅助热交换器194中,在被从室外吸气口150吸入第一室145内的空气和从第二吸附热交换器176流出的气液两相制冷剂之间进行热交换。结果,吸入第一室145内的室外空气被加热。从辅助热交换器194流出的制冷剂依次通过第一电动阀195、桥接回路188、第二吸附热交换器176,在第二吸附热交换器176中蒸发。
-第一实施方式的效果-
根据上述第一实施方式,因为将再热用制冷剂管道185a设置在了辅助热交换器194的空气的下游侧,所以能够使在再热用制冷剂管道185a周围流动的空气的温度升高。因此,能够抑制向再热用制冷剂管道185a周围的空气放出的放热量。这样一来就能够抑制从制冷剂管道185流入辅助热交换器194的制冷剂温度下降。结果,在包括将获取的室外空气预热的辅助热交换器194的调湿装置中,能够抑制在辅助热交换器194中的预热性能下降。
因为做到了使在各吸附热交换器175、176已冷凝的制冷剂流入辅助热交换器194,所以能够利用冷凝后的气液两相制冷剂对从室外吸气口150取入的空气加热,从而也能够使显热能力提高。
因为将辅助热交换器194安装在安装板129的下侧且在该安装板129上设置有开口部130,所以能够将与辅助热交换器194相连接的制冷剂管道185设置在辅助热交换器194的空气的下游侧。
最后,因为设置了旁路回路196而使在制冷剂回路170中流动的制冷剂旁路了辅助热交换器194,所以在例如室外温度较高的情况下等,能够防止从室外吸气口150吸入的空气被辅助热交换器194加热。
(发明的第二实施方式)
本发明的第二实施方式所涉及的调湿装置10是一种设置在室内的地板上、对室内的湿度进行调节的落地式调湿装置。调湿装置10构成为能够设置在例如用于收纳衣物等的壁橱里的收纳空间等。
参照附图对调湿装置10的结构做说明。应予说明,以下说明中表示“上”、“下”、“右”、“左”、“前”、“后”各个方向的记载,原则上,以从前面一侧看到的图13所示的调湿装置10为基准。图15(A)到图15(D)以及图16(A)和图16(B)示意地示出了调湿装置10,图15(A)示出了调湿装置10的上表面,图15(B)示出了调湿装置10前侧的内部构造,图15(C)示出了调湿装置10左侧的内部构造,图15(D)是示出了调湿装置右侧的内部构造。图16(A)示出了顺着Y-Y箭头方向看到的图15(A)中的调湿装置的内部构造,图16(B)示出了顺着Z-Z箭头方向看到的图16(A)中的调湿装置的内部构造。
〈壳体构造〉
如图13所示,调湿装置10包括纵高的长方体箱形壳体11。壳体11包括矩形的板状底板12、顶板13以及与底板12和顶板13各自的四条边相对应的四块矩形的板状面板14、15、16、17。这些面板14、15、16、17由前面一侧的前面板14、后面一侧的后面板15、右侧的右侧面板16以及左侧的左侧面板17构成。就壳体11而言,由底板12、顶板13、后面板15、右侧面板16和左侧面板17构成在前侧形成了开放面的壳主体11a。前面板14构成为能够通过小螺钉等紧固部件安装在壳主体11a上,还能够从壳主体11a上卸下来。壳体11中的后面板15设置在室内墙壁附近。
前面板14由遮盖壳体11的下部空间S1的下部面板14a、遮盖壳体11的上部空间S3的上部面板14b以及遮盖壳体11的中间空间S2的中间面板14c构成。进一步而言,在下部面板14a左下侧角部设置有过滤器保修面板14d。前面板14构成为这些面板14a、14b、14c、14d分别可以单独地卸下来。
顶板13上设置有四个风管连接口18。具体而言,在顶板13上前侧靠右的位置设置有供气连接口18a;在后侧靠右的位置设置有排气连接口18b;在后侧靠左的位置设置有外气连接口18c;在前侧靠左的位置设置有内气连接口18d。供气连接口18a和内气连接口18d分别经风管与室内空间连通;排气连接口18b和外气连接口18c分别经风管与室外空间连通。也就是说,在调湿装置10中,与室内空间相通的供气连接口18a和内气连接口18d集中设置在壳体11的前侧,与室外空间相通的排气连接口18b和外气连接口18c集中布置在壳体11的后侧。室外空气OA被吸入外气连接口18c,室内空气RA被吸入内气连接口18d。供给空气SA被从供气连接口18a吹向室内;排出空气EA被从排气连接口18b吹向室外。
〈框构造〉
如图14所示,在壳体11的内部设置有与底板12的四个角相对应的4根纵框(支柱部件)21。这些纵框21由前侧靠右的第一纵框21a、后侧靠右的第二纵框21b、后侧靠左的第三纵框21c以及前侧靠左的第四纵框21d构成。各纵框21垂直延伸到比壳体11的高度方向中间部位稍微靠上侧的位置。也就是说,在壳体11内部,在从顶板13到各纵框21上端之间的空间内未设置与底板12直接连结的纵框。
在各纵框21的上部架设有沿水平方向延伸的4根横框22(梁部件)。这些横框22由第一纵框21a和第二纵框21b之间的第一横框22a、第二纵框21b和第三纵框21c之间的第二横框22b、第三纵框21c和第四纵框21d之间的第三横框22c以及第四纵框21d和第一纵框21a之间的第四横框22d构成。第二、第三、第四横框22b、22c、22d连结在所对应的各纵框21的上端部。相对于此,第一横框22a连结在比第一和第二纵框21a、21b上端稍低的部位。
