CN1789840A - 除加湿装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止除湿效率或加湿效率受外部气体的温湿度限制的除加湿装置，所述除加湿装置(1)具有除加湿部(2)，该除加湿部(2)具有用于导入外部气体以将水分吸附到转子(12)的第一通道(10)和用于导入外部气体使其由转子(12)解吸的水分进行加湿的第二通道(11)。并且，供应到第二通道(11)的外部气体流入到除加湿部(2)之前，在电热交换器(3)中通过热交换而被加热，而加热外部气体的空气采用由室内排出的室内空气。

Description

除加湿装置

                        技术领域

本发明涉及一种使外部气体潮湿或干燥的同时将其供应到室内的除加湿装置。

                        背景技术

用于除湿或加湿供应于室内的空气除加湿装置采用干式调湿部件。调湿部件由浸渍吸湿材料的圆筒形转子构成，通过使转子旋转而吸附水分并可以将所吸附的水分解吸到另外的空气中。采用这种除加湿装置除湿室内时，将水分被吸附到转子的空气排到室内；而加湿室内时，将由转子的解吸水分而被加湿的空气排到室内。

在此，普通家庭用除加湿装置从室外导入用于除湿的吸附空气和用于加湿的再生空气。即，加湿运行时将外部气体的水分吸附到转子的除湿区域并使另外的外部气体通过转子的再生区域而实现加湿(参照日本专利公开公报“第2002-71172号”)。将被加湿的外部气体首先通过转子的热回收区域回收热量以使温度上升，再由再生用加热器进一步加热之后被引导到转子的再生区域。如此，通过转子的热量和加热器使将被加湿的外部气体升温，以促进转子水分的解吸，从而提高加湿效率。

但是，利用现有的除加湿装置进行加湿运行时，若外部气体的湿度或温度比被排出的室内湿度或温度低，则不能在维持室内温度或湿度的同时使室内进行换气。并且，使从室外导入的外部气体分别通过转子的吸附区域和再生区域，并为了促进再生区域水分的解吸要使再生区域的外部气体温度高于吸附区域的外部气体温度，因而需要增加加热器的投入功率。此外，在没有供应水分的情况下进行加湿时，由于要利用外部气体的湿度加湿向室内排出的外部气体，因而当室外的湿度较低时存在加湿能力降低的问题。并且，在除湿运行时也产生同样的问题，尤其当室内为低温而室外为高温时由于室外的暖空气被排到室内，因而难以维持室内的温度或湿度。

                        发明内容

本发明考虑到如上所述的问题而提出，其目的在于防止除湿效率或加湿效率受外部气体温湿度的限制，从而提高除湿效率或加湿效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种除加湿装置，该除加湿装置其特征在于：包含使外部气体通过的第一通道及第二通道；所述第一通道及第二通道中设置调湿部件，以用于吸附通过所述第一通道的外部气体中所包含的水分而执行除湿，并利用该水分加湿通过第二通道的外部气体；所述第一及第二通道上游设置热交换器，用于当除湿时，通过所述调湿部件之前的外部气体与低于该外部气体的低温空气之间进行热交换，而当加湿时，通过所述调湿部件之前的外部气体与高于该外部气体的高温空气之间进行热交换。

所述除加湿装置在除湿运行时，在第一通道的上游使外部气体和温度低于该外部气体的空气之间进行热交换而降低外部气体温度之后，向调湿部件的吸附区域吸附水分。

由此，促进调湿部件中的水分吸附而提高除湿效率。另外，在加湿运行时，在第二通道的上游使外部气体和温度低于该外部气体的空气之间进行热交换而提高外部气体温度之后，使其流入到调湿部件。被加热的外部气体通过调湿部件的再生区域时促进调湿部件中的水分解吸，从而提高加湿效率。

并且，所述的低温或高温空气为由室内排到室外的室内空气。

如此，通过将室内空气作为温度低于或高于室外气体的空气，从而实现室内换气的同时利用由室内排出的换气空气提高除湿或加湿效率。此时，低温空气使用如制冷运行中的室内空气，高温空气使用如制热运行中的室内空耄。

