JP3807410B2 - Adsorption heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通過する空気をフィン表面に担持された吸着剤と接触させる吸着熱交換器に関するものである。 The present invention relates to an adsorption heat exchanger in which passing air comes into contact with an adsorbent supported on a fin surface.
従来より、特許文献1に開示されているように、フィンや伝熱管の表面に吸着剤を担持する吸着熱交換器が知られている。また、この特許文献1には、2つの吸着熱交換器を用いた除湿装置が開示されている。この除湿装置では、吸着側の吸着熱交換器へクーリングタワーで冷却された冷却水を供給し、再生側の吸着熱交換器へ温熱供給源からの温水を供給する。この除湿装置は、第1の吸着熱交換器が吸着側となって第2の吸着熱交換器が再生側となる動作と、第1の吸着熱交換器が再生側となって第2の吸着熱交換器が吸着側となる動作とを交互に繰り返す。そして、この除湿装置は、吸着側の吸着熱交換器で空気を除湿し、再生側の吸着熱交換器で吸着剤を再生する。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, an adsorption heat exchanger in which an adsorbent is supported on the surfaces of fins and heat transfer tubes is known. Further, Patent Document 1 discloses a dehumidifying device using two adsorption heat exchangers. In this dehumidifying device, the cooling water cooled by the cooling tower is supplied to the adsorption heat exchanger on the adsorption side, and hot water from the heat source is supplied to the adsorption heat exchanger on the regeneration side. In this dehumidifier, the first adsorption heat exchanger serves as the adsorption side and the second adsorption heat exchanger serves as the regeneration side, and the first adsorption heat exchanger serves as the regeneration side and the second adsorption The operation of the heat exchanger on the adsorption side is repeated alternately. The dehumidifying device dehumidifies air with the adsorption heat exchanger on the adsorption side, and regenerates the adsorbent with the adsorption heat exchanger on the regeneration side.
上記除湿装置の動作について、第1の吸着熱交換器へ冷却水が供給されて第2の吸着熱交換器へ温水が供給される状態を例に説明する。第1の吸着熱交換器を通過する空気は、フィンの間を通過する過程で水分を吸着剤に奪われて除湿される。第1の吸着熱交換器の伝熱管内を流れる冷却水は、空気中の水分が吸着剤へ吸着される際に生じる吸着熱を吸熱する。また、伝熱管内の冷却水は、空気からも吸熱する。一方、第2の吸着熱交換器では、伝熱管内を流れる温水によって吸着剤やフィンの間を通過する空気が加熱される。そして、第2の吸着熱交換器では、吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分がフィンの間を通過する空気へ付与される。
上述のように、吸着側の吸着熱交換器へ供給された空気は、フィンの間を通過する過程で次第に水分を奪われてゆく。つまり、吸着側の吸着熱交換器を通過する空気は、フィンの間を通過する過程で絶対湿度が次第に低下し、それに伴って相対湿度も次第に低下してゆく。そして、一般的には、空気の相対湿度が低くなるほど、空気中の水分が吸着剤に吸着されにくくなる。このため、従来の吸着熱交換器では、空気流の上流側に位置する部分に比べ空気流の下流側に位置する部分に吸着される水分量が少なくなっていた。そして、吸着熱交換器における水分の吸着量が偏ることに起因して、吸着熱交換器における水分の吸着性能が充分に発揮されないという問題があった。 As described above, the air supplied to the adsorption heat exchanger on the adsorption side is gradually deprived of moisture in the process of passing between the fins. That is, the absolute humidity of the air passing through the adsorption heat exchanger on the adsorption side gradually decreases in the process of passing between the fins, and the relative humidity gradually decreases accordingly. In general, the lower the relative humidity of the air, the less moisture in the air is adsorbed by the adsorbent. For this reason, in the conventional adsorption heat exchanger, the amount of moisture adsorbed on the portion located on the downstream side of the air flow is smaller than the portion located on the upstream side of the air flow. In addition, there is a problem that the moisture adsorption performance in the adsorption heat exchanger is not sufficiently exhibited due to the uneven amount of moisture adsorption in the adsorption heat exchanger.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸着熱交換器を備える調湿装置において、吸着熱交換器における水分の吸着性能を充分に発揮させることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to sufficiently exhibit moisture adsorption performance in the adsorption heat exchanger in a humidity control apparatus including the adsorption heat exchanger. .
第1の発明は、内部を熱媒体が流通する伝熱管(40)と表面に吸着剤を担持するフィン(30)とが複数ずつ設けられ、通過する空気を上記フィン(30)に担持された吸着剤と接触させる吸着熱交換器を対象とする。そして、上記吸着熱交換器のうち空気流の上流側に位置する部分が上流側部分(26)を、下流側に位置する部分が下流側部分(27)をそれぞれ構成し、上記上流側部分(26)の伝熱性能に比べて上記下流側部分(27)の伝熱性能が高くなるように、上記下流側部分(27)では上流側部分(26)に比べて伝熱管(40)の熱伝達係数が高くなっているものである。 In the first invention, a plurality of heat transfer tubes (40) through which a heat medium flows and fins (30) supporting an adsorbent on the surface are provided, and air passing therethrough is supported by the fins (30). Intended for adsorption heat exchangers in contact with adsorbents. Of the adsorption heat exchanger, the upstream portion of the air flow constitutes the upstream portion (26), and the downstream portion thereof constitutes the downstream portion (27), and the upstream portion ( The heat of the heat transfer tube (40) in the downstream part (27) is higher than that of the upstream part (26) so that the heat transfer performance of the downstream part (27) is higher than that in (26). The transfer coefficient is high.
第2の発明は、内部を熱媒体が流通する伝熱管(40)と表面に吸着剤を担持するフィン(30)とが複数ずつ設けられ、通過する空気を上記フィン(30)に担持された吸着剤と接触させる吸着熱交換器を対象とする。そして、上記吸着熱交換器のうち空気流の上流側に位置する部分が上流側部分(26)を、下流側に位置する部分が下流側部分(27)をそれぞれ構成し、複数の上記フィン(30)が上記伝熱管(40)の伸長方向に沿って所定のピッチで配置される一方、上記上流側部分(26)では、上記下流側部分(27)に比べてフィン(30)同士のピッチが狭くなっているものである。 In the second invention, a plurality of heat transfer tubes (40) through which a heat medium flows and fins (30) supporting an adsorbent on the surface are provided, and air passing therethrough is supported by the fins (30). Intended for adsorption heat exchangers in contact with adsorbents. In the adsorption heat exchanger, a portion located on the upstream side of the air flow constitutes an upstream portion (26), a portion located on the downstream side constitutes a downstream portion (27), and a plurality of fins ( 30) is arranged at a predetermined pitch along the extension direction of the heat transfer tube (40), while the upstream portion (26) has a pitch between the fins (30) as compared to the downstream portion (27). Is narrower.
第3の発明は、内部を熱媒体が流通する伝熱管(40)と表面に吸着剤を担持するフィン(30)とが複数ずつ設けられ、通過する空気を上記フィン(30)に担持された吸着剤と接触させる吸着熱交換器を対象とする。そして、上記吸着熱交換器のうち空気流の上流側に位置する部分が上流側部分(26)を、下流側に位置する部分が下流側部分(27)をそれぞれ構成し、上記フィン(30)が板状に形成される一方、上記下流側部分(27)における通過風速が上記上流側部分(26)における通過風速よりも速くなるように、該下流側部分(27)では上流側部分(26)に比べてフィン(30)の板厚が厚くなっているものである。 In the third invention, a plurality of heat transfer tubes (40) through which a heat medium flows and fins (30) supporting an adsorbent on the surface are provided, and air passing therethrough is supported by the fins (30). Intended for adsorption heat exchangers in contact with adsorbents. Of the adsorption heat exchanger, the upstream portion of the air flow constitutes the upstream portion (26), and the downstream portion thereof constitutes the downstream portion (27). The fin (30) Is formed in a plate shape, while the downstream portion (27) has an upstream portion (26 so that the passing wind speed in the downstream portion (27) is higher than the passing wind speed in the upstream portion (26). ), The fin (30) is thicker.
−作用−
上記の各発明では、伝熱管(40)とフィン(30)とが吸着熱交換器(20)に設けられる。フィン(30)の表面には、吸着剤が担持されている。フィン(30)表面の吸着剤は、吸着熱交換器(20)を通過する空気と接触する。尚、この吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の表面だけに吸着剤を担持させてもよいし、例えばフィン(30)の表面と伝熱管(40)の表面に吸着剤を担持させてもよい。
-Action-
In each of the above inventions, the heat transfer tube (40) and the fin (30) are provided in the adsorption heat exchanger (20). An adsorbent is supported on the surface of the fin (30). The adsorbent on the surface of the fin (30) comes into contact with air passing through the adsorption heat exchanger (20). In this adsorption heat exchanger (20), the adsorbent may be supported only on the surface of the fin (30). For example, the adsorbent is supported on the surface of the fin (30) and the surface of the heat transfer tube (40). You may let them.
上記第1の発明において、吸着熱交換器(20)では、空気流の上流側に位置する部分が上流側部分(26)となり、空気流の下流側に位置する部分が下流側部分(27)となっている。吸着熱交換器(20)を通過する空気は、先ず上流側部分(26)においてフィン(30)表面の吸着剤と接触し、その後、下流側部分(27)においてフィン(30)表面の吸着剤と接触する。また、吸着熱交換器(20)を通過する空気は、上流側部分(26)で伝熱管(40)内の熱媒体と熱交換し、その後、更に下流側部分(27)で伝熱管(40)内の熱媒体と熱交換する。 In the first aspect of the invention, in the adsorption heat exchanger (20), the portion located on the upstream side of the air flow is the upstream portion (26), and the portion located on the downstream side of the air flow is the downstream portion (27). It has become. The air passing through the adsorption heat exchanger (20) first comes into contact with the adsorbent on the surface of the fin (30) in the upstream portion (26), and then the adsorbent on the surface of the fin (30) in the downstream portion (27). Contact with. In addition, the air passing through the adsorption heat exchanger (20) exchanges heat with the heat medium in the heat transfer tube (40) in the upstream portion (26), and then further in the heat transfer tube (40 in the downstream portion (27). ) Exchange heat with the heat medium in.
この第1の発明において、吸着熱交換器(20)では、下流側部分(27)の伝熱性能が上流側部分(26)の伝熱性能よりも高くなっている。このため、上流側部分(26)を通過した空気が送り込まれる下流側部分(27)においても、空気と熱媒体の間における熱交換量が確保される。 In the first invention, in the adsorption heat exchanger (20), the heat transfer performance of the downstream portion (27) is higher than the heat transfer performance of the upstream portion (26). For this reason, also in the downstream part (27) into which the air which passed through the upstream part (26) is sent, the heat exchange amount between air and a heat medium is ensured.
例えば、吸着熱交換器(20)に空気中の水分を吸着させる際に伝熱管(40)内へ冷却用の熱媒体を供給する場合、下流側部分(27)では、上流側部分(26)で既にある程度冷却された空気が更に冷却されて空気の相対湿度の低下が抑制される。これにより、吸着熱交換器(20)では、下流側部分(27)においてもフィン(30)に対する水分吸着量が充分に確保され、上流側部分(26)から下流側部分(27)にかけてフィン(30)に対する水分吸着量が平均化される。 For example, when supplying a cooling heat medium into the heat transfer tube (40) when adsorbing moisture in the air to the adsorption heat exchanger (20), the downstream portion (27) has an upstream portion (26). Thus, the air that has already been cooled to some extent is further cooled to suppress a decrease in the relative humidity of the air. As a result, in the adsorption heat exchanger (20), a sufficient amount of moisture is adsorbed to the fin (30) even in the downstream portion (27), and the fin portion (27) extends from the upstream portion (26) to the downstream portion (27). The amount of moisture adsorbed to 30) is averaged.
また、吸着熱交換器(20)から水分を脱離させる際に伝熱管(40)内へ加熱用の熱媒体を供給する場合、下流側部分(27)では、上流側部分(26)で既にある程度加熱された空気が更に加熱されて空気の相対湿度の上昇が抑制される。これにより、吸着熱交換器(20)では、下流側部分(27)においてもフィン(30)から脱離する水分量が充分に確保され、その後に吸着熱交換器(20)へ空気中の水分を吸着させる際には、上流側部分(26)から下流側部分(27)にかけてフィン(30)に対する水分吸着量が平均化される。 In addition, when a heating medium is supplied into the heat transfer tube (40) when moisture is desorbed from the adsorption heat exchanger (20), the upstream part (26) is already in the downstream part (27). The air heated to some extent is further heated to suppress an increase in the relative humidity of the air. As a result, in the adsorption heat exchanger (20), a sufficient amount of moisture desorbed from the fins (30) is secured in the downstream portion (27), and then moisture in the air is sent to the adsorption heat exchanger (20). When adsorbing water, the amount of moisture adsorbed on the fin (30) is averaged from the upstream portion (26) to the downstream portion (27).
この第1の発明では、下流側部分(27)における伝熱管(40)の熱伝達係数が、上流側部分(26)における伝熱管(40)の熱伝達係数よりも高くなっている。つまり、伝熱管(40)と熱媒体の間における熱伝達を促進させることで、下流側部分(27)の伝熱性能を向上させている。 In the first invention, the heat transfer coefficient of the heat transfer tube (40) in the downstream portion (27) is higher than the heat transfer coefficient of the heat transfer tube (40) in the upstream portion (26). That is, the heat transfer performance of the downstream portion (27) is improved by promoting heat transfer between the heat transfer tube (40) and the heat medium.
上記第2の発明において、吸着熱交換器(20)では、伝熱管(40)の伸長方向に沿って複数のフィン(30)が所定の間隔で配置される。この吸着熱交換器(20)では、上流側部分(26)におけるフィン(30)同士のピッチと、下流側部分(27)におけるフィン(30)同士のピッチとが相違している。つまり、この吸着熱交換器(20)では、上流側部分(26)と下流側部分(27)とでフィン(30)の枚数が相違しており、上流側部分(26)におけるフィン(30)の表面積の合計値と下流側部分(27)におけるフィン(30)の表面積の合計値が相違する。吸着剤を担持するフィン(30)の表面積の合計値が異なれば、それに起因してフィン(30)に吸着される水分量も上流側部分(26)と下流側部分(27)とで相違する。そこで、吸着熱交換器(20)を通過する過程における空気の状態変化に対応してフィン(30)のピッチを設定すれば、上流側部分(26)から下流側部分(27)に亘ってフィン(30)に対する水分吸着量の平均化が図られる。 In the second aspect of the invention, in the adsorption heat exchanger (20), the plurality of fins (30) are arranged at predetermined intervals along the extending direction of the heat transfer tube (40). In this adsorption heat exchanger (20), the pitch between the fins (30) in the upstream portion (26) is different from the pitch between the fins (30) in the downstream portion (27). That is, in this adsorption heat exchanger (20), the number of fins (30) is different between the upstream portion (26) and the downstream portion (27), and the fin (30) in the upstream portion (26) is different. And the total surface area of the fins (30) in the downstream portion (27) are different. If the total value of the surface area of the fin (30) carrying the adsorbent is different, the amount of water adsorbed on the fin (30) is also different between the upstream portion (26) and the downstream portion (27). . Therefore, if the pitch of the fin (30) is set corresponding to the change in the air state in the process of passing through the adsorption heat exchanger (20), the fin from the upstream portion (26) to the downstream portion (27) is set. The amount of moisture adsorption with respect to (30) is averaged.