在横框22的下侧设置有三根水平延伸的中间框23。这些中间框23由形成在第一横框22a下侧的第一中间框23a、形成在第二横框22b下侧的第二中间框23b以及形成在第三横框22c下侧的第三中间框23c构成。
调湿装置10的构成部件中重量较大的重物(详细而言,后述的风阀隔板45、48、吸附热交换器33)的载重作用于纵框21、横框22以及中间框23上,纵框21、横框22以及中间框23构成支撑这些重物的支撑部件。
〈壳体的内部空间〉
如图14所示,壳体11的内部大体能够分为形成在下部面板14a的背面一侧的下部空间S1、形成在中间面板14c的背面一侧的中间空间S2以及形成在上部面板14b的背面一侧的上部空间S3。
〈下部空间的构成部件〉
如图17和图18所示,在下部空间S1里沿着左侧面板17设置有下部划分部件41。下部划分部件41由聚苯乙烯等树脂材料制成,形成为上侧和下侧开放的框状。下部划分部件41具有将下部空间S1划分为左右空间的下部划分部41a、靠近第三纵框21c设置且横截面近似矩形的小筒部41b以及靠近第四纵框21d设置且横截面近似矩形的大筒部41c。在小筒部41b的内部成为外气流入通路61。大筒部41c的内部成为再热室63。外气流入通路61和再热室63经连阀口62相互连通(参照图18)。
在再热室63内设置有与下部划分部件41形成为一体的上侧支撑板41d。上侧支撑板41d与大筒部41c的左侧内壁相接且被支撑为与底板12平行的水平状态。在再热室63中,在上侧支撑板41d的下侧形成有与连阀口62相连通的下部外气流路63a,在上侧支撑板41d的上侧形成有与下部外气流路63a相连接的上部外气流路63b(参照图15(B)和图18)。也就是说,在再热室63中,纵断面近似“コ”字形(“U”字形)的空气流路从下部外气流路63a的流入侧形成到上部外气流路63b的流出侧。
如图18等所示,在下部外气流路63a中按照从上游侧到下游侧的顺序依次设置有滤虫器26、皱褶过滤器27以及再热单元28。
滤虫器26是捕捉室外空气中的虫子、较大的尘埃等的网状部件。皱褶过滤器27是具有比滤虫器26还细的网眼的空气净化用过滤器,捕捉室外空气中较小的尘埃。在下部划分部件41中上述过滤器保修面板14d的背面一侧设置有保修盖41e(参照图17)。保修盖41e构成为能够将滤虫器26和皱褶过滤器27的保修口打开,还能够将滤虫器26和皱褶过滤器27的保修口关闭。也就是说,如果取下过滤器保修面板14d,接着再打开保修盖41e的话,滤虫器26、皱褶过滤器27的前端部就会暴露在壳主体11a的外部。
再热单元28具有框体29和固定在该框体29内部的辅助热交换器35。框体29具有一对侧面撑杆(stay)29a和被一对侧面撑杆29a夹着其内壁朝向斜下方的框主体29b。在框主体29b上形成有斜向倾斜的开口面29c,沿着该开口面29c设置有辅助热交换器35。辅助热交换器35构成利用制冷剂对室外空气加热的加热热交换器。
如图17所示,在下部空间S1的右侧大约一半空间(下部划分部件41的外侧)划分出机械室60。在机械室60中前面板14的背面一侧设置有电气电子元器件箱90)。电气电子元器件箱90中安装有压缩机31中的马达的供电电路的印刷电路板、与该印刷电路板上的电路电连接的电抗器等电气电子元器件。在机械室60中电气电子元器件箱90的背面一侧设置有压缩机31、四通换向阀32等。也就是说,卸下前面板14的下部面板14a时,电气电子元器件箱90就会暴露在壳主体11a的外部。而且,当将电气电子元器件箱90卸下并拿到外部以后,压缩机31、四通换向阀32就会暴露在壳主体11a的外部。
〈中间空间〉
在中间空间S2按照从下侧朝向上侧的顺序依次设置有第一中间划分部件43、第二中间划分部件44和第三中间划分部件47。这些中间划分部件43、44、47中的任一中间划分部件都是一体成型的聚苯乙烯等树脂部件。
如图19所示,第一中间划分部件43将机械室60的上侧开放部封起来。在第一中间划分部件43的上面形成有突出设置成的矩形框部43a和形成在该框部43a的左右外侧的一对凹槽43c、43c。框部43a跨越第一中间划分部件43前后而形成。在框部43a的内侧形成有用于接收在调湿室66a、66b产生的冷凝水的接水部。接水部从第一中间划分部件43前形成到第一中间划分部件43后。接水部的底面比水平面稍微朝着斜上方倾斜。也就是说,贮存在接水部的水被沿着倾斜的底面朝前方引导。凹槽43c、43c沿着框部43a的左右侧壁前后延伸。
如图20所示,第二中间划分部件44一边被第一中间框23a和第二中间框23b支撑,一边与第一中间划分部件43之间保持规定的间隔地设置在第一中间划分部件43的上侧。在第二中间划分部件44上与第一中间划分部件43上的各凹槽43c、43c相对应的位置上形成有沿前后方向延伸的凹槽44a、44a。
另一方面,如图19所示,在第一中间划分部件43和第二中间划分部件44之间形成有两块下侧风阀隔板45和一块横隔板46。两块下侧风阀隔板45和一块横隔板46被设置成各自的板厚方向成为水平方向那样的纵置方式。两块下侧风阀隔板45由外气风阀隔板45a和排气风阀隔板45b构成。
