CN103782108B - 调湿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明通过在电力需求的高峰时段以外对液体吸收剂进行冷却或加热,来避免电力供应不足。调湿装置(10)使吸收剂回路(1)在再生状态和调湿状态之间进行切换,该再生状态是当调湿运转停止时使再生通路(3)的流出端和流入端连通而形成让液体吸收剂在再生通路(3)内进行循环的再生回路,该调湿状态是在调湿运转时使调湿通路(2)和再生通路(3)连通而形成让液体吸收剂在调湿通路(2)和再生通路(3)之间进行循环的调湿回路。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用液体吸收剂对空气的湿度进行调节的调湿装置。
背景技术
迄今为止,具有氯化锂水溶液等液体吸收剂、和不让液体吸收剂透过仅让水蒸气透过的透湿膜的调湿装置已为人所知。例如,在专利文献1中就公开了一种能够切换地进行除湿运转和加湿运转的调湿装置(专利文献1的第〔0031〕~〔0033〕段及图8)。该调湿装置包括吸收剂回路和制冷剂回路,液体吸收剂在该吸收剂回路中循环,制冷剂在该制冷剂回路中循环来进行制冷循环。
所述吸收剂回路包括吸湿部和放湿部。在吸湿部中,被供向室内的空气所流经的空气通路和液体吸收剂所流经的液体通路由透湿膜隔开。另一方面,在放湿部中,被排向室外的空气所流经的空气通路和液体吸收剂所流经的液体通路由透湿膜隔开。
在所述吸收剂回路中,在从吸湿部朝放湿部延伸的通路中连接着加热部,并且在从放湿部朝吸湿部延伸的通路中设置有冷却部。
在该调湿装置进行除湿运转的情况下,已由所述冷却部冷却的液体吸收剂流入吸湿部。在吸湿部中,处理空气中的水分被液体吸收剂吸收,从而所述处理空气得到除湿。此时,液体吸收剂的浓度与所吸收的水量相应地下降。该已得到除湿的处理空气被供向室内。
另一方面,已在所述吸湿部吸收了水分的液体吸收剂在所述加热部被加热后流入放湿部。在放湿部中,液体吸收剂中的水分向再生空气释放,从而该再生空气得到加湿。此时,液体吸收剂的浓度与所释放的水量相应地上升使该液体吸收剂得以再生。该已得到加湿的再生空气被排向室外。
已在所述放湿部释放出水分的液体吸收剂再次在冷却部被冷却后流入吸湿部。如上所述,所述调湿装置使液体吸收剂边反复进行吸湿动作和放湿动作边在所述吸收剂回路中循环,从而对室内进行除湿。
专利文献1:日本公开专利公报特开平05-146627号公报
发明内容
-发明所要解决的技术问题-
然而,现有调湿装置将吸湿动作中对液体吸收剂的冷却和放湿动作中对液体吸收剂的加热作为一对动作而总是同时进行。因此,现有调湿装置会存在下述问题,即:若在一天当中电力需求的高峰时段进行除湿运转就会出现电力供应不足。
本发明正是鉴于上述问题而完成的,其目的在于:在电力需求的高峰时段以外对液体吸收剂进行冷却或加热,以避免电力供应不足。
-用以解决技术问题的技术方案-
第一方面的发明涉及一种进行利用液体吸收剂对处理空气加以调湿的调湿运转的调湿装置。并且,第一方面的发明是这样的,所述调湿装置包括吸收剂回路1、再生用热交换部46b及回路切换部4,该吸收剂回路1具有调湿部40a和再生部40b,该调湿部40a构成为使所述液体吸收剂循环,在所述处理空气和液体吸收剂之间进行水分的给予和接收来对所述处理空气进行调湿,该再生部40b构成为在再生空气和液体吸收剂之间进行水分的给予和接收使所述液体吸收剂再生,该再生用热交换部46b设置在该吸收剂回路1中对液体吸收剂进行冷却或加热,该液体吸收剂与再生空气进行水分的给予和接收,该回路切换部4设置在所述吸收剂回路1中,当所述调湿运转停止时将所述吸收剂回路1切换到使所述液体吸收剂在所述再生部40b及再生用热交换部46b中流动的再生状态,以便仅进行使所述液体吸收剂再生的再生运转。
在所述第一方面的发明中,当所述调湿运转停止时就将所述吸收剂回路1切换到再生状态,仅进行再生运转。并且,当所述调湿运转时,让已在再生运转中再生了的液体吸收剂在吸收剂回路1中循环。
并且,由于利用已在再生运转中再生了的液体吸收剂进行调湿运转,因而调湿运转时的能耗降低,从而在电力需求的高峰时段电力需求减少。而且,在电力需求的高峰时段以外进行再生运转,从而能够进行所谓的峰移(peak shift)。
在此,因为当所述调湿运转停止时仅再生热交换部46b进行热交换,所以能耗得以降低。
第二方面的发明是这样的,在第一方面的发明中,在所述吸收剂回路1中设置有对液体吸收剂进行加热或冷却的调湿用热交换部46a,该液体吸收剂与处理空气进行水分的给予和接收。并且,所述吸收剂回路1包括调湿通路2和再生通路3,该调湿通路2构成为:所述液体吸收剂由所述调湿用热交换部46a加热,从而在所述调湿部40a从所述液体吸收剂向处理空气释放水分,另一方面所述液体吸收剂由所述调湿用热交换部46a冷却,从而在所述调湿部40a所述液体吸收剂从处理空气中吸收水分,该再生通路3构成为:所述液体吸收剂由所述再生用热交换部46b冷却,从而在所述再生部40b所述液体吸收剂从再生空气中吸收水分,另一方面所述液体吸收剂由所述再生用热交换部46b加热,从而在所述再生部40b从所述液体吸收剂向再生空气释放水分。所述回路切换部4使所述吸收剂回路1在调湿状态和再生状态之间进行切换,该调湿状态是在所述调湿运转时,使液体吸收剂在所述调湿通路2和所述再生通路3之间进行循环,该再生状态是在所述调湿运转停止期间的再生运转时使所述再生通路3的两端连通让液体吸收剂在所述再生通路3内进行循环,以便仅进行所述液体吸收剂的再生。
在所述第二方面的发明中,在调湿运转时液体吸收剂在调湿通路2和再生通路3之间进行循环,而在再生运转时使再生通路3的两端连通让液体吸收剂在再生通路3内循环,以便仅进行液体吸收剂的再生。
第三方面的发明是这样的,在第一方面的发明中,所述吸收剂回路1包括调湿通路2、再生通路3及液罐7,该调湿通路2构成为:在所述调湿部40a从所述液体吸收剂向处理空气释放水分,另一方面在所述调湿部40a所述液体吸收剂从处理空气中吸收水分,该再生通路3构成为:所述液体吸收剂由所述再生用热交换部46b冷却,从而在所述再生部40b所述液体吸收剂从再生空气中吸收水分,另一方面所述液体吸收剂由所述再生用热交换部46b加热,从而在所述再生部40b从所述液体吸收剂向再生空气释放水分,该液罐7贮存所述液体吸收剂。所述回路切换部4使所述吸收剂回路1在调湿状态和再生状态之间进行切换,该调湿状态是在所述调湿运转时,使液体吸收剂在所述调湿通路2和所述液罐7之间进行循环,该再生状态是在所述调湿运转停止期间的再生运转时使液体吸收剂在所述再生通路3和液罐7之间进行循环,以便仅进行所述液体吸收剂的再生。
在所述第三方面的发明中,使已在再生运转时再生了的液体吸收剂贮存在液罐7中。并且,当所述调湿运转时,使所述液罐7内已再生了的液体吸收剂在调湿通路2和液罐7之间进行循环。
第四方面的发明是这样的,在第三方面的发明中,在吸收剂回路1中设置有对液体吸收剂进行加热或冷却的调湿用热交换部46a,该液体吸收剂与处理空气进行水分的给予和接收。并且,所述调湿通路2构成为:所述液体吸收剂由所述调湿用热交换部46a加热,从而在所述调湿部40a从所述液体吸收剂向处理空气释放水分,另一方面所述液体吸收剂由所述调湿用热交换部46a冷却,从而在所述调湿部40a所述液体吸收剂从处理空气中吸收水分。所述吸收剂回路1的调湿状态由第一调湿状态和第二调湿状态构成,在该第一调湿状态下,使液体吸收剂在所述调湿通路2和所述再生通路3之间进行循环,并且加热及冷却所述液体吸收剂来进行调湿运转,在该第二调湿状态下,使液体吸收剂在所述调湿通路2和所述液罐7之间进行循环,不加热或冷却所述液体吸收剂地进行调湿运转。
在所述第四方面的发明中,在调湿运转时处于第一调湿状态和第二调湿状态中的任一种状态。在该第一调湿状态下液体吸收剂在调湿通路2和再生通路3之间循环,并加热及冷却液体吸收剂来进行调湿运转。在该第二调湿状态下液体吸收剂在调湿通路2和液罐7之间进行循环,不加热或冷却所述液体吸收剂地进行调湿运转。
第五方面的发明是这样的,在第一方面的发明中,在所述再生通路3中设置有贮存所述液体吸收剂的液罐7。
在第五方面的发明中,在所述再生运转时能够使更多的已成为再生状态的液体吸收剂贮存在所述液罐7中。并且,在所述调湿运转时利用该液罐7中的液体吸收剂对调湿空气进行调湿。
第六方面的发明是这样的,在第五方面的发明中,在所述再生通路3中设置有绕过所述液罐7的旁路通路5a。