上記第3の発明において、吸着熱交換器(20)では、上流側部分(26)における通過風速に比べて下流側部分(27)における通過風速が速くなっている。ここで、フィン(30)と空気の間における熱伝達は、通過風速が速いほど促進される。つまり、この吸着熱交換器(20)では、下流側部分(27)の伝熱性能が上流側部分(26)の伝熱性能よりも高くなる。このため、上流側部分(26)を通過した空気が送り込まれる下流側部分(27)においても、空気と熱媒体の間における熱交換量が確保される。従って、吸着熱交換器(20)では、前縁部分(62)から本体部分(61)にかけてフィン(30)と空気の温度差が平均化され、フィン(30)に対する水分吸着量も前縁部分(62)から本体部分(61)にかけて平均化される。 In the third aspect of the invention, in the adsorption heat exchanger (20), the passing wind speed in the downstream portion (27) is faster than the passing wind speed in the upstream portion (26). Here, heat transfer between the fin (30) and the air is promoted as the passing wind speed increases. That is, in this adsorption heat exchanger (20), the heat transfer performance of the downstream portion (27) is higher than the heat transfer performance of the upstream portion (26). For this reason, also in the downstream part (27) into which the air which passed through the upstream part (26) is sent, the heat exchange amount between air and a heat medium is ensured. Therefore, in the adsorption heat exchanger (20), the temperature difference between the fin (30) and air is averaged from the leading edge portion (62) to the main body portion (61), and the amount of moisture adsorbed on the fin (30) is also equal to the leading edge portion. Averaged from (62) to body part (61).
この第3の発明において、吸着熱交換器(20)では、下流側部分(27)に設けられたフィン(30)の板厚が上流側部分(26)に設けられたフィン(30)に比べて厚くなっている。吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の間を空気が通過することとなり、空気が通過する部分の断面積はフィン(30)の板厚が増すにつれて狭くなる。そこで、この発明では、下流側部分(27)でフィン(30)の板厚を厚くすることで、下流側部分(27)での通過風速を上流側部分(26)での通過風速よりも高くしている。 In the third aspect of the invention, in the adsorption heat exchanger (20), the plate thickness of the fin (30) provided in the downstream portion (27) is larger than that of the fin (30) provided in the upstream portion (26). It is thick. In the adsorption heat exchanger (20), air passes between the fins (30), and the cross-sectional area of the portion through which the air passes becomes narrower as the plate thickness of the fins (30) increases. Therefore, in the present invention, by increasing the thickness of the fin (30) at the downstream portion (27), the passing wind speed at the downstream portion (27) is higher than the passing wind speed at the upstream portion (26). is doing.
上述したように、上記各発明の吸着熱交換器(20)では、空気流の上流側から下流側に亘る各部分において、フィン(30)に対する水分吸着量の平均化が図られる。このため、吸着熱交換器(20)では、従来であれば吸着剤に対する水分の吸着量が減少してしまっていた空気流の下流側に位置する部分でも、空気流の上流側に位置する部分と概ね同じ程度の水分吸着量を確保することが可能となる。従って、上記各発明によれば、吸着熱交換器(20)の各部分において水分吸着量の平均化を図ることで、吸着熱交換器(20)の水分吸着能力を増大させることができる。 As described above, in the adsorption heat exchanger (20) of each of the inventions described above, the amount of moisture adsorbed on the fin (30) is averaged in each part from the upstream side to the downstream side of the air flow. For this reason, in the adsorption heat exchanger (20), a portion located on the upstream side of the air flow, even in a portion located on the downstream side of the air flow where the amount of moisture adsorbed to the adsorbent has been reduced in the past As a result, it is possible to ensure a moisture adsorption amount of approximately the same level. Therefore, according to each of the above inventions, the moisture adsorption capacity of the adsorption heat exchanger (20) can be increased by averaging the amount of moisture adsorption in each part of the adsorption heat exchanger (20).
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《発明の参考技術1》
本発明の参考技術1について説明する。本参考技術の調湿装置は、除湿した空気を室内へ供給する除湿運転と、加湿した空気を室内へ供給する加湿運転とが可能に構成されている。
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Reference technique 1 of the present invention will be described. The humidity control apparatus of the present reference technology is configured to be capable of a dehumidifying operation for supplying dehumidified air to the room and a humidifying operation for supplying humidified air to the room.
上記調湿装置は、冷媒回路(10)を備えている。図1に示すように、この冷媒回路(10)は、第1吸着部材(11)、第2吸着部材(12)、圧縮機(13)、四方切換弁(14)、及び電動膨張弁(15)が設けられた閉回路である。この冷媒回路(10)には、冷媒が充填されている。冷媒回路(10)では、充填された冷媒を循環させることにより蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。また、第1吸着部材(11)と第2吸着部材(12)は、何れも吸着熱交換器(20)によって構成されている。吸着熱交換器(20)の詳細については後述する。 The humidity control apparatus includes a refrigerant circuit (10). As shown in FIG. 1, the refrigerant circuit (10) includes a first adsorption member (11), a second adsorption member (12), a compressor (13), a four-way switching valve (14), and an electric expansion valve (15 ) Is a closed circuit. The refrigerant circuit (10) is filled with a refrigerant. In the refrigerant circuit (10), a vapor compression refrigeration cycle is performed by circulating the filled refrigerant. The first adsorption member (11) and the second adsorption member (12) are both constituted by an adsorption heat exchanger (20). Details of the adsorption heat exchanger (20) will be described later.
上記冷媒回路(10)において、圧縮機(13)は、その吐出側が四方切換弁(14)の第1のポートに、その吸入側が四方切換弁(14)の第2のポートにそれぞれ接続されている。第1吸着部材(11)の一端は、四方切換弁(14)の第3のポートに接続されている。第1吸着部材(11)の他端は、電動膨張弁(15)を介して第2吸着部材(12)の一端に接続されている。第2吸着部材(12)の他端は、四方切換弁(14)の第4のポートに接続されている。 In the refrigerant circuit (10), the compressor (13) has its discharge side connected to the first port of the four-way switching valve (14) and its suction side connected to the second port of the four-way switching valve (14). Yes. One end of the first adsorption member (11) is connected to the third port of the four-way switching valve (14). The other end of the first adsorbing member (11) is connected to one end of the second adsorbing member (12) via the electric expansion valve (15). The other end of the second adsorption member (12) is connected to a fourth port of the four-way switching valve (14).
上記四方切換弁(14)は、第1のポートと第3のポートが連通して第2のポートと第4のポートが連通する第1状態(図1(A)に示す状態)と、第1のポートと第4のポートが連通して第2のポートと第3のポートが連通する第2状態(図1(B)に示す状態)とに切り換え可能となっている。 The four-way switching valve (14) has a first state (the state shown in FIG. 1A) in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other, It is possible to switch to the second state (the state shown in FIG. 1B) in which the first port communicates with the fourth port and the second port communicates with the third port.
上述のように、第1吸着部材(11)及び第2吸着部材(12)は、それぞれが吸着熱交換器(20)によって構成されている。この吸着熱交換器(20)について、図2,図3,図4を参照しながら説明する。 As described above, each of the first adsorption member (11) and the second adsorption member (12) is constituted by the adsorption heat exchanger (20). The adsorption heat exchanger (20) will be described with reference to FIGS.
図2に示すように、吸着熱交換器(20)は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器である。吸着熱交換器(20)は、銅製の伝熱管(40)とアルミニウム製のフィン(30)とを複数ずつ備えている。フィン(30)は、それぞれが長方形板状に形成され、一定の間隔で並べられている。各伝熱管(40)は、直管状に形成され、一定間隔で並べられたフィン(30)を貫通している。つまり、吸着熱交換器(20)では、各伝熱管(40)の軸方向に沿って多数のフィン(30)が等間隔で配置されている。 As shown in FIG. 2, the adsorption heat exchanger (20) is a so-called cross fin type fin-and-tube heat exchanger. The adsorption heat exchanger (20) includes a plurality of copper heat transfer tubes (40) and a plurality of aluminum fins (30). The fins (30) are each formed in a rectangular plate shape and are arranged at regular intervals. Each heat transfer tube (40) is formed in a straight tube shape and passes through fins (30) arranged at regular intervals. That is, in the adsorption heat exchanger (20), a large number of fins (30) are arranged at equal intervals along the axial direction of each heat transfer tube (40).
図3にも示すように、吸着熱交換器(20)では、各伝熱管(40)の配列がいわゆる千鳥配列となっている。具体的に、この吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の長辺に沿って所定のピッチで伝熱管(40)が配置されている。また、この吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の短辺に沿っても所定のピッチで伝熱管(40)が配置されている。フィン(30)の長辺方向における伝熱管(40)のピッチがいわゆる段ピッチであり、フィン(30)の短辺方向における伝熱管(40)のピッチがいわゆる列ピッチである。 As shown in FIG. 3, in the adsorption heat exchanger (20), the arrangement of the heat transfer tubes (40) is a so-called staggered arrangement. Specifically, in this adsorption heat exchanger (20), the heat transfer tubes (40) are arranged at a predetermined pitch along the long sides of the fins (30). In the adsorption heat exchanger (20), the heat transfer tubes (40) are arranged at a predetermined pitch along the short side of the fin (30). The pitch of the heat transfer tubes (40) in the long side direction of the fins (30) is a so-called step pitch, and the pitch of the heat transfer tubes (40) in the short side direction of the fins (30) is a so-called row pitch.
上記吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の長辺に沿って一列に並んだ一群の伝熱管(40)が1つの管列(41〜43)を構成している。この吸着熱交換器(20)では、このような管列(41〜43)が三つ形成されている。三つの管列(41〜43)のうち隣接するものは、フィン(30)の長手方向へ段ピッチの半分だけずれている。また、各管列(41〜43)では、隣接する伝熱管(40)が互いにU字状のU管(45)で接続されており、全ての伝熱管(40)によって1つのパスが形成される。これら三つの管列(41〜43)は、空気流の最も上流側(図3,図4では左側)に位置するものが第1管列(41)を構成し、その直後に位置するものが第2管列(42)を構成し、空気流の最も下流側(図3,図4では右側)に位置するものが第3管列(43)を構成している。 In the adsorption heat exchanger (20), a group of heat transfer tubes (40) arranged in a line along the long side of the fin (30) constitutes one tube row (41 to 43). In this adsorption heat exchanger (20), three such tube rows (41 to 43) are formed. Adjacent ones of the three tube rows (41 to 43) are shifted by half the step pitch in the longitudinal direction of the fin (30). In each tube row (41-43), adjacent heat transfer tubes (40) are connected to each other by U-shaped U tubes (45), and one path is formed by all the heat transfer tubes (40). The Among these three tube rows (41 to 43), the one located on the most upstream side (the left side in FIGS. 3 and 4) of the air flow constitutes the first tube row (41), and the one located immediately thereafter. The second tube row (42) that is located on the most downstream side (right side in FIGS. 3 and 4) of the air flow constitutes the third tube row (43).
上記フィン(30)には、本体部分(61)と前縁部分(62)と後縁部分(63)とが形成されている。具体的に、フィン(30)では、空気流の方向における第1管列(41)の直前から第3管列(43)の直後に亘る部分が本体部分(61)を構成している。また、フィン(30)では、本体部分(61)よりも空気流の上流側の部分が前縁部分(62)を、本体部分(61)よりも空気流の下流側の部分が後縁部分(63)をそれぞれ構成している。つまり、フィン(30)では、前縁部分(62)が本体部分(61)の前縁から空気流の上流側へ延び、後縁部分(63)が本体部分(61)の後縁から空気流の下流側へ延びている。このフィン(30)において、前縁部分(62)の長さL1は、後縁部分(63)の長さL2よりも長くなっている(図3を参照)。 The fin (30) is formed with a main body portion (61), a front edge portion (62), and a rear edge portion (63). Specifically, in the fin (30), a portion extending from immediately before the first tube row (41) to immediately after the third tube row (43) in the air flow direction forms a main body portion (61). Further, in the fin (30), the upstream portion of the air flow from the body portion (61) is the leading edge portion (62), and the downstream portion of the air flow from the body portion (61) is the trailing edge portion ( 63) respectively. That is, in the fin (30), the front edge portion (62) extends from the front edge of the main body portion (61) to the upstream side of the air flow, and the rear edge portion (63) extends from the rear edge of the main body portion (61). It extends to the downstream side. In the fin (30), the length L 1 of the front edge portion (62) is longer than the length L 2 of the rear edge portion (63) (see FIG. 3).
図4に示すように、上記吸着熱交換器(20)では、各フィン(30)の表面に吸着層(35)が形成されている。この吸着層(35)は、粉末状のゼオライトからなる吸着剤と、ウレタン樹脂等からなるバインダとによって構成されている。吸着層(35)において、吸着剤を構成するゼオライト粒子は、他のゼオライト粒子やフィン(30)に対してバインダによって接合されている。尚、吸着層(35)に設ける吸着剤は、ゼオライトに限られる訳ではない。吸着層(35)には、シリカゲル、活性炭、親水性の官能基を有する有機高分子材料など、各種の材料を吸着剤として設けてもよい。 As shown in FIG. 4, in the adsorption heat exchanger (20), an adsorption layer (35) is formed on the surface of each fin (30). The adsorption layer (35) is composed of an adsorbent made of powdered zeolite and a binder made of urethane resin or the like. In the adsorption layer (35), the zeolite particles constituting the adsorbent are bonded to other zeolite particles and fins (30) by a binder. The adsorbent provided in the adsorption layer (35) is not limited to zeolite. Various materials such as silica gel, activated carbon, and organic polymer material having a hydrophilic functional group may be provided as an adsorbent in the adsorption layer (35).
−運転動作−
上記調湿装置では、除湿運転と加湿運転とが可能である。この調湿装置は、除湿運転中と加湿運転中の何れにおいても、第1動作と第2動作を所定の時間間隔(例えば5分間隔)で交互に繰り返す。
-Driving action-
The humidity control apparatus can perform a dehumidifying operation and a humidifying operation. The humidity control apparatus alternately repeats the first operation and the second operation at a predetermined time interval (for example, every 5 minutes) during both the dehumidifying operation and the humidifying operation.
〈調湿装置の動作〉
上記調湿装置は、除湿運転中であれば第1空気として室外空気(OA)を、第2空気として室内空気(RA)をそれぞれ取り込む。また、上記調湿装置は、加湿運転中であれば第1空気として室内空気(RA)を、第2空気として室外空気(OA)をそれぞれ取り込む。
<Operation of humidity control device>
The humidity control apparatus takes in outdoor air (OA) as the first air and indoor air (RA) as the second air during the dehumidifying operation. The humidity control apparatus takes in indoor air (RA) as the first air and outdoor air (OA) as the second air during the humidifying operation.
先ず、第1動作について説明する。第1動作中には、第1吸着部材(11)へ第2空気が、第2吸着部材(12)へ第1空気がそれぞれ送り込まれる。この第1動作では、第1吸着部材(11)についての再生動作と、第2吸着部材(12)についての吸着動作とが行われる。 First, the first operation will be described. During the first operation, the second air is sent to the first adsorbing member (11) and the first air is sent to the second adsorbing member (12). In the first operation, a regeneration operation for the first adsorption member (11) and an adsorption operation for the second adsorption member (12) are performed.