外气风阀隔板45a的下端部嵌入第一中间划分部件43上的左侧凹槽43c里,其上端部嵌入第二中间划分部件44上的左侧凹槽44a里。排气风阀隔板45b的下端部嵌入第一中间划分部件43上的右侧凹槽43c里,其上端部嵌入第二中间划分部件44上的左侧凹槽44a里。下侧风阀隔板45的前端部位于前面板14的背面一侧。也就是说,卸下前面板14以后,下侧风阀隔板45的前端部就会暴露在壳主体11a的外部。在已将前面板14卸下的状态下,能够沿着各凹槽43c、44a将侧风阀隔板45前后拉出来或推进去。
如图15、图19以及图20所示,与再热室63连通的中间外气流路64前后延伸着形成在外气风阀隔板45a的左侧。在外气风阀隔板45a上靠前的位置上设置有第一风阀D1,在靠后的位置上设置有第二风阀D2。中间排气流路65前后延伸着形成在排气风阀隔板45b的右侧。在排气风阀隔板45b上靠前的位置上设置有第三风阀D3,在靠后的位置上设置有第四风阀D4。
如图19、图21所示,外气风阀隔板45a和排气风阀隔板45b之间的空间由横隔板46划分出前后两个调湿室66。这些调湿室66中靠前的空间构成第一调湿室66a,靠后的空间构成第二调湿室66b。第一调湿室66a形成在与第一风阀D1和第三风阀D3相对应的位置,第二调湿室66b形成在与第二风阀D2和第四风阀D4相对应的位置。第一调湿室66a和第二调湿室66b跨越第二中间划分部件44的内部而形成。
如图21所示,两个吸附热交换器33由安装在第一调湿室66a内的第一吸附热交换器33a和安装在第二调湿室66b内的第二吸附热交换器33b构成。吸附热交换器33是通过在横向翅片型管片式热交换器34的表面上负载吸附剂而构成的。
吸附热交换器33的热交换器主体34具有铜制的传热管34a和铝制的很多翅片34b。传热管34a由直管部分和“U”字部分交替连续地形成为蛇行状。翅片34b形成为纵高的板状,传热管34a的直管部分沿着翅片34b的厚度方向贯穿翅片34b。也就是说,很多翅片34b沿着传热管34a中的直管部分的轴向平行排列。
吸附剂负载在很多翅片34b和传热管34a的表面上。在吸附剂与空气的界面处,空气中的水分被吸附剂吸附或者被吸附的水分脱离吸附剂而放出到空气(吸附剂被再生)。作为吸附剂能够使用沸石、硅胶、活性炭、具有亲水性官能基团的有机高分子材料等。而且,作为吸附剂,还可以使用不仅具有吸附水分之功能还具有吸收水分之功能的材料(所谓的吸附吸收剂)。
吸附热交换器33安装在安装室67内,此时翅片34b的短边一侧处于铅直状态,而且传热管34a的U字部分位于左右两侧。
如图20所示,第三中间划分部件47摞着放置在第二中间划分部件44的上侧。在第三中间划分部件47的上表面且左右形成有宽度较宽的一对宽槽47a、47a。一对上侧风阀隔板48沿厚度方向嵌入这些宽槽47a中。这些上侧风阀隔板48呈各自的板厚方向垂直的横置布置方式。上侧风阀隔板48的前端部位于前面板14的背面一侧。也就是说,如果将前面板14卸下来,上侧风阀隔板48的前端部就会暴露在壳主体11a外部。在已将前面板14卸下的状态下,能够沿各宽槽47a将上侧风阀隔板48前后拉出来或推进去。
一对上侧风阀隔板48由靠左的内气风阀隔板48a和靠右的供气风阀隔板48b构成。在内气风阀隔板48a上靠前的位置设置有第五风阀D5,靠后的位置设置有第六风阀D6。在供气风阀隔板48b上靠前的位置设置有第七风阀D7;靠后的位置设置有第八风阀D8。第五风阀D5和第七风阀D7形成在对应于第一调湿室66a的位置上,第六风阀D6和第八风阀D8形成在对应于第二调湿室66b的位置上。这些风阀D5-D8构成空气侧切换阀。
在第二中间划分部件44和第三中间划分部件47右后侧的角部形成有前后延伸的横向尺寸大的通孔,这些通孔相连而形成排气联络流路68。
在中间空间S2的左后侧的角部,第一上部划分部件51的室外空气风管部53上下延伸(参照图20和图22)。室外空气风管部53)的下端与下部划分部件41的大筒部41c相接。在中间空间S2且第一调湿室66a的前侧设置有间隔部件24。间隔部件24设置在第一中间划分部件43和第一中间框23a之间,确保二者间具有规定的间隔。
〈上部空间〉
如图22所示,在上部空间S3设置有第一上部划分部件51、第二上部划分部件54和第三上部划分部件80。这些划分部件51、54、80中的任一划分部件使用的都是一体成型的聚苯乙烯制树脂部件。上部空间S3由这些划分部件51、54、80划分出四个上部室19。这些上部室19由前侧靠右的室内供气室19a、后侧靠右的室外排气室19b、后侧靠左的外气吸入室19c和前侧靠左的内气吸入室19d构成。室内供气室19a与供气连接口18a连通,室外排气室19b与排气连接口18b连通,外气吸入室19c与外气连接口18c连通,内气吸入室19d与内气连接口18d连通。室内供气室19a内设置有进气风扇单元84;室外排气室19b内设置有排气风扇单元87。
第一上部划分部件51设置在上部空间S3靠左的位置。第一上部划分部件51具有沿着左侧面板17跨越壳体11的前后两端而形成的左侧壁部52和沿着第三纵框21c上下延伸的筒状室外空气风管部53。室外空气风管部53具有大风管部53a和小风管部53b,该大风管部53a设置在上部空间S3,在内部划分出外气吸入室19c;该小风管部53b与大风管部53a的下端相接地设置在中间空间S2内,直径比大风管部53a小。