并且，所述热交换器为电热交换器。

由此，除湿运行时，由于在低温空气之间进行电热交换以除去外部气体的水分并进一步降低温度，因而提高除湿效率。加湿运行时，由于在高温空气之间进行电热交换并向外部气体导入水分，并由水分所持有的热量使外部气体更加变暖，因而提高加湿效率。

并且，设置吸附量控制单元，以用于在所述加湿运行之前实施向所述调湿部件吸附水分的吸附运行。

这种除加湿装置实施吸附运行，要根据吸附量控制单元的要求将水分吸附到调湿部件的同时防止由调湿部件的解吸。这种吸附运行要在一般的加湿运行执行之前实施，从而使加湿运行在调湿部件中事先充分吸附水分的状态下开始。

并且，所述吸附量控制单元具有传感器，以用于测定所述第一通道中位于所述调湿部件上游和下游的湿度或温度，根据这些传感器的测定结果停止吸附运行。

由此，测定将流入到调湿部件的外部气体的湿度或温度以及通过调湿部件之后的外部气体的湿度或温度，其计算结果若湿度差或温度差较小，则判断为调湿部件充分吸附水分，从而结束吸附运行。

并且，所述吸附量控制单元具有传感器，以用于测定所述第一通道中位于所述调湿部件下游的湿度，并根据所述传感器的测定结果停止吸附运行。

这种除加湿装置测定通过调湿部件之后的外部气体的湿度，当湿度相对于吸附之前的湿度达到预定值以上时，则判断为调湿部件充分吸附水分，从而结束吸附运行。

                        附图说明

图1为依据第一实施方式所提供的除加湿装置的概略结构示意图；

图2为依据第二实施方式所提供的除加湿装置的概略结构示意图；

图3为表示除加湿装置控制的一实施方式的流程图。

附图主要符号说明：1、30为除加湿装置，3为电热交换器(热交换器)，10为第一通道，11为第二通道，12为转子(调湿部件)，31为第一湿度传感器(吸附量控制单元)，32为第二湿度传感器(吸附量控制单元)，33为控制装置(吸附量控制单元)。

                      具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的最佳实施方式。

如图1所示，除加湿装置1由用于执行无供水加湿及除湿的除加湿部2和电热交换器3以及连接于这些部件的各种管道4A、4B、5A、5B、6、7A、7B、8、9组成。除加湿部2如图1中所示，形成为与第一通道10及第二通道11相平行，可旋转地设置作为调湿部件的转子12，该转子12跨过第一和第二通道10、11而设置。转子12为圆柱形蜂窝状结构，其中浸渍硅胶或沸石等吸湿材料而成，可旋转地支持于朝平行于第一及第二通道10、11的轴线方向。

本实施方式中转子12被布置为在各通道10、11中均匀露出，露在第一通道10的区域成为吸附水分的吸附区域12A，露在第二通道11的区域成为解吸水分的再生区域12B。

第一通道10内按照外部气体的流向依次设置用于导入外部气体的吸气孔13、转子12的吸附区域12A、吸附用排风扇14以及排出外部气体的排气孔15。第二通道11内按照外部气体的流向依次设置导入外部气体的吸气孔16、用于加热外部气体的加热器17、转子12的再生区域12B、再生用排风扇18以及排出外部气体的排气孔19。

并且，如上所述的除加湿部2第一通道10的吸气孔13上连接吸气管道4A，第二通道11的吸气孔16上连接吸气管道4B，这些吸气管道4A、4B被连接于第一通道转换器20的流出侧。第一通道转换器20的流入侧连接向室外开口的两个吸气管道5A和5B。第一通道转换器20可以选择性地使流入侧的吸气管道5A、5B和流出侧的吸气管道4A、4B连接，图1中使吸气管道5A和吸气管道4A相连、吸气管道5B和吸气管道4B相连，但也可以使吸气管道5A和吸气管道4B相连、吸气管道5B和吸气管道4A相连。