在第六方面的发明中,通过设置所述旁路通路5a,而能按照调湿负荷对从所述液罐7中流出的液体吸收剂的量进行调节。若所述调湿负荷减小,便开放所述旁路通路5a使从所述液罐7中流出的液体吸收剂的量减少。由此而能够抑制所述调湿能力。另一方面,若所述调湿负荷增大,便缩窄所述旁路通路5a使从所述液罐7中流出的液体吸收剂的量增多。由此而使得所述调湿能力增大。
第七方面的发明是这样的,在第二及第四至第六方面中任一方面的发明中,所述调湿装置包括制冷剂回路35,在该制冷剂回路35中制冷剂在压缩机36、调湿用热交换部46a、再生用热交换部46b及辅助热交换部43之间循环来进行制冷循环,并且通过所述调湿用热交换部46a和再生用热交换部46b的制冷剂与所述液体吸收剂进行热交换,通过所述辅助热交换部43的制冷剂与热源流体进行热交换。并且,所述制冷剂回路35包括能够在第一状态和第二状态之间进行切换的制冷剂切换部37,该第一状态是当所述回路切换部4处于调湿状态时所述再生用热交换部46b和所述调湿用热交换部46a中的一者成为放热器而另一者成为蒸发器,该第二状态是当所述回路切换部4处于再生状态时所述再生用热交换部46b和所述辅助热交换部43中的一者成为放热器而另一者成为蒸发器。
在第七方面的发明中,当所述制冷剂回路35处于调湿状态时,所述再生用热交换部46b和所述调湿用热交换部46a中的一者成为放热器而另一者成为蒸发器,从而在所述制冷剂回路35中进行制冷循环。
另一方面,当所述制冷剂回路35处于再生状态时,调湿用热交换部46a不工作。用辅助热交换部43来取代该调湿用热交换部46a,所述再生用热交换部46b和所述辅助热交换部43中的一者成为放热器而另一者成为蒸发器,从而在所述制冷剂回路35中进行制冷循环。
第八方面的发明是这样的,在第七方面的发明中,所述辅助热交换部43中的热源流体为空气,所述调湿装置包括将空气送向所述再生部40b和所述辅助热交换部43的风扇28。
在第八方面的发明中,用一台风扇28就能向所述再生部40b和所述辅助热交换部43供给空气。
第九方面的发明是这样的,在第一至第八方面中任一方面的发明中,所述调湿装置包括浓度检测部8b和控制部8,该浓度检测部8b对在所述吸收剂回路1处于再生状态下的液体吸收剂的浓度进行检测,该控制部8根据所述浓度检测部8b的检测值停止所述再生运转。
在第九方面的发明中,例如当在所述再生运转中使液体吸收剂的浓度提高的情况下,若该浓度在规定值以上就使所述再生通路3中的液体吸收剂停止循环。当在所述再生运转中使液体吸收剂的浓度降低的情况下,若该浓度在规定值以下就使所述再生通路3中的液体吸收剂停止循环。
第十方面的发明是这样的,在第九方面的发明中,所述浓度检测部8b根据所述液罐7中液体吸收剂的液面高度对液体吸收剂的浓度进行检测。
在第十方面的发明中,例如当在所述再生运转中使液体吸收剂的浓度提高的情况下,由于所述液体吸收剂中的水分朝再生空气释放出去,因而该浓度越高,所述液罐7的液面就下降得越低。当在所述再生运转中使液体吸收剂的浓度降低的情况下,由于所述液体吸收剂吸收再生空气中的水分,因而该浓度越低,所述液罐7的液面就上升得越高。利用上述的所述液体吸收剂的浓度与所述液罐7的液面高度之间的关系,根据所述液罐7的液面高度对所述液体吸收剂的浓度进行检测。
第十一方面的发明是这样的,在第一至第八方面中任一方面的发明中,所述调湿装置包括水量检测部8a和控制部8,当所述回路切换部4处于再生状态时,该水量检测部8a对在所述再生部40b液体吸收剂所给予和接收的水分的总量进行检测,该控制部8根据所述水量检测部8a的检测值停止所述再生运转。
在第十一方面的发明中,例如当在所述再生运转中使液体吸收剂的浓度提高的情况下,若所述再生运转中在所述再生部40b朝再生空气释放的水分的总量比规定值多,就判断为所述液体吸收剂的浓度已提高到规定的浓度,从而停止所述再生运转。当在所述再生运转中使液体吸收剂的浓度降低的情况下,若所述再生运转中在所述再生部40b从再生空气中吸收的水分的总量比规定值多,就判断为所述液体吸收剂的浓度已下降到规定的浓度,从而停止所述再生运转。
第十二方面的发明是这样的,在第六方面的发明中,所述调湿装置包括罐用切换部5b、供给部36、调节部33及控制部8,该罐用切换部5b能够在封闭所述旁路通路5a并打开所述液罐7的罐利用状态、和开放所述旁路通路5a并关闭所述液罐7的旁路状态之间进行切换,该供给部36将与所述液体吸收剂进行热交换的热源流体供向所述调湿用热交换部46a,该调节部33对所述供给部36的能力进行调节,若相对于所述处理空气的调湿负荷而言所述调湿部40a的调湿能力不足,就增加所述热源流体的供给量,若相对于所述处理空气的调湿负荷而言所述调湿部40a的调湿能力过剩,就减少所述热源流体的供给量,该控制部8进行控制,若所述供给部36的能力在第一值以上,就使所述罐用切换部5b从旁路状态切换到罐利用状态,若所述供给部36的能力在比所述第一值小的第二值以下,就使所述罐用切换部5b从罐利用状态切换到旁路状态。
在第十二方面的发明中,所述液体吸收剂的调湿能力由于该液体吸收剂的冷却量和加热量而产生变化。由此,利用所述调节部33改变所述供给部36的能力,使得供向所述调湿用热交换部46a的热源流体的供给量增加或减少,从而对所述调湿能力进行调节,使该调湿能力与所述调湿负荷相对应。
在此,若相对于所述调湿负荷而言调湿能力不足,所述供给部36的能力就会提高,若相对于所述调湿负荷而言调湿能力过剩,所述供给部36的能力就会降低。也就是说,如果所述供给部36的能力较大,就能推测出所述调湿负荷偏高;而如果所述供给部36的能力较小,就能推测出所述调湿负荷偏低。
由此,在所述供给部36的能力在第一值以上的情况下便判断出所述调湿负荷偏高,从而封闭所述旁路通路5a并打开所述液罐7。由此,所述液罐7内成为再生状态的液体吸收剂流出,使得在调湿通路2中流动的液体吸收剂的浓度发生变化,从而所述调湿能力增加。在所述供给部36的能力在第二值以下的情况下便判断出所述调湿负荷偏低,从而开放所述旁路通路5a并关闭所述液罐7。如上所述,在所述调湿负荷偏高的情况下便打开所述液罐7。
第十三方面的发明是这样的,在第四方面的发明中,所述调湿装置包括控制部8,当处于所述第二调湿状态时,该控制部8使所述调湿用热交换部46a和所述再生用热交换部46b的热交换停止。
在第十三方面的发明中,当所述再生状态时在所述液罐7中贮存有已充分再生了的液体吸收剂,并利用该贮存起来的液体吸收剂进行调湿运转。其结果是,在该调湿运转时,液体吸收剂在所述调湿通路2和液罐7之间进行循环,使得所述调湿用热交换部46a和再生用热交换部46b的热交换停止。
-发明的效果-
根据本发明,因为在所述调湿运转停止的过程中使液体吸收剂再生,并利用该已再生了的液体吸收剂进行调湿运转,所以能够降低调湿运转时的能耗。其结果是,由于能够降低在电力需求的高峰时段调湿运转时的能耗,因而能够进行所谓的峰移,从而能够避免电力供应不足。
还因为能够利用深夜电力进行再生运转,所以能够谋求电费降低,因而能够谋求经济性提高。
根据所述第二方面的发明,由于能够降低所述调湿运转时冷却及加热液体吸收剂的能量,所以能够可靠地进行所谓的峰移。
根据所述第三方面的发明,由于在调湿运转时利用液罐7内已再生了的液体吸收剂,因而能够省去在调湿运转时对液体吸收剂的冷却或加热,从而能够进行所谓的峰移,并能可靠地避免电力供应不足。
根据所述第四方面的发明,由于能够有选择地进行对液体吸收剂加以冷却或加热的调湿运转、和不对液体吸收剂加以冷却或加热的调湿运转,因而能够进行与调湿负荷相对应的运转。
根据所述第五方面的发明,在所述再生运转时能够使更多的已成为再生状态的液体吸收剂贮存在所述液罐7中。并且,在所述调湿运转时,能够使该液罐7中的液体吸收剂流出后在所述调湿回路内进行循环。由此,在所述调湿运转时,能通过使更多的液体吸收剂在所述调湿回路内循环,而降低所述调湿运转时的能耗。
根据所述第六方面的发明,在所述调湿运转时,能按照调湿负荷对所述旁路通路5a的开闭状态进行切换,从而来对调湿能力进行调节。
根据所述第七方面的发明,通过设置所述辅助热交换部43和所述制冷剂切换部37,从而借助制冷循环对液体吸收剂进行冷却或加热,因此能够利用低负荷运转进行液体吸收剂的再生。其结果是,由于能够降低再生运转时的能耗,因而能够使节能性提高。
根据所述第八方面的发明,并未分别对所述再生部40b和所述辅助热交换部43设置风扇28,而是用一台风扇28就能将空气送向所述再生部40b和所述辅助热交换部43。由此,能够减少风扇28的数量。