在上部空间S3中,在大风管部53a的内部形成有外气吸入室19c,在大风管部53a外的前侧形成有内气吸入室19d。上部空间S3中从大风管部53a外的下侧到前面板14成为上部内气流路69。上部内气流路69的上端与内气吸入室19d连通。内气风阀隔板48a的第五风阀D5和第六风阀D6位于上部内气流路69中。在小风管部53b的内部形成有与外气流入通路61相通的风管内流路71(参照图15(B))。
第二上部划分部件54具有沿着壳体11的右侧面板16跨越壳体11的前后两端而形成的右侧壁部55、将上部空间S3划分为左右空间的中央划分部56以及与右侧壁部55和中央划分部56各自的后端部相接的后侧壁部57。
在右侧壁部55的内侧形成有基座部55a。基座部55a形成为纵断面呈“L”字形,从后侧壁部57跨到前面板14一侧前后延伸。在基座部55a的上端面上形成有第一设置面55c,各风扇单元84、87和第三上部划分部件80设置在该第一设置面55c上,由该第一设置面55c引导着各风扇单元84、87和第三上部划分部件80前后移动。
在右侧壁部55的前后方向的中间部位形成有上下延伸的柱状第一接触部55b。第三上部划分部件80的后端部与第一接触部55b的前端相接触。在第一接触部55b的与第三上部划分部件80接触的接触面上形成有密封材(图示省略)。
中央划分部56具有铅直的第一纵壁56a、从该第一纵壁56a的下端水平弯曲的横壁56b以及从该横壁56b的右端垂直弯曲的第二纵壁56c。在中央划分部56的上端面上形成有第二设置面56d,在该第二设置面56d上设置有各风扇单元84、87和第三上部划分部件80,该第二设置面56d引导着各风扇单元84、87和第三上部划分部件80前后自由移动。
中央划分部56构成沿壳体11的前后延伸的主划分部,中央划分部56进行左右划分而划分出前后排列的外气吸入室19c和内气吸入室19d、前后排列的室外排气室19b和室内供气室19a。因为中央划分部56与沿着壳体11形成的右侧壁部55和后侧壁部57一体成形,所以不能够与其它部件独立地仅将中央划分部56卸下来。
在中央划分部56的前后方向的中间部位,形成有上下延伸的柱状的第二接触部56e。第三上部划分部件80的后端部与第二接触部56e的前端相接触。在第二接触部56e的与第三上部划分部件80接触的接触面上形成有密封材(图示省略)。
在第二上部划分部件54上右侧壁部55与后侧壁部57之间的角部、中央划分部56和后侧壁部57之间的角部分别形成有插入部58。加强肋75插入各插入部58内。各加强肋75的上端固定在壳体11的顶板13上。这些加强肋75构成固定且支撑排气风扇单元87的安装部件。
在第二上部划分部件54上排气风扇单元87的下侧,横隔离部59与第二上部划分部件54形成为一体(参照图16(A)和图17)。上部空间S3中该横隔离部59的上侧形成为室外排气室19b,上部空间S3中从横隔离部59的下侧一直到前面板14形成为上部供气流路70。室外排气室19b与图20所示的排气联络流路68相连通。上部供气流路70的上端与室内供气室19a相连通。供气风阀隔板48b的第七风阀D7和第八风阀D8位于上部供气流路70中。
如图17所示,在横隔离部59的前缘上表面形成有左右延伸的柱状的第三接触部59a。第三上部划分部件80的后端部与第三接触部59a的前端接触。在第三接触部59a的与第三上部划分部件80接触的接触面上形成有密封材(图示省略)。
如图22所示,第三上部划分部件80具有:沿着第二上部划分部件54的右侧壁部55形成的第一侧板部81、沿着第二上部划分部件54的中央划分部56形成的第二侧板部82以及从第一侧板部81的后端部一直形成到第二侧板部82的后端部的中间侧板部83。也就是说,第三上部划分部件80的横截面形状呈前侧开放的近似“コ”字形(“U”字形)。
在第三上部划分部件80的各侧板部81、82的下端分别设置在第二上部划分部件54的各设置面55c、56d上,而且,中间侧板部83的左右两端部被设置成与第二上部划分部件54上的各接触部55b、56e、59a接触。这样设置第三上部划分部件80以后,右侧壁部55和中央划分部56之间的空间就被划分为前后两个空间(即室内供气室19a和室外排气室19b)。第三上部划分部件80构成进排气划分部,可装卸地安装在壳体11上,在它的前后划分出室内供气室19a和室外排气室19b。
进气风扇单元84由进气风扇85和用于支撑该进气风扇85的供气侧安装板86构成。进气风扇85是离心式多叶片风扇(所谓的西洛可风扇)。供气侧安装板86由用来安装进气风扇85的马达的主体部86a、形成在主体部86a的左右两侧的侧板部86b以及形成在主体部86a上侧的上板部86c构成。供气侧安装板86的各侧板部86b设置在第二上部划分部件54的各设置面55c、56d上。供气侧安装板86中右侧的侧板部86b和上板部86c经小螺钉等紧固部件固定在上述前面板14(参照图13)上。
排气风扇单元87由排气风扇88和用于支撑该排气风扇88的排气侧安装板89构成。排气风扇88是离心式多叶片风扇(所谓的西洛可风扇)。排气侧安装板89由用于安装排气风扇88的马达的主体部89a、形成在该主体部89a左右两侧的侧板部89b构成。排气侧安装板89的各侧板部89b设置在第二上部划分部件54的各设置面55c、56d上。这些侧板部89b利用上述加强肋75固定在顶板13上。
