CN107300270B - 增强除湿效果的除湿装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种增强除湿效果的除湿装置，包含有气体降温器，该气体降温器从外部接收第一空气气体，并将其冷却成第一冷凝气体及第一冷凝液体，热交换器位于气体降温器一侧且具有进入口及排放口，第一冷凝气体会从气体降温器流往热交换器周围，以对热交换器降温，进入口从外部接收第二空气气体，其经降温后的热交换器冷却成第二冷凝气体及第二冷凝液体后，从排放口排出，气体升温器位于热交换器的一侧以接收流经热交换器周围的第一冷凝气体，及从热交换器排放口排出的第二冷凝气体，以进行加热升温并转换成干燥空气排出，利用本发明可以加强除湿的效果。

Description

增强除湿效果的除湿装置
技术领域
本发明是关于一种除湿装置，尤其是一种可以提升除湿功能的除湿装置。
背景技术
一般除湿机(dehumidifier)用于降低空气湿度的方法，可分为以下四种，压缩式(compression)、冷冻式(refrigeration)、液态除湿式(liquid sorption)及固态除湿式(solid sorption)，主要用在潮湿的环境，例如中国台湾位处亚热带地区，整年不会有露点温度(dew point temperature)低于零度的问题，主要是使用压缩机冷冻循环的除湿机，操作在露点温度下，拥有较佳的除湿的效果，并且可以避免蒸发盘管结冰。
在除湿机的性能改善方面，有专家将现在冷气机用的变频技术应用在除湿机，冷气机的变频技术改变了压缩机只有开(on)跟关(off)两种型态，利用冷气机的压缩机在刚启动时以高频来运转，达到所设定的温度即降低运转的频率，以达到节能省电的目的。然而，其缺点在于除湿机本身运转不像冷气机般，设定的温度一到就控制压缩机降频来降低功耗，除湿机主要考虑的因素，并不需要考虑到环境空气的水气除到极低湿的应用，所以控制压缩机运转型态并非除湿机的重点，而且变频控制的模组与压缩机成本非常高昂，省下来的功耗与付出的代价不成正比。因此，有些除湿技术从风扇方面进行改善，利用高效率的风扇改善除湿机的性能，但缺点在于除湿机的压缩机，在功耗上占了将近百分之九十，风扇的功耗占不到整体的百分之十。有些除湿技术利用热虹吸式热管热交换器，设置在除湿机中，以将除湿机除湿过程的蒸发器前后加入一个热管热交换器，热管蒸发段放置在冷却盘管前，而热管冷凝段放置在冷却盘管后，以将进入除湿机蒸发器前的湿空气进行一段预冷，并可以将热量传导至再热器前进行预热，达成降低蒸发器负载及提升除湿量的效果。但是此一作法的缺点，在于除湿机的整体体积无法设计太大且增加设置成本，导致内部的空间有限，如果要再加入热管热交换器非常不容易，因此除湿内部的冷凝器或蒸发器得要减排或重新配置，方可置放热管热交换器，且还会造成管路的摩擦压降增加，使整体风量下降。
因此，有鉴于上述的困扰，本发明在针对除湿机的除湿效能提升，设计出一种创新的增强除湿效果的除湿装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增强除湿效果的除湿装置，利用热交换器采用部分旁通(partial bypass)的概念，产生一新的除湿装置，用以提高周围环境的除湿效果，并且本发明更具备节约能源的概念，可以在更短的时间下达成一般高效能除湿机的除湿效果，以及甚至比一般除湿机具有更高的除湿效果，以提供使用者更舒适的干燥环境。
本发明的另一目的在于提供一种增强除湿效果的除湿装置，利用热交换器与蒸发器及冷凝器结合，而不需要将既有的除湿机结构做大幅度的变动，并且热交换器带来低廉的制造成本，可以透过开模及射出成型的方式大量生产，以使本发明的除湿装置比起高效能的除湿机更具有竞争力，以带来相当可观的商机。
为了达到上述目的，本发明提供一种增强除湿效果的除湿装置，其包含有一气体降温器、一热交换器及一气体升温器，气体降温器自外部接收第一空气气体，并将第一空气气体冷却成第一冷凝气体及第一冷凝液体，热交换器位于气体降温器的一侧，热交换器中具有至少一进入口及至少一排放口，第一冷凝气体会从气体降温器流向热交换器的周围，利用低温使热交换器降温，进入口从外部接收第二空气气体，第二空气气体通过降温后的热交换器冷却成第二冷凝气体及第二冷凝液体，第二冷凝气体及第二冷凝液体并从排放口排出，气体升温器位于热交换器的一侧，而热交换器会位于气体降温器及气体升温器间，气体升温器接收流经热交换器周围的第一冷凝气体及自热交换器的排放口排出的第二冷凝气体，以进行加热升温，并转换成干燥空气排出。
在本发明中，热交换器包含有至少一空心管，空心管中具有进入口及排放口，第一冷凝气体可流经空心管的周围，以及至少一固定板位于气体降温器及气体升温器间，固定板用于固定空心管。