根据所述第九方面的发明,能够根据在所述再生通路3内循环的液体吸收剂的浓度使液体吸收剂停止循环。由此,当所述再生运转结束时能够使液体吸收剂的浓度达到最佳状态。
根据所述第十方面的发明,能够根据所述液罐7的液面高度检测出所述液体吸收剂的浓度。由此,与直接检测所述液体吸收剂浓度的情况相比,很容易就能够检测出所述液体吸收剂的浓度。
根据所述第十一方面的发明,能够根据当所述再生运转的过程中在所述再生部40b液体吸收剂所给予和接收的水分的总量,使液体吸收剂停止循环。由此,在所述再生运转结束时,能够使液体吸收剂的浓度达到最佳状态。还能够使所述再生运转不会过长。
根据所述第十二方面的发明,在所述调湿负荷偏高的情况下能够打开所述液罐7,从而能防止液体吸收剂过多地从所述液罐7中流出。
根据所述第十三方面的发明,在所述调湿运转时,不仅能够使所述再生用热交换部46b的热交换停止,还能使所述调湿用热交换部46a的热交换停止。由此,能够降低所述调湿运转时的能耗。
附图说明
图1是表示调湿装置的简要结构的俯视图。
图2是将调湿模块和再生模块图示出来的立体略图,在该图中省略了该调湿模块和再生模块的一部分。
图3是第一实施方式的调湿装置的回路图。
图4是第一实施方式的调湿装置处于除湿运转时的回路图。
图5是第一实施方式的调湿装置处于除湿运转停止期间的再生运转时的回路图。
图6是第一实施方式的调湿装置处于加湿运转时的回路图。
图7是第一实施方式的调湿装置处于加湿运转停止期间的再生运转时的回路图。
图8是表示除湿量和制冷剂温度差之间的关系的特性图。
图9是表示制冷剂温度差和压缩机输入值之间的关系的特性图。
图10是第一实施方式的变形例1的调湿装置的回路图。
图11是第一实施方式的变形例1的调湿装置处于再生运转时的回路图。
图12是当第一实施方式的变形例1的调湿装置处于调湿运转之际利用液罐时的回路图。
图13是当第一实施方式的变形例1的调湿装置处于调湿运转之际未利用液罐时的回路图。
图14是第二实施方式的调湿装置的回路图。
图15是第二实施方式的调湿装置处于除湿运转的第一调湿状态时的回路图。
图16是第二实施方式的调湿装置处于除湿运转停止期间的再生运转时的回路图。
图17是第二实施方式的调湿装置处于除湿运转的第二调湿状态时的回路图。
具体实施方式
下面,根据附图对本发明的实施方式进行详细的说明。此外,以下实施方式是本质上优选的示例,并没有意图对本发明、其应用的对象或其用途的范围加以限制。
(发明的第一实施方式)
如图1到图3所示,第一实施方式的调湿装置10利用液体吸收剂对处理空气进行调湿,从而进行室内的调湿。对该处理空气进行调湿的调湿运转指的是对处理空气进行除湿的除湿运转和对处理空气进行加湿的加湿运转。并且,所述调湿装置10构成为能够有选择地执行除湿运转和加湿运转,并且该调湿装置10构成为:在除湿运转或加湿运转这样的调湿运转停止的过程中,进行使液体吸收剂再生的再生运转。
〈调湿装置的结构〉
所述调湿装置10包括壳体20。在该壳体20中收纳有吸收剂回路1、制冷剂回路35、调湿风扇27及再生风扇28。
-壳体-
如图1所示,壳体20形成为长方体箱状。在壳体20的一端面上形成有室外空气吸入口21和排气口24,在另一端面上形成有室内空气吸入口23和供气口22。壳体20的内部空间被隔成调湿通路25和再生通路26。调湿通路25与室外空气吸入口21和供气口22连通。在调湿通路25中设置有调湿风扇27和调湿模块40a。
另一方面,再生通路26与室内空气吸入口23和排气口24连通。在再生通路26中设置有再生风扇28和再生模块40b。
此外,处理空气在所述调湿通路25中流动,再生空气在所述再生通路26中流动。
-调湿模块及再生模块-
所述调湿模块40a构成调湿部,利用液体吸收剂对空气进行调湿。所述再生模块40b构成再生部,使液体吸收剂再生。如图2所示,所述调湿模块40a包括多个内侧部件60、外侧箱体50及调湿用热交换部即传热部件46a。所述再生模块40b的结构与所述调湿模块40a相同,如图2所示,该再生模块40b包括多个内侧部件60、外侧箱体50及再生用热交换部即传热部件46b。
各个内侧部件60形成为两端敞口的空心长方体状。该内侧部件60包括支承框61和覆盖该支承框61侧面的透湿膜62。该透湿膜62是不让液体吸收剂透过而让水蒸气透过的膜。例如能够用由PTFE(聚四氟乙烯)等氟树脂形成的疏水性多孔膜作为该透湿膜62。
外侧箱体50形成为空心长方体状,在该外侧箱体50的侧板53、54上形成有多个通风孔56。在该外侧箱体50中收纳有数量与多个通风孔56相等的内侧部件60。内侧部件60以覆盖该内侧部件60的各个侧面的透湿膜62彼此相向的状态沿着外侧箱体50的长边方向排成一排。并且,内侧部件60以该内侧部件60的开口部63与侧板53、54上的通风孔56重合的方式被固定在外侧箱体50上。
内侧部件60的内侧空间经由外侧箱体50上的通风孔56与外部连通,成为供空气流动的空气通路42。空气通路42供流经调湿装置10的调湿通路25或再生通路26的空气流通。
在所述调湿模块40a及再生模块40b中内侧部件60的外侧且外侧箱体50的内侧的空间成为供液体吸收剂流动的吸收剂通路41a、41b。吸收剂通路41a、41b供在吸收剂回路1中循环的液体吸收剂流通。因此,透湿膜62的表面与流经空气通路42的空气接触,该透湿膜62的背面与流经吸收剂回路1的液体吸收剂接触。
各个所述传热部件46a、46b具有多根传热管70、一根第一集管71及一根第二集管72。各根传热管70为内部被隔成多条流路的多孔扁平管。多根传热管70以各自的平面彼此相向的状态,彼此保持一定间隔地排成一排。第一集管71与排成一排的各根传热管70的上端接合,第二集管72与排成一排的各根传热管70的下端接合。
在外侧箱体50内,各个传热部件46a、46b的传热管70在相邻的内侧部件60之间各设置了一根,该传热管70的表面与流经吸收剂通路41a、41b的液体吸收剂接触。
-制冷剂回路-
如图3所示,所述制冷剂回路35构成为使压缩机36、四通换向阀37、膨胀阀38、制冷剂三通阀39、调湿模块40a的传热部件46a、再生模块40b的传热部件46b及辅助热交换器43连接起来的闭合回路。并且,所述制冷剂回路35构成为:与液体吸收剂进行热交换的热源流体即制冷剂在该制冷剂回路35中循环。
在此,所述辅助热交换器43构成辅助热交换器,是由例如横肋管片式热交换器构成的。该辅助热交换器43设置在由所述再生风扇28形成的再生空气流的中途。所述辅助热交换器43构成为:将所述再生风扇28的再生空气作为热源流体,使再生空气与制冷剂进行热交换。
所述压缩机36构成向调湿模块40a的传热部件46a供给热源流体即制冷剂的供给部36,压缩机36的喷出侧与四通换向阀37的第一阀口连接,压缩机36的吸入侧与四通换向阀37的第二阀口连接。
所述制冷剂回路35在四通换向阀37的第三阀口与第四阀口之间设置有再生模块40b的传热部件46b、膨胀阀38、制冷剂三通阀39、辅助热交换器43及调湿模块40a的传热部件46a。制冷剂回路35通过让已封入该制冷剂回路35中的制冷剂循环来进行蒸气压缩制冷循环。并且,制冷剂回路35向调湿模块40a及再生模块40b的传热部件46a、46b和辅助热交换器43供给载热体即制冷剂。
所述四通换向阀37构成在除湿状态(图3中用实线所示的状态)和加湿状态(图3中用虚线所示的状态)之间进行切换的制冷剂切换部。处于除湿状态的四通换向阀37为第一阀口与第三阀口连通,且第二阀口与第四阀口连通。另一方面,处于加湿状态的四通换向阀37为第一阀口与第四阀口连通,且第二阀口与第三阀口连通。
所述制冷剂三通阀39在调湿状态(图3中用实线所示的状态)和再生状态(图3中用虚线所示的状态)之间进行切换。处于调湿状态的制冷剂三通阀39为第一阀口与第三阀口连通,且第二阀口关闭。另一方面,处于再生状态的制冷剂三通阀39为第一阀口与第二阀口连通,且第三阀口关闭。
-吸收剂回路-
所述吸收剂回路1包括调湿通路2、再生通路3及液体三通阀4m。该液体三通阀4m构成所述吸收剂回路1的回路切换部4。在所述调湿通路2中设置有所述调湿模块40a。在所述再生通路3中设置有液泵6和所述再生模块40b。
所述液体三通阀4m在再生状态(图3中用虚线所示的状态)和调湿状态(图3中用实线所示的状态)之间进行切换。处于再生状态的液体三通阀4m为第一阀口与第三阀口连通,且第二阀口关闭。另一方面,处于调湿状态的液体三通阀4m为第一阀口与第二阀口连通,且第三阀口关闭。
