CN1968734A - 除湿装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种除湿装置，具有热泵和吸放湿器。热泵具有从所供给的空气中吸热的吸热器以及向所供给的空气中散热的散热器。吸放湿器具有从所供给的空气中吸湿的吸湿部以及向所供给的空气中放湿的放湿部。散热器加热除湿对象空气，放湿部加湿被散热器所加热的空气。吸热器从被放湿部加湿的空气中吸热并且使其冷却，吸湿部从被吸热器冷却的空气中吸湿并进行除湿。

Description

除湿装置

技术领域

本发明涉及一种除湿装置，其具有由散热器、吸热器等构成的热泵和使用吸湿剂或者吸收剂进行吸放湿的吸放湿器。

背景技术

在日本特开昭63-1423号公报中公开有一种具有热泵与吸放湿器的现有的除湿装置，其按照散热器、吸放湿器的放湿部、吸热器的顺序使空气循环。下面，参照图13对现有的除湿装置的构造和运作情况进行说明。

在配管连接有压缩机1、散热器2、膨胀机构3、吸热器4的制冷剂回路5内填充有制冷剂6。制冷剂6在压缩机1中被压缩，然后按照散热器2、膨胀机构3、吸热器4的顺序在制冷剂回路5中循环。散热器2与吸热器4被设置在循环通道(以下称通道)7内，通过循环扇8而顺次供给在通道7内循环的空气。制冷剂6在吸热器4中从循环空气中吸热，然后在散热器2中向循环空气中散热。通过制冷剂6对循环空气吸热和散热而使热泵9运作。

吸放湿器10具有装着吸湿剂11的除湿转子12。除湿转子12的一部分被设置在通道7内的循环空气前进方向中散热器2的后段，并且在吸热器4的前段。其它部分被设置在通过室内扇13而送出除湿对象空气的供给通道(以下称通道)14内。因此，装在除湿转子12中的吸湿剂11在通道7内与循环空气接触，而在通道14内与除湿对象空气接触。

除湿转子12通过图中未示的驱动部旋转，通过该旋转，吸湿剂11反复在通道7中与循环空气接触以及在通道14中与除湿对象可接触。因所暴露的空气的相对湿度不同，吸湿剂11所能保持的水分量(最大吸附量)会发生变化。吸湿剂11具有这样的特性：所暴露的空气的相对湿度越高，它所能保持的水分越多，而相对湿度越低，它所能保持的水分量越少。因此，如果反复使吸湿剂11与相对湿度不同的若干空气接触，那么，根据各个相对湿度中吸湿剂11的最大吸附量之差，来进行吸水、脱水。

此处，通过循环扇8而进行循环的空气，在散热器2中通过制冷剂6的散热而被加热，并通过室内扇13变为湿度比所供给的除湿对象空气低的空气，然后，供给至除湿转子12。由于该除湿对象空气与循环空气的相对湿度差，所以，当吸湿剂11与除湿对象空气接触时，就会吸附空气中的水分，而当与循环空气接触时，则脱去所吸附的水分。

这样，吸放湿器10具有吸湿部15，其是与位于除湿转子12的通道14内的除湿对象空气接触的接触部分。此外，吸放湿器10还具有放湿部16，其是与位于除湿转子12的通道7内的循环空气接触的接触部分。于是，从除湿对象空气中吸湿以及向循环空气中放湿。即在吸湿部15中被吸湿的除湿对象空气变为低湿的空气，并被供给至除湿对象空间。而在放湿部16中被放湿的循环空气变为高湿的空气，并被供给至后段的吸热器4。被供给至吸热器4的循环空气因制冷剂6的吸热而被冷却至露点温度以下，由于该冷却，在放湿部16中的放湿成分饱和并凝缩。该凝缩的水量就成为除湿装置的除湿量。

在上述构造中，空气在散热器2、放湿部16、吸热器4中循环。该循环空气在散热器2中被加热，在相对湿度下降之后而供给至放湿部16。通过设定被供给至吸湿部15的除湿对象空气的相对湿度之差，吸放湿器10开始工作，除湿对象空气被吸湿，并被除湿。但是，如上所述，吸放湿器10的吸放湿量，即除湿装置的除湿量，因供给至吸湿部15的除湿对象空气和供给至放湿部16的循环空气的相对湿度之差而不同。因此，如果除湿对象空气的相对湿度降低，则循环空气的相对湿度之差缩小，除湿量减少。

如果除湿对象空气的湿度较低，则为了控制除湿量的下降，采用的方法是扩大供给至吸湿部15的空气与供给至放湿部16的空气的相对湿度之差。即该方法使供给至放湿部16的循环空气的温度继续上升，而使它的相对湿度降低。但是，在这种情况下，需要使散热器2中的制冷剂6的压力上升，这样，压缩机1的可靠性就会下降，压缩比增加从而使压缩效率下降。

此外，如果除湿对象空气的湿度较低，则为了控制除湿量的下降，采用的方法是增加除湿对象空气的风量。但是，在这种情况下，因为除湿对象空气的风量增加，所以需要增加散热器2中的散热量，即需要增加在散热器2中流动的制冷剂6的循环量。这样，压缩机1的压缩工作就会增加，耗电增加，从而导致除湿效率(除湿的水分的凝缩潜热量/除湿所需能量)下降。