図1(A)に示すように、第1動作中の冷媒回路(10)では、四方切換弁(14)が第1状態に設定される。圧縮機(13)を運転すると、冷媒回路(10)で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路(10)では、第1吸着部材(11)が凝縮器として機能し、第2吸着部材(12)が蒸発器として機能する。 As shown in FIG. 1A, in the refrigerant circuit (10) during the first operation, the four-way switching valve (14) is set to the first state. When the compressor (13) is operated, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) to perform a refrigeration cycle. At that time, in the refrigerant circuit (10), the first adsorption member (11) functions as a condenser, and the second adsorption member (12) functions as an evaporator.
具体的に、圧縮機(13)から吐出された冷媒は、第1吸着部材(11)で放熱して凝縮する。第1吸着部材(11)で凝縮した冷媒は、電動膨張弁(15)を通過する際に減圧され、その後に第2吸着部材(12)で吸熱して蒸発する。第2吸着部材(12)で蒸発した冷媒は、圧縮機(13)へ吸入されて圧縮され、再び圧縮機(13)から吐出される。 Specifically, the refrigerant discharged from the compressor (13) dissipates heat in the first adsorption member (11) and condenses. The refrigerant condensed by the first adsorbing member (11) is decompressed when passing through the electric expansion valve (15), and then absorbs heat by the second adsorbing member (12) and evaporates. The refrigerant evaporated by the second adsorbing member (12) is sucked into the compressor (13), compressed, and discharged again from the compressor (13).
吸着熱交換器(20)により構成された第1吸着部材(11)では、フィン(30)表面の吸着層(35)が伝熱管(40)内の冷媒によって加熱され、加熱された吸着層(35)から脱離した水分が第2空気に付与される。また、同じく吸着熱交換器(20)により構成された第2吸着部材(12)では、フィン(30)表面の吸着層(35)に第1空気中の水分が吸着され、発生した吸着熱が伝熱管(40)内の冷媒に吸熱される。 In the first adsorption member (11) configured by the adsorption heat exchanger (20), the adsorption layer (35) on the surface of the fin (30) is heated by the refrigerant in the heat transfer tube (40), and the heated adsorption layer ( Water desorbed from 35) is given to the second air. Further, in the second adsorption member (12) similarly constituted by the adsorption heat exchanger (20), moisture in the first air is adsorbed to the adsorption layer (35) on the surface of the fin (30), and the generated adsorption heat is generated. Heat is absorbed by the refrigerant in the heat transfer tube (40).
そして、除湿運転中であれば、第2吸着部材(12)で除湿された第1空気が室内へ供給され、第1吸着部材(11)から脱離した水分が第2空気と共に室外へ排出される。一方、加湿運転中であれば、第1吸着部材(11)で加湿された第2空気が室内へ供給され、第2吸着部材(12)に水分を奪われた第1空気が室外へ排出される。 If the dehumidifying operation is being performed, the first air dehumidified by the second adsorbing member (12) is supplied to the room, and the moisture desorbed from the first adsorbing member (11) is discharged to the outside together with the second air. The On the other hand, during the humidifying operation, the second air humidified by the first adsorption member (11) is supplied into the room, and the first air deprived of moisture by the second adsorption member (12) is discharged outside the room. The
次に、第2動作について説明する。第2動作中には、第1吸着部材(11)へ第1空気が、第2吸着部材(12)へ第2空気がそれぞれ送り込まれる。この第2動作では、第2吸着部材(12)についての再生動作と、第1吸着部材(11)についての吸着動作とが行われる。 Next, the second operation will be described. During the second operation, the first air is sent to the first adsorbing member (11) and the second air is sent to the second adsorbing member (12). In the second operation, a regeneration operation for the second adsorption member (12) and an adsorption operation for the first adsorption member (11) are performed.
図1(B)に示すように、第2動作中の冷媒回路(10)では、四方切換弁(14)が第2状態に設定される。圧縮機(13)を運転すると、冷媒回路(10)で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路(10)では、第2吸着部材(12)が凝縮器として機能し、第1吸着部材(11)が蒸発器として機能する。 As shown in FIG. 1B, in the refrigerant circuit (10) during the second operation, the four-way switching valve (14) is set to the second state. When the compressor (13) is operated, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) to perform a refrigeration cycle. At that time, in the refrigerant circuit (10), the second adsorption member (12) functions as a condenser, and the first adsorption member (11) functions as an evaporator.
具体的に、圧縮機(13)から吐出された冷媒は、第2吸着部材(12)で放熱して凝縮する。第2吸着部材(12)で凝縮した冷媒は、電動膨張弁(15)を通過する際に減圧され、その後に第1吸着部材(11)で吸熱して蒸発する。第1吸着部材(11)で蒸発した冷媒は、圧縮機(13)へ吸入されて圧縮され、再び圧縮機(13)から吐出される。 Specifically, the refrigerant discharged from the compressor (13) dissipates heat and condenses in the second adsorption member (12). The refrigerant condensed by the second adsorbing member (12) is depressurized when passing through the electric expansion valve (15), and then absorbs heat by the first adsorbing member (11) and evaporates. The refrigerant evaporated by the first adsorbing member (11) is sucked into the compressor (13), compressed, and discharged again from the compressor (13).
吸着熱交換器(20)により構成された第2吸着部材(12)では、フィン(30)表面の吸着層(35)が伝熱管(40)内の冷媒によって加熱され、加熱された吸着層(35)から脱離した水分が第2空気に付与される。また、同じく吸着熱交換器(20)により構成された第1吸着部材(11)では、フィン(30)表面の吸着層(35)に第1空気中の水分が吸着され、発生した吸着熱が伝熱管(40)内の冷媒に吸熱される。 In the second adsorption member (12) constituted by the adsorption heat exchanger (20), the adsorption layer (35) on the surface of the fin (30) is heated by the refrigerant in the heat transfer tube (40), and the heated adsorption layer ( Water desorbed from 35) is given to the second air. Further, in the first adsorption member (11) similarly constituted by the adsorption heat exchanger (20), moisture in the first air is adsorbed to the adsorption layer (35) on the surface of the fin (30), and the generated adsorption heat is generated. Heat is absorbed by the refrigerant in the heat transfer tube (40).
そして、除湿運転中であれば、第1吸着部材(11)で除湿された第1空気が室内へ供給され、第2吸着部材(12)から脱離した水分が第2空気と共に室外へ排出される。一方、加湿運転中であれば、第2吸着部材(12)で加湿された第2空気が室内へ供給され、第1吸着部材(11)に水分を奪われた第1空気が室外へ排出される。 If the dehumidifying operation is being performed, the first air dehumidified by the first adsorbing member (11) is supplied into the room, and the moisture desorbed from the second adsorbing member (12) is discharged outside the room together with the second air. The On the other hand, during the humidifying operation, the second air humidified by the second adsorption member (12) is supplied into the room, and the first air deprived of moisture by the first adsorption member (11) is discharged outside the room. The
〈吸着熱交換器への水分の吸着〉
上述のように、上記調湿装置の運転中には、第1吸着部材(11)や第2吸着部材(12)を構成する吸着熱交換器(20)が蒸発器として機能し、その吸着熱交換器(20)へ空気中の水分が吸着される。蒸発器として機能する吸着熱交換器(20)へは、低圧冷媒が冷却用の熱媒体として供給される。ここでは、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)へ空気中の水分が吸着される過程について、図4を参照しながら説明する。
<Adsorption of moisture to adsorption heat exchanger>
As described above, during the operation of the humidity control apparatus, the adsorption heat exchanger (20) constituting the first adsorption member (11) and the second adsorption member (12) functions as an evaporator, and the adsorption heat Moisture in the air is adsorbed on the exchanger (20). A low-pressure refrigerant is supplied as a cooling heat medium to the adsorption heat exchanger (20) functioning as an evaporator. Here, a process of adsorbing moisture in the air to the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator will be described with reference to FIG.
蒸発器となっている吸着熱交換器(20)では、電動膨張弁(15)で減圧された冷媒が各管列(41〜43)へ分配される。吸着熱交換器(20)へ送り込まれた空気は、フィン(30)の間へ流れ込み、フィン(30)の間を吸着層(35)と接触しながら流れてゆく。その過程において、空気は、表面に吸着層(35)の形成されたフィン(30)に水分と熱を奪われる。空気からフィン(30)へ移動した熱は、熱伝導によって伝熱管(40)へと移動し、最終的には伝熱管(40)内の冷媒に吸熱される。このフィン(30)では、伝熱管(40)から離れた場所ほど、その温度が空気の温度に近くなる。つまり、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)において、フィン(30)の温度は、伝熱管(40)から離れるにつれて高くなる。このため、フィン(30)の前縁部分(62)は、その本体部分(61)や後縁部分(63)に比べてフィン効率が低くなる。 In the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, the refrigerant decompressed by the electric expansion valve (15) is distributed to the tube rows (41 to 43). The air sent to the adsorption heat exchanger (20) flows between the fins (30) and flows between the fins (30) while contacting the adsorption layer (35). In the process, air is deprived of moisture and heat by the fin (30) having the adsorption layer (35) formed on the surface. The heat transferred from the air to the fin (30) moves to the heat transfer tube (40) by heat conduction, and is finally absorbed by the refrigerant in the heat transfer tube (40). In this fin (30), the temperature is closer to the temperature of air as the distance from the heat transfer tube (40) increases. That is, in the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, the temperature of the fin (30) increases as the distance from the heat transfer tube (40) increases. For this reason, the fin efficiency of the front edge portion (62) of the fin (30) is lower than that of the main body portion (61) and the rear edge portion (63).
このように、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)のフィン(30)では、吸着熱交換器(20)へ流入して間もない空気と接触する前縁部分(62)の温度が相対的に高くなり、既にある程度冷却された空気と接触する本体部分(61)や後縁部分(63)の温度が相対的に低くなっている。従って、吸着熱交換器では、前縁部分(62)から後縁部分(63)にかけてフィン(30)と空気の温度差が平均化され、フィン(30)に対する水分吸着量も前縁部分(62)からや後縁部分(63)にかけて平均化される。 Thus, in the fin (30) of the adsorption heat exchanger (20) that is a condenser, the temperature of the leading edge portion (62) that comes into contact with the air just after flowing into the adsorption heat exchanger (20) Is relatively high, and the temperature of the main body portion (61) and the trailing edge portion (63) that are in contact with air that has already been cooled to some extent is relatively low. Therefore, in the adsorption heat exchanger, the temperature difference between the fin (30) and the air is averaged from the leading edge portion (62) to the trailing edge portion (63), and the moisture adsorption amount to the fin (30) is also equal to the leading edge portion (62). ) To the trailing edge (63).
〈吸着熱交換器からの水分の脱離〉
上述のように、上記調湿装置の運転中には、第1吸着部材(11)や第2吸着部材(12)を構成する吸着熱交換器(20)が凝縮器として機能し、その吸着熱交換器(20)から水分が脱離する。凝縮器として機能する吸着熱交換器(20)に対しては、高圧ガス冷媒が加熱用の熱媒体として供給される。ここでは、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)から水分が脱離する過程について、図4を参照しながら説明する。
<Desorption of moisture from adsorption heat exchanger>
As described above, during the operation of the humidity control apparatus, the adsorption heat exchanger (20) constituting the first adsorption member (11) and the second adsorption member (12) functions as a condenser, and the adsorption heat Moisture is released from the exchanger (20). A high-pressure gas refrigerant is supplied as a heating heat medium to the adsorption heat exchanger (20) functioning as a condenser. Here, a process of desorbing moisture from the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser will be described with reference to FIG.
凝縮器となっている吸着熱交換器(20)では、圧縮機(13)から吐出された冷媒が各管列(41〜43)へ分配される。吸着熱交換器(20)へ送り込まれた空気は、フィン(30)の間へ流れ込み、フィン(30)の間を吸着層(35)と接触しながら流れてゆく。その過程において、空気は、表面に吸着層(35)の形成されたフィン(30)から水分と熱を付与される。フィン(30)から空気へ付与される熱は、内部で冷媒が凝縮する伝熱管(40)から熱伝導によって移動してきたものである。このフィン(30)では、伝熱管(40)から離れた場所ほど、その温度が空気の温度に近くなる。つまり、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)において、フィン(30)の温度は、伝熱管(40)から離れるにつれて低くなる。このため、フィン(30)の前縁部分(62)は、その本体部分(61)や後縁部分(63)に比べてフィン効率が低くなる。 In the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser, the refrigerant discharged from the compressor (13) is distributed to the tube rows (41 to 43). The air sent to the adsorption heat exchanger (20) flows between the fins (30) and flows between the fins (30) while contacting the adsorption layer (35). In the process, air is given moisture and heat from the fin (30) having the adsorption layer (35) formed on the surface. The heat imparted to the air from the fin (30) is transferred by heat conduction from the heat transfer tube (40) in which the refrigerant condenses. In this fin (30), the temperature is closer to the temperature of air as the distance from the heat transfer tube (40) increases. That is, in the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser, the temperature of the fin (30) decreases as the distance from the heat transfer tube (40) increases. For this reason, the fin efficiency of the front edge portion (62) of the fin (30) is lower than that of the main body portion (61) and the rear edge portion (63).
このように、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)のフィン(30)では、吸着熱交換器(20)へ流入して間もない空気と接触する前縁部分(62)の温度が相対的に低くなり、既にある程度加熱された空気と接触する本体部分(61)や後縁部分(63)の温度が相対的に高くなっている。従って、吸着熱交換器では、前縁部分(62)から後縁部分(63)にかけてフィン(30)と空気の温度差が平均化され、空気流の上流側から下流側に亘ってフィン(30)から脱離する水分量の平均化が図られる。このため、その後に空気中の水分を吸着熱交換器(20)に吸着させる際には、空気流の上流側から下流側に亘ってフィン(30)に対する水分吸着量の平均化が図られる。 Thus, the temperature of the fins (30) of the adsorption heat exchangers functions as a condenser (20), the front edge portion in contact with the recently air flows into the adsorption heat exchanger (20) (62) Is relatively low, and the temperature of the main body portion (61) and the trailing edge portion (63) in contact with air that has already been heated to some extent is relatively high. Therefore, in the adsorption heat exchanger, the temperature difference between the fin (30) and the air is averaged from the leading edge portion (62) to the trailing edge portion (63), and the fin (30 The amount of water desorbed from (1) is averaged. Therefore, when the moisture in the air is subsequently adsorbed by the adsorption heat exchanger (20), the amount of moisture adsorbed on the fin (30) is averaged from the upstream side to the downstream side of the air flow.
−参考技術1の効果−
上述したように、本参考技術の調湿装置において、吸着熱交換器(20)は、空気流の上流側から下流側に亘ってフィン(30)に対する水分吸着量が平均化されるように構成されている。このため、吸着熱交換器(20)においては、従来であれば吸着剤に対する水分の吸着量が減少してしまっていた空気流の下流側でも、空気流の上流側と概ね同じ程度の水分吸着量を確保することが可能となる。従って、本参考技術によれば、吸着熱交換器(20)の各部分において水分吸着量を充分に発揮させることができ、吸着熱交換器(20)の水分吸着能力を増大させることができる。
-Effects of Reference Technology 1-
As described above, in the humidity control apparatus of this reference technology, the adsorption heat exchanger (20) is configured such that the amount of moisture adsorption on the fin (30) is averaged from the upstream side to the downstream side of the air flow. Has been. For this reason, in the adsorption heat exchanger (20), the moisture adsorption on the downstream side of the air flow, which had previously decreased the amount of moisture adsorbed to the adsorbent, is approximately the same as the upstream side of the air flow. The amount can be secured. Therefore, according to the present reference technique, the moisture adsorption amount can be sufficiently exhibited in each part of the adsorption heat exchanger (20), and the moisture adsorption capacity of the adsorption heat exchanger (20) can be increased.