所述液体三通阀4m的第一阀口与所述再生通路3的流出端3b相连,所述液体三通阀4m的第二阀口与所述调湿通路2的流入端2a相连,所述液体三通阀4m的第三阀口与所述再生通路3的流入端3a相连。所述调湿通路2的流出端2b与所述再生通路3中的液泵6与所述液体三通阀4m的第三阀口之间的部分连通。
并且,当所述液体三通阀4m处于再生状态时,所述再生通路3的流入端3a和流出端3b连通,从而在所述吸收剂回路1中形成了再生回路。当所述液体三通阀4m处于调湿状态时,所述调湿通路2与所述再生通路3连通,从而在所述吸收剂回路1中形成了调湿回路。
-控制器-
在所述调湿装置10中设置有控制该调湿装置10运转的控制器8。该控制器8包括:除湿/加湿切换部9a、调湿/再生切换部9b及再生运转结束部9c。
对通过再生模块40b的空气的温度及湿度进行检测的温湿度传感器14a、14b以及对再生风扇28的转速进行检测的转速检测传感器16与该控制器8电连接。所述温湿度传感器14a、14b分别设置在再生模块40b的空气通路42的流入侧和流出侧。
所述除湿/加湿切换部9a根据用户或控制器8的指令将所述调湿装置10的运转切换成除湿运转或加湿运转。在该除湿/加湿切换部9a中构成为:若将所述调湿装置10设为除湿运转的信号输入到该除湿/加湿切换部9a,则该除湿/加湿切换部9a就对所述四通换向阀37输出将该四通换向阀37切换到除湿状态的信号;若将所述调湿装置10设为加湿运转的信号输入到该除湿/加湿切换部9a,则该除湿/加湿切换部9a就对所述制冷剂回路35中的四通换向阀37输出将该四通换向阀37切换到加湿状态的信号。
所述调湿/再生切换部9b使所述调湿装置10的运转状态在调湿运转和再生运转之间进行切换。当所述调湿运转停止时进行所述再生运转。若使所述调湿装置10的调湿运转停止的信号输入到该调湿/再生切换部9b,则该调湿/再生切换部9b就将所述液体侧及制冷剂侧三通阀4、39从调湿状态切换到再生状态。若使所述调湿装置10的调湿运转开始的信号输入到该调湿/再生切换部9b,则该调湿/再生切换部9b就将所述液体三通阀4m及制冷剂三通阀39从再生状态切换到调湿状态。
在所述再生运转时,所述再生模块40b的流入侧及流出侧的再生空气的绝对湿度被从所述温湿度传感器14a、14b输入所述再生运转结束部9c。所述再生风扇28的转速被从所述转速检测传感器16输入所述再生运转结束部9c。
所述控制器8包括水量检测部8a和浓度检测部8b。
所述水量检测部8a根据流入侧及流出侧再生空气的绝对湿度差和再生空气的总风量,计算出在所述再生模块40b被进行吸湿的水分的总量。该流入侧及流出侧再生空气的绝对湿度差是根据所述温湿度传感器14a、14b的检测值得出的,该再生空气的总风量是根据所述转速检测传感器16的检测值由所述再生风扇28的转速求出的。
所述浓度检测部8b由水量检测部8a算出的水分的总量、投入到所述吸收剂回路1中的液体吸收剂的重量(初始值)及投入到所述吸收剂回路1中的液体吸收剂的浓度值(初始值)算出液体吸收剂的浓度。
当所述调湿装置10进行再生运转时,所述再生运转结束部9c根据所述温湿度传感器14a、14b及所述转速检测传感器16的检测值检测调湿侧液体回路12中的液体吸收剂的浓度,若该检测到的浓度达到规定值就向所述液泵6及所述压缩机36输出停止信号。
具体而言,若浓度检测部8b检测到的浓度达到规定值,所述再生运转结束部9c就向液泵6及所述压缩机36输出停止信号使所述再生运转停止。
〈调湿装置的运转动作〉
下面,对所述调湿装置10的运转动作进行说明。首先对除湿运转及除湿运转停止时的再生运转进行说明,然后再对加湿运转及加湿运转停止时的再生运转进行说明。
-除湿运转-
在该除湿运转下,对已吸入的室外空气(处理空气)OA进行除湿后作为供给空气SA供向室内,并且将水分赋予已吸入的室内空气(再生空气)RA后作为排出空气EA排向室外。
具体而言,所述四通换向阀37被所述控制器8的除湿/加湿切换部9a设定成除湿状态。所述液体侧及制冷剂侧三通阀4、39被调湿/再生切换部9b设定成调湿状态(参照图4)。之后,所述调湿风扇27、所述再生风扇28、所述压缩机36及液泵6启动,所述膨胀阀38的开度得到适当调节。
借助所述压缩机36的启动,制冷剂按照该压缩机36、所述再生模块40b的传热部件46b、膨胀阀38及所述调湿模块40a的传热部件46a的顺序循环,从而在所述制冷剂回路35中进行制冷循环。此外,由于所述制冷剂三通阀39处于调湿状态,该三通阀39的第二阀口关闭,因而制冷剂没有在所述辅助热交换器43内流通。
其结果是,所述调湿模块40a的传热部件46a成为蒸发器而使得所述调湿模块40a成为吸湿部,并且所述再生模块40b的传热部件46b成为冷凝器而使得所述再生模块40b成为放湿部。
借助所述液泵6的启动,如图4所示在所述吸收剂回路1中液体吸收剂在所述调湿通路2和所述再生通路3之间循环。
已从所述液泵6中喷出的液体吸收剂流入再生模块40b的吸收剂通路41b。已流入该吸收剂通路41b的液体吸收剂被流经传热部件46b的制冷剂加热。再生空气在该再生模块40b的空气通路42中流动。在该再生模块40b中,液体吸收剂中所含的水的一部分成为水蒸气后透过透湿膜62,被赋予流经空气通路42的再生空气。已被赋予再生空气的水蒸气与再生空气一起排向室外。
如上所述,在再生模块40b中,吸收剂通路41b的液体吸收剂中所含的水的一部分透过透湿膜62后被赋予再生空气。因此,在再生模块40b中,当通过吸收剂通路41b的这一期间液体吸收剂的浓度逐渐上升。
已从所述再生模块40b中流出的高浓度液体吸收剂流入调湿模块40a的吸收剂通路41a。已流入该吸收剂通路41a的液体吸收剂被流经传热部件46a的制冷剂冷却。处理空气在该调湿模块40a的空气通路42中流动。在该调湿模块40a中,处理空气中所含的水蒸气透过透湿膜62后被流经吸收剂通路41a的液体吸收剂吸收。在通过该调湿模块40a的空气通路42的期间已被除湿的处理空气随后被供向室内。
如上所述,在调湿模块40a中,空气通路42的处理空气中所含的水蒸气的一部分透过透湿膜62后被液体吸收剂吸收。因此,在调湿模块40a中,当通过吸收剂通路41a的这一期间液体吸收剂的浓度逐渐下降。已从调湿模块40a中流出的低浓度液体吸收剂被吸入液泵6,然后再次被朝着再生模块40b送出。
-除湿运转停止时的再生运转-
在该再生运转下,到除湿运转再次开始为止的这段时间使所述吸收剂回路1内的液体吸收剂的浓度提高。
具体而言,所述四通换向阀37被所述控制器8的除湿/加湿切换部9a设定成除湿状态。所述液体侧及制冷剂侧三通阀4、39被调湿/再生切换部9b设定成再生状态(参照图5)。之后,所述再生风扇28、所述压缩机36及液泵6启动,所述膨胀阀38的开度得到适当调节。此外,所述调湿风扇27停止。
借助所述压缩机36的启动,制冷剂按照该压缩机36、所述再生模块40b的传热部件46b、膨胀阀38、辅助热交换器43及所述调湿模块40a的传热部件46a的顺序循环,从而在所述制冷剂回路35中进行制冷循环。此外,如上所述由于所述调湿风扇27停止,因而在所述调湿模块40a的传热部件46a中制冷剂仅通过该传热部件46a而不进行热交换。
其结果是,所述再生模块40b的传热部件46b成为冷凝器而使得所述再生模块40b成为放湿部。所述辅助热交换器43成为蒸发器。
借助所述液泵6的启动,如图5所示在所述吸收剂回路1中液体吸收剂在所述再生通路3内循环。此时,液体吸收剂不会流向所述调湿通路2。
已从所述液泵6中喷出的液体吸收剂流入再生模块40b的吸收剂通路41b。此外,此时再生模块40b的动作与上述除湿运转时相同,因而省略对该动作的说明。并且,已从所述再生模块40b中流出的高浓度液体吸收剂经所述液体三通阀4m被吸入所述液泵6后,再次朝着所述再生模块40b喷出。
这样一来在所述再生通路3内循环的液体吸收剂的浓度不断提高。并且,若所述再生运转结束部9c检测出该浓度已达到规定浓度,就从该再生运转结束部9c输出停止信号,使得所述液泵6及所述压缩机36停止。由此,再生运转结束。
-加湿运转-
在该加湿运转下,对已吸入的室外空气(处理空气)OA进行加湿后作为供给空气SA供向室内,并且将已吸入的室内空气(再生空气)RA中的水分吸收后作为排出空气EA排向室外。
具体而言,所述四通换向阀37被所述控制器8的除湿/加湿切换部9a设定成加湿状态。所述液体侧及制冷剂侧三通阀4、39被调湿/再生切换部9b设定成调湿状态(参照图6)。之后,所述调湿风扇27、所述再生风扇28、所述压缩机36及液泵6启动,所述膨胀阀38的开度得到适当调节。