此外，如果采用这种构造，则需要两个系统的送风回路。即用来将除湿对象空气供给至吸湿部15的通道14和室内风扇13以及用来使循环空气在散热器2、放湿部16、吸热器4中循环的通道7和循环扇8这两个系统的送风回路。因此，装置结构变得复杂，而且价格也因此变高。

发明内容

本发明的除湿装置具有热泵和吸放湿器。热泵具有从所供给的空气中吸热的吸热器和向所供给的空气中散热的散热器。吸放湿器具有从所供给的空气中吸湿的吸湿器和向所供给的空气中放湿的放湿部。散热器加热除湿对象空气，放湿部加湿被散热器加热的空气。吸热器从被放湿部加湿的空气中吸热并使它冷却，吸湿部从被吸热器冷却的空气中吸湿并对它进行除湿。这样，在散热器中被加热的相对湿度低的空气被供给放湿部，而在吸热器中被冷却的相对湿度高的空气被供给吸湿部。因此，被供给吸湿部和放湿部的空气的相对湿度之差扩大。由于该相对湿度之差的扩大，使得吸放湿器的吸放湿量增大，从而，除湿效率提高。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的除湿装置的结构概图。

图2是表示图1所示的除湿装置中的制冷剂的状态变化的莫利尔线图(压力—热函线图)。

图3是图1所示的除湿装置中除湿对象空气的状态变化的潮湿空气线图。

图4是图1所示的除湿装置的除湿转子中所装着的吸湿剂的水蒸气吸附等温线示意图。

图5是为了说明图1所示的除湿装置的降温控制部和升温控制部的运行情况的潮湿空气线图。

图6是本发明的实施方式2所涉及的除湿装置的结构概图。

图7是图6所示的除湿装置中除湿对象空气的状态变化的潮湿空气线图。

图8是本发明的实施方式3所涉及的除湿装置的结构概图。

图9是图8所示的除湿装置中除湿对象空气的状态变化的潮湿空气线图。

图10是本发明的实施方式4所涉及的除湿装置的结构概图。

图11是图10所示的除湿装置中除湿对象空气的状态变化的潮湿空气线图。

图12是本发明的实施方式所涉及的除湿装置中制冷剂的状态变化的莫利尔线图。

图13是现有的除湿装置的结构概图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的实施方式进行说明。与之前的实施方式相同的构成要素使用相同的符号，并且省略其详细的说明。

(实施方式1)

图1是本发明的实施方式1所涉及的除湿装置的结构概图。该除湿装置具有热泵109和吸放湿器110。热泵109具有从所供给的空气中吸热的吸热器104和向所供给的空气中散热的散热器102。吸放湿器110从湿度相对较高的空气中吸湿，然后向湿度相对较低的空气中放湿。吸放湿器110具有从所供给的空气中吸湿的吸湿部115、向所供给的空气中放湿的放湿部116。供给通道(以下称通道)202依次向散热器102、放湿部116、吸热器104、吸湿部115供给除湿对象空气。即散热器102加热除湿对象空气，而放湿部116加湿被散热器102加热的除湿对象空气。吸热器104从被放湿部116加湿的除湿对象空气中吸热并使其冷却，而吸湿部115从被吸热器104冷却的除湿对象空气中吸湿并对其进行除湿。

此外，热泵109具有压缩机101、膨胀机构103、以及依次连接压缩机101、散热器102、膨胀机构103和吸热器104的制冷剂回路105。压缩机101压缩制冷剂106。膨胀机构103使制冷剂106膨胀并减压。填充有制冷剂106的制冷剂回路105通过配管来连接压缩机101、散热器102、膨胀机构103与吸热器104。在散热器102中，制冷剂106向所供给的空气中散热，而在吸热器104中，制冷剂106从所供给的空气中吸热。

供给部201按照散热器102、放湿部116、吸热器104、吸湿部115的顺序供给除湿对象空气。换言之，供给部201具有顺次配置散热器102、放湿部116、吸热器104、吸湿部115的通道202以及朝着通道202送风的送风机203。

吸放湿器110具有装着至少一种以上吸湿剂111的除湿转子(Desiccant Rotor)112。而且，在吸湿部115中配置除湿转子112，以便吸湿剂111吸收除湿对象空气中的水分，同时在放湿部116中将吸湿剂111所保持的水分散入除湿对象空气中。此外，图中未示的驱动部使除湿转子112旋转，从而反复进行吸湿部115中的吸水处理和放湿部116中的脱水处理。

降温控制部(以下称控制部)204用来控制在散热器102中被加热并且被供给放湿部116的除湿对象空气的温度下降。在图1中，使散热器102与放湿部116在通道202内相互接近而设，从而形成控制部204。具体的方式在于，散热器102与放湿部116彼此并不相互接触，而是保持规定的间隔。

另一方面，升温控制部(以下称控制部)205用来控制在吸热器104中被冷却并且被供给吸湿部115的除湿对象空气的温度上升。在图1中，使吸热器104与吸湿部115在通道202内相互接近而设，从而形成控制部205。具体的方式在于，吸热器104与吸湿部115彼此并不相互接触，而是保持规定的间隔。