ここで、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)において、空気流の上流から下流に亘ってフィン(30)の温度が概ね一定である場合には、空気流の上流側に位置する第1列部分(21)でフィン(30)の温度が空気の露点温度を下回るおそれがある。フィン(30)の温度が空気の露点温度を下回ると、フィン(30)の表面で結露が生じてしまい、空気中の水分が結露して生じたドレン水を排水する等、ドレン水の処理が必要となってしまう。吸着熱交換器(20)でのドレン水の発生を防ぐ方策としては、全ての管列(41〜43)における冷媒蒸発温度を比較的高めに設定してフィン(30)表面での結露を防ぐことが考えられる。しかしながら、この方策を採ると、空気流の下流側で空気の冷却が不充分となり、フィン(30)に対する水分吸着量を充分に確保できなくなるおそれがある。 Here, in the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, when the temperature of the fin (30) is substantially constant from the upstream to the downstream of the air flow, it is located on the upstream side of the air flow. In the first row portion (21), the temperature of the fin (30) may be lower than the dew point temperature of air. When the temperature of the fin (30) is lower than the dew point temperature of the air, condensation occurs on the surface of the fin (30), and the drain water is drained by draining the drain water generated by condensation of moisture in the air. It becomes necessary. As a measure to prevent the generation of drain water in the adsorption heat exchanger (20), the refrigerant evaporating temperature in all the tube rows (41 to 43) is set relatively high to prevent condensation on the fin (30) surface. It is possible. However, when this measure is taken, air cooling is insufficient on the downstream side of the air flow, and there is a possibility that a sufficient amount of moisture adsorption on the fin (30) cannot be secured.
これに対し、上記吸着熱交換器(20)のフィン(30)では、露点温度の比較的高い空気と接触する前縁部分(62)の温度が相対的に高く設定される一方、ある程度除湿されて露点温度の既に低下した空気と接触する本体部分(61)や後縁部分(63)の温度が相対的に低く設定される。従って、本参考技術によれば、吸着熱交換器(20)でのドレン水の発生を防止することができ、しかもフィン(30)うち空気流の下流側に位置する部分でも充分な水分吸着量を確保することができる。 On the other hand, in the fin (30) of the adsorption heat exchanger (20), the temperature of the leading edge portion (62) that comes into contact with air having a relatively high dew point temperature is set to be relatively high, while being dehumidified to some extent. The temperature of the main body part (61) and the trailing edge part (63) that come into contact with the air whose dew point temperature has already decreased is set to be relatively low. Therefore, according to this reference technology, the generation of drain water in the adsorption heat exchanger (20) can be prevented, and a sufficient amount of moisture can be adsorbed even in the portion of the fin (30) located downstream of the air flow. Can be secured.
《発明の参考技術2》
本発明の参考技術2について説明する。本実施形態は、上記参考技術1において、吸着熱交換器(20)の構成を変更したものである。
<< Reference Technology 2 of Invention >>
Reference technique 2 of the present invention will be described. The present embodiment is obtained by changing the configuration of the adsorption heat exchanger (20) in the reference technique 1 described above.
図5,図6に示すように、本実施形態の吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の前縁部分(62)に複数のスリット(64)が形成されている。各スリット(64)は、フィン(30)の長辺に沿って延びる線状の切り込みである。前縁部分(62)では、複数のスリット(64)が二列に並んで形成されている。各列のスリット(64)は、一直線上に等間隔で配置されている。また、二列に並んだスリット(64)は、一方の列と他方の列とでスリット(64)の位置がフィンの長手方向へずれている。つまり、前縁部分(62)では、複数のスリット(64)が千鳥状に配置されている。 As shown in FIGS. 5 and 6, in the adsorption heat exchanger (20) of the present embodiment, a plurality of slits (64) are formed in the front edge portion (62) of the fin (30). Each slit (64) is a linear cut extending along the long side of the fin (30). In the front edge portion (62), a plurality of slits (64) are formed in two rows. The slits (64) in each row are arranged at equal intervals on a straight line. Further, in the slits (64) arranged in two rows, the position of the slit (64) is shifted in the longitudinal direction of the fin between one row and the other row. That is, a plurality of slits (64) are arranged in a staggered manner at the front edge portion (62).
蒸発器となっている吸着熱交換器(20)では、空気からフィン(30)へ熱が移動する。そして、フィン(30)では、空気から移動してきた熱が伝熱管(40)へ向かって熱伝導により移動してゆく。その際、前縁部分(62)では、空気流の上流側に位置する部分ほど接触する空気の温度が高いため、熱は主として空気流の上流側から下流側へ向かって移動してゆく。一方、前縁部分(62)では、フィン(30)の長辺方向、即ち空気流と直交する方向に延びるスリット(64)が形成されており、このスリット(64)が空気流に沿った方向の熱移動を阻害する。このため、前縁部分(62)では、その前縁側(図6における左側)へ向かうにつれてフィン(30)と空気の温度差が更に縮まる。この結果、吸着熱交換器では、前縁部分(62)から後縁部分(63)にかけてフィン(30)と空気の温度差が更に平均化される。 In the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, heat is transferred from the air to the fins (30). And in the fin (30), the heat moved from the air moves toward the heat transfer tube (40) by heat conduction. At that time, in the leading edge portion (62), since the temperature of the contacting air is higher in the portion located on the upstream side of the air flow, the heat moves mainly from the upstream side to the downstream side of the air flow. On the other hand, the front edge portion (62) is formed with a slit (64) extending in the long side direction of the fin (30), that is, in the direction orthogonal to the air flow, and the slit (64) is in the direction along the air flow. Inhibits heat transfer. For this reason, in the front edge portion (62), the temperature difference between the fin (30) and the air is further reduced toward the front edge side (left side in FIG. 6). As a result, in the adsorption heat exchanger, the temperature difference between the fin (30) and the air is further averaged from the leading edge portion (62) to the trailing edge portion (63).
凝縮器となっている吸着熱交換器(20)では、伝熱管(40)からフィン(30)へ熱が移動する。そして、フィン(30)では、熱が伝熱管(40)から遠ざかる方向へ熱伝導により移動してゆく。その際、前縁部分(62)では、空気流の上流側に位置する部分ほど接触する空気の温度が低いため、熱は主として空気流の下流側から上流側へ向かって移動してゆく。一方、前縁部分(62)では、フィン(30)の長辺方向、即ち空気流と直交する方向に延びるスリット(64)が形成されており、このスリット(64)が空気流に沿った方向の熱移動を阻害する。このため、前縁部分(62)では、その前縁側(図6における左側)へ向かうにつれてフィン(30)と空気の温度差が更に縮まる。この結果、吸着熱交換器では、前縁部分(62)から後縁部分(63)にかけてフィン(30)と空気の温度差が更に平均化される。 In the adsorption heat exchanger (20), which is a condenser, heat is transferred from the heat transfer tube (40) to the fin (30). And in a fin (30), heat moves to the direction away from a heat exchanger tube (40) by heat conduction. At that time, in the leading edge portion (62), the temperature of the air that comes into contact with the portion located on the upstream side of the air flow is lower, so the heat moves mainly from the downstream side to the upstream side of the air flow. On the other hand, the front edge portion (62) is formed with a slit (64) extending in the long side direction of the fin (30), that is, in the direction orthogonal to the air flow, and the slit (64) is in the direction along the air flow. Inhibits heat transfer. For this reason, in the front edge portion (62), the temperature difference between the fin (30) and the air is further reduced toward the front edge side (left side in FIG. 6). As a result, in the adsorption heat exchanger, the temperature difference between the fin (30) and the air is further averaged from the leading edge portion (62) to the trailing edge portion (63).
−参考技術2の変形例−
本実施形態の吸着熱交換器(20)では、図7,図8に示すように、前縁部分(62)の長さL1と後縁部分(63)の長さL2が同じであってもよい。この変形例においても、前縁部分(62)には、フィン(30)の長辺方向へ延びるスリット(64)が一列に並んで形成される。そして、前縁部分(62)では、空気流の方向に沿った熱伝導がスリット(64)によって阻害される。このため、その前縁側(図8における左側)へ向かうにつれてフィン(30)と空気の温度差が縮小し、空気流の上流側から下流側にかけてフィン(30)と空気の温度差が平均化される。
-Modification of Reference Technology 2-
In the adsorption heat exchanger (20) of the present embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, a length L 2 of the length L 1 and rear edge of the front edge portion (62) (63) have the same May be. Also in this modification, slits (64) extending in the long side direction of the fin (30) are formed in a line in the front edge portion (62). And in a front edge part (62), the heat conduction along the direction of an air flow is inhibited by the slit (64). For this reason, the temperature difference between the fin (30) and air decreases toward the leading edge side (left side in FIG. 8), and the temperature difference between the fin (30) and air is averaged from the upstream side to the downstream side of the air flow. The
《発明の実施形態1》
本発明の実施形態1について説明する。本実施形態は、上記参考技術1において、吸着熱交換器(20)の構成を変更したものである。
Embodiment 1 of the Invention
Described first embodiment of the present invention. The present embodiment is obtained by changing the configuration of the adsorption heat exchanger (20) in the reference technique 1 described above.
先ず、本実施形態の前提となる参考技術3の吸着熱交換器(20)について説明する。
First, the adsorption heat exchanger (20) of
上記吸着熱交換器(20)は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器である。吸着熱交換器(20)は、銅製の伝熱管(40)とアルミニウム製のフィン(30)とを複数ずつ備えている。フィン(30)は、それぞれが長方形板状に形成され、一定の間隔で並べられている。各伝熱管(40)は、直管状に形成され、一定間隔で並べられたフィン(30)を貫通している。つまり、吸着熱交換器(20)では、各伝熱管(40)の軸方向に沿って多数のフィン(30)が等間隔で配置されている。これらの点は、図2に示す上記参考技術1の吸着熱交換器(20)と同様である。 The adsorption heat exchanger (20) is a so-called cross fin type fin-and-tube heat exchanger. The adsorption heat exchanger (20) includes a plurality of copper heat transfer tubes (40) and a plurality of aluminum fins (30). The fins (30) are each formed in a rectangular plate shape and are arranged at regular intervals. Each heat transfer tube (40) is formed in a straight tube shape and passes through fins (30) arranged at regular intervals. That is, in the adsorption heat exchanger (20), a large number of fins (30) are arranged at equal intervals along the axial direction of each heat transfer tube (40). These points are the same as those of the adsorption heat exchanger (20) of the reference technique 1 shown in FIG.
図9に示すように、吸着熱交換器(20)では、各伝熱管(40)の配列がいわゆる千鳥配列となっている。具体的に、この吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の長辺に沿って所定のピッチで伝熱管(40)が配置されている。また、この吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の短辺に沿っても所定のピッチで伝熱管(40)が配置されている。フィン(30)の長辺方向における伝熱管(40)のピッチがいわゆる段ピッチであり、フィン(30)の短辺方向における伝熱管(40)のピッチがいわゆる列ピッチである。 As shown in FIG. 9, in the adsorption heat exchanger (20), the arrangement of the heat transfer tubes (40) is a so-called staggered arrangement. Specifically, in this adsorption heat exchanger (20), the heat transfer tubes (40) are arranged at a predetermined pitch along the long sides of the fins (30). In the adsorption heat exchanger (20), the heat transfer tubes (40) are arranged at a predetermined pitch along the short side of the fin (30). The pitch of the heat transfer tubes (40) in the long side direction of the fins (30) is a so-called step pitch, and the pitch of the heat transfer tubes (40) in the short side direction of the fins (30) is a so-called row pitch.
上記吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の長辺に沿って一列に並んだ一群の伝熱管(40)が1つの管列(41〜43)を構成している。この吸着熱交換器(20)では、このような管列(41〜43)が三つ形成されている。三つの管列(41〜43)のうち隣接するものは、フィン(30)の長手方向へ段ピッチの半分だけずれている。また、各管列(41〜43)では、隣接する伝熱管(40)が互いにU字状のU管(45)で接続されており、全ての伝熱管(40)によって1つのパスが形成される。これら三つの管列(41〜43)は、空気流の最も上流側(図9における左側)に位置するものが第1管列(41)を構成し、その直後に位置するものが第2管列(42)を構成し、空気流の最も下流側(図9における右側)に位置するものが第3管列(43)を構成している。 In the adsorption heat exchanger (20), a group of heat transfer tubes (40) arranged in a line along the long side of the fin (30) constitutes one tube row (41 to 43). In this adsorption heat exchanger (20), three such tube rows (41 to 43) are formed. Adjacent ones of the three tube rows (41 to 43) are shifted by half the step pitch in the longitudinal direction of the fin (30). In each tube row (41-43), adjacent heat transfer tubes (40) are connected to each other by U-shaped U tubes (45), and one path is formed by all the heat transfer tubes (40). The Among these three tube rows (41 to 43), the one located on the most upstream side (the left side in FIG. 9) of the air flow constitutes the first tube row (41), and the one located immediately thereafter is the second tube. The column (42) that is located on the most downstream side (right side in FIG. 9) of the air flow constitutes the third tube row (43).
上記吸着熱交換器(20)では、この吸着熱交換器(20)を通過する空気の流れ方向(図9,図10では左から右へ向かう方向)に沿って順に、第1列部分(21)と第2列部分(22)と第3列部分(23)とが形成されている。具体的に、この吸着熱交換器(20)では、その前縁から第1管列(41)と第2管列(42)の中間に亘る部分が第1列部分(21)となり、第1管列(41)と第2管列(42)の中間から第2管列(42)と第3管列(43)の中間に亘る部分が第2列部分(22)となり、第2管列(42)と第3管列(43)の中間から後縁に亘る部分が第3列部分(23)となっている。つまり、この吸着熱交換器(20)では、空気流の上流側から下流側(図9,図10では左側から右側)へ向かって順に、第1列部分(21)と第2列部分(22)と第3列部分(23)とが形成されている。そして、この吸着熱交換器(20)では、第1列部分(21)が上流側部分(26)となり、第3列部分(23)が下流側部分(27)となっている。 In the adsorption heat exchanger (20), the first row portions (21 in order) along the flow direction of air passing through the adsorption heat exchanger (20) (the direction from left to right in FIGS. 9 and 10). ), The second row portion (22), and the third row portion (23). Specifically, in this adsorption heat exchanger (20), a portion extending from the front edge to the middle between the first tube row (41) and the second tube row (42) becomes the first row portion (21), and the first A portion extending from the middle of the tube row (41) and the second tube row (42) to the middle of the second tube row (42) and the third tube row (43) becomes the second row portion (22), and the second tube row. A portion extending from the middle to the rear edge of (42) and the third tube row (43) is a third row portion (23). That is, in this adsorption heat exchanger (20), the first row portion (21) and the second row portion (22) are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side of the airflow (from the left side to the right side in FIGS. 9 and 10). ) And a third row portion (23). In this adsorption heat exchanger (20), the first row portion (21) is the upstream portion (26), and the third row portion (23) is the downstream portion (27).