借助所述压缩机36的启动,制冷剂按照该压缩机36、所述调湿模块40a的传热部件46a、膨胀阀38及所述再生模块40b的传热部件46b的顺序循环,从而在所述制冷剂回路35中进行制冷循环。此外,由于所述制冷剂侧三通阀39处于调湿状态,该三通阀39的第二阀口关闭,因而制冷剂没有在所述辅助热交换器43内流通。
其结果是,所述调湿模块40a的传热部件46a成为冷凝器而使得所述调湿模块40a成为放湿部,并且所述再生模块40b的传热部件46b成为蒸发器而使得所述再生模块40b成为吸湿部。
借助所述液泵6的启动,如图6所示在所述吸收剂回路1中液体吸收剂在所述调湿通路2和所述再生通路3之间循环。
已从所述液泵6中喷出的液体吸收剂流入再生模块40b的吸收剂通路41b。已流入该吸收剂通路41b的液体吸收剂被流经传热部件46b的制冷剂冷却。再生空气在该再生模块40b的空气通路42中流动。在该再生模块40b中,再生空气中所含的水蒸气透过透湿膜62后被流经吸收剂通路41b的液体吸收剂吸收。失去水蒸气的再生空气随后被排向室外。
在再生模块40b中,空气通路42的再生空气中所含的水蒸气的一部分透过透湿膜62后被液体吸收剂吸收。因此,在再生模块40b中,当通过吸收剂通路41b的这一期间液体吸收剂的浓度逐渐下降。
已从所述再生模块40b中流出的低浓度液体吸收剂流入调湿模块40a的吸收剂通路41a。已流入该吸收剂通路41a的液体吸收剂被流经传热部件46a的制冷剂加热。处理空气在该调湿模块40a的空气通路42中流动。在该调湿模块40a中,液体吸收剂中所含的水的一部分成为水蒸气后透过透湿膜62,被赋予流经空气通路42的处理空气。在通过该调湿模块40a的空气通路42的期间已被加湿的处理空气随后被供向室内。
如上所述,在调湿模块40a中,吸收剂通路41a的液体吸收剂中所含的水的一部分透过透湿膜62而对处理空气进行加湿。因此,在调湿模块40a中,当通过吸收剂通路41a的这一期间液体吸收剂的浓度逐渐上升。已从调湿模块40a中流出的高浓度液体吸收剂被吸入液泵6,然后再次被朝着再生模块40b送出。
-加湿运转停止时的再生运转-
在该再生运转下,到加湿运转再次开始为止的这段时间使所述吸收剂回路1内的液体吸收剂的浓度降低。
具体而言,所述四通换向阀37被所述控制器8的除湿/加湿切换部9a设定成加湿状态。所述液体侧及制冷剂侧三通阀4、39被调湿/再生切换部9b设定成再生状态(参照图7)。之后,所述再生风扇28、所述压缩机36及液泵6启动,所述膨胀阀38的开度得到适当调节。此外,所述调湿风扇27停止。
借助所述压缩机36的启动,制冷剂按照该压缩机36、所述调湿模块40a的传热部件46a、辅助热交换器43、膨胀阀38及所述再生模块40b的传热部件46b的顺序循环,从而在所述制冷剂回路35中进行制冷循环。此外,如上所述由于所述调湿风扇27停止,因而在所述调湿模块40a的传热部件46a中制冷剂仅通过该传热部件46a而不进行热交换。
其结果是,所述再生模块40b的传热部件46b成为蒸发器而使得所述再生模块40b成为吸湿部。所述辅助热交换器43成为冷凝器。
借助所述液泵6的启动,如图7所示在所述吸收剂回路1中液体吸收剂在所述再生通路3内循环。此时,液体吸收剂不会流向所述调湿通路2。
已从所述液泵6中喷出的液体吸收剂流入再生模块40b的吸收剂通路41b。此外,此时再生模块40b的动作与上述加湿运转时相同,因而省略对该动作的说明。并且,已从所述再生模块40b中流出的低浓度液体吸收剂经所述液体三通阀4m被吸入所述液泵6后,再次朝着所述再生模块40b喷出。
这样一来在所述再生通路3内循环的液体吸收剂的浓度不断降低。并且,若所述再生运转结束部9c检测出该浓度已达到规定浓度,就从该再生运转结束部9c输出停止信号,使得所述液泵6及所述压缩机36停止。由此,再生运转结束。
-再生运转时的能耗-
在此,对所述除湿运转停止时的再生运转及加湿运转停止时的再生运转的能耗进行说明。
在此,对再生运转的能耗进行说明。如图8所示,在使每单位时间的除湿量与负荷相应地增至两倍的情况下(A-B),调湿模块40a的传热部件46a及再生模块40b的传热部件46b中的制冷剂温度差就会增至大约三倍。也就是说,若负荷增至两倍便需要制冷剂温度差T-2,该制冷剂温度差T-2为负荷增加前传热部件46a、46b中制冷剂温度差T-1的三倍。
为了使所述调湿模块40a的传热部件46a及再生模块40b的传热部件46b中的制冷剂温度差增至大约三倍,如图9所示对压缩机36的输入值就要增至大约十倍(C-D)。
因此,若长时间地以低负荷仅进行再生运转,则在不使所述压缩机36的输入值增加的情况下就能够提高或降低液体吸收剂的浓度。其结果是,调湿运转时的能耗得以降低。
-第一实施方式的效果-
根据本第一实施方式,因为在所述除湿运转或所述加湿运转停止的过程中使液体吸收剂再生,并利用该已再生了的液体吸收剂进行调湿运转,所以能够降低调湿运转时的能耗。其结果是,由于能够降低在电力需求的高峰时段调湿运转时的能耗,因而能够进行所谓的峰移,从而能够避免电力供应不足。
还因为能够利用深夜电力进行再生运转,所以能够谋求电费降低,因而能够谋求经济性提高。
由于能够降低所述调湿运转时冷却及加热液体吸收剂的能量,所以能够可靠地进行所谓的峰移。
因为设置了具有所述辅助热交换部43和所述制冷剂切换部37的制冷剂回路35,并借助制冷循环对液体吸收剂进行冷却或加热,所以能够利用低负荷运转进行液体吸收剂的再生。其结果是,由于能够降低再生运转时的能耗,因而能够使节能性提高。
并未分别对所述再生模块40b和所述辅助热交换器43设置风扇,而是用一台再生风扇28就能将空气送向所述再生模块40b及所述辅助热交换器43。由此,能够减少风扇的数量。
能够根据在所述再生通路3内循环的液体吸收剂的浓度使再生运转停止。由此,当所述再生运转结束时能够使液体吸收剂的浓度达到最佳状态。
-第一实施方式的变形例1-
在图10到图13所示的第一实施方式的变形例1中,吸收剂回路1、制冷剂回路35及控制器8的结构与所述第一实施方式不同。下面,省略对与所述第一实施方式相同部分的说明,而仅就不同点加以说明。
-吸收剂回路-
在变形例1的调湿模块40a和再生模块40b中没有设置传热部件46a、46b。并且,用调湿热交换器46a和再生热交换器46b取代了上述传热部件46a、46b,该调湿热交换器46a和再生热交换器46b与各个模块40a、40b是分开的,并连接在所述吸收剂回路1中。如上所述,通过使各个模块40a、40b与热交换器46a、46b分开,而能够简化所述各个模块40a、40b的结构。
所述调湿热交换器46a构成调湿热交换部,所述再生热交换器46b构成再生热交换部。
在变形例1的再生通路3中设置有液罐7、旁路通路5a及罐用三通阀5b。具体而言,在所述再生模块40b与所述液体三通阀4m的第一阀口之间连接有液罐7、旁路通路5a及罐用切换部5b。
所述罐用三通阀5b构成罐用切换部,能够在罐利用状态(图10中用实线所示的状态)和旁路状态(图10中用虚线所示的状态)之间进行切换。在处于罐利用状态的罐用三通阀5b中,第一阀口与第二阀口连通,第三阀口关闭。另一方面,在处于旁路状态的罐用三通阀5b中,第一阀口与第三阀口连通,第二阀口关闭。
所述罐用三通阀5b的第一阀口与所述再生模块40b的吸收剂通路41b的流出端相连,第二阀口与所述液罐7的流入端相连,第三阀口与所述旁路通路5a的流入端相连。所述液罐7及所述旁路通路5a的流出端汇合后与所述液体三通阀4m的第一阀口相连。
并且,当所述罐用三通阀5b处于罐利用状态时所述再生通路3与所述液罐7成为连通状态,当所述罐用三通阀5b处于旁路状态时所述再生通路3与所述旁路通路5a成为连通状态。
也就是说,在调湿装置10进行再生运转的情况下,如图11所示使所述液体三通阀4及制冷剂三通阀39从调湿状态切换到再生状态,并使所述罐用三通阀5b从旁路状态切换到罐利用状态。当调湿装置10在调湿运转中利用液罐7的情况下,如图12所示使所述液体三通阀4及制冷剂三通阀39从再生状态切换到调湿状态,并使所述罐用三通阀5b从旁路状态切换到罐利用状态。当调湿装置10在调湿运转中不利用液罐7的情况下,如图13所示使所述液体三通阀4及制冷剂三通阀39从再生状态切换到调湿状态,并使所述罐用三通阀5b从罐利用状态切换到旁路状态。并且,液体吸收剂在图11到图13中所示的吸收剂回路1的实线部分进行循环。