承接上段，空心管为多个时可并排固定在固定板中，或是空心管可分为一排第一口径空心管及一排第二口径空心管，以所述第一口径空心管在所述第二口径空心管后的方式固定在固定板中。空心管的排放口可为一斜开口，空心管也可以为圆形或是椭圆形的空心管，并且在空心管周围可包含多个孔洞以排出气体，或是空心管可为可挠性。
在本发明中，热交换器为塑料热交换器，热交换器亦可使用金属管，气体降温器为蒸发器，及气体升温器为冷凝器。
在本发明中，更包含有一集水器，用于接收第一冷凝液体及第二冷凝液体。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明利用热交换器的设计，以及通过部分旁通的原理，也就是增加新的空气进入口，让一部分的空气走热交换器的空心管外围，一部分的空气走空心管内侧，借此增加进入除湿装置的空气量，并且利用已经降温的干冷空气降低热交换器的温度，即可对从其它方向进入的空气进行除湿，用此一原理设计出高性能的除湿装置。
因此，本发明在设计上，只要在一般冷冻式除湿机的蒸发器及冷凝器间设置热交换器即可。另外，使用者可依照需求决定需要用哪种形状、排列方式或开口方向的空心管，也不限制空心管的数量，除了上述的多个空心管外，使用者也可以设计一具有多个开口的空心管。并且，空心管的制作只要开模后，即可大量生产，更可以加速生产制作以及降低生产的成本，用在除湿机中也不会增加太多的额外的成本负担，使得本发明的除湿装置十分具有竞争力。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1为本发明的内部结构示意图。
图2为本发明俯视时的内部结构示意图。
图3为本发明使用的热交换器的第一实施例的正面示意图。
图4a为本发明使用的热交换器的第二实施例的俯视示意图。
图4b为本发明使用的热交换器的第二实施例的侧面示意图。
图5为本发明使用的热交换器的第三实施例的俯视示意图。
图6为本发明使用的热交换器的第四实施例的正面示意图。
附图符号说明：
10 除湿装置
102 气体输入口
104 气体输出口
12 气体降温器
14 热交换器
142 进入口
144 排放口
146 空心管
146a 第一口径空心管
146b 第二口径空心管
148 固定板
149 孔洞
16 气体升温器
18 第一空气气体
182 第一冷凝气体
184 第一冷凝液体
20 第二空气气体
202 第二冷凝气体
204 第二冷凝液体
22 干燥空气
24 集水器
具体实施方式
为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。
在现行市面上常见的除湿机种类，相较之下冷冻式除湿机比起除湿轮式除湿机具有更高的除湿效率，一般的冷冻式除湿机如果要改善效率或是提高除湿量，不外乎提高压缩机的马力或是使用成本较高的变频技术，但此些改善方法会消耗更多的电，或是大幅提高制造除湿机的成本，因此本发明利用成本低廉的热交换器及部分旁通的概念以应用在除湿装置，借此提高除湿效率及降低制造成本。
首先，请参照本发明图1所示，一种增强除湿效果的除湿装置10中包含有一气体降温器12、一热交换器14及一气体升温器16，热交换器14具有至少一进入口142及至少一排放口144，在本实施例中除湿装置10以冷冻式除湿机为例说明，气体降温器12为冷冻式除湿机中的蒸发器，气体升温器16为冷冻式除湿机中的冷凝器，热交换器14为塑料热交换器。气体降温器12的一侧设有一热交换器14，气体升温器16则位于热交换器14的一侧，使得热交换器14位于气体降温器12及气体升温器16间，在本发明中，主要是限制热交换器14与气体降温器12及气体升温器16的相对位置关系，并不限制热交换器14、气体降温器12及气体升温器16三者是否具有实际的连接关系。
说明完本发明的各元件后，接着说明本发明的实施方式，并请参照本发明图2所示，同时一并参阅图1，气体降温器12会从外部接收第一空气气体18，此时第一空气气体18会经由除湿装置10外壳的气体输入口102进入，以流向气体降温器12，并且从气体降温器12将第一空气气体18冷却，当达到露点温度后，第一空气气体18会形成第一冷凝气体182及第一冷凝液体184。接着，气体降温器12会将第一冷凝气体182流向热交换器14周围，通过第一冷凝气体182的干燥冷空气将热交换器14降温，在本实施例中热交换器14具有多个进入口142及多个排放口144，例如十二个为例说明，进入口142也会从外部接收第二空气气体20，已降温的热交换器14会将第二空气气体20冷却，因为此时的热交换器14受到低温冷却，也能将第二空气气体20达到露点温度的阶段，造成第二空气气体20形成第二冷凝气体202及第二冷凝液体204，而第二冷凝气体202及第二冷凝液体204会从这些排放口144排出。最后，气体升温器16会接收流经热交换器14周围的第一冷凝气体182以及从热交换器14的排放口144排出的第二冷凝气体202，并从气体升温器16中进行加热升温，以将第一冷凝气体182及第二冷凝气体202转换成室温的干燥空气22，并且将干燥空气22经由除湿装置10外壳的气体输出口104以排出至外部环境。在气体降温器12及热交换器14的下方可设有一集水器24，集水器24主要用于接收从气体降温器12及热交换器14的排放口144所流出的第一冷凝液体184及第二冷凝液体204。