図10にも示すように、上記フィン(30)では、第3列部分(23)に位置する部分に複数の切り起こし部(65)が形成されている。この切り起こし部(65)は、フィン(30)の長辺方向へ延びる細長い部分を切り起こすことによって形成されている。つまり、切り起こし部(65)は、フィン(30)の長辺方向に沿った両側が隣接する部分と分断され、フィン(30)の長辺方向の両端側が隣接する部分と連続している。また、切り起こし部(65)は、フィン(30)のうち第3管列(43)を構成する伝熱管(40)に挟まれた部分に三つずつ並んで形成されている。 As shown in FIG. 10, in the fin (30), a plurality of cut-and-raised portions (65) are formed in the portion located in the third row portion (23). This cut-and-raised part (65) is formed by cutting and elongating an elongated part extending in the long side direction of the fin (30). That is, the cut-and-raised portion (65) is divided from the adjacent portions on both sides along the long side direction of the fin (30), and is continuous with the adjacent portions on both ends in the long side direction of the fin (30). Further, the cut-and-raised portions (65) are formed side by side at a portion of the fin (30) sandwiched between the heat transfer tubes (40) constituting the third tube row (43).
上記吸着熱交換器(20)において、フィン(30)の間を流れる空気は、切り起こし部(65)によって乱される。このため、吸着熱交換器(20)のフィン(30)では、切り起こし部(65)の形成された空気流の下流側部分の熱伝達係数が、切り起こし部(65)の形成されない空気流の上流側部分の熱伝達係数よりも高くなる。そして、吸着熱交換器(20)では、空気流の下流側に位置する第3列部分(23)の伝熱性能が空気流の上流側に位置する第1管列(41)や第2管列(42)の伝熱性能よりも高くなる。なお、吸着熱交換器(20)の伝熱性能は、吸着熱交換器(20)における冷媒と空気の間の熱通過率を意味している。 In the adsorption heat exchanger (20), the air flowing between the fins (30) is disturbed by the cut-and-raised part (65). For this reason, in the fin (30) of the adsorption heat exchanger (20), the heat transfer coefficient of the downstream portion of the air flow in which the cut-and-raised portion (65) is formed has an air flow in which the cut-and-raised portion (65) is not formed. It becomes higher than the heat transfer coefficient of the upstream part. In the adsorption heat exchanger (20), the heat transfer performance of the third row portion (23) located on the downstream side of the air flow is such that the first tube row (41) and the second tube located on the upstream side of the air flow. It becomes higher than the heat transfer performance of the row (42). Note that the heat transfer performance of the adsorption heat exchanger (20) means the heat transfer rate between the refrigerant and air in the adsorption heat exchanger (20).
図10に示すように、上記吸着熱交換器(20)では、各フィン(30)の表面に吸着層(35)が形成されている。この吸着層(35)は、粉末状のゼオライトからなる吸着剤と、ウレタン樹脂等からなるバインダとによって構成されている。吸着層(35)において、吸着剤を構成するゼオライト粒子は、他のゼオライト粒子やフィン(30)に対してバインダによって接合されている。尚、吸着層(35)に設ける吸着剤は、ゼオライトに限られる訳ではない。吸着層(35)には、シリカゲル、活性炭、親水性の官能基を有する有機高分子材料など、各種の材料を吸着剤として設けてもよい。 As shown in FIG. 10, in the adsorption heat exchanger (20), an adsorption layer (35) is formed on the surface of each fin (30). The adsorption layer (35) is composed of an adsorbent made of powdered zeolite and a binder made of urethane resin or the like. In the adsorption layer (35), the zeolite particles constituting the adsorbent are bonded to other zeolite particles and fins (30) by a binder. The adsorbent provided in the adsorption layer (35) is not limited to zeolite. Various materials such as silica gel, activated carbon, and organic polymer material having a hydrophilic functional group may be provided as an adsorbent in the adsorption layer (35).
−参考技術3の運転動作−
本参考技術における調湿装置の動作は、上記参考技術1と同様である。ここでは、本参考技術の吸着熱交換器(20)に対して空気中の水分が吸脱着される過程を説明する。
-Operation of Reference Technology 3-
The operation of the humidity control apparatus in the present reference technique is the same as that of the reference technique 1. Here, a process in which moisture in the air is adsorbed and desorbed from the adsorption heat exchanger (20) of the present reference technology will be described.
〈吸着熱交換器への水分の吸着〉
調湿装置の運転中には、第1吸着部材(11)や第2吸着部材(12)を構成する吸着熱交換器(20)が蒸発器として機能し、その吸着熱交換器(20)へ空気中の水分が吸着される。蒸発器として機能する吸着熱交換器(20)へは、低圧冷媒が冷却用の熱媒体として供給される。ここでは、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)へ空気中の水分が吸着される過程について、図10を参照しながら説明する。
<Adsorption of moisture to adsorption heat exchanger>
During the operation of the humidity control device, the adsorption heat exchanger (20) constituting the first adsorption member (11) and the second adsorption member (12) functions as an evaporator, and to the adsorption heat exchanger (20) Moisture in the air is adsorbed. A low-pressure refrigerant is supplied as a cooling heat medium to the adsorption heat exchanger (20) functioning as an evaporator. Here, the process of adsorbing moisture in the air to the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator will be described with reference to FIG.
蒸発器となっている吸着熱交換器(20)では、電動膨張弁(15)で減圧された冷媒が各管列(41〜43)へ分配される。吸着熱交換器(20)へ送り込まれた空気は、フィン(30)の間を流れ込み、第1列部分(21)と第2列部分(22)と第3列部分(23)とを順に通過してゆく。その間、空気は、フィン(30)表面の吸着層(35)と接触し、その過程で吸着層(35)の形成されたフィン(30)に水分と熱を奪われる。その際、第3列部分(23)へ流入した空気は、その流れが切り起こし部(65)によって乱される。このため、フィン(30)に切り起こし部(65)が形成されている第3列部分(23)では、空気からフィン(30)への熱伝達が促進される。つまり、吸着熱交換器(20)では、第1列部分(21)や第2列部分(22)で既にある程度冷却された空気が流れる第3列部分(23)でも、空気とフィン(30)の間における熱交換量が確保される。 In the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, the refrigerant decompressed by the electric expansion valve (15) is distributed to the tube rows (41 to 43). The air sent to the adsorption heat exchanger (20) flows between the fins (30) and sequentially passes through the first row portion (21), the second row portion (22), and the third row portion (23). I will do it. Meanwhile, the air comes into contact with the adsorption layer (35) on the surface of the fin (30), and in the process, moisture and heat are taken away by the fin (30) in which the adsorption layer (35) is formed. At that time, the air flowing into the third row portion (23) is disturbed by the cut-and-raised portion (65). For this reason, heat transfer from the air to the fin (30) is promoted in the third row portion (23) in which the cut-and-raised portion (65) is formed in the fin (30). That is, in the adsorption heat exchanger (20), the air and fins (30) are also used in the third row portion (23) through which air that has already been cooled to some extent in the first row portion (21) and the second row portion (22) flows. The amount of heat exchange during the period is ensured.
そして、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)において、フィン(30)に切り起こし部(65)が形成された第3列部分(23)では、フィン(30)に切り起こし部(65)を形成しない場合に比べて空気の温度が低くなる。つまり、フィン(30)のうち第3列部分(23)に位置する部分と接触する空気の相対湿度は、フィン(30)に切り起こし部(65)を形成しない場合に比べて高くなる。これにより、吸着熱交換器(20)では、第3列部分(23)においてもフィン(30)に対する水分吸着量が充分に確保され、第1列部分(21)から第3列部分(23)にかけてフィン(30)に対する水分吸着量が平均化される。 In the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, the third row portion (23) in which the cut-and-raised portion (65) is formed in the fin (30) has the cut-and-raised portion ( 65) Air temperature is lower than when not formed. That is, the relative humidity of the air in contact with the portion located in the third row portion (23) of the fin (30) is higher than when the cut-and-raised portion (65) is not formed in the fin (30). Thereby, in the adsorption heat exchanger (20), a sufficient amount of moisture is adsorbed to the fins (30) in the third row portion (23), and the first row portion (21) to the third row portion (23). The amount of moisture adsorbed on the fin (30) is averaged over time.
〈吸着熱交換器からの水分の脱離〉
上述のように、上記調湿装置の運転中には、第1吸着部材(11)や第2吸着部材(12)を構成する吸着熱交換器(20)が凝縮器として機能し、その吸着熱交換器(20)から水分が脱離する。凝縮器として機能する吸着熱交換器(20)に対しては、高圧ガス冷媒が加熱用の熱媒体として供給される。ここでは、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)から水分が脱離する過程について、図10を参照しながら説明する。
<Desorption of moisture from adsorption heat exchanger>
As described above, during the operation of the humidity control apparatus, the adsorption heat exchanger (20) constituting the first adsorption member (11) and the second adsorption member (12) functions as a condenser, and the adsorption heat Moisture is released from the exchanger (20). A high-pressure gas refrigerant is supplied as a heating heat medium to the adsorption heat exchanger (20) functioning as a condenser. Here, the process of desorbing moisture from the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser will be described with reference to FIG.
凝縮器となっている吸着熱交換器(20)では、圧縮機(13)から吐出された冷媒が各管列(41〜43)へ分配される。吸着熱交換器(20)へ送り込まれた空気は、フィン(30)の間へ流れ込み、第1列部分(21)と第2列部分(22)と第3列部分(23)とを順に通過してゆく。その間、空気は、フィン(30)表面の吸着層(35)と接触し、その過程で吸着層(35)の形成されたフィン(30)から水分と熱を付与される。その際、第3列部分(23)へ流入した空気は、その流れが切り起こし部(65)によって乱される。このため、フィン(30)に切り起こし部(65)が形成されている第3列部分(23)では、フィン(30)から空気への熱伝達が促進される。つまり、吸着熱交換器(20)では、第1列部分(21)や第2列部分(22)で既にある程度加熱された空気が流れる第3列部分(23)でも、空気とフィン(30)の間における熱交換量が確保される。 In the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser, the refrigerant discharged from the compressor (13) is distributed to the tube rows (41 to 43). The air sent to the adsorption heat exchanger (20) flows between the fins (30), and passes through the first row portion (21), the second row portion (22), and the third row portion (23) in this order. I will do it. In the meantime, the air comes into contact with the adsorption layer (35) on the surface of the fin (30), and in the process, moisture and heat are applied from the fin (30) on which the adsorption layer (35) is formed. At that time, the air flowing into the third row portion (23) is disturbed by the cut-and-raised portion (65). For this reason, in the third row portion (23) in which the cut-and-raised portion (65) is formed in the fin (30), heat transfer from the fin (30) to the air is promoted. That is, in the adsorption heat exchanger (20), the air and fins (30) are also used in the third row portion (23) through which air that has already been heated to some extent in the first row portion (21) and the second row portion (22) flows. The amount of heat exchange during the period is ensured.
そして、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)において、フィン(30)に切り起こし部(65)が形成された第3列部分(23)では、フィン(30)に切り起こし部(65)を形成しない場合に比べて空気の温度が高くなる。つまり、フィン(30)のうち第3列部分(23)に位置する部分と接触する空気の相対湿度は、フィン(30)に切り起こし部(65)を形成しない場合に比べて低くなる。これにより、吸着熱交換器(20)では、第3列部分(23)においてもフィン(30)から脱離する水分量が充分に確保され、その後に吸着熱交換器(20)へ空気中の水分を吸着させる際には、第1列部分(21)から第3列部分(23)にかけてフィン(30)に対する水分吸着量が平均化される。 And in the adsorption heat exchanger (20) which is a condenser, in the third row portion (23) where the cut-and-raised portion (65) is formed in the fin (30), the cut-and-raised portion ( 65) The air temperature is higher than when not formed. That is, the relative humidity of the air in contact with the portion located in the third row portion (23) of the fin (30) is lower than when the cut-and-raised portion (65) is not formed in the fin (30). Thereby, in the adsorption heat exchanger (20), a sufficient amount of moisture desorbed from the fins (30) is secured also in the third row portion (23), and then the adsorption heat exchanger (20) is in the air. When adsorbing moisture, the amount of moisture adsorbed on the fin (30) is averaged from the first row portion (21) to the third row portion (23).
−参考技術3の効果−
上述したように、本参考技術の調湿装置において、吸着熱交換器(20)は、空気流の上流側から下流側に亘ってフィン(30)に対する水分吸着量が平均化されるように構成されている。このため、吸着熱交換器(20)においては、従来であれば吸着剤に対する水分の吸着量が減少してしまっていた空気流の下流側でも、空気流の上流側と概ね同じ程度の水分吸着量を確保することが可能となる。従って、本参考技術によれば、吸着熱交換器(20)の各部分において水分吸着量を充分に発揮させることができ、吸着熱交換器(20)の水分吸着能力を増大させることができる。
-Effects of Reference Technology 3-
As described above, in the humidity control apparatus of this reference technology, the adsorption heat exchanger (20) is configured such that the amount of moisture adsorption on the fin (30) is averaged from the upstream side to the downstream side of the air flow. Has been. For this reason, in the adsorption heat exchanger (20), the moisture adsorption on the downstream side of the air flow, which had previously decreased the amount of moisture adsorbed to the adsorbent, is approximately the same as the upstream side of the air flow. The amount can be secured. Therefore, according to the present reference technique, the moisture adsorption amount can be sufficiently exhibited in each part of the adsorption heat exchanger (20), and the moisture adsorption capacity of the adsorption heat exchanger (20) can be increased.
−実施形態1−
本実施形態の吸着熱交換器(20)では、上記参考技術3とは異なり、熱伝達係数の高い伝熱管(40)を用いることで第3列部分(23)の伝熱性能を向上させるようにしている。例えば、第1列部分(21)や第2列部分(22)を構成する伝熱管(40)としては内面が平滑な平滑管を用いる一方、第3列部分(23)を構成する伝熱管(40)としては内面にライフル状のねじれ溝が形成された内面溝付管を用いてもよい。この場合、第3列部分(23)を構成する伝熱管(40)では、内部を流れる冷媒と伝熱管(40)との間における熱伝達が促進され、結果として第3列部分(23)の伝熱性能が向上する。
-Embodiment 1-
In the adsorption heat exchanger (20) of the present embodiment, unlike the
《発明の実施形態2》
本発明の実施形態2について説明する。本実施形態は、上記参考技術1において、吸着熱交換器(20)の構成を変更したものである。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
It described embodiment 2 of the present invention. The present embodiment is obtained by changing the configuration of the adsorption heat exchanger (20) in the reference technique 1 described above.
先ず、本実施形態の前提となる参考技術4の吸着熱交換器(20)について説明する。 First, the adsorption heat exchanger (20) of the reference technique 4 which is a premise of the present embodiment will be described.
図11に示すように、上記吸着熱交換器(20)は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器である。吸着熱交換器(20)は、銅製の伝熱管(40)と、アルミニウム製のフィン(30)と、同じくアルミニウム製の補助フィン(66)とを複数ずつ備えている。フィン(30)と補助フィン(66)は、共に長方形板状に形成されている。ただし、補助フィン(66)の短辺の長さは、フィン(30)の短辺の長さの1/3程度となっている。伝熱管(40)は、それぞれが直管状に形成されており、互いに平行に配置されている。 As shown in FIG. 11, the adsorption heat exchanger (20) is a so-called cross fin type fin-and-tube heat exchanger. The adsorption heat exchanger (20) includes a plurality of copper heat transfer tubes (40), aluminum fins (30), and aluminum auxiliary fins (66). Both the fin (30) and the auxiliary fin (66) are formed in a rectangular plate shape. However, the length of the short side of the auxiliary fin (66) is about 1/3 of the length of the short side of the fin (30). Each of the heat transfer tubes (40) is formed in a straight tube shape and is arranged in parallel to each other.