在此，吸气管道5B的通道中设置作为热交换器的电热交换器3。若举例说明电热交换器3，电热交换器3中间放置隔板，使两种气流通过一个阶段来交叉经过，以使该两种气流的显热及潜热通过隔板而进行热交换，在本实施方式中一种气流采用通过吸气管道5B的外部气体，另一种气流采用由连接于室内的换气管道6所供应的室内空气，即采用换气空气。通过电热交换器3的换气空气经过换气管道6向室外排出。

此外，除加湿部2第一通道10的排气孔15中连接排气管道7A，第二通道11排气孔19中连接排气管道7B，这些排气管道7A、7B被连接于第二通道转换器21的流入侧。第二通道转换器21的流出侧连接朝室外开口的排气管道8和朝室内开口的供气管道9。第二通道转换器21可以选择性地使流入侧的排气管道7A、7B和流出侧的排气管道8及供气管道9连接，图1中使排气管道7A和排气管道8相连、排气管道7B和供气管道9相连，但也可以使排气管道7A和供气管道9相连、排气管道7B和排气管道8相连。

以下说明本实施方式的作用。

首先，针对如图1所示的通道结构，在加湿运行时启动使除加湿装置1的转子12旋转并驱动各排风扇14、18。第一通道10中通过吸气管道5A、第一通道转换器20和吸气管道4A而导入外部气体，该外部气体作为吸附空气流入到吸附区域12A。外部气体在转子12的吸附区域12A内其水分被吸附到吸湿材料而被除湿，并从吸附用排风扇14经过排气管道7A、第二通道转换器21和排气管道8而排到室外。另外，第二通道11中通过吸气管道5B、电热交换器3、第一通道转换器20和吸气管道4B而导入外部气体。该外部气体在流入到除加湿部2之前在电热交换器3中与室内的高温高湿的换气空气进行电热交换，在其温度及湿度高于外部气体的温度及湿度的状态下作为再生空气流入到第二通道11。并且，在第二通道11中由加热器17加热之后被引导到转子12的再生区域12B之中。转子12在第一通道10吸附水分的部分通过旋转移动而移动到第二通道11中作为再生区域12B而使用。即，通过高温的外部气体使吸附于吸湿材料的水分被解吸，从而形成包含该水分的湿润空气。该空气经过再生用排风扇18、排气管道7B、第二通道转换器21和供气管道9向室内排出而加湿室内。

除湿运行时，第一通道转换器20将通道中设有电热交换器3的吸气管道5B和吸气管道4A连接，并将完成热交换的外部气体供应到第一通道10。由于一般进行除湿运行时室内为低温而室外为高温，因此经过电热交换器3的外部气体与低温低湿的换气空气进行电热交换而变成相对低温低湿的空气，该空气作为吸附空气被供应到转子12的吸附区域12A。其结果，在第一通道10中除湿的空气被排到室内而除湿室内。另外，第二通道11中没有进行电热交换的外部气体经过吸气管道5A、第一通道转换器20和吸气管道4B而供应并被加湿，该加湿空气经过排气管道7B、第二通道转换器21和排气管道8向室外排出。

本实施方式中由于在除加湿部2的上游设置电热交换器3，在加湿运行时使外部气体和从室内排出的换气空气之间进行电热交换，从而在提高外部气体的温度及湿度的状态下使外部气体流入到转子12的再生区域12B，因而提高了导入到转子12再生区域12B的外部气体的温度。由此，使第二通道11中的再生空气和第一通道10的吸附空气之间的相对湿度增大，可以促进再生区域12B中水分的解吸而增加加湿量。因此，与外部气体的温度或湿度无关可以在维持室内温度的同时进行加湿。在此，虽然采用电热交换器3会使供应到第二通道11的外部气体的湿度增加，但与只交换显热的情况相比可以提高外部气体的温度，因而即使电热交换引起湿度的增加，也可以提高加湿效率。