〈制冷剂回路的构成〉
调湿装置10包括将上述压缩机31和吸附热交换器33等连接起来而构成的制冷剂回路30。参考图23对该制冷剂回路30的构成做说明。
制冷剂回路30是由制冷剂管道连接而成的闭合回路,制冷剂填充在其内部。在制冷剂回路30中,制冷剂循环而进行蒸气压缩式制冷循环。制冷剂回路30中压缩机31、四通换向阀32、第一吸附热交换器33a和第二吸附热交换器33b相互连接。
压缩机31构成为:工作能力(工作频率)通过所谓的变频控制而可以变化。也就是说,压缩机31的马达构成为转速能够根据供来的交流电的输出频率(工作频率)调节。
四通换向阀32具有第一到第四阀口,这些阀口的连通状态能够切换。四通换向阀32的第一阀口与压缩机31的喷气管31a相连接,四通换向阀32的第三阀口与压缩机31的吸入管31b相连接。四通换向阀32的第二阀口与第一吸附热交换器33a的一端部相连接,四通换向阀32的第四阀口与第二吸附热交换器33b的一端部相连接。四通换向阀32构成为:能够在第一阀口和第四阀口连通且第二阀口和第三阀口连通的状态(如图23中实线所示的第一状态)、和第一阀口和第二阀口连通且第三阀口和第四阀口连通的状态(如图23中虚线所示的第二状态)之间切换。亦即,四通换向阀32构成对制冷剂回路30的流路进行切换的制冷剂流路切换机构,这些流路是在第二吸附热交换器33b中制冷剂放热且在第一吸附热交换器33a中制冷剂蒸发的流路、在第一吸附热交换器33a中制冷剂放热且在第二吸附热交换器33b中制冷剂蒸发的流路。
在制冷剂回路30中设置有单向回路36,即使四通换向阀32的状态切换了,制冷剂在该单向回路36中的流动方向也是同一个方向。该单向回路36具有第一到第四止回阀CV-1、CV-2、CV-3、CV-4连接成桥状而构成的桥接回路36a。桥接回路36a中的各止回阀CV-1、CV-2、CV-3、CV-4允许制冷剂朝着图23中箭头的方向流动,禁止制冷剂朝着与该方向相反的方向流动。四通换向阀32和桥接回路36a构成制冷剂侧切换部。
从所述第一止回阀CV-1和所述第二止回阀CV-2之间延伸出来的的第一制冷剂通路6连接在第一吸附热交换器33a的另一端部,从所述第一止回阀CV-1和所述第三止回阀CV-3之间延伸出来的第二制冷剂通路7连接在所述辅助热交换器35的一端,从所述第三止回阀CV-3和所述第四止回阀CV-4之间延伸出来的第三制冷剂通路8连接在第二吸附热交换器33b的另一端部,从所述第四止回阀CV-4和所述第二止回阀CV-2之间延伸出来的第四制冷剂通路9经再热侧膨胀阀38连接在辅助热交换器35的另一端连接。此外,第二制冷剂通路7设置在通过所述辅助热交换器35的空气下游侧。
在制冷剂回路30中设置有连接所述第二制冷剂通路7和第四制冷剂通路9的旁路管道36b。在该旁路管道36b上安装有主膨胀阀37。主膨胀阀37和再热侧膨胀阀38是开度可变的电动式流量调节阀,例如由电子膨胀阀构成。
〈控制部和传感器〉
如图23所示,调湿装置10包括控制器100和各种传感器。控制器100根据运转条件、各传感器的检测值调节压缩机31的工作能力、各膨胀阀37、38的开度。控制器100根据运转条件调节各风阀D1-D8的开闭状态、各风扇85、88的风量。
如图15(B)示意所示,本第二实施方式中的调湿装置10包括:内气传感器111、外气湿度传感器113、第一外气温度传感器114以及第二外气温度传感器115。
内气传感器111布置在上部内气流路69中。内气传感器111对被取入内气吸入室19d的室内空气RA的湿度(相对湿度)进行检测。
外气湿度传感器113和第一外气温度传感器114设置在下部外气流路63a中过滤器26、27和辅助热交换器35之间。外气湿度传感器113对辅助热交换器35的上游侧室外空气OA的湿度(相对湿度)进行检测,第一外气温度传感器114对辅助热交换器35的上游侧室外空气OA的温度进行检测。第二外气温度传感器115设置在下部外气流路63a中辅助热交换器35的下游侧。第二外气温度传感器115对辅助热交换器35的下游侧室外空气OA的温度进行检测。
本第二实施方式的控制器100,根据这些传感器111、113、114、115的检测值对需要调湿装置10提供的调湿能力(进行除湿运转时的除湿负荷、进行加湿运转时的加湿负荷)提出要求。控制器100为满足该调湿能力而对压缩机31的工作能力(即制冷剂回路30的制冷剂循环量)进行控制。
-运转动作-
接下来,参照附图对调湿装置10的运转动作做说明。该调湿装置10能够切换进行对室内除湿的除湿运转和对室内加湿的加湿运转。
〈除湿运转〉
除湿运转是在夏季等室外的温度和湿度较高的条件下进行。在该除湿运转下,室外空气OA被除湿,已被除湿的空气作为供给空气SA供向室内。同时,在除湿运转下,室内空气RA作为排出空气EA朝着室外排出。在该除湿运转下,以规定的时间间隔交替重复进行第一动作和第二动作而连续地将室内除湿。