上記吸着熱交換器(20)において、フィン(30)と補助フィン(66)は、伝熱管(40)の軸方向に沿って交互に等間隔で配置されている。また、補助フィン(66)は、フィン(30)の後縁側(図11における右手前側)にオフセットして配置されており、その後縁側の長辺がフィン(30)の後縁側の長辺と同一平面上に位置している。 In the adsorption heat exchanger (20), the fins (30) and the auxiliary fins (66) are alternately arranged at equal intervals along the axial direction of the heat transfer tube (40). Further, the auxiliary fin (66) is disposed offset to the rear edge side (right front side in FIG. 11) of the fin (30), and the long side on the rear edge side is the same as the long side on the rear edge side of the fin (30). Located on a plane.
上記吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の表面と補助フィン(66)の表面とに吸着層が形成されている。この吸着層は、粉末状のゼオライトからなる吸着剤と、ウレタン樹脂等からなるバインダとによって構成されている。吸着層において、吸着剤を構成するゼオライト粒子は、他のゼオライト粒子やフィン(30)に対してバインダによって接合されている。尚、吸着層に設ける吸着剤は、ゼオライトに限られる訳ではない。吸着層には、シリカゲル、活性炭、親水性の官能基を有する有機高分子材料など、各種の材料を吸着剤として設けてもよい。 In the adsorption heat exchanger (20), an adsorption layer is formed on the surface of the fin (30) and the surface of the auxiliary fin (66). This adsorption layer is composed of an adsorbent made of powdered zeolite and a binder made of urethane resin or the like. In the adsorption layer, the zeolite particles constituting the adsorbent are bonded to other zeolite particles and fins (30) by a binder. Note that the adsorbent provided in the adsorption layer is not limited to zeolite. Various materials such as silica gel, activated carbon, and an organic polymer material having a hydrophilic functional group may be provided as an adsorbent in the adsorption layer.
図12に示すように、吸着熱交換器(20)では、各伝熱管(40)の配列がいわゆる千鳥配列となっている。具体的に、この吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の長辺に沿って所定のピッチで伝熱管(40)が配置されている。また、この吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の短辺に沿っても所定のピッチで伝熱管(40)が配置されている。フィン(30)の長辺方向における伝熱管(40)のピッチがいわゆる段ピッチであり、フィン(30)の短辺方向における伝熱管(40)のピッチがいわゆる列ピッチである。 As shown in FIG. 12, in the adsorption heat exchanger (20), the arrangement of the heat transfer tubes (40) is a so-called staggered arrangement. Specifically, in this adsorption heat exchanger (20), the heat transfer tubes (40) are arranged at a predetermined pitch along the long sides of the fins (30). In the adsorption heat exchanger (20), the heat transfer tubes (40) are arranged at a predetermined pitch along the short side of the fin (30). The pitch of the heat transfer tubes (40) in the long side direction of the fins (30) is a so-called step pitch, and the pitch of the heat transfer tubes (40) in the short side direction of the fins (30) is a so-called row pitch.
上記吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の長辺に沿って一列に並んだ一群の伝熱管(40)が1つの管列(41〜43)を構成している。この吸着熱交換器(20)では、このような管列(41〜43)が三つ形成されている。三つの管列(41〜43)のうち隣接するものは、フィン(30)の長手方向へ段ピッチの半分だけずれている。また、各管列(41〜43)では、隣接する伝熱管(40)が互いにU字状のU管(45)で接続されており、全ての伝熱管(40)によって1つのパスが形成される。これら三つの管列(41〜43)は、空気流の最も上流側(図12における左側)に位置するものが第1管列(41)を構成し、その直後に位置するものが第2管列(42)を構成し、空気流の最も下流側(図12における右側)に位置するものが第3管列(43)を構成している。 In the adsorption heat exchanger (20), a group of heat transfer tubes (40) arranged in a line along the long side of the fin (30) constitutes one tube row (41 to 43). In this adsorption heat exchanger (20), three such tube rows (41 to 43) are formed. Adjacent ones of the three tube rows (41 to 43) are shifted by half the step pitch in the longitudinal direction of the fin (30). In each tube row (41-43), adjacent heat transfer tubes (40) are connected to each other by U-shaped U tubes (45), and one path is formed by all the heat transfer tubes (40). The Of these three tube rows (41 to 43), the one located on the most upstream side (the left side in FIG. 12) of the air flow constitutes the first tube row (41), and the one located immediately thereafter is the second tube. The row (42) that is located on the most downstream side (the right side in FIG. 12) of the air flow constitutes the third tube row (43).
上記吸着熱交換器(20)では、この吸着熱交換器(20)を通過する空気の流れ方向(図12では左から右へ向かう方向)に沿って順に、第1列部分(21)と第2列部分(22)と第3列部分(23)とが形成されている。具体的に、この吸着熱交換器(20)では、その前縁から第1管列(41)と第2管列(42)の中間に亘る部分が第1列部分(21)となり、第1管列(41)と第2管列(42)の中間から第2管列(42)と第3管列(43)の中間に亘る部分が第2列部分(22)となり、第2管列(42)と第3管列(43)の中間から後縁に亘る部分が第3列部分(23)となっている。つまり、この吸着熱交換器(20)では、空気流の上流側から下流側(図12では左側から右側)へ向かって順に、第1列部分(21)と第2列部分(22)と第3列部分(23)とが形成されている。そして、この吸着熱交換器(20)では、第1列部分(21)が上流側部分(26)となり、第3列部分(23)が下流側部分(27)となっている。 In the adsorption heat exchanger (20), the first row portion (21) and the first row portion are arranged in order along the flow direction of air passing through the adsorption heat exchanger (20) (the direction from left to right in FIG. 12). A two-row portion (22) and a third row portion (23) are formed. Specifically, in this adsorption heat exchanger (20), a portion extending from the front edge to the middle between the first tube row (41) and the second tube row (42) becomes the first row portion (21), and the first A portion extending from the middle of the tube row (41) and the second tube row (42) to the middle of the second tube row (42) and the third tube row (43) becomes the second row portion (22), and the second tube row. A portion extending from the middle to the rear edge of (42) and the third tube row (43) is a third row portion (23). That is, in this adsorption heat exchanger (20), the first row portion (21), the second row portion (22), and the second row portion are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side (left side to right side in FIG. 12) of the air flow. A three-row portion (23) is formed. In this adsorption heat exchanger (20), the first row portion (21) is the upstream portion (26), and the third row portion (23) is the downstream portion (27).
上述のように、上記吸着熱交換器(20)では、補助フィン(66)がフィン(30)の後縁側へオフセットして配置されており(図11を参照)、第1列部分(21)及び第2列部分(22)にはフィン(30)だけが存在し、第3列部分(23)にはフィン(30)と補助フィン(66)の両方が存在している。このことは、上記吸着熱交換器(20)が次のような構成となっていることを意味している。 As described above, in the adsorption heat exchanger (20), the auxiliary fin (66) is disposed offset to the rear edge side of the fin (30) (see FIG. 11), and the first row portion (21). And only the fin (30) exists in the second row portion (22), and both the fin (30) and the auxiliary fin (66) exist in the third row portion (23). This means that the adsorption heat exchanger (20) has the following configuration.
先ず、この吸着熱交換器(20)では、フィン(30)同士の間隔が第1列部分(21)におけるフィンピッチp1となり、フィン(30)と補助フィン(66)の間隔が第3列部分(23)におけるフィンピッチp2となる。そして、この吸着熱交換器(20)では、第3列部分(23)におけるフィンピッチp2が第1列部分(21)におけるフィンピッチp1の半分となっている。 First, in this adsorption heat exchanger (20), the interval between the fins (30) is the fin pitch p 1 in the first row portion (21), and the interval between the fin (30) and the auxiliary fin (66) is the third row. The fin pitch p 2 in the portion (23) is obtained. Then, in the adsorption heat exchanger (20), the fin pitch p 2 in the third column part (23) is in the half of the fin pitch p 1 in the first column portion (21).
次に、この吸着熱交換器(20)では、第3列部分(23)におけるフィン(30)及び補助フィン(66)の表面積の合計値が、第1列部分(21)におけるフィン(30)の表面積の合計値の約二倍となっている。つまり、第3列部分(23)における空気との伝熱面積は、第1列部分(21)における空気との伝熱面積よりも広くなっている。また、この吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の表面と補助フィン(66)の表面とに吸着層が形成されている。従って、この吸着熱交換器(20)では、第3列部分(23)における空気と吸着層の接触面積が、第1列部分(21)における空気と吸着層の接触面積よりも広くなっている。 Next, in this adsorption heat exchanger (20), the total value of the surface areas of the fin (30) and the auxiliary fin (66) in the third row portion (23) is the fin (30) in the first row portion (21). It is about twice the total surface area. That is, the heat transfer area with air in the third row portion (23) is wider than the heat transfer area with air in the first row portion (21). In the adsorption heat exchanger (20), an adsorption layer is formed on the surface of the fin (30) and the surface of the auxiliary fin (66). Therefore, in this adsorption heat exchanger (20), the contact area between the air and the adsorption layer in the third row portion (23) is larger than the contact area between the air and the adsorption layer in the first row portion (21). .
更に、この吸着熱交換器(20)において、第1列部分(21)ではフィン(30)同士の間を空気が通過し、第3列部分(23)ではフィン(30)と補助フィン(66)の間を空気が通過する。このため、第3列部分(23)では第1列部分(21)に比べて空気の通過できる部分の面積が狭くなり、その結果、第3列部分(23)における通過風速が第1列部分(21)における通過風速よりも速くなる。 Further, in the adsorption heat exchanger (20), air passes between the fins (30) in the first row portion (21), and the fin (30) and the auxiliary fin (66 in the third row portion (23). ) Passes through. For this reason, the area of the portion through which air can pass is smaller in the third row portion (23) than in the first row portion (21), and as a result, the passing air speed in the third row portion (23) is the first row portion. It becomes faster than the passing wind speed in (21).
−参考技術4の運転動作−
本参考技術における調湿装置の動作は、上記参考技術1と同様である。ここでは、本参考技術の吸着熱交換器(20)に対して空気中の水分が吸脱着される過程を説明する。
-Operation of Reference Technology 4-
The operation of the humidity control apparatus in the present reference technique is the same as that of the reference technique 1. Here, a process in which moisture in the air is adsorbed and desorbed from the adsorption heat exchanger (20) of the present reference technology will be described.
〈吸着熱交換器への水分の吸着〉
調湿装置の運転中には、第1吸着部材(11)や第2吸着部材(12)を構成する吸着熱交換器(20)が蒸発器として機能し、その吸着熱交換器(20)へ空気中の水分が吸着される。蒸発器として機能する吸着熱交換器(20)へは、低圧冷媒が冷却用の熱媒体として供給される。ここでは、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)へ空気中の水分が吸着される過程について説明する。
<Adsorption of moisture to adsorption heat exchanger>
During the operation of the humidity control device, the adsorption heat exchanger (20) constituting the first adsorption member (11) and the second adsorption member (12) functions as an evaporator, and to the adsorption heat exchanger (20) Moisture in the air is adsorbed. A low-pressure refrigerant is supplied as a cooling heat medium to the adsorption heat exchanger (20) functioning as an evaporator. Here, a process of adsorbing moisture in the air to the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator will be described.
蒸発器となっている吸着熱交換器(20)では、電動膨張弁(15)で減圧された冷媒が各管列(41〜43)へ分配される。吸着熱交換器(20)へ送り込まれた空気は、第1列部分(21)と第2列部分(22)と第3列部分(23)とを順に通過してゆき、その過程で熱と水分を吸着熱交換器(20)に奪われてゆく。第1列部分(21)及び第2列部分(22)では、空気がフィン(30)同士の間を通過する際に吸着層と接触する。第3列部分(23)では、空気がフィン(30)と補助フィン(66)の間を通過する際に吸着層と接触する。 In the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, the refrigerant decompressed by the electric expansion valve (15) is distributed to the tube rows (41 to 43). The air sent to the adsorption heat exchanger (20) passes through the first row portion (21), the second row portion (22), and the third row portion (23) in order, Moisture is taken away by the adsorption heat exchanger (20). In the first row portion (21) and the second row portion (22), the air contacts the adsorption layer when passing between the fins (30). In the third row portion (23), when the air passes between the fin (30) and the auxiliary fin (66), it comes into contact with the adsorption layer.
上述のように、第3列部分(23)の空気側の伝熱面積は、第1列部分(21)の空気側の伝熱面積よりも広くなっている。このため、吸着熱交換器(20)では、空気流の下流側に位置する第3列部分(23)でも、空気と冷媒の間の熱交換量が充分に確保される。そして、第3列部分(23)を通過する空気の温度は、補助フィン(66)を設けない場合に比べて低くなり、この空気の相対湿度の低下が抑制されて吸着層に対する水分吸着量が確保される。また、第3列部分(23)における吸着剤と空気の接触面積は、第1列部分(21)における吸着剤と空気の接触面積よりも広くなっている。従って、この点でも、第3列部分(23)での吸着層に対する水分吸着量が確保される。その結果、吸着熱交換器(20)では、第3列部分(23)においても吸着層に対する水分吸着量が充分に確保され、第1列部分(21)から第3列部分(23)にかけて吸着層に対する水分吸着量が平均化される。 As described above, the heat transfer area on the air side of the third row portion (23) is larger than the heat transfer area on the air side of the first row portion (21). For this reason, in the adsorption heat exchanger (20), a sufficient amount of heat exchange between the air and the refrigerant is ensured even in the third row portion (23) located on the downstream side of the air flow. The temperature of the air passing through the third row portion (23) is lower than that in the case where the auxiliary fin (66) is not provided, and the decrease in the relative humidity of the air is suppressed, so that the amount of moisture adsorbed on the adsorption layer is reduced. Secured. In addition, the contact area between the adsorbent and air in the third row portion (23) is larger than the contact area between the adsorbent and air in the first row portion (21). Therefore, also in this respect, the amount of moisture adsorption on the adsorption layer in the third row portion (23) is ensured. As a result, in the adsorption heat exchanger (20), a sufficient amount of moisture is adsorbed to the adsorption layer in the third row portion (23), and the adsorption is performed from the first row portion (21) to the third row portion (23). The amount of moisture adsorbed on the layer is averaged.
〈吸着熱交換器からの水分の脱離〉
上述のように、上記調湿装置の運転中には、第1吸着部材(11)や第2吸着部材(12)を構成する吸着熱交換器(20)が凝縮器として機能し、その吸着熱交換器(20)から水分が脱離する。凝縮器として機能する吸着熱交換器(20)に対しては、高圧ガス冷媒が加熱用の熱媒体として供給される。ここでは、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)から水分が脱離する過程について説明する。
<Desorption of moisture from adsorption heat exchanger>
As described above, during the operation of the humidity control apparatus, the adsorption heat exchanger (20) constituting the first adsorption member (11) and the second adsorption member (12) functions as a condenser, and the adsorption heat Moisture is released from the exchanger (20). A high-pressure gas refrigerant is supplied as a heating heat medium to the adsorption heat exchanger (20) functioning as a condenser. Here, the process of desorbing moisture from the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser will be described.