此外，除湿运行时使外部气体和从室内排出的换气空气之间进行电热交换而降低外部气体的温度及湿度之后，向转子12的吸附区域12A导入外部气体，因而可以使导入到转子12吸附区域12A的外部气体的温度降低，可以促进吸附区域12A中水分的吸附而增加吸附量。因此，与外部气体的温度或湿度无关可以在维持室内温度的同时进行除湿。

以下参照图2至图3说明本发明的第二实施方式。并且，对于与所述实施方式相同的构成因素使用相同的符号。此外，省略重复部分的说明。

如图2所示，除加湿装置30在除加湿部2的第一通道10中转子12的上游设置第一湿度传感器31，而转子12的下游设置第二湿度传感器32。该第一及第二湿度传感器31、32的输出连接于控制装置33，并由该第一及第二湿度传感器31、32和控制装置33而构成吸附量控制单元。

以下主要参照图3的流程图说明本实施方式的作用。

首先，执行一般的加湿运行或除湿运行时(步骤S101中为“是”)，分别运行吸附用排风扇14和再生用排风扇18(步骤S102)。其结果，如第一实施方式在第一通道10中实现吸附而在第二通道11中实现再生，从而加湿空气或除湿空气向室内排出。结束运行时(步骤S105中为“是”)，使吸附用排风扇14和再生用排风扇18以及转子12停止运行。

与此相反，在不执行加湿及除湿运行时(步骤S101中为“否”)，通过图2中所示的第一及第二湿度传感器31、32和控制装置33求出吸附入出口的湿度差(步骤S103)。吸附入出口的湿度差通过第一湿度传感器31所检测的外部气体的湿度减去第二湿度传感器32所检测的外部气体(吸附空气)的湿度的差值来计算。当该吸附入出口的湿度差超过预定值时，例如湿度差为上游的第一湿度传感器31检测值的10％以上时(步骤S103中为“是”)，只运行吸附用排风扇14(步骤S104)而停止再生用排风扇18，从而开始吸附操作。此时，由于转子12在旋转，因而在第一通道10中水分被吸附到整个转子12。此时，吸附用排风扇14的风量可以与加湿运行时的风量相同、也可以比加湿运行时的风量小。并且，在步骤S101中反复执行步骤S104，直到吸附入出口的湿度差小于预定值(例如上游的第一湿度传感器31检测值的10％)，当吸附入出口的湿度差小于预定值时(步骤S103中为“否”)，使吸附用排风扇14和转子停止而结束运行(步骤S105中为“是”)。

如上所述执行吸附运行之后再运行加湿运行时，在转子12充分吸附水分的状态下开始加湿运行，并向室内供应再生空气。由此，开始加湿运行之后立刻就可以向室内供应被充分加湿的再生空气。并且，经过所定时间之后也可以稳定地供应被充分加湿的再生空气。

对于实施这种吸附运行的时机可以在根据用户的选择而结束加湿运行之后或在用户通过未图示的操作方法选择实施吸附运行等情况。并且，也可以在控制装置33内设置的定时器中设置白天用户不在室内的时间段，并在该时间段使其自动实施吸附运行。此外，还可以在夜间用户就寝的时间段自动或根据用户设定实施吸附运行。当夜间的电费比白天廉价时，可以节省运行费用。

根据本实施方式，由于在加湿运行之前可以事先将水分存储到转子12中，因而当开始加湿运行时可以迅速地将高湿度的再生空气供应到室内。并且，由于吸附到转子12的水分较多，可以长时间维持高加湿效率的状态。至于其他效果与上述的实施方式相同。另外，步骤S103中的吸附入出口湿度差的门限值并不限于10％，可以根据其除加湿装置30和设置场所使用最适合的值。