在除湿运转的第一动作下,在图23所示的制冷剂回路30中,四通换向阀32设定为第一状态,再热侧膨胀阀38处于接近几乎完全关闭的状态,主膨胀阀37以规定的开度打开。压缩机31开始运转以后,在压缩机31中已被压缩的制冷剂便在第二吸附热交换器33b中放热,通过桥接回路36a,流入旁路管道36b。在旁路管道36b中制冷剂由主膨胀阀37减压。由主膨胀阀37减压了的制冷剂通过桥接回路36a,在第一吸附热交换器33a中蒸发后,被吸入压缩机31。
在除湿运转的第二动作下,在图23所示的制冷剂回路30中,四通换向阀32设定为第二状态,再热侧膨胀阀38处于接近几乎完全关闭的状态,主膨胀阀37以规定的开度打开。压缩机31开始运转以后,在压缩机31已被压缩的制冷剂便在第一吸附热交换器33a放热,通过桥接回路36a,流入旁路管道36b。在旁路管道36b中,制冷剂由主膨胀阀37减压。由主膨胀阀37减压了的制冷剂通过桥接回路36a,在第二吸附热交换器33b中蒸发后,被吸入压缩机31。
如上所述,在调湿装置10的除湿运转下,原则上制冷剂不会被供向辅助热交换器35。也就是说,在除湿运转下,辅助热交换器35处于停止状态。
如图24和图25所示,在除湿运转的第一动作下,第一风阀D1、第四风阀D4、第六风阀D6和第七风阀D7处于开放状态,第二风阀D2、第三风阀D3、第五风阀D5和第八风阀D8处于关闭状态,进气风扇85和排气风扇88运转。此外,在图24到图27中,带阴影线的风阀表示该风阀处于关闭状态,白色的风阀表示该风阀处于打开状态。而且,在图24到图27中,白箭头表示从室外供向室内的空气(室外空气OA或供给空气SA),黑箭头表示从室内向室外排出的空气(室内空气RA或排出空气EA)。
在除湿运转的第一动作下,经风管流入外气吸入室19c的室外空气OA依次流过风管内流路71、外气流入通路61后,流入下部外气流路63a。该空气依次流过滤虫器26和皱褶过滤器27并被净化后,通过辅助热交换器35。在除湿运转下,如上所述,辅助热交换器35处于停止状态。因此,在辅助热交换器35中空气不会被加热。
已通过辅助热交换器35的空气依次流过上部外气流路63b、中间外气流路64、第一风阀D1后,通过第一吸附热交换器33a。在成为蒸发器的第一吸附热交换器33a中空气中的水蒸气被吸附剂吸附。此时所产生的吸附热被作为制冷剂的蒸发热使用。在第一吸附热交换器33a中已被吸附并被除湿的空气依次流过第七风阀D7、上部供气流路70、室内供气室19a,经风管被作为供给空气SA供向室内空间。
在除湿运转的第一动作下,经由室内侧风管流入内气吸入室19d的室内空气RA依次流过上部内气流路69、第六风阀D6后,通过第二吸附热交换器33b。在成为放热器的第二吸附热交换器33b中,水蒸气脱离吸附剂放出到空气中,吸附剂得到再生。被用于再生第二吸附热交换器33b中的吸附剂的空气依次流过第四风阀D4、中间排气流路65、排气联络流路68、室外排气室19b,经风管被作为排出空气EA向室外空间排出。
如图26和图27所示,在除湿运转的第二动作下,第二风阀D2、第三风阀D3、第五风阀D5和第八风阀D8处于开放状态,第一风阀D1、第四风阀D4、第六风阀D6和第七风阀D7处于关闭状态,进气风扇85和排气风扇88运转。
在除湿运转的第二动作下,经风管流入外气吸入室19c的室外空气OA依次流过风管内流路71、外气流入通路61后,流入下部外气流路63a。该空气依次流过滤虫器26和皱褶过滤器27被净化后,通过辅助热交换器35。在除湿运转下,如上所述,辅助热交换器35处于停止状态。因此,在辅助热交换器35中空气不会被加热。
已通过辅助热交换器35的空气依次流过上部外气流路63b、中间外气流路64、第二风阀D2后,通过第二吸附热交换器33b。在成为蒸发器的第二吸附热交换器33b中,空气中的水蒸气被吸附剂吸附。此时所产生的吸附热被作为制冷剂的蒸发热使用。在第二吸附热交换器33b中被吸附并被除湿的空气依次流过第八风阀D8、上部供气流路70、室内供气室19a,经风管被作为供给空气SA供向室内空间。
在除湿运转的第二动作下,经室内侧风管流入内气吸入室19d的室内空气RA依次流过上部内气流路69、第五风阀D5后,通过第一吸附热交换器33a。在成为放热器的第一吸附热交换器33a中,水蒸气脱离吸附剂放出到空气中,吸附剂得到再生。被用于对第一吸附热交换器33a中的吸附剂进行再生的空气通过第三风阀D3,依次流过中间排气流路65、排气联络流路68、室外排气室19b,经风管被作为排出空气EA向室外空间排出。
〈加湿运转〉
加湿运转是在冬季等室外的温度和湿度较低的条件下进行。在该加湿运转下,室外空气OA被加湿,已被加湿的空气作为供给空气SA供向室内。同时,在加湿运转下,室内空气RA作为排出空气EA朝着室外排出。在该加湿运转下,以规定的时间间隔交替进行第一动作和第二动作而连续地将室内加湿。
在加湿运转的第一动作下,在图23所示的制冷剂回路30中,四通换向阀32设定为第二状态,主膨胀阀37处于关闭状态,再热侧膨胀阀38以规定的开度打开。压缩机31运转以后,在压缩机31中已被压缩的制冷剂在第一吸附热交换器33a中放热,通过桥接回路36a。已通过桥接回路36a的气液两相状态的高压制冷剂流过辅助热交换器35,该制冷剂向空气(室外空气OA)放热。在辅助热交换器35中已放热的制冷剂被再热侧膨胀阀38减压。已被再热侧膨胀阀38减压的制冷剂通过桥接回路36a,在第二吸附热交换器33b中蒸发后,被吸入压缩机31。