凝縮器となっている吸着熱交換器(20)では、圧縮機(13)から吐出された冷媒が各管列(41〜43)へ分配される。吸着熱交換器(20)へ送り込まれた空気は、第1列部分(21)と第2列部分(22)と第3列部分(23)とを順に通過し、その過程で熱と水分を吸着熱交換器(20)から付与されてゆく。第1列部分(21)及び第2列部分(22)では、空気がフィン(30)同士の間を通過する際に吸着層と接触する。第3列部分(23)では、空気がフィン(30)と補助フィン(66)の間を通過する際に吸着層と接触する。 In the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser, the refrigerant discharged from the compressor (13) is distributed to the tube rows (41 to 43). The air sent to the adsorption heat exchanger (20) passes through the first row portion (21), the second row portion (22), and the third row portion (23) in order, and in the process, heat and moisture are removed. It is given from the adsorption heat exchanger (20). In the first row portion (21) and the second row portion (22), the air contacts the adsorption layer when passing between the fins (30). In the third row portion (23), when the air passes between the fin (30) and the auxiliary fin (66), it comes into contact with the adsorption layer.
上述のように、第3列部分(23)の空気側の伝熱面積は、第1列部分(21)の空気側の伝熱面積よりも広くなっている。このため、吸着熱交換器(20)では、空気流の下流側に位置する第3列部分(23)でも、空気と冷媒の間の熱交換量が充分に確保される。そして、第3列部分(23)を通過する空気の温度は、補助フィン(66)を設けない場合に比べて高くなり、この空気の相対湿度の上昇が抑制されて吸着層から脱離する水分量が確保される。また、第3列部分(23)における吸着剤と空気の接触面積は、第1列部分(21)における吸着剤と空気の接触面積よりも広くなっている。従って、この点でも、第3列部分(23)で吸着層から脱離する水分量が確保される。その結果、吸着熱交換器(20)では、第3列部分(23)においても吸着層から脱離する水分量が充分に確保され、その後に吸着熱交換器(20)へ空気中の水分を吸着させる際には、第1列部分(21)から第3列部分(23)にかけて吸着層に対する水分吸着量が平均化される。 As described above, the heat transfer area on the air side of the third row portion (23) is larger than the heat transfer area on the air side of the first row portion (21). For this reason, in the adsorption heat exchanger (20), a sufficient amount of heat exchange between the air and the refrigerant is ensured even in the third row portion (23) located on the downstream side of the air flow. Then, the temperature of the air passing through the third row portion (23) becomes higher than that in the case where the auxiliary fin (66) is not provided, and moisture that desorbs from the adsorption layer due to the suppression of the increase in the relative humidity of the air. The amount is secured. In addition, the contact area between the adsorbent and air in the third row portion (23) is larger than the contact area between the adsorbent and air in the first row portion (21). Therefore, also in this respect, the amount of moisture desorbed from the adsorption layer is ensured in the third row portion (23). As a result, in the adsorption heat exchanger (20), a sufficient amount of moisture desorbed from the adsorption layer is secured also in the third row portion (23), and then moisture in the air is supplied to the adsorption heat exchanger (20). When adsorbing, the moisture adsorption amount on the adsorption layer is averaged from the first row portion (21) to the third row portion (23).
−参考技術4の効果−
上述したように、本参考技術の吸着熱交換器(20)では、第3列部分(23)におけるフィンピッチp2が第1列部分(21)におけるフィンピッチp1よりも狭く設定されており、それによって第1列部分(21)から第3列部分(23)に亘って水分吸着量の平均化が図られている。このため、吸着熱交換器(20)においては、従来であれば吸着剤に対する水分の吸着量が減少してしまっていた空気流の下流側でも、空気流の上流側と概ね同じ程度の水分吸着量を確保することが可能となる。従って、本参考技術によれば、吸着熱交換器(20)の各部分において水分吸着量を充分に発揮させることができ、吸着熱交換器(20)の水分吸着能力を増大させることができる。
-Effects of Reference Technology 4-
As described above, in the adsorption heat exchanger of the present reference technology (20), is set narrower than the fin pitch p 1 in the fin pitch p 2 in the third column part (23) of the first column portion (21) Thus, the moisture adsorption amount is averaged from the first row portion (21) to the third row portion (23). For this reason, in the adsorption heat exchanger (20), the moisture adsorption on the downstream side of the air flow, which had previously decreased the amount of moisture adsorbed to the adsorbent, is approximately the same as the upstream side of the air flow. The amount can be secured. Therefore, according to the present reference technique, the moisture adsorption amount can be sufficiently exhibited in each part of the adsorption heat exchanger (20), and the moisture adsorption capacity of the adsorption heat exchanger (20) can be increased.
−参考技術4の変形例−
本参考技術の吸着熱交換器(20)では、図13に示すように、補助フィン(66)に代えて波形フィン(67)を設けてもよい。この波形フィン(67)は、全体として細長い長方形状に形成されており、その長辺方向へ山部と谷部が交互に繰り返す波板状に形成されている。波形フィン(67)の短辺の長さは、補助フィン(66)と同様に、フィン(30)の短辺の長さの1/3となっている。また、フィン(30)の間に挟み込まれた波形フィン(67)は、その山部が一方のフィン(30)と密着し、その谷部が他方のフィン(30)と密着している。
-Modification of Reference Technique 4-
In the adsorption heat exchanger (20) of the present reference technology, as shown in FIG. 13, a corrugated fin (67) may be provided instead of the auxiliary fin (66). The corrugated fin (67) is formed in an elongated rectangular shape as a whole, and is formed in a corrugated plate shape in which peaks and valleys are alternately repeated in the long side direction. Similar to the auxiliary fin (66), the length of the short side of the corrugated fin (67) is 1/3 of the length of the short side of the fin (30). Further, the corrugated fin (67) sandwiched between the fins (30) has a peak portion in close contact with one fin (30) and a trough portion in close contact with the other fin (30).
上記吸着熱交換器(20)において、波形フィン(67)は、補助フィン(66)と同様にフィン(30)の後縁側にオフセットして配置され、更にはその表面に吸着層が形成されている。つまり、この吸着熱交換器(20)では、第1列部分(21)及び第2列部分(22)にはフィン(30)だけが存在し、第3列部分(23)にはフィン(30)と波形フィン(67)の両方が存在している。従って、吸着熱交換器(20)では、第3列部分(23)における空気との伝熱面積が第1列部分(21)における空気との伝熱面積よりも広くなっており、第3列部分(23)における空気と吸着層の接触面積が第1列部分(21)における空気と吸着層の接触面積よりも広くなっている。また、吸着熱交換器(20)では、第3列部分(23)における通過風速が第1列部分(21)における通過風速よりも速くなっている。 In the adsorption heat exchanger (20), the corrugated fin (67) is arranged offset to the rear edge side of the fin (30) like the auxiliary fin (66), and further, an adsorption layer is formed on the surface thereof. Yes. That is, in this adsorption heat exchanger (20), only the fin (30) exists in the first row portion (21) and the second row portion (22), and the fin (30) is present in the third row portion (23). ) And corrugated fins (67) are present. Therefore, in the adsorption heat exchanger (20), the heat transfer area with the air in the third row portion (23) is larger than the heat transfer area with the air in the first row portion (21). The contact area between the air and the adsorption layer in the portion (23) is larger than the contact area between the air and the adsorption layer in the first row portion (21). Further, in the adsorption heat exchanger (20), the passing wind speed in the third row portion (23) is faster than the passing wind speed in the first row portion (21).
−実施形態2−
実施形態2の吸着熱交換器(20)について説明する。吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の前縁側に補助フィン(66)を配置するほうが有利な場合もある。この場合には、第1列部分(21)におけるフィンピッチが第3列部分(23)におけるフィンピッチよりも狭くなる。
-Embodiment 2-
The adsorption heat exchanger (20) of Embodiment 2 will be described. In the adsorption heat exchanger (20), it may be advantageous to dispose the auxiliary fin (66) on the front edge side of the fin (30). In this case, the fin pitch in the first row portion (21) is narrower than the fin pitch in the third row portion (23).
蒸発器となっている吸着熱交換器(20)では、第1列部分(21)に比べて第3列部分(23)の方がフィン(30)表面の吸着層の温度が冷媒蒸発温度に近くなる場合がある。その場合には、第3列部分(23)での吸着層に対する水分吸着が促進されることになり、第1列部分(21)から第3列部分(23)に亘る水分吸着量を平均化する面で有利となる。また、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)では、第1列部分(21)に比べて第3列部分(23)の方がフィン(30)表面の吸着層の温度が冷媒凝縮温度に近くなる場合がある。その場合には、第3列部分(23)での吸着層からの水分の脱離が促進されることになり、第1列部分(21)から第3列部分(23)に亘る水分吸着量を平均化する面で有利となる。 In the adsorption heat exchanger (20) which is an evaporator, the temperature of the adsorption layer on the surface of the fin (30) in the third row portion (23) is equal to the refrigerant evaporation temperature in the third row portion (23) compared to the first row portion (21). May be close. In that case, moisture adsorption to the adsorption layer in the third row portion (23) is promoted, and the moisture adsorption amount from the first row portion (21) to the third row portion (23) is averaged. This is advantageous in terms of performance. Also, in the adsorption heat exchanger (20) that is a condenser, the temperature of the adsorption layer on the surface of the fin (30) is condensed in the third row portion (23) compared to the first row portion (21). May approach temperature. In that case, the desorption of moisture from the adsorption layer in the third row portion (23) is promoted, and the moisture adsorption amount from the first row portion (21) to the third row portion (23). This is advantageous in terms of averaging.
《発明の実施形態3》
本発明の実施形態3について説明する。本実施形態は、上記参考技術1において、吸着熱交換器(20)の構成を変更したものである。
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図14に示すように、上記吸着熱交換器(20)は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器である。吸着熱交換器(20)は、銅製の伝熱管(40)とアルミニウム製のフィン(30)とを複数ずつ備えている。フィン(30)は、それぞれが長方形板状に形成され、一定の間隔で並べられている。各伝熱管(40)は、直管状に形成され、一定間隔で並べられたフィン(30)を貫通している。つまり、吸着熱交換器(20)では、各伝熱管(40)の軸方向に沿って多数のフィン(30)が等間隔で配置されている。 As shown in FIG. 14, the adsorption heat exchanger (20) is a so-called cross fin type fin-and-tube heat exchanger. The adsorption heat exchanger (20) includes a plurality of copper heat transfer tubes (40) and a plurality of aluminum fins (30). The fins (30) are each formed in a rectangular plate shape and are arranged at regular intervals. Each heat transfer tube (40) is formed in a straight tube shape and passes through fins (30) arranged at regular intervals. That is, in the adsorption heat exchanger (20), a large number of fins (30) are arranged at equal intervals along the axial direction of each heat transfer tube (40).
図15にも示すように、吸着熱交換器(20)では、各伝熱管(40)の配列がいわゆる千鳥配列となっている。具体的に、この吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の長辺に沿って所定のピッチで伝熱管(40)が配置されている。また、この吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の短辺に沿っても所定のピッチで伝熱管(40)が配置されている。フィン(30)の長辺方向における伝熱管(40)のピッチがいわゆる段ピッチであり、フィン(30)の短辺方向における伝熱管(40)のピッチがいわゆる列ピッチである。 As shown in FIG. 15, in the adsorption heat exchanger (20), the arrangement of the heat transfer tubes (40) is a so-called staggered arrangement. Specifically, in this adsorption heat exchanger (20), the heat transfer tubes (40) are arranged at a predetermined pitch along the long sides of the fins (30). In the adsorption heat exchanger (20), the heat transfer tubes (40) are arranged at a predetermined pitch along the short side of the fin (30). The pitch of the heat transfer tubes (40) in the long side direction of the fins (30) is a so-called step pitch, and the pitch of the heat transfer tubes (40) in the short side direction of the fins (30) is a so-called row pitch.
上記吸着熱交換器(20)では、フィン(30)の長辺に沿って一列に並んだ一群の伝熱管(40)が1つの管列(41〜43)を構成している。この吸着熱交換器(20)では、このような管列(41〜43)が三つ形成されている。三つの管列(41〜43)のうち隣接するものは、フィン(30)の長手方向へ段ピッチの半分だけずれている。また、各管列(41〜43)では、隣接する伝熱管(40)が互いにU字状のU管(45)で接続されており、全ての伝熱管(40)によって1つのパスが形成される。これら三つの管列(41〜43)は、空気流の最も上流側(図15における左側)に位置するものが第1管列(41)を構成し、その直後に位置するものが第2管列(42)を構成し、空気流の最も下流側(図15における右側)に位置するものが第3管列(43)を構成している。 In the adsorption heat exchanger (20), a group of heat transfer tubes (40) arranged in a line along the long side of the fin (30) constitutes one tube row (41 to 43). In this adsorption heat exchanger (20), three such tube rows (41 to 43) are formed. Adjacent ones of the three tube rows (41 to 43) are shifted by half the step pitch in the longitudinal direction of the fin (30). In each tube row (41-43), adjacent heat transfer tubes (40) are connected to each other by U-shaped U tubes (45), and one path is formed by all the heat transfer tubes (40). The Among these three tube rows (41 to 43), the one located on the most upstream side (the left side in FIG. 15) of the air flow constitutes the first tube row (41), and the one located immediately thereafter is the second tube. The column (42) that is located on the most downstream side (the right side in FIG. 15) of the air flow constitutes the third tube row (43).
上記吸着熱交換器(20)では、この吸着熱交換器(20)を通過する空気の流れ方向(図15,図16では左から右へ向かう方向)に沿って順に、第1列部分(21)と第2列部分(22)と第3列部分(23)とが形成されている。具体的に、この吸着熱交換器(20)では、その前縁から第1管列(41)と第2管列(42)の中間に亘る部分が第1列部分(21)となり、第1管列(41)と第2管列(42)の中間から第2管列(42)と第3管列(43)の中間に亘る部分が第2列部分(22)となり、第2管列(42)と第3管列(43)の中間から後縁に亘る部分が第3列部分(23)となっている。つまり、この吸着熱交換器(20)では、空気流の上流側から下流側(図15,図16では左側から右側)へ向かって順に、第1列部分(21)と第2列部分(22)と第3列部分(23)とが形成されている。そして、この吸着熱交換器(20)では、第1列部分(21)が上流側部分(26)となり、第3列部分(23)が下流側部分(27)となっている。 In the adsorption heat exchanger (20), the first row portions (21 in order along the flow direction of air passing through the adsorption heat exchanger (20) (the direction from left to right in FIGS. 15 and 16). ), The second row portion (22), and the third row portion (23). Specifically, in this adsorption heat exchanger (20), a portion extending from the front edge to the middle between the first tube row (41) and the second tube row (42) becomes the first row portion (21), and the first A portion extending from the middle of the tube row (41) and the second tube row (42) to the middle of the second tube row (42) and the third tube row (43) becomes the second row portion (22), and the second tube row. A portion extending from the middle to the rear edge of (42) and the third tube row (43) is a third row portion (23). That is, in this adsorption heat exchanger (20), the first row portion (21) and the second row portion (22) are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side of the air flow (from the left side to the right side in FIGS. 15 and 16). ) And a third row portion (23). In this adsorption heat exchanger (20), the first row portion (21) is the upstream portion (26), and the third row portion (23) is the downstream portion (27).
図16にも示すように、上記フィン(30)は、第1列部分(21)に位置する第1フィン(31)と、第2列部分(22)に位置する第2フィン(32)と、第3列部分(23)に位置する第3フィン(33)とに分断されている。このうち、第1フィン(31)と第2フィン(32)とは、板厚が等しくなっている。一方、第3フィン(33)の板厚は、第1フィン(31)や第2フィン(32)の板厚よりも厚くなっている。 As shown in FIG. 16, the fin (30) includes a first fin (31) located in the first row portion (21) and a second fin (32) located in the second row portion (22). And the third fin (33) located in the third row portion (23). Among these, the first fin (31) and the second fin (32) have the same plate thickness. On the other hand, the plate thickness of the third fin (33) is thicker than the plate thickness of the first fin (31) or the second fin (32).