如上所述,通过设置所述液罐7,而能够在所述再生运转时将更多的已成为再生状态的液体吸收剂贮存在所述液罐7中。并且,在所述调湿运转时,能够使该液罐7中的液体吸收剂流出后在所述调湿回路内循环。由此,在所述调湿运转时,通过使更多的液体吸收剂在所述调湿回路内循环,而能够降低所述调湿运转时的能耗。
-制冷剂回路-
连接在变形例1的制冷剂回路35中的压缩机36与变频器33相连。该变频器33构成改变所述压缩机36的运转频率使流经所述制冷剂回路35的制冷剂的循环量增加或减少来对供给部即压缩机36的能力进行调节的调节部。并且,借助该制冷剂循环量的增加或减少,使得调湿热交换器46a、再生热交换器46b及辅助热交换器43的热交换量增加或减少。
具体而言,若相对于所述处理空气的调湿负荷而言所述调湿部的调湿能力不足,该变频器33便提高所述压缩机36的运转频率使各个热交换器46a、46b、43的热交换量增加来提高所述调湿部的调湿能力。若相对于所述处理空气的调湿负荷而言所述调湿部的调湿能力过剩,该变频器33便降低所述压缩机36的运转频率使各个热交换器46a、46b、43的热交换量减少来降低所述调湿部的调湿能力。
-控制器-
检测所述液罐7的液面高度的液面传感器17取代所述温湿度传感器14a、14b及所述转速检测传感器16与变形例1的控制器8电连接。与第一实施方式不同,在所述控制器8中去掉了水量检测部8a而仅设置了浓度检测部8b。并且,所述浓度检测部8b接收液面传感器17的信号后对再生运转时液体吸收剂的浓度进行检测。
具体而言,当在所述再生运转中使液体吸收剂的浓度提高的情况下,由于所述液体吸收剂中的水分朝再生空气释放出去,因而该浓度越高,所述液罐7的液面就下降得越低。当在所述再生运转中使液体吸收剂的浓度降低的情况下,由于所述液体吸收剂吸收再生空气中的水分,因而该浓度越低,所述液罐的液面就上升得越高。利用上述的所述液体吸收剂的浓度与所述液罐7的液面高度之间的关系,根据所述液罐7的液面高度对所述液体吸收剂的浓度进行检测。例如,也可以利用所述再生运转开始时的液面高度与现有液面高度的差,对现有液体吸收剂的浓度进行检测。
如上所述,能够根据所述液罐7的液面高度对所述液体吸收剂的浓度进行检测。由此,与直接检测所述液体吸收剂浓度的情况相比,很容易就能够对所述液体吸收剂的浓度进行检测。
在变形例1的控制器8中设置有利用/非利用切换部9d。该利用/非利用切换部9d操作所述罐用三通阀5b使所述液罐7及所述再生通路3切换成连通状态或非连通状态。
在此,若相对于所述调湿负荷而言调湿能力不足,所述变频器33的运转频率就会提高,若相对于所述调湿负荷而言调湿能力过剩,所述变频器33的运转频率就会降低。也就是说,如果所述变频器33的运转频率较高,就能推测出所述调湿负荷偏高,而如果所述变频器33的运转频率较低,就能推测出所述调湿负荷偏低。
由此,在所述变频器33的运转频率在第一值以上的情况下便判断出所述调湿负荷偏高,从而使所述罐用三通阀5b从旁路状态切换到罐利用状态。于是,已成为再生状态的液体吸收剂便从所述液罐7流入吸收剂回路1内。
由此,在所述调湿装置10处于除湿运转的情况下,高浓度液体吸收剂从所述液罐7流向吸收剂回路1,使得所述调湿模块40a的除湿能力增加。另一方面,当所述调湿装置10处于加湿运转的情况下,低浓度液体吸收剂从所述液罐7流向吸收剂回路1,使得所述调湿模块40a的加湿能力增加。如上所述,在所述调湿负荷偏高的情况下能够打开所述液罐7,从而能够防止液体吸收剂过多地从所述液罐7中流出。其它结构、作用及效果与第一实施方式相同。
-第一实施方式的变形例2-
在所述第一实施方式的变形例2中,所述控制器8的结构与所述第一实施方式不同。下面,省略对与所述第一实施方式相同部分的说明,而仅就不同点加以说明。
-控制器-
变形例2的控制器8中的再生运转结束部9c在所述再生运转时不对在所述再生通路3中循环的液体吸收剂的浓度进行检测,而是根据在所述再生模块40b给予和接收的水分的量来使再生运转结束。也就是说,在所述控制器8中,去掉了第一实施方式的浓度检测部8b而仅设置了水量检测部8a。由于该水量检测部8a计算水量的计算动作与所述第一实施方式相同,因而省略对其的说明。
具体而言,当在所述再生运转中使液体吸收剂的浓度提高的情况下,若在所述再生运转下所述再生模块40b中向再生空气释放的水分的总量比规定值高,就判断为所述液体吸收剂的浓度已提高到规定浓度,从而停止所述再生运转。当在所述再生运转中使液体吸收剂的浓度降低的情况下,若在所述再生运转下所述再生模块40b中从再生空气吸收的水分的总量比规定值高,就判断为所述液体吸收剂的浓度已下降到规定浓度,从而停止所述再生运转。
由此,当所述再生运转结束时能够使液体吸收剂的浓度达到最佳状态。还能不过分地进行所述再生运转。其它结构、作用及效果与第一实施方式相同。
(发明的第二实施方式)
对本发明的第二实施方式进行说明。在图14到图17所示的第二实施方式中吸收剂回路1及控制器8的结构与所述第一实施方式不同。下面,省略对与所述第一实施方式相同部分的说明,而仅就不同点加以说明。
-吸收剂回路-
在第二实施方式的调湿模块40a和再生模块40b中没有设置传热部件46a、46b。并且,与第一实施方式的变形例1相同,用调湿热交换器46a和再生热交换器46b取代了上述传热部件46a、46b,该调湿热交换器46a和再生热交换器46b与各个模块40a、40b是分开的,并连接在所述吸收剂回路1中。如上所述,通过使各个模块40a、40b与热交换器46a、46b分开,而能够简化所述各个模块40a、40b的结构。
第二实施方式的吸收剂回路1包括:调湿通路2、再生通路3、第一及第二液体三通阀4a、4b以及第一到第四液体通路29~32。此外,该第一及第二液体三通阀4a、4b构成回路切换部4。在所述调湿通路2中连接有调湿模块40a和调湿热交换器46a,在所述再生通路3中连接有再生模块40b和再生热交换器46b。
所述第一及第二液体三通阀4a、4b构成为使吸收剂回路1在第一调湿状态(参照图15)、再生状态(参照图16)及第二调湿状态(参照图17)之间进行切换。也就是说,本实施方式的调湿状态由第一调湿状态(参照图15)和第二调湿状态(参照图17)构成,在该第一调湿状态下使液体吸收剂在所述调湿通路2和所述再生通路3之间进行循环,并加热及冷却所述液体吸收剂来进行调湿运转,在该第二调湿状态下使液体吸收剂在所述调湿通路2和所述液罐7之间进行循环,不加热或冷却所述液体吸收剂地进行调湿运转。
处于所述第一调湿状态的第一及第二液体三通阀4a、4b都为第一阀口与第二阀口连通且第三阀口关闭。在所述再生状态时,所述第一液体三通阀4a为第一阀口与第二阀口连通且第三阀口关闭,并且所述第二液体三通阀4b为第一阀口与第三阀口连通且第二阀口关闭。处于所述第二调湿状态的所述第一液体三通阀4a为第一阀口与第三阀口连通且第二阀口关闭,并且所述第二液体三通阀4b为第一阀口与第二阀口连通且第三阀口关闭。
所述第一液体三通阀4a的第一阀口与第二液体通路30的一端相连,第二阀口与所述再生通路3的流入端3a相连,第三阀口与第四液体通路32的一端相连。
所述第二液体三通阀4b的第一阀口与第一液体通路29的一端相连,第二阀口与所述调湿通路2的流入端2a相连,第三阀口与第三液体通路31的一端相连。
所述再生通路3的流出端3b与所述第一及第四液体通路29、32的另一端连通。所述调湿通路2的流出端2b与所述第二及第三液体通路30、31的另一端连通。在第一液体通路29中设置有液罐7,在第二液体通路30中连接有液泵6。
并且,在所述第一调湿状态下,形成了使液体吸收剂按照液泵6、再生热交换器46b、再生模块40b、液罐7、调湿热交换器46a及调湿模块40a的顺序循环的调湿回路。在所述再生状态下,形成了使液体吸收剂按照液泵6、再生热交换器46b、再生模块40b及液罐7的顺序循环的再生回路。在所述第二调湿状态下,形成了使液体吸收剂按照液泵6、液罐7、调湿热交换器46a及调湿模块40a的顺序循环的调湿回路。
-控制器-
与第一实施方式不同,对通过调湿模块40a的空气的温度及湿度进行检测的温湿度传感器15a、15b与第二实施方式的控制器8连接。此外,该温湿度传感器15a、15b分别设置在调湿模块40a的空气通路42的流入侧和流出侧。