承接上段，在本实施例中定义的第一空气气体18及第二空气气体20，是以外部空气进入到除湿装置10的位置定义，分别是两个不同方向，例如进入口142的开口是朝向上方，而第二空气气体20则是除湿装置10上方的气体，气体降温器12是从侧边接收第一空气气体，而第一空气气体18则是除湿装置10侧边的气体。本发明不限制如何形成空气的流向，在一般的冷冻式除湿机中皆有设置风扇，一般而言风扇分别设置在蒸发器及冷凝器的一侧，用于将外部空气往内部吸，干燥之后再排出，而本实施例中的除湿装置10亦可利用风扇(图中未示)将外部的空气往装置内部吸，本发明并不限制风扇的设置位置及型式，主要是说明潮湿空气从装置外部引进内部，经转换到所排出的干燥空气气流方式作为限制。
说明完本发明的实施方式后，接着对本发明使用的热交换器作更详细的说明，请同时参照本发明图3所示，并请同时参照图1及图2，热交换器14中包含有至少一空心管146及至少一固定板148，在本实施例中空心管146是以十二根为例说明，每一根空心管146为圆形空心管且管径为12毫米(mm)、长度为325毫米，固定板148是以两个为例说明，这些空心管146并排成一排以固定在两固定板148中。上述的进入口142及排放口144就是空心管146的上、下开口，第一冷凝气体182会从气体降温器12流经空心管146的周围，以流向气体升温器16，流经空心管146时会使空心管146自身的温度骤降，同时空心管146可以冷却自进入口142进入的第二空气气体20，而排放口144可以作为一斜开口，开口处朝向气体升温器16，以有助于第二冷凝气体202流向气体升温器16。
更进一步地，请参照本发明图4a及图4b所示，空心管146更可以区分成并排为一排第一口径空心管146a及一排第二口径空心管146b，第一口径空心管146a的口径面积会比第二口径空心管146b大，第一口径空心管146a排在第二口径146b后方，例如以一排在前一排在后的方式各自固定在两固定板148中，各自的数量皆以十八根为例说明，第一口径空心管146a(大口径空心管)与第二口径空心管146b(小口径空心管)相接触，在本实施例中，第一口径空心管146a(大口径空心管)的管径为8毫米，第二口径空心管146b(小口径空心管)的管径为6毫米，第一口径空心管146a(大口径空心管)及第二口径空心管146b(小口径空心管)的长度皆为325毫米，但本发明并不以此为限制，使用者也可以依照需求设计出一长一短的第一口径空心管146a(大口径空心管)及第二口径空心管146b(小口径空心管)。此一实施例设计的主要的目的也是为了增强除湿装置的除湿效果，其中关于如何将潮湿空气转换回干燥空气的方式则与上述实施例相同，恕不在此赘述。
另外，空心管除了作为圆形的空心管外，也可以制作成椭圆形的形状，请参照本发明图5所示，例如使用固定板148将一排十五根并排的空心管146固定，这些空心管146为椭圆形空心管。根据本发明的发明人实验证明得知，上述的圆形、大、小并排及椭圆形的空心管为本发明较佳的实施例，对于除湿装置除湿的效能而言，具有更高效率的除湿效果。
再者，请参照本发明图6所示，在空心管146的周围更可以包含多个孔洞149，例如设计在靠近排放口144的位置具有多个孔洞149，可以用于加速排出第二冷凝气体202。
除此之外，本发明的空心管材质亦可选作可挠性空心管，利用弯曲的设计将空心管的进入口的开口方向朝向除湿装置的侧面，如此一来，可以改变外部空气的进入位置，例如当除湿装置设置在进天花板位置时，空心管的开口就不能朝向上方，就需要改成设置在侧面的位置。
本发明主要是利用热交换器的设计，以及通过部分旁通的原理，也就是增加新的空气进入口，让一部分的空气走热交换器的空心管外围，一部分的空气走空心管内侧，借此增加进入除湿装置的空气量，并且利用已经降温的干冷空气降低热交换器的温度，即可对从其它方向进入的空气进行除湿，用此一原理设计出高性能的除湿装置。