在加湿运转的第二动作下,在图23所示的制冷剂回路30中,四通换向阀32设定为第一状态,主膨胀阀37处于关闭状态,再热侧膨胀阀38以规定的开度打开。压缩机31开始运转以后,在压缩机31中已被压缩的制冷剂在第二吸附热交换器33b中放热,通过桥接回路36a。已通过桥接回路36a的气液两相状态的高压制冷剂流过辅助热交换器35,该制冷剂向空气(室外空气OA)放热。在辅助热交换器35中已放热的制冷剂被再热侧膨胀阀38减压。已被再热侧膨胀阀38减压的制冷剂通过桥接回路36a,在第一吸附热交换器33a中蒸发后,被吸入压缩机31。
如上所述,在调湿装置10的加湿运转下,制冷剂被供给辅助热交换器35,辅助热交换器35运转。该辅助热交换器35的加热能力能够根据再热侧膨胀阀38的开度而适当地调节。如果在该加湿运转下室外空气OA的温度变得比规定温度高,再热侧膨胀阀38就会成为接近完全关闭的状态,主膨胀阀37以规定的开度打开。这样一来,则能够一边使辅助热交换器35停下来,一边在各吸附热交换器33a、33b中将空气加湿。
如图24和图25所示,在加湿运转的第一动作下,第一风阀D1、第四风阀D4、第六风阀D6和第七风阀D7处于开放状态,第二风阀D2、第三风阀D3、第五风阀D5和第八风阀D8处于关闭状态,进气风扇85和排气风扇88运转。
在加湿运转的第一动作下,经风管流入外气吸入室19c的室外空气OA依次流过风管内流路71、外气流入通路61后,流入下部外气流路63a。该空气依次流过滤虫器26和皱褶过滤器27并被净化后,通过辅助热交换器35。在加湿运转下,制冷剂适当地供给该辅助热交换器35,室外空气OA被辅助热交换器35加热。
在辅助热交换器35中已被加热的空气依次流过上部外气流路63b、中间外气流路64、第一风阀D1后,通过第一吸附热交换器33a。在成为放热器的第一吸附热交换器33a中,水蒸气脱离吸附剂,放出到空气中,该空气被加湿。在第一吸附热交换器33a中已被加湿的空气依次流过第七风阀D7、上部供气流路70、室内供气室19a,经风管作为供给空气SA供向室内空间。
在加湿运转的第一动作下,经室内侧的风管流入内气吸入室19d的室内空气RA依次流过上部内气流路69、第六风阀D6后,通过第二吸附热交换器33b。在成为蒸发器的第二吸附热交换器33b中,空气中的水蒸气被吸附剂吸附,水分赋予给该吸附剂。水分已赋予给第二吸附热交换器33b中的吸附剂的空气依次流过第四风阀D4、中间排气流路65、排气联络流路68、室外排气室19b,经风管作为排出空气EA向室外空间排出。
如图26和图27所示,在加湿运转的第二动作下,第二风阀D2、第三风阀D3、第五风阀D5和第八风阀D8处于开放状态,第一风阀D1、第四风阀D4、第六风阀D6和第七风阀D7处于关闭状态,进气风扇85和排气风扇88运转。
在加湿运转的第二动作下,经风管流入外气吸入室19c的室外空气OA依次流过风管内流路71、外气流入通路61后,流入下部外气流路63a。该空气依次流过滤虫器26和皱褶过滤器27并被净化后,通过辅助热交换器35。在加湿运转下,制冷剂被适当地供给该辅助热交换器35,室外空气OA被辅助热交换器35加热。
在辅助热交换器35中已被加热的空气依次流过上部外气流路63b、中间外气流路64、第二风阀D2后,通过第二吸附热交换器33b。在成为放热器的第二吸附热交换器33b中,水蒸气脱离吸附剂,放出到空气中,该空气被加湿。在第二吸附热交换器33b中已被加湿的空气依次流过第八风阀D8、上部供气流路70、室内供气室19a,经风管作为供给空气SA供向室内空间。
在加湿运转的第二动作下,经室内侧风管流入内气吸入室19d的室内空气RA依次流过上部内气流路69、第五风阀D5后,通过第一吸附热交换器33a。在成为蒸发器的第一吸附热交换器33a中,空气中的水蒸气被吸附剂吸附,水分赋予给该吸附剂。水分已赋予给第一吸附热交换器33a中的吸附剂的空气依次流过第三风阀D3、中间排气流路65、排气联络流路68、室外排气室19b,经风管作为排出空气EA向室外空间排出。
-第二实施方式的效果-
根据上述第二实施方式,在利用所述四通换向阀32和所述桥接回路36a将上述制冷剂回路30所涉及的制冷剂流动切换到一个方向的情况下,所述辅助热交换器35总是成为放热器,而能够在辅助热交换器35中将温度较低的室外空气加热,之后再将该已被加热了的室外空气引入吸附热交换器33a、33b。这样一来,就不会出现吸附热交换器33a、33b中的冷凝水冻结等不良现象,即使在室外空气温度较低的情况下,也能够使调湿装置进行良好的运转。
根据上述第二实施方式,通过在所述制冷剂回路30中设置旁路管道36b,则经该旁路管道36b能够使朝向辅助热交换器35的制冷剂中的至少一部分迂回。这样一来,例如在室外空气的温度较高的情况下也能够防止白白地将室外空气加热。
根据上述第二实施方式,所述主膨胀阀和所述再热侧膨胀阀37、38能够进行使制冷循环所涉及的制冷剂膨胀的膨胀动作、和对所述辅助热交换器35所涉及的制冷剂的旁路量进行调整的调整动作。这样一来,便无需为制冷剂的膨胀动作设置一个阀,为对旁路量的调整动作再设置一个阀,设置两个阀,从而能够减少调湿装置的部件数量,实现调湿装置的低成本化。