第二实施方式的控制器8中的调湿/再生切换部9b例如使所述调湿装置10的运转状态在第一或第二调湿运转与所述再生运转之间进行切换。若使所述调湿装置10的调湿运转停止的信号输入到该调湿/再生切换部9b,则该调湿/再生切换部9b就使所述制冷剂三通阀39及所述第一及第二液体三通阀4a、4b从调湿状态切换到再生状态。若使所述调湿装置10的调湿运转开始的信号输入到该调湿/再生切换部9b,则该调湿/再生切换部9b就使所述制冷剂三通阀39及所述第一及第二液体三通阀4a、4b从再生状态切换到调湿状态。
该调湿/再生切换部9b在所述调湿装置10的第二调湿状态下根据调湿侧温湿度传感器15a、15b的检测值、即已由所述调湿模块40a进行了调湿的空气的绝对湿度,将所述调湿装置10的运转状态从第二调湿运转切换到第一调湿运转。
具体而言,若所述调湿模块40a的入口侧和出口侧的绝对湿度之差在规定值以下,就判断为处理空气的调湿量下降,从而使所述调湿装置10的运转状态从第二调湿运转切换到第一调湿运转。由此,所述吸收剂回路1内的液体吸收剂得以再生。
〈调湿装置的运转动作〉
下面,对所述调湿装置10的运转动作进行说明。
-除湿运转的第一调湿状态-
在该除湿运转的第一调湿状态下,对已吸入的室外空气(处理空气)OA进行除湿后作为供给空气SA供向室内,并且将水分赋予已吸入的室内空气(再生空气)RA后作为排出空气EA排向室外。
具体而言,所述四通换向阀37被所述控制器8的除湿/加湿切换部9a设定成除湿状态。所述制冷剂三通阀39和所述第一及第二液体三通阀4a、4b被调湿/再生切换部9b设定成第一调湿状态(参照图15)。之后,所述调湿风扇27、所述再生风扇28、所述压缩机36及液泵6启动,所述膨胀阀38的开度得到适当调节。
因为借助所述压缩机36的启动而实现的所述制冷剂回路35的动作与所述第一实施方式的除湿运转下的所述制冷剂回路35的动作相同,所以省略对其的说明。还因为借助所述液泵6的启动而实现的吸收剂回路1的动作与所述第一实施方式的除湿运转下的所述吸收剂回路1的动作相同,所以省略对其的说明。
-除湿运转停止时的再生运转-
在该再生运转下,到除湿运转再次开始为止的这段时间使所述吸收剂回路1内的液体吸收剂的浓度提高。
具体而言,所述制冷剂三通阀39被调湿/再生切换部9b设定成再生状态,并且所述第一及第二液体三通阀4a、4b被调湿/再生切换部9b设定成再生状态(参照图16)。之后,所述再生风扇28、所述压缩机36及液泵6启动,所述膨胀阀38的开度得到适当调节。此外,所述调湿风扇27停止。
因为借助所述压缩机36的启动而实现的所述制冷剂回路35的动作与所述第一实施方式的除湿运转停止时的再生运转下的所述制冷剂回路35的动作相同,所以省略对其进行说明。还因为借助所述液泵6的启动而实现的吸收剂回路1的动作与所述第一实施方式的除湿运转停止时的再生运转下的所述吸收剂回路1的动作相同,所以省略对其进行说明。
-除湿运转的第二调湿状态-
在该除湿运转的第二调湿状态下,对已吸入的室外空气(处理空气)OA进行除湿后作为供给空气SA供向室内。此外,不进行将水分赋予已吸入的室内空气(再生空气)RA后作为排出空气EA排向室外的动作。
具体而言,所述四通换向阀37被所述控制器8的除湿/加湿切换部9a设定成除湿状态。所述制冷剂三通阀39被调湿/再生切换部9b设定成调湿状态,并且所述第一及第二液体三通阀4a、4b被调湿/再生切换部9b设定成第二调湿状态(参照图17)。之后,所述调湿风扇27、所述再生风扇28及液泵6启动。此外,所述压缩机37和所述再生风扇28没有启动。
借助所述液泵6的启动,液体吸收剂按照液泵6、液罐7、调湿热交换器46a及调湿模块40a的顺序进行循环。
借助所述液泵6的启动,在所述再生状态时贮存起来的高浓度液体吸收剂在不进行热交换地通过所述调湿热交换器46a以后,流入调湿模块40a的吸收剂通路41a。在该调湿模块40a中,处理空气中所含的水蒸气透过透湿膜62后,被流经吸收剂通路41a的液体吸收剂吸收。在通过该调湿模块40a的空气通路42的期间已被除湿的处理空气随后被供向室内。
如上所述,在调湿模块40a中,空气通路42的处理空气中所含的水蒸气的一部分透过透湿膜62后被液体吸收剂吸收。因此,在调湿模块40a中,当通过吸收剂通路41a的这一期间液体吸收剂的浓度逐渐下降。已从调湿模块40a中流出的低浓度液体吸收剂被吸入液泵6后再次被朝着液罐7送出。
-加湿运转的第一调湿状态-
在该加湿运转的第一调湿状态下,对已吸入的室外空气(处理空气)OA进行加湿后作为供给空气SA供向室内,并且将已吸入的室内空气(再生空气)RA中的水分吸收后作为排出空气EA排向室外。
具体而言,所述四通换向阀37被所述控制器8的除湿/加湿切换部9a设定成加湿状态。所述制冷剂三通阀39和所述第一及第二液体三通阀4a、4b被调湿/再生切换部9b设定成第一调湿状态。之后,所述调湿风扇27、所述再生风扇28、所述压缩机36及液泵6启动,所述膨胀阀38的开度得到适当调节。
因为借助所述压缩机36的启动而实现的所述制冷剂回路35的动作与所述第一实施方式的加湿运转下的所述制冷剂回路35的动作相同,所以省略对其进行说明。还因为借助所述液泵6的启动而实现的吸收剂回路1的动作与所述第一实施方式的加湿运转下的所述吸收剂回路1的动作相同,所以省略对其进行说明。
-加湿运转停止时的再生运转-
在该再生运转下,到加湿运转再次开始为止的这段时间使所述吸收剂回路1内的液体吸收剂的浓度降低。
具体而言,所述四通换向阀37被所述控制器8的除湿/加湿切换部9a设定成加湿状态。所述制冷剂三通阀39被调湿/再生切换部9b设定成再生状态,并且所述第一及第二液体三通阀4a、4b被调湿/再生切换部9b设定成再生状态。之后,所述再生风扇28、所述压缩机36及液泵6启动,所述膨胀阀38的开度得到适当调节。此外,所述调湿风扇27停止。
因为借助所述压缩机36的启动而实现的所述制冷剂回路35的动作与所述第一实施方式的加湿运转停止时的再生运转下的所述制冷剂回路35的动作相同,所以省略对其进行说明。还因为借助所述液泵6的启动而实现的吸收剂回路1的动作与所述第一实施方式的加湿运转停止时的再生运转下的所述吸收剂回路1的动作相同,所以省略对其进行说明。
-加湿运转的第二调湿状态-
在该加湿运转的第二调湿状态下,对已吸入的室外空气(处理空气)OA进行加湿后作为供给空气SA供向室内。此外,不进行将已吸入的室内空气(再生空气)RA中的水分吸收后作为排出空气EA排向室外的动作。
具体而言,所述四通换向阀37被所述控制器8的除湿/加湿切换部9a设定成加湿状态。所述制冷剂三通阀39和所述第一及第二液体三通阀4a、4b被调湿/再生切换部9b设定成调湿状态的第二调湿状态。之后,所述调湿风扇27、所述再生风扇28及液泵6启动。此外,所述压缩机36和所述再生风扇28没有启动。
借助所述液泵6的启动,液体吸收剂按照液泵6、液罐7、调湿热交换器46a及调湿模块40a的顺序进行循环。
借助所述液泵6的启动,在所述再生状态时贮存起来的低浓度液体吸收剂在不进行热交换地通过所述调湿热交换器46a以后,流入调湿模块40a的吸收剂通路41a。在该调湿模块40a中,液体吸收剂中所含的水的一部分变成水蒸气后透过透湿膜62,被赋予流经空气通路42的处理空气。在通过该调湿模块40a的空气通路42的期间已被加湿的处理空气随后被供向室内。
如上所述,吸收剂通路41a的液体吸收剂中所含的水的一部分透过透湿膜62后对处理空气进行加湿。因此,在调湿模块40a中,当通过吸收剂通路41a的期间液体吸收剂的浓度逐渐上升。已从调湿模块40a中流出的高浓度液体吸收剂被吸入液泵6后,再次被朝着液罐7送出。
-第二实施方式的效果-
根据本第二实施方式,因为在调湿运转时利用液罐7内已再生了的液体吸收剂,所以能够省去在调湿运转时对液体吸收剂的冷却或加热,从而能够进行所谓的峰移,并能够可靠地避免电力供应不足。
由于能够有选择地进行对液体吸收剂加以冷却或加热的调湿运转、和不对液体吸收剂加以冷却或加热的调湿运转,因而能够进行与调湿负荷相对应的运转。
当所述再生状态时在所述液罐7中贮存有已充分再生了的液体吸收剂,并利用该贮存起来的液体吸收剂进行调湿运转。由此,在该调湿运转时,不仅能够停止所述再生热交换器46b的热交换,还能够停止所述调湿热交换器46a的热交换。由此,能够降低所述能耗。其它结构、作用及效果与第一实施方式相同。
-产业实用性-
综上所述,本发明对于利用液体吸收剂对空气的湿度进行调节的调湿装置是很有用的。
-符号说明-
1 吸收剂回路
2 调湿通路(调湿通路)
3 再生通路(再生通路)
4 回路切换部
4m 液体三通阀
4a 第一液体三通阀
4b 第二液体三通阀
8 控制器
8a 水量检测部
8b 浓度检测部
10 调湿装置