下面，对除湿装置的操作进行说明。图2是表示图1所示的除湿装置的制冷剂106的状态变化的莫利尔线图(压力-热函线图)。箭头连接图2所示的点21、点22、点23、点24而形成的循环表示在制冷剂回路105内循环的制冷剂106的状态变化。制冷剂106在压缩机101中被压缩，压力和热函上升，于是，从点21变化为点22的状态。接着，在散热器102中，通过向所供给的除湿对象空气中散热，热函减少，于是，从点22变化为点23的状态。之后，通过在膨胀机构103中膨胀减压，压力下降，于是，从点23变化为点24的状态。接着，在吸热器104中，通过从所供给的除湿对象空气中吸热，热函增加，于是，从点24返回点21的状态。通过上述制冷剂106的状态变化，热泵109在吸热器104中吸热，在散热器102中散热。此时，点22与点23中的热函之差乘以制冷剂循环量所得数值即为散热器102中的散热量。点21与点24(点23)中热函之差乘以制冷剂循环量所得数值即为吸热器104中的吸热量。接着，散热量与吸热量之差，即点22与点21中热函之差乘以制冷剂循环量所得数值，即为压缩机101的压缩工作量。

图3是表示图1所示的除湿装置中的除湿对象空气的状态变化的潮湿空气线图。首先，点31状态的除湿对象空气被供给至散热器102，并通过制冷剂106的散热而被加热，从而变化为点32的状态。接着，除湿对象空气被供给至放湿部116，并通过脱去装在除湿转子112中的吸湿剂111中所保持的水分而被加湿。因此，湿度上升，同时温度下降，从而变为点33的状态。变为点33状态的除湿对象空气接着被供给至吸热器104，通过制冷剂106的吸热而被冷却至露点温度以下，于是变为点34的饱和状态。此时，饱和的水分凝缩，并作为凝缩水而被回收。最后，除湿对象空气被供给吸湿部115，并通过装在除湿转子112中的吸湿剂111吸收除湿对象空气中的水分而被除湿。因此，湿度下降的同时温度上升，于是就变为点35状态的干燥空气。

在上述的除湿对象空气的状态变化中，在吸热器104中所回收的凝缩水的水量，就是点33与点34的绝对湿度差乘以除湿对象空气的重量换算风量所得的数值。此外，点33与点32或者点33与点31的绝对湿度差乘以除湿对象空气的重量换算风量所得数值即为放湿部116中的放湿量。点34与点35的绝对湿度差乘以除湿对象空气的重量换算风量所得数值即为吸湿部115中的吸湿量。

作为放湿部116出口的点33的理想状态，是接近作为吸湿部115入口点34的相对湿度的点36。此外，作为吸湿部115出口的点35的位置，接近作为放湿部116入口点32的相对湿度的点37。因此，通过使点34的相对湿度上升，使点32的相对湿度下降，这样，供给吸湿部115的点34的空气与供给放湿部116的点32的空气的相对湿度差扩大，于是吸放湿量增加。

此外，点31与点32的热函差乘以除湿对象空气的重量换算风量所得数值即为散热器102中的散热量。而点33与点34的热函差乘以除湿对象空气的重量换算风量所得数值即为吸热器104中的吸热量。散热器102中的散热量以及吸热器104中的吸热量与通过图2的制冷剂106的状态变化所获得的散热量以及吸热量相等。

图4是图1中除湿转子112中吸湿剂111的水蒸气吸附等温线图。作为吸湿剂111，只要是具有吸湿性，并且可以装在除湿转子112中，具有一定程度的耐热性以进行脱水的物质即可。例如，可以使用硅胶、沸石等无机质的吸附型吸湿剂、有机高分子电解质(离子交换树脂)等吸湿剂、氯化锂等吸收型吸湿剂等。

图4的水蒸气吸附等温线表示使用表面具有很多硅烷醇基的多孔质形状的硅胶作为吸湿剂111的情况。硅胶的细孔径因制造方法不同而各异，A型的平均细孔直径约为2.2nm，B型的约为7.0nm。此外，由于细孔直径的差异，水蒸气的吸附特性也不同。通常情况下，硅胶具有在高湿度条件下吸湿率变高的特性，而B型吸湿剂在高湿度条件下的高吸湿率尤为明显。如果使用普通的除湿装置，由于需要一定程度地确保可除湿的除湿对象空气的相对湿度范围，因此，难以利用在中间50％附近的相对湿度条件下吸湿率较低的B型硅胶作为吸湿剂。但是，如果采用本实施方式的除湿装置，那么，供给吸湿部115的除湿对象空气在吸热器104中被冷却为露点温度以下的饱和、即相对湿度接近100％的状态下经常供给。因此，使用在相对湿度为90％的高湿度空气条件下具有40％以上的高吸湿率的吸湿剂111，例如，使用B型的硅胶，这样就能够提高吸放湿量。