因此，本发明在设计上，只要在一般冷冻式除湿机的蒸发器及冷凝器间设置热交换器即可，故未对除湿机中其它元件多做描述，本发明不需要对除湿机的内部结构进行太大的改变，外部可依照热交换器的设计增设开口，以增加外部空气的进入点。另外，使用者可依照需求决定需要用哪种形状、排列方式或开口方向的空心管，也不限制空心管的数量，除了上述的多个空心管外，使用者也可以设计一具有多个开口的空心管。并且，空心管的制作只要开模后，即可大量生产，且本发明实施例中的空心管为塑料空心管，因此只要利用射出成型的方式，除了大量生产外，更可以加速生产制作以及降低生产的成本，用在除湿机中也不会增加太多的额外的成本负担，使得本发明的除湿装置十分具有竞争力，再者，除了塑料空心管的热交换器外，使用者也可以依照需求制作其他材质的热交换器，例如金属管热交换器，只要是可以制作方便，以及具有部分旁通的效果，皆可具有相同的功效。
以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的保护范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，所述增强除湿效果的除湿装置包含：
一气体降温器，其自外部接收第一空气气体，并将该第一空气气体冷却成第一冷凝气体及第一冷凝液体；
一热交换器，其位于该气体降温器的一侧，该热交换器具有至少一进入口及至少一排放口，该第一冷凝气体会自该气体降温器流向该热交换器外围，以使该热交换器降温，该进入口自该外部接收第二空气气体，其通过降温后的该热交换器冷却成第二冷凝气体及第二冷凝液体，该第二冷凝气体及该第二冷凝液体并从该排放口排出；以及
一气体升温器，其位于该热交换器的一侧，以使该热交换器位于该气体降温器及该气体升温器间，该气体升温器接收流经该热交换器外围的该第一冷凝气体及自该热交换器的该排放口排出的该第二冷凝气体，以进行加热升温，并转换成干燥空气排出。
2.如权利要求1所述的增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，该热交换器还包含：
至少一空心管，其具有至少一所述进入口及至少一所述排放口，该第一冷凝气体能流经至少一所述空心管外围；及
至少一固定板，其位于该气体降温器及该气体升温器间，至少一所述固定板固定至少一所述空心管。
3.如权利要求2所述的增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，该空心管为多个时，多个该空心管并排成一排，且固定在至少一所述固定板中。
4.如权利要求2所述的增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，该空心管为多个时，多个该空心管能分为并排成一排第一口径空心管及一排第二口径空心管，以所述第一口径空心管在所述第二口径空心管后的方式各自固定在至少一所述固定板中。
5.如权利要求4所述的增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，该排第一口径空心管能与该排第二口径空心管接触。
6.如权利要求2所述的增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，该空心管的该排放口为一斜开口。
7.如权利要求2所述的增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，该空心管为圆形空心管或椭圆形空心管。
8.如权利要求2所述的增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，该空心管周围还包含多个孔洞，其能排出该第二冷凝气体。
9.如权利要求2所述的增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，该空心管为可挠性空心管。
10.如权利要求1所述的增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，该热交换器为塑料热交换器或金属管热交换器。
11.如权利要求1所述的增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，该气体降温器为一蒸发器，该气体升温器为一冷凝器。
12.如权利要求1所述的增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，该进入口的开口方向朝向上方或侧面。
13.如权利要求1所述的增强除湿效果的除湿装置，其特征在于，所述增强除湿效果的除湿装置还包含一集水器，其位于该气体降温器及该热交换器下方，用于接收该第一冷凝液体及该第二冷凝液体。
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