35 制冷剂回路
40a 调湿模块(调湿部)
40b 再生模块(再生部)
36 压缩机
43 辅助热交换器(辅助热交换部)
46a 调湿模块的传热部件(调湿用热交换部)
46b 再生模块的传热部件(再生用热交换部)
Claims (13)
1.一种调湿装置,其进行利用液体吸收剂对处理空气加以调湿的调湿运转,其特征在于:
所述调湿装置包括:
吸收剂回路(1),其具有调湿部(40a)和再生部(40b),该调湿部(40a)构成为使所述液体吸收剂循环,在所述处理空气和液体吸收剂之间进行水分的给予和接收来对所述处理空气进行调湿,该再生部(40b)构成为在再生空气和液体吸收剂之间进行水分的给予和接收使所述液体吸收剂再生,
再生用热交换部(46b),其设置在该吸收剂回路(1)中对液体吸收剂进行冷却或加热,该液体吸收剂与再生空气进行水分的给予和接收,以及
回路切换部(4),其设置在所述吸收剂回路(1)中,当所述调湿运转停止时将所述吸收剂回路(1)切换到使所述液体吸收剂在所述再生部(40b)及再生用热交换部(46b)中流动的再生状态,以便仅进行使所述液体吸收剂再生的再生运转,
在处于所述再生状态的所述吸收剂回路(1)中,利用所述再生用热交换部(46b)对所述液体吸收剂进行加热且在所述再生部(40b)中使所述液体吸收剂进行放湿,或者利用所述再生用热交换部(46b)对所述液体吸收剂进行冷却且在所述再生部(40b)中使所述液体吸收剂进行吸湿。
2.根据权利要求1所述的调湿装置,其特征在于:
在所述吸收剂回路(1)中设置有对液体吸收剂进行加热或冷却的调湿用热交换部(46a),该液体吸收剂与处理空气进行水分的给予和接收;
所述吸收剂回路(1)包括:
调湿通路(2),其构成为:所述液体吸收剂由所述调湿用热交换部(46a)加热,从而在所述调湿部(40a)从所述液体吸收剂向处理空气释放水分,另一方面所述液体吸收剂由所述调湿用热交换部(46a)冷却,从而在所述调湿部(40a)所述液体吸收剂从处理空气中吸收水分,和
再生通路(3),其构成为:所述液体吸收剂由所述再生用热交换部(46b)冷却,从而在所述再生部(40b)所述液体吸收剂从再生空气中吸收水分,另一方面所述液体吸收剂由所述再生用热交换部(46b)加热,从而在所述再生部(40b)从所述液体吸收剂向再生空气释放水分;
所述回路切换部(4)使所述吸收剂回路(1)在调湿状态和再生状态之间进行切换,
该调湿状态是在所述调湿运转时,使液体吸收剂在所述调湿通路(2)和所述再生通路(3)之间进行循环,
该再生状态是在所述调湿运转停止期间的再生运转时使所述再生通路(3)的两端连通让液体吸收剂在所述再生通路(3)内进行循环,以便仅进行所述液体吸收剂的再生。
3.根据权利要求1所述的调湿装置,其特征在于:
所述吸收剂回路(1)包括:
调湿通路(2),其构成为:在所述调湿部(40a)从所述液体吸收剂向处理空气释放水分,另一方面在所述调湿部(40a)所述液体吸收剂从处理空气中吸收水分,
再生通路(3),其构成为:所述液体吸收剂由所述再生用热交换部(46b)冷却,从而在所述再生部(40b)所述液体吸收剂从再生空气中吸收水分,另一方面所述液体吸收剂由所述再生用热交换部(46b)加热,从而在所述再生部(40b)从所述液体吸收剂向再生空气释放水分,以及
液罐(7),其贮存所述液体吸收剂;
所述回路切换部(4)使所述吸收剂回路(1)在调湿状态和再生状态之间进行切换,
该调湿状态是在所述调湿运转时,使液体吸收剂在所述调湿通路(2)和所述液罐(7)之间进行循环,
该再生状态是在所述调湿运转停止期间的再生运转时使液体吸收剂在所述再生通路(3)和液罐(7)之间进行循环,以便仅进行所述液体吸收剂的再生。
4.根据权利要求3所述的调湿装置,其特征在于:
在所述吸收剂回路(1)中设置有对液体吸收剂进行加热或冷却的调湿用热交换部(46a),该液体吸收剂与处理空气进行水分的给予和接收;
所述调湿通路(2)构成为:所述液体吸收剂由所述调湿用热交换部(46a)加热,从而在所述调湿部(40a)从所述液体吸收剂向处理空气释放水分,另一方面所述液体吸收剂由所述调湿用热交换部(46a)冷却,从而在所述调湿部(40a)所述液体吸收剂从处理空气中吸收水分,
所述吸收剂回路(1)的调湿状态由第一调湿状态和第二调湿状态构成,
在该第一调湿状态下,使液体吸收剂在所述调湿通路(2)和所述再生通路(3)之间进行循环,并且加热及冷却所述液体吸收剂来进行调湿运转,
在该第二调湿状态下,使液体吸收剂在所述调湿通路(2)和所述液罐(7)之间进行循环,不加热或冷却所述液体吸收剂地进行调湿运转。
5.根据权利要求1所述的调湿装置,其特征在于:
在所述再生通路(3)中设置有贮存所述液体吸收剂的液罐(7)。
6.根据权利要求5所述的调湿装置,其特征在于:
在所述再生通路(3)中设置有绕过所述液罐(7)的旁路通路(5a)。
7.根据权利要求2及4至6中任一项所述的调湿装置,其特征在于:
所述调湿装置包括制冷剂回路(35),在该制冷剂回路(35)中制冷剂在压缩机(36)、调湿用热交换部(46a)、再生用热交换部(46b)及辅助热交换部(43)之间循环来进行制冷循环,并且通过所述调湿用热交换部(46a)和再生用热交换部(46b)的制冷剂与所述液体吸收剂进行热交换,通过所述辅助热交换部(43)的制冷剂与热源流体进行热交换,
该制冷剂回路(35)包括能够在第一状态和第二状态之间进行切换的制冷剂切换部(37),该第一状态是当所述回路切换部(4)处于调湿状态时所述再生用热交换部(46b)和所述调湿用热交换部(46a)中的一者成为放热器而另一者成为蒸发器,该第二状态是当所述回路切换部(4)处于再生状态时所述再生用热交换部(46b)和所述辅助热交换部(43)中的一者成为放热器而另一者成为蒸发器。
8.根据权利要求7所述的调湿装置,其特征在于:
所述辅助热交换部(43)中的热源流体为空气,
所述调湿装置包括将空气送向所述再生部(40b)和所述辅助热交换部(43)的风扇(28)。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的调湿装置,其特征在于:
所述调湿装置包括:
浓度检测部(8b),其对在所述吸收剂回路(1)处于再生状态下的液体吸收剂的浓度进行检测,和
控制部(8),其根据所述浓度检测部(8b)的检测值停止所述再生运转。
10.根据权利要求3至6中任一项所述的调湿装置,其特征在于:
所述调湿装置包括:
浓度检测部(8b),其对在所述吸收剂回路(1)处于再生状态下的液体吸收剂的浓度进行检测,和
控制部(8),其根据所述浓度检测部(8b)的检测值停止所述再生运转,
所述浓度检测部(8b)根据所述液罐(7)中液体吸收剂的液面高度对液体吸收剂的浓度进行检测。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的调湿装置,其特征在于:
所述调湿装置包括:
水量检测部(8a),当所述回路切换部(4)处于再生状态时,该水量检测部(8a)对在所述再生部(40b)液体吸收剂所给予和接收的水分的总量进行检测,和
控制部(8),其根据所述水量检测部(8a)的检测值停止所述再生运转。
12.根据权利要求6所述的调湿装置,其特征在于:
所述调湿装置包括:
罐用切换部(5b),其能够在封闭所述旁路通路(5a)并打开所述液罐(7)的罐利用状态、和开放所述旁路通路(5a)并关闭所述液罐(7)的旁路状态之间进行切换,
供给部(36),其将与所述液体吸收剂进行热交换的热源流体供向所述调湿用热交换部(46a),
调节部(33),其对所述供给部(36)的能力进行调节,若相对于所述处理空气的调湿负荷而言所述调湿部(40a)的调湿能力不足,就增加所述热源流体的供给量,若相对于所述处理空气的调湿负荷而言所述调湿部(40a)的调湿能力过剩,就减少所述热源流体的供给量,以及
控制部(8),其进行控制,若所述供给部(36)的能力在第一值以上,就使所述罐用切换部(5b)从旁路状态切换到罐利用状态,若所述供给部(36)的能力在比所述第一值小的第二值以下,就使所述罐用切换部(5b)从罐利用状态切换到旁路状态。
13.根据权利要求4所述的调湿装置,其特征在于:
所述调湿装置包括控制部(8),当处于所述第二调湿状态时,该控制部(8)使所述调湿用热交换部(46a)和所述再生用热交换部(46b)的热交换停止。
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