根据上述第二实施方式,与所述旁路管道36b与所述第一制冷剂通路6和所述第三制冷剂通路8相连接的情况相比,能够使制冷剂的积存量减少不将所述桥接回路36a旁路那么多。这样一来,在进行制冷剂通过旁路管道36b的旁路运转的时候,则难以因制冷剂的积存而导致制冷剂不足,从而能够稳定地进行所述旁路运转。
根据上述第二实施方式,因为将再热用制冷剂管道185a设置在辅助热交换器194的空气的下游侧,所以能够将在再热用制冷剂管道185a周围流动的空气温度提高。因此,能够抑制对再热用制冷剂管道185a周围的空气的放热量。这样便能够抑制从制冷剂管道185流入辅助热交换器194的制冷剂的温度下降。其结果是,在包括将流入的室外空气预热的辅助热交换器194的调湿装置中,抑制在辅助热交换器194中的预热性能下降。
〈其它实施方式〉
本发明还可以在上述实施方式中采用以下结构。
在上述第一实施方式中,作为吸附剂使用的是沸石、硅胶等主要吸附水蒸气的材料,但本发明并不限于此,还可以使用吸附和吸收水蒸气的材料(所谓的吸附吸收剂)。
具体而言,本发明其它实施方式中的吸附剂使用具有吸湿性的有机高分子材料。在作为吸附剂使用的有机高分子材料中,分子中具有亲水性极性基团的多条高分子主链相互交联,已相互交联的多条高分子主链形成三维构造体。
本实施方式中的吸附剂通过捕捉水蒸气(即吸湿)而膨润。对该吸附剂通过吸湿而膨润的机理做了如下推测。也就是说,在该吸附剂吸湿之际,水蒸气被吸附在亲水性极性基团的周围,水蒸气与亲水性极性基团反应所产生的电性力作用于高分子主链。其结果是,高分子主链变形。水蒸气在毛细管力的作用下进入已变形的高分子主链之间的间隙里,由于水蒸气进入,由多条高分子主链构成的三维构造体就会膨胀。结果吸附剂的体积增大。
这样一来,在本实施方式的吸附剂中,水蒸气被吸附剂吸附的现象和水蒸气被吸附剂吸收的现象都会出现。也就是说,水蒸气被该吸附剂吸附和吸收。被该吸附吸收剂捕捉去的水蒸气不仅进入由相互交联的多条高分子主链形成的三维构造体的表面,还会进入其内部。其结果是,与仅将水蒸气吸附在表面上的沸石等相比,被该吸附吸收剂捕捉去的水蒸气量更多。
该吸附剂通过释放出水蒸气(即放湿)而收缩。也就是说,因为在该吸附剂放湿之际,被捕捉在高分子主链之间的间隙里的水减少,由多条高分子主链构成的三维构造体的形状复原,所以吸附剂的体积减小。
此外,以上实施方式是本质上优选的示例,并没有限制本发明、其应用物以及其用途范围的意图。
-实用性-
综上所述,本发明对调湿装置有用。
Claims (5)
1.一种调湿装置,其包括壳体(111)和制冷剂回路(170),该壳体(111)上形成有与室外空间相通的室外吸气口(150)和与室内空间相通的室内供气口(151),该制冷剂回路(170)是利用制冷剂管道(185)将压缩机(172)、膨胀机构(195)、安装在所述壳体(111)内且负载吸附剂的两个吸附热交换器(175、176)连接起来而构成,制冷剂在该制冷剂回路(170)中可逆地循环,通过切换制冷剂在所述制冷剂回路(170)中的循环方向来交替地进行所述两个吸附热交换器(175、176)中的吸附剂的吸附动作和对该吸附剂的再生动作,以调节所述室内空间内的空气的湿度,其特征在于:
在所述制冷剂回路(170)中连接有辅助热交换器(194),该辅助热交换器(194)设置在所述吸附热交换器(175、176)的空气的上游侧且对从所述室外吸气口(150)流入的空气加热,
与所述辅助热交换器(194)相连接的制冷剂管道(185a)布置在所述辅助热交换器(194)的空气的下游侧且布置在所述吸附热交换器(175、176)的上游侧。
2.根据权利要求1所述的调湿装置,其特征在于:
所述辅助热交换器(194)连接在所述制冷剂回路(170)中成为冷凝器的所述吸附热交换器(175、176)和所述膨胀机构(195)之间,在所述吸附热交换器(175、176)中已冷凝的制冷剂流入该辅助热交换器(194)中。
3.根据权利要求1或2所述的调湿装置,其特征在于:
所述辅助热交换器(194)利用安装部件(129)安装在所述壳体(111)上,
所述安装部件(129)包括:将与所述辅助热交换器(194)相连接的制冷剂管道(185a)引导到该辅助热交换器(194)的空气的下游侧的开口部(130)。
4.根据权利要求2所述的调湿装置,其特征在于:
所述制冷剂回路(170)中包括旁路回路(196),该旁路回路(196)的一端连接在成为冷凝器的吸附热交换器(175、176)的出口一侧,该旁路回路(196)的另一端连接在成为蒸发器的吸附热交换器(175、176)的入口一侧,从成为所述冷凝器的吸附热交换器(175、176)中流出的制冷剂旁路所述辅助热交换器(194),流入该旁路回路(196)。
5.根据权利要求3所述的调湿装置,其特征在于:
所述制冷剂回路(170)中包括旁路回路(196),该旁路回路(196)的一端连接在成为冷凝器的吸附热交换器(175、176)的出口一侧,该旁路回路(196)的另一端连接在成为蒸发器的吸附热交换器(175、176)的入口一侧,从成为所述冷凝器的吸附热交换器(175、176)中流出的制冷剂旁路所述辅助热交换器(194),流入该旁路回路(196)。
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