图5是用于说明图1中的控制部204、205的操作的潮湿空气线图。控制部204、205未运行时，点42所示的在散热器102中被加热的除湿对象空气，在被供给放湿部116之前向外部散热，例如，向点41所示的除湿装置外部的空气中散热，于是温度下降，移动至点46。此外，点44所示的在吸热器104中被冷却的除湿对象空气，在被供给吸湿部115之前从外部散热，例如从点41所示的除湿装置外部的空气中散热，于是温度上升，移动至点48。

供给至放湿部116的空气温度从点42下降至点46，于是相对湿度上升。随着供给放湿部116的空气的相对湿度上升，从点45所示的吸湿部115流出的空气的相对湿度上升，从而变为点49的状态。此外，供给至吸湿部115的空气温度从点44上升至点48，于是相对湿度下降。随着供给至吸湿部115的空气的相对湿度下降，从点43所示的放湿部116流出的空气的相对湿度下降，于是变成点47的状态。从吸湿部115流出的空气从点45变为点49的状态而引起的相对湿度上升，意味着吸湿部115中的吸湿量减少。从放湿部116流出的空气从点43变化为点47的状态而引起的相对湿度下降，意味着放湿部116中放湿量的减少。因此，在控制部204、205未运行的情况下，吸放湿器110的吸放湿量减少，于是除湿效率下降。

控制部204、205控制上述吸放湿量的减少。即控制部204控制在散热器102中被加热的除湿对象空气的温度下降。也就是说，控制从点42至点46的状态变化。这样，从吸湿部115流出的空气的相对湿度的上升得以控制。即从点45至点49的状态变化被控制。此外，控制部205控制在吸热器104中被冷却的除湿对象空气的温度上升。也就是说，控制从点44至点48的状态变化。这样，从放湿部116流出的空气的相对湿度的下降得以控制。即从点43至点47的状态变化被控制。这样，吸湿部115中的吸湿量与放湿部116中的放湿量的减少得到控制，从而保持吸放湿器110的吸放湿量。

控制部204具体是通过采用使散热器102与放湿部116在通道202内接近而设的方式而实现的。这样，在散热器102内流动的高温制冷剂106的热量被辐射至放湿部116中的除湿转子112上。辐射至除湿转子112上的热量用来加热吸湿剂111，并被用来脱去吸湿剂111中所保持的水分。此外，控制部205具体是通过采用使吸热器104与吸湿部115在通道202内接近而设的方式而实现的。这样，在吸热器102内流动的低温制冷剂106的冷热被辐射至吸湿部115中的除湿转子112上。被辐射至除湿转子112上的冷热用来冷却吸湿剂111，并被用来容易吸附除湿对象空气中的水分。

其中，控制部204、205并非局限于上述构造，只要是能够分别控制除湿对象空气向外部的散热以及从外部向除湿对象空气中的散热即可。例如，使用热传导率低的树脂材料形成构成通道202的材质，或者在通道202中设置隔热材料。

根据上述说明的结构以及操作，本实施方式的除湿装置具有如下的效果。

在加热器102中被加热的相对湿度较低的除湿对象空气，即图3中点32所示的低温状态的空气被供给至放湿部116。在吸热器104中被冷却的相对湿度较高的除湿对象空气，即图3中点34所示的饱和状态的空气被供给至吸湿部115。于是，被供给至吸湿部115和放湿部116的空气的相对湿度之差扩大，而且由于相对湿度之差的扩大，吸放湿器110的吸放湿量增大，于是除湿效率提高。

此外，供给至吸热器104的空气的绝对湿度比供给散热器102的空气的绝对湿度高。即图3中点33所示的空气的绝对湿度比点31所示的空气的绝对湿度高。具体地说就是，在散热器102中通过热泵109的操作，除湿对象空气仅获得显热。因此，在散热器102中，仅显热升高的空气被供给放湿部116。在放湿部116中，吸放湿器110向空气中放湿。通过该放湿，除湿对象空气被加湿。而通过该加湿，在吸热器104中被回收的凝缩水的水量增加，即点33所示的空气的绝对湿度与点34所示的空气的绝对湿度之差乘以除湿对象空气的重量换算风量所得数值增加。由于单位时间可回收的凝缩水的水量相当于除湿能力，因此，除湿装置的除湿能力提高。

此外，被供给至吸湿部115的除湿对象空气的相对湿度变为大于被供给至散热器102的除湿对象空气的相对湿度。换言之，可以使图3中点34所示的空气的相对湿度提高为点31所示的空气的相对湿度以上。具体的方式在于，供给至吸热器104的空气通过吸热器104的冷却而首先除去显热。在除去显热过程中，包含在除湿对象空气中的水蒸气并没有被除去，只有温度下降。由于温度下降，使得除湿对象空气的相对湿度增加。在除去显热的过程中，如果除湿对象空气的温度降至其露点温度，那么相对湿度就会接近百分之百。而且，如果进行冷却处理，那么在保持其饱和的状态下，除湿对象空气中的水蒸气发生凝缩，于是，显热与潜热就被同时除去。这样，在吸热器104中除湿对象空气被冷却至其露点温度以下，被供给至吸湿部115的空气变为饱和状态，从而确保其相对湿度大于被供给散热器102的空气的相对湿度。这样，相对湿度比供给放湿部116的空气更高的空气始终被供给至吸湿部115。因此，除湿装置不易受其所要除湿的除湿对象空气的状态变化的影响，即，不受图3中点31的空气状态的变化的影响，从而可以保证长期稳定地进行除湿。