在此，若只设置第二湿度传感器32，并且当湿度为吸附运行开始之前湿度的80％以上时停止吸附运行，也可以获得相同的作用和效果。

此外，也可以设置温度传感器来替代第一及第二湿度传感器31、32，并根据转子12上游和下游之间的温度差结束吸附运行。由于得知水分被吸附之后的吸附空气的温度相对于吸附之前的温度有所上升，因而控制装置33在当温度传感器所检测的温度差达到一定值时控制并结束吸附运行。并且，还可以在控制装置33中设置测定吸附运行开始之后的所用时间的定时器，经过预定的时间之后用于停止吸附运行。另外，还可以设置检测室外温湿度的传感器，当室外温度降低达到吸附界限时停止吸附运行。

此外，本发明并不局限于如上所述的各实施方式，可以广泛应用。

例如，除加湿部2只要可以干式执行吸附和加湿，则各种结构都可以。尤其，吸附用排风扇14或再生用排风扇18的位置并不局限于实施方式，可以用电热交换器3风扇来替代排风扇14、18之中的至少一个。并且，调湿部件可以组合性地用间歇运行和四角形替代转子12。

此外，也可以分配管道，使在第一通道10中除湿的吸附空气可以供应到室内，从而根据用户的选择等选择性地向室内排出加湿的再生空气和除湿的吸附空气。

此外，换气空气并不局限于实施加湿或除湿的室内空气，还可以是另外房屋或住宅等，只要是相对于室外分割的空间空气即可。

还可以在吸气管道5A中设置电热交换器3，在换气管道6中设置通道转换器，从而在除湿时由吸气管道5A的电热交换器3供应换气空气，在加湿时由吸气管道5B的电热交换器3供应换气空气。

依据本发明，加湿时，将温度高于外部气体温度的空气供应到热交换器，使由该空气而加温的外部气体流入到调湿部件来执行加湿；除湿时，将温度低于外部气体温度的空气供应到热交换器，使由该空气而冷却的外部气体流入到调湿部件来执行除湿，因而可以提高加湿效率和除湿效率，尤其在第二通道中设置加热器时可以减少投入功率。在此，若使用从室内排出的换气空气为供应到热交换器的空气，则可以在执行室内的换气的同时执行加湿或除湿，从而有效使用换气空气的热量并提高加湿效率或除湿效率。因此，当加湿运行时，即使外部气体温度较低也可以充分执行加湿；当除湿运行时，即使外部气体温度较高也可以充分执行除湿。并且，若使用电热交换器为热交换器而使用时，可以有效使用外部气体中或室内空气中的水分所包含的热量。并且，设置吸附量控制单元，可以在进行一般的加湿运行之前在调湿部件中充分吸附水分，从而可以提高开始加湿运行时的加湿量或得到稳定的加湿量。在执行这种吸附运行时，若在调湿部件的执行吸附的区域前后设置温度传感器或湿度传感器用以测定调湿部件前后的湿度变化或温度变化，则可以适当地控制向调湿部件的水分吸附量。

Claims (6)

1、一种除加湿装置，其特征在于：包含使外部气体通过的第一通道及第二通道；所述第一及第二通道上设置调湿部件，以用于吸附通过所述第一通道的外部气体中所包含的水分而执行除湿，并利用该水分加湿通过第二通道的外部气体；所述第一及第二通道上游设置热交换器，以用于当除湿时，通过所述调湿部件之前的外部气体与低于该外部气体的低温空气之间进行热交换，而当加湿时，通过所述调湿部件之前的外部气体与高于该外部气体的高温空气之间进行热交换。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的低温或高温空气为由室内排到室外的室内空气。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述热交换器为电热交换器。

4、根据权利要求1至3之中的任意一项所述的装置，其特征在于设有吸附量控制单元，以用于在加湿运行之前实施向所述调湿部件吸附水分的吸附运行。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述的吸附量控制单元具有传感器，以用于测定所述第一通道中位于所述调湿部件上游和下游的湿度或温度，并根据这些传感器的测定结果停止吸附运行。

6、根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述吸附量控制单元具有传感器，以用于测定所述第一通道中位于所述调湿部件下游的湿度，并根据所述传感器的测定结果停止吸附运行。

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