此外，热泵109由具有压缩机101、散热器102、膨胀机构103、吸热器104的蒸气压缩式热泵构成。由于作为热泵109工作流体的制冷剂106的散热，而使除湿对象空气加热，并且，由于制冷剂106的吸热，使除湿对象空气冷却。在吸热器104中被冷却的空气被供给吸湿部115，而在散热器102中被加热的空气被供给放湿部116。即通过图2中制冷剂106从点24至点21的状态变化所产生的吸热而被冷却，变成图3中点34所示状态的空气被供给吸湿部115。此外，通过图2中制冷剂106从点22至点23的状态变化所产生的散热而被加热，变成图3中点32所示状态的空气被供给放湿部116。于是，相对湿度较高的除湿对象空气被供给吸湿部115，而相对湿度较低的除湿对象空气被供给放湿部116。因此，在不使散热器102中制冷剂106的压力上升的情况下，供给吸湿部115的空气与供给放湿部116的空气的相对湿度之差扩大。这样不仅确保了压缩机101的可靠性，而且吸放湿器110的吸放湿量增加，于是除湿效率提高。

此外，供给部201由通道202和朝着通道202送风的送风机203所形成的单一送风回路而构成。在通道202中顺次设置有散热器102、放湿部116、吸热器104、吸湿部115。采用这种构造的除湿装置不仅结构简单，而且价格便宜。

此外，吸放湿器110具有装着至少一种以上吸湿剂111的除湿转子112，在吸湿部115中，吸湿剂111吸收除湿对象空气中的水分。而在放湿部116中设置有用来使吸湿剂111所含水分脱至除湿对象空气中的除湿转子112。由于除湿转子112的旋转，可以反复进行吸湿部115中的吸水与放湿部116中的脱水。这样，通过旋转除湿转子112这种简单的操作，就能够很容易地反复进行吸湿部115中吸湿剂111的吸水与放湿部116中吸湿剂111的脱水。因此，采用这种结构的除湿装置价格便宜。

因暴露的空气的相对湿度不同，吸湿剂111可保持水分的水量(最大吸湿量)发生变化。暴露的空气的相对湿度越高，吸湿剂111就能保持更多的水分，而如果相对湿度变低，则可保持的水分量减少。因此，如果吸湿剂111与之反复接触的被供给吸湿部115与放湿部116的除湿对象空气的相对湿度不同，那么，根据各自相对湿度中吸湿剂111的最大吸湿量之差而进行吸水与脱水。此处，在散热器102中因制冷剂106的散热而被加热，从而相对湿度下降的空气被供给放湿部116。而在吸热器104中因制冷剂106的吸热而被冷却至露点温度以下，从而相对湿度上升的空气被供给吸湿部115。因此，就充分确保了供给吸湿部115的空气与供给放湿部116的空气的相对湿度之差。这样，当与吸湿部115中高湿度的空气接触时，吸湿剂111吸收空气中的水分，当与放湿部116中低湿度的空气接触时，脱去该吸收的水分。

此外，作为装在除湿转子112中的吸湿剂111，可以使用在高湿度空气条件下具有高吸湿率特性的物质，例如可以使用B型硅胶。在本除湿装置中，被冷却至露点温度以下的高湿度的除湿对象空气被供给吸湿部115。因此，在高湿度空气条件下具有高吸湿率特性的物质，例如B型硅胶适合在高湿度条件下具有高吸湿率的特性，吸湿量增加，于是除湿效率提高。

此外，通过设置控制部204来控制在散热器102中被加热的除湿对象空气的温度下降。即控制图5中自点42至点46的状态变化。以此来控制从吸湿部115流出的空气的相对湿度上升。即控制图5中自点45至点49的状态变化，从而确保吸湿部115中的吸湿量。

除湿对象空气的温度下降是由于从散热器102与放湿部116之间的除湿对象空气向外部传热而引起的。从除湿对象空气向外部传热的热量，受除湿对象空气与外部的温差以及设在除湿对象空气与外部之间的隔板面积以及传热率的影响。即如果设在除湿对象空气与外部之间的隔板的面积大，那么，从除湿对象空气向外部传热的热量增加，于是除湿对象空气的温度下降幅度增大。但是，通过使散热器102与放湿部116接近而设，使设在除湿对象空气与外部之间的隔板面积变小，于是从除湿对象空气向外部传热的热量减少。由于该传热量的减少，因此除湿对象空气的温度下降得以控制。

此外，控制部204是通过在通道202内使散热器102与放湿部116接近设置而实现的。即，最好利用散热器102的热辐射而使放湿部116加热。具体地讲就是，通过散热器102中工作流体的加热，散热器102的温度升高。由于该温度升高，从散热器102辐射出热量。该辐射出的热量到达放湿部116，从而加热放湿部116。由于该加热，吸放湿器110的温度升高，从而加速放湿。即从散热器102辐射出的热量被用于促进脱去吸湿剂111所保持的水分。

此外，通过设置控制部205来控制在吸热器104中被冷却的除湿对象空气的温度上升。即控制图5中自点44至点48的状态变化。以此来控制从放湿部116流出的除湿对象空气的相对湿度上升。即控制图5中自点43至点47的状态变化，从而确保放湿部116中的放湿量。

供给至吸热器104的除湿对象空气因制冷剂106的吸热而被冷却，从而使其相对湿度增大。相对湿度增大的除湿对象空气被供给至吸湿部115，但是，如果在中途除湿对象空气的温度上升，那么，除湿对象空气的相对湿度下降，吸放湿器110的吸放湿量下降。该除湿对象空气的温度上升是由于从吸热器104与吸湿部105之间的外部向除湿对象空气中传热而引起的。向除湿对象空气中的传热量受除湿对象空气与外部的温差以及设置除湿对象空气与外部之间的隔板面积以及传热率的影响。即如果设在除湿对象空气与外部之间的隔板面积大，那么，从外部向除湿对象空气的传热量增加，从而使除湿对象空气的温度上升幅度变大。但是，通过使吸热器104与吸湿部115接近而设，使除湿对象空气与外部之间的隔板面积变小，从外部向除湿对象空气的传热量减少。由于该传热量的减少，因此除湿对象空气的温度上升得以控制。

此外，控制部205是通过在通道202内使吸热器104与吸湿部115接近设置而实现的。即最好利用吸热器104的冷辐射而使吸湿器115冷却。具体地讲就是，通过吸热器104中工作流体的冷却，吸热器104的温度下降。由于该温度下降，从吸热器104辐射出冷热。该辐射出的冷热到达吸湿部115，从而冷却吸湿部115。由于该冷却，促进吸放湿器110从除湿对象空气中吸湿，从而使吸湿量增加。即从吸热器104辐射出的冷热被用于促进吸收除湿对象空气中的水分。

(实施方式2)

图6是本发明的实施方式2所涉及的除湿装置的结构概图。本实施方式中的除湿装置包括：对在吸湿部115中被吸湿的除湿对象空气与供给散热器102的除湿对象空气进行热交换的热交换部206。其它结构与实施方式1相同。

热交换部206只要是能够交换若干空气的显热的部件即可，可以使用错流式、逆流式的叠片式热交换器以及通过旋转蓄热材料来进行热交换的辐流式热交换器。下面说明除湿装置的操作。

图7是表示图6所示的除湿装置中的除湿对象空气的状态变化的潮湿空气线图。在吸湿部115中被吸湿而使温度升高的点55状态的空气与供给散热器102之前的点51状态的空气被供给热交换部206，从而进行热交换。即点55状态的空气被点51状态的空气所冷却，从而温度下降变为点57状态的空气，并从热交换部206流出。点51状态的空气被点55状态的空气所加热，变为点56状态的空气，并从热交换部206流出。换言之，点51的空气通过供给热交换部206而被加热，变为点56的状态，并供给散热器102。

为了获得相同的除湿量，在散热器102中，除湿对象空气被加热至点52的状态。此时的散热器102的散热量是点56与点52的热函之差乘以除湿对象空气的重量换算风量所得数值。而在未使用热交换部206的情况下，散热器102的散热量是点51与点52的热函之差乘以除湿对象空气的重量换算风量所得数值。即通过使用热交换部206，点51与点56的热函差乘以除湿对象空气的重量换算风量所得的散热量数值减少。

另一方面，在凝缩器102中散热的制冷剂106的散热量，与图2中所示的点21与点24的热函差乘以制冷剂循环量所得的吸热能力值、点22与点21的热函差乘以制冷剂循环量所得的压缩工作量之和相等。因此，根据减少的散热量，可以减少压缩机101的压缩工作量。于是，压缩机101的耗电减少，除湿效率提高。

如上所述，本实施方式的除湿装置具有热交换部206。在吸湿部115中被吸湿而使温度升高的空气与供给散热器102的空气在热交换部206中进行热交换。这样供给散热器102的除湿对象空气的温度升高，散热器102的散热量减少。于是，压缩机101的工作量减少，耗电减少，从而使除湿效率提高。

(实施方式3)

图8是本发明的实施方式3所涉及的除湿装置的结构概图。本实施方式中的除湿装置包括：在放湿部116中被加湿，并且对供给吸热器104的除湿对象空气进行冷却的冷却部207。除此之外，其它的结构与实施方式1相同。

在图8的构造中，冷却部207由对在放湿部116中被加湿并被供给至吸热器104的空气以及被供给至散热器102的空气进行热交换的热交换器所构成。该热交换器只要是能够对若干空气的显热进行热交换的部件即可，可以使用错流式、逆流式的叠片式热交换器以及使蓄热材料旋转来进行热交换的辐流式热交换器。

此外，冷却部207并非局限于热交换器，只要是能够对在放湿部116中被加湿并被供给吸热器104的除湿对象空气进行冷却的构件即可。也可以使用珀耳帖元件进行冷却或者设置热交换部来与装置外部的空气进行热交换。此外，最简单的结构在于，连接放湿部116与吸热器104的通道202的至少一部分使用传热率在5.0kcal/mh℃以上的材料。例如，可以使用传热率高、有防锈功能的铝或不锈钢材料来构成放湿部116与吸热器104之间的通道202。此时，如果也能利用送风机203等设备向通道202的外面送风，那么就可以促进冷却。

下面，对除湿装置的操作进行说明。图9是表示图8所示的除湿装置中除湿对象空气的状态变化的潮湿空气线图。在放湿部116中被加湿的点63所示的空气与被供给散热器102之前的点61所示的空气被供给由热交换器构成的冷却部207，从而进行热交换。即在放湿部116中被加湿的空气被供给散热器102的空气所冷却，温度下降从而变为点67的状态，并从冷却部207中流出。于是，吸热器104所负担的除湿对象空气的冷却量减少。即点63与点67的热函差乘以除湿对象空气的重量换算风量所得冷却能力值减少。因此，因吸热器104的冷却能力不足而导致除湿量下降的情况得以控制。

此外，被供给散热器102的点61状态的空气通过在放湿部116中被加湿的点63所示状态的空气所加热，变为点66的状态，并从冷却部207中流出。即，如果使用热交换器而作为冷却部207，那么与实施方式2相同，压缩机101的耗电减少，除湿效率提高。

如上所述，本实施方式的除湿装置，在放湿部116中被加湿的空气在被供给吸热器104之前，被冷却部207所冷却。因此，因吸热器104的冷却能力不足而导致除湿量下降的情况得以控制。

此外，如果使用热交换器而作为冷却部207，那么，在放湿部116中被加湿的空气与被供给散热器102之前的空气在冷却部207中进行热交换。于是，被供给散热器102的空气的温度升高，散热器102的散热量减少。因此，压缩机101的工作量减少，耗电减少，从而除湿效率提高。

(实施方式4)

图10是本发明的实施方式4所涉及的除湿装置的结构概图。本实施方式中的除湿装置具有对在放湿部116中被加湿并被供给至吸热器104的空气进行冷却的冷却部208。冷却部208包括：利用供给部201的送风机203，朝着连接放湿部116与吸热器104的通道202的外面吹送除湿装置外部的空气。在放湿部116中被加湿并供给吸热器104的空气因该送风而被冷却。

与实施方式3相同，为了有效地进行热交换，连接放湿部116与吸热器104的通道202的至少一部分最好使用传热率在5.0kcal/mh℃以上的材料而构成。此外，连接放湿部116与吸热器104的通道202最好使用防锈的金属材料形成。由于金属材料比树脂材料的传热率高，因此，在放湿部116中被加湿的除湿对象空气，通过该金属材料，被通道202周围的空气冷却之后，然后供给吸热器104。具体地讲就是，最好采用防锈的铝或者不锈钢等金属材料形成。

此外，还可以在通道202的部分设置热交换部，用来对在放湿部116中被加湿并被供给至吸热器104的除湿对象空气与装置外部的空气进行热交换，也能够同样进行冷却。在这种情况下，作为热交换部，只要是能够交换若干空气的显热的即可，可以使用错流式、逆流式的叠片式热交换器以及通过旋转蓄热材料来进行热交换的辐流式热交换器。

在图10中，利用送风机203将除湿装置外部的空气送至冷却部208。即供给部201向连接放湿部116与吸热器104的通道202的外面送风。除此之外，也可以设置专门的送风机，向与送风机203的出口不同的地方排气。即也可以向连接放湿部116与吸热器104的通道202的外面送风。或者采用图10的结构，使从送风机203排出的空气的一部分循环至冷却部208。采用上述这些方式，则可防止除湿处理之后的湿度因外界空气的混合而上升。

图11是表示图10所示的除湿装置中的除湿对象空气的状态变化的潮湿空气线图。在放湿部116中被加湿的点73所示的空气，被在通道202中通过送风机203吹送的装置外部的空气所冷却。接着，温度下降而变为点76的状态，从而被供给吸热器104。这样，吸热器104所负担的除湿对象空气的冷却量减少。即点73与点76的热函差乘以除湿对象空气的重量换算风量所得的冷却能力值下降。因此，由于吸热器104的冷却能力不足而导致的除湿量下降的情况得以控制。

其中，也可以使用二氧化碳作为填充在制冷剂回路105中的制冷剂106。图12是使用二氧化碳作为制冷剂106时除湿装置的状态变化的莫利尔图(压力—热函线图)。图12所示的用箭头连接点81、点82、点83、点84的循环，表示在制冷剂回路105内循环的作为制冷剂106的二氧化碳的状态变化。

由二氧化碳构成的制冷剂106被压缩至比在压缩机101中表示临界压力的饱和曲线85高的超临界压力的点82。在散热器102中，制冷剂106向所供给的除湿对象空气中散热，但由于是超临界状态，因此即使散热也不会凝缩，于是温度下降，从点82变为点83的状态。之后，它在膨胀机构103中膨胀减压，于是压力下降，从点83变为点84的状态。接着，在吸热器104中，它从被供给的除湿对象空气中吸热，于是热函增加，从点84返回点81的状态。

如果使用如二氧化碳一样在超临界压力下散热的制冷剂，那么压缩后的散热器102中的温度变为高温。因此，在散热器102中被加热的除湿对象空气也变高。即相对湿度变得更低，被供给放湿部116与被供给吸湿部115的除湿对象空气的相对湿度之差扩大。由于该相对湿度之差扩大，吸放湿器110的吸放湿量增加，除湿效率提高。

此外，作为制冷剂106而使用二氧化碳的构造，也适用于实施方式1～3。

工业上的可利用性

本发明所涉及的除湿装置中使用热泵，通过扩大吸湿对象空气与放湿对象空气的相对湿度差，从而使除湿效率提高。该除湿装置适用于除湿机、干燥机、空调机、溶剂回收装置等需要具有高效除湿功能的设备。

Claims (24)

1.一种除湿装置，其特征在于，包括：

具有从空气中吸热的吸热器以及向空气中散热的散热器的热泵、

具有从空气中吸湿的吸湿部以及向空气中放湿的放湿部的吸放湿器，其中，

所述散热器加热除湿对象空气，所述放湿部加湿被所述散热器所加热的空气，所述吸热器冷却被所述放湿部所加湿的空气，所述吸湿部对被所述吸热器所冷却的空气进行除湿。

2.如权利要求1中所述的除湿装置，其特征在于：

所述放湿部加湿被所述散热器所加热的空气，从而使供给至所述吸热器的空气的绝对湿度比供给至所述散热器的空气的绝对湿度高。

3.如权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

所述吸热器冷却被所述放湿部所加湿的空气，从而使供给至所述吸湿部的空气的相对湿度高于供给至所述散热器的空气的相对湿度。

4.如权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

所述热泵包括：压缩机、膨胀机构、顺次连接所述压缩机、所述散热器、所述膨胀机构以及所述吸热器的制冷剂回路，而且在所述制冷剂回路内还具有作为所述热泵的工作流体的制冷剂，其中，

所述压缩机压缩所述制冷剂，在所述散热器中，所述制冷剂向空气中散热，所述膨胀机构使所述制冷剂膨胀减压，在所述吸热器中，所述制冷剂从空气中吸热。

5.如权利要求4所述的除湿装置，其特征在于：

所述制冷剂是在所述散热器中，在超临界压力下进行散热的材料。

6.如权利要求4所述的除湿装置，其特征在于：

所述制冷剂是二氧化碳。

7.如权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

还包括按照所述散热器、所述放湿部、所述吸热器、所述吸湿部的顺序供给所述除湿对象空气的供给部。

8.如权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

所述吸放湿器具有除湿转子，其装有至少一种以上的吸湿剂，在所述吸湿部中，所述吸湿剂吸收空气中的水分，同时，在所述放湿部中，将所述吸湿剂所保持的水分散入空气中。

通过所述除湿转子的旋转，反复进行所述吸湿部中的吸水以及所述放湿部中的脱水。

9.如权利要求8所述的除湿装置，其特征在于：

所述吸湿剂至少包含在相对湿度为90％的条件下具有40％以上吸湿率的材料。

10.如权利要求8所述的除湿装置，其特征在于：

所述吸湿剂至少包含B型硅胶。

11.如权利要求1所述的除湿装置，其特征在于，还包括：

降温控制部，用来对在所述散热器中被加热并被供给至所述放湿部的空气的降温进行控制。

12.如权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

使所述散热器和所述放湿部接近设置，从而对在所述散热器中被加热并被供给至所述放湿部的空气的降温进行控制。

13.权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

所述放湿部通过所述散热器的热辐射而被加热。

14.如权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

还包括升温控制部，用来对在所述吸热器中被冷却并被供给至所述吸湿部的空气的升温进行控制。

15.如权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

使所述吸热器和所述吸湿部接近设置，从而对在所述吸热器中被冷却并被供给至所述吸湿部的空气的升温进行控制，。

16.如权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

所述吸湿部通过所述吸热器的热量辐射而被冷却。

17.如权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

还包括热交换部，用来对在所述吸湿部中被除湿的空气和被供给至所述散热器的空气进行热交换。

18.如权利要求1所述的除湿装置，其特征在于：

还包括冷却部，用来对在所述放湿部中被加湿并被供给至所述吸热器的空气进行冷却。

19.如权利要求18所述的除湿装置，其特征在于：

所述冷却部对在所述放湿部中被加湿并被供给至所述吸热器的空气以及被供给至所述散热器的空气进行热交换。

20.如权利要求18所述的除湿装置，其特征在于：

所述冷却部对在所述放湿部中被加湿并被供给至所述吸热器的空气以及所述除湿装置外部的空气进行热交换。

21.如权利要求18所述的除湿装置，其特征在于：

还包括供给通道，所述冷却部是所述供给通道，连接所述放湿部分和所述吸热器，其至少一部分是采用传热率在5.0kcal/mh℃以上的材料形成。

22.如权利要求21所述的除湿装置，其特征在于：

所述供给通道采用防锈的金属材料形成。

23.如权利要求21所述的除湿装置，其特征在于：

所述供给通道的外面被送风。

24.如权利要求21所述的除湿装置，其特征在于：

还包括供给部，其中，该供给部顺次向所述散热器、所述放湿部、所述吸热器、以及所述吸湿部供给所述除湿对象空气，同时，向所述供给通道的外面送风。

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