上記吸着熱交換器(20)では、各フィン(31〜33)の表面に吸着層(35)が形成されている。この吸着層(35)は、粉末状のゼオライトからなる吸着剤と、ウレタン樹脂等からなるバインダとによって構成されている。吸着層(35)において、吸着剤を構成するゼオライト粒子は、他のゼオライト粒子やフィン(30)に対してバインダによって接合されている。尚、吸着層(35)に設ける吸着剤は、ゼオライトに限られる訳ではない。吸着層(35)には、シリカゲル、活性炭、親水性の官能基を有する有機高分子材料など、各種の材料を吸着剤として設けてもよい。 In the adsorption heat exchanger (20), an adsorption layer (35) is formed on the surface of each fin (31 to 33). The adsorption layer (35) is composed of an adsorbent made of powdered zeolite and a binder made of urethane resin or the like. In the adsorption layer (35), the zeolite particles constituting the adsorbent are bonded to other zeolite particles and fins (30) by a binder. The adsorbent provided in the adsorption layer (35) is not limited to zeolite. Various materials such as silica gel, activated carbon, and organic polymer material having a hydrophilic functional group may be provided as an adsorbent in the adsorption layer (35).
上述のように、上記吸着熱交換器(20)では、第3フィン(33)の板厚が第1フィン(31)や第2フィン(32)の板厚に比べて厚くなっている。このため、第3列部分(23)では第1列部分(21)に比べて空気の通過できる部分の面積が狭くなり、その結果、第3列部分(23)における通過風速が第1列部分(21)における通過風速よりも速くなる。 As described above, in the adsorption heat exchanger (20), the plate thickness of the third fin (33) is larger than the plate thickness of the first fin (31) and the second fin (32). For this reason, the area of the portion through which air can pass is smaller in the third row portion (23) than in the first row portion (21), and as a result, the passing air speed in the third row portion (23) is the first row portion. It becomes faster than the passing wind speed in (21).
−運転動作−
本実施形態における調湿装置の動作は、上記参考技術1と同様である。ここでは、本実施形態の吸着熱交換器(20)に対して空気中の水分が吸脱着される過程を説明する。
-Driving action-
The operation of the humidity control apparatus in the present embodiment is the same as that of the reference technique 1. Here, a process in which moisture in the air is adsorbed and desorbed from the adsorption heat exchanger (20) of the present embodiment will be described.
〈吸着熱交換器への水分の吸着〉
調湿装置の運転中には、第1吸着部材(11)や第2吸着部材(12)を構成する吸着熱交換器(20)が蒸発器として機能し、その吸着熱交換器(20)へ空気中の水分が吸着される。蒸発器として機能する吸着熱交換器(20)へは、低圧冷媒が冷却用の熱媒体として供給される。ここでは、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)へ空気中の水分が吸着される過程について、図16を参照しながら説明する。
<Adsorption of moisture to adsorption heat exchanger>
During the operation of the humidity control device, the adsorption heat exchanger (20) constituting the first adsorption member (11) and the second adsorption member (12) functions as an evaporator, and to the adsorption heat exchanger (20) Moisture in the air is adsorbed. A low-pressure refrigerant is supplied as a cooling heat medium to the adsorption heat exchanger (20) functioning as an evaporator. Here, a process of adsorbing moisture in the air to the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator will be described with reference to FIG.
蒸発器となっている吸着熱交換器(20)では、電動膨張弁(15)で減圧された冷媒が各管列(41〜43)へ分配される。吸着熱交換器(20)へ送り込まれた空気は、フィン(30)の間を流れ込み、第1列部分(21)と第2列部分(22)と第3列部分(23)とを順に通過してゆく。その間、空気は、フィン(30)表面の吸着層(35)と接触し、その過程で吸着層(35)の形成されたフィン(30)に水分と熱を奪われる。その際、第3列部分(23)では、第1列部分(21)や第2列部分(22)に比べて通過風速が速くなっている。このため、第3列部分(23)では、空気からフィン(30)への熱伝達が促進される。つまり、吸着熱交換器(20)では、第1列部分(21)や第2列部分(22)で既にある程度冷却された空気が流れる第3列部分(23)でも、空気とフィン(30)の間における熱交換量が確保される。 In the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, the refrigerant decompressed by the electric expansion valve (15) is distributed to the tube rows (41 to 43). The air sent to the adsorption heat exchanger (20) flows between the fins (30) and sequentially passes through the first row portion (21), the second row portion (22), and the third row portion (23). I will do it. Meanwhile, the air comes into contact with the adsorption layer (35) on the surface of the fin (30), and in the process, moisture and heat are taken away by the fin (30) in which the adsorption layer (35) is formed. At that time, the passing air speed is higher in the third row portion (23) than in the first row portion (21) and the second row portion (22). For this reason, in the third row portion (23), heat transfer from the air to the fins (30) is promoted. That is, in the adsorption heat exchanger (20), the air and fins (30) are also used in the third row portion (23) through which air that has already been cooled to some extent in the first row portion (21) and the second row portion (22) flows. The amount of heat exchange during the period is ensured.
そして、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)の第3列部分(23)では、第3フィン(33)が第1フィン(31)や第2フィン(32)と同じ板厚である場合に比べて空気の温度が低くなる。つまり、第3列部分(23)に位置する第3フィン(33)と接触する空気の相対湿度は、第3フィン(33)が第1フィン(31)や第2フィン(32)と同じ板厚である場合に比べて高くなる。これにより、吸着熱交換器(20)では、第3列部分(23)においてもフィン(30)に対する水分吸着量が充分に確保され、第1列部分(21)から第3列部分(23)にかけてフィン(30)に対する水分吸着量が平均化される。 In the third row portion (23) of the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, the third fin (33) has the same plate thickness as the first fin (31) and the second fin (32). The air temperature is lower than in some cases. That is, the relative humidity of the air in contact with the third fin (33) located in the third row portion (23) is the same plate as the first fin (31) or the second fin (32) of the third fin (33). It becomes higher than when it is thick. Thereby, in the adsorption heat exchanger (20), a sufficient amount of moisture is adsorbed to the fins (30) in the third row portion (23), and the first row portion (21) to the third row portion (23). The amount of moisture adsorbed on the fin (30) is averaged over time.
〈吸着熱交換器からの水分の脱離〉
上述のように、上記調湿装置の運転中には、第1吸着部材(11)や第2吸着部材(12)を構成する吸着熱交換器(20)が凝縮器として機能し、その吸着熱交換器(20)から水分が脱離する。凝縮器として機能する吸着熱交換器(20)に対しては、高圧ガス冷媒が加熱用の熱媒体として供給される。ここでは、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)から水分が脱離する過程について、図16を参照しながら説明する。
<Desorption of moisture from adsorption heat exchanger>
As described above, during the operation of the humidity control apparatus, the adsorption heat exchanger (20) constituting the first adsorption member (11) and the second adsorption member (12) functions as a condenser, and the adsorption heat Moisture is released from the exchanger (20). A high-pressure gas refrigerant is supplied as a heating heat medium to the adsorption heat exchanger (20) functioning as a condenser. Here, the process of desorbing moisture from the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser will be described with reference to FIG.
凝縮器となっている吸着熱交換器(20)では、圧縮機(13)から吐出された冷媒が各管列(41〜43)へ分配される。吸着熱交換器(20)へ送り込まれた空気は、フィン(30)の間を流れ込み、第1列部分(21)と第2列部分(22)と第3列部分(23)とを順に通過してゆく。その間、空気は、フィン(30)表面の吸着層(35)と接触し、その過程で吸着層(35)の形成されたフィン(30)から水分と熱を付与される。その際、第3列部分(23)では、第1列部分(21)や第2列部分(22)に比べて通過風速が速くなっている。このため、第3列部分(23)では、フィン(30)から空気への熱伝達が促進される。つまり、吸着熱交換器(20)では、第1列部分(21)や第2列部分(22)で既にある程度加熱された空気が流れる第3列部分(23)でも、空気とフィン(30)の間における熱交換量が確保される。 In the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser, the refrigerant discharged from the compressor (13) is distributed to the tube rows (41 to 43). The air sent to the adsorption heat exchanger (20) flows between the fins (30) and sequentially passes through the first row portion (21), the second row portion (22), and the third row portion (23). I will do it. In the meantime, the air comes into contact with the adsorption layer (35) on the surface of the fin (30), and in the process, moisture and heat are applied from the fin (30) on which the adsorption layer (35) is formed. At that time, the passing air speed is higher in the third row portion (23) than in the first row portion (21) and the second row portion (22). For this reason, in the third row portion (23), heat transfer from the fin (30) to the air is promoted. That is, in the adsorption heat exchanger (20), the air and fins (30) are also used in the third row portion (23) through which air that has already been heated to some extent in the first row portion (21) and the second row portion (22) flows. The amount of heat exchange during the period is ensured.
そして、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)の第3列部分(23)では、第3フィン(33)が第1フィン(31)や第2フィン(32)と同じ板厚である場合に比べて空気の温度が高くなる。つまり、第3列部分(23)に位置する第3フィン(33)と接触する空気の相対湿度は、第3フィン(33)が第1フィン(31)や第2フィン(32)と同じ板厚である場合に比べて低くなる。これにより、吸着熱交換器(20)では、第3列部分(23)においてもフィン(30)から脱離する水分量が充分に確保され、その後に吸着熱交換器(20)へ空気中の水分を吸着させる際には、第1列部分(21)から第3列部分(23)にかけてフィン(30)に対する水分吸着量が平均化される。 And in the 3rd row part (23) of the adsorption heat exchanger (20) used as a condenser, the 3rd fin (33) is the same board thickness as the 1st fin (31) and the 2nd fin (32). The air temperature is higher than in some cases. That is, the relative humidity of the air in contact with the third fin (33) located in the third row portion (23) is the same plate as the first fin (31) or the second fin (32) of the third fin (33). It is lower than when it is thick. Thereby, in the adsorption heat exchanger (20), a sufficient amount of moisture desorbed from the fins (30) is secured also in the third row portion (23), and then the adsorption heat exchanger (20) is in the air. When adsorbing moisture, the amount of moisture adsorbed on the fin (30) is averaged from the first row portion (21) to the third row portion (23).
−実施形態3の効果−
上述したように、本実施形態の調湿装置において、吸着熱交換器(20)は、空気流の上流側から下流側に亘ってフィン(30)に対する水分吸着量が平均化されるように構成されている。このため、吸着熱交換器(20)においては、従来であれば吸着剤に対する水分の吸着量が減少してしまっていた空気流の下流側でも、空気流の上流側と概ね同じ程度の水分吸着量を確保することが可能となる。従って、本実施形態によれば、吸着熱交換器(20)の各部分において水分吸着量を充分に発揮させることができ、吸着熱交換器(20)の水分吸着能力を増大させることができる。
-Effect of Embodiment 3-
As described above, in the humidity control apparatus of the present embodiment, the adsorption heat exchanger (20) is configured such that the moisture adsorption amount on the fin (30) is averaged from the upstream side to the downstream side of the air flow. Has been. For this reason, in the adsorption heat exchanger (20), the moisture adsorption on the downstream side of the air flow, which had previously decreased the amount of moisture adsorbed to the adsorbent, is approximately the same as the upstream side of the air flow. The amount can be secured. Therefore, according to this embodiment, the amount of moisture adsorption can be sufficiently exhibited in each part of the adsorption heat exchanger (20), and the moisture adsorption capacity of the adsorption heat exchanger (20) can be increased.
−参考技術5−
本実施形態の吸着熱交換器(20)では、図17に示すように、第3管列(43)を構成する伝熱管(40)が、第1管列(41)や第2管列(42)を構成する伝熱管(40)よりも大径となっていてもよい。本変形例において、第3列部分(23)では、第1列部分(21)に比べて空気の通過できる部分の面積が更に狭くなる。この結果、第3列部分(23)における通過風速は、第1列部分(21)における通過風速よりも一層速くなる。
-Reference technology 5-
In the adsorption heat exchanger (20) of the present embodiment, as shown in FIG. 17, the heat transfer tubes (40) constituting the third tube row (43) are connected to the first tube row (41) and the second tube row ( The diameter may be larger than that of the heat transfer tube (40) constituting 42). In the present modification, the area of the portion through which air can pass is further reduced in the third row portion (23) compared to the first row portion (21). As a result, the passing wind speed in the third row portion (23) becomes even faster than the passing wind speed in the first row portion (21).
《発明の参考技術6》
本発明の参考技術6について説明する。本参考技術は、上記参考技術1において、吸着熱交換器(20)の構成を変更したものである。
<< Reference Technology 6 of Invention >>
Reference technique 6 of the present invention will be described. This reference technique is obtained by changing the configuration of the adsorption heat exchanger (20) in the above-described reference technique 1.
図18に示すように、上記吸着熱交換器(20)は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器である。この吸着熱交換器(20)は、三つの熱交換ユニット(71〜73)を備えている。これら三つの熱交換ユニット(71〜73)は、空気流の方向に沿って並べられている。そして、これら三つの熱交換ユニット(71〜73)は、空気流の上流側に位置するものが第1熱交換ユニット(71)を構成し、第1熱交換ユニット(71)の下流側に位置するものが第2熱交換ユニット(72)を構成し、空気流の下流側に位置するものが第3熱交換ユニット(73)を構成している。 As shown in FIG. 18, the adsorption heat exchanger (20) is a so-called cross fin type fin-and-tube heat exchanger. The adsorption heat exchanger (20) includes three heat exchange units (71 to 73). These three heat exchange units (71 to 73) are arranged along the direction of air flow. Of these three heat exchange units (71 to 73), the one located on the upstream side of the air flow constitutes the first heat exchange unit (71), and is located on the downstream side of the first heat exchange unit (71). What constitutes the second heat exchange unit (72), and what is located on the downstream side of the air flow constitutes the third heat exchange unit (73).
上記の各熱交換ユニット(71〜73)は、銅製の伝熱管(40)とアルミニウム製のフィン(30)とを複数ずつ備えている。フィン(30)は、それぞれが長方形板状に形成され、一定の間隔で並べられている。伝熱管(40)は、直管状に形成され、一定間隔で並べられたフィン(30)を貫通している。つまり、各熱交換ユニット(71〜73)では、各伝熱管(40)の軸方向に沿って多数のフィン(30)が等間隔で配置されている。 Each of the heat exchange units (71 to 73) includes a plurality of copper heat transfer tubes (40) and aluminum fins (30). The fins (30) are each formed in a rectangular plate shape and are arranged at regular intervals. The heat transfer tube (40) is formed in a straight tube shape and passes through the fins (30) arranged at regular intervals. That is, in each heat exchange unit (71-73), many fins (30) are arrange | positioned at equal intervals along the axial direction of each heat exchanger tube (40).
上記の各熱交換ユニット(71〜73)では、フィン(30)の表面に吸着層が形成されている。この吸着層は、粉末状のゼオライトからなる吸着剤と、ウレタン樹脂等からなるバインダとによって構成されている。吸着層において、吸着剤を構成するゼオライト粒子は、他のゼオライト粒子やフィン(30)に対してバインダによって接合されている。尚、吸着層に設ける吸着剤は、ゼオライトに限られる訳ではない。吸着層には、シリカゲル、活性炭、親水性の官能基を有する有機高分子材料など、各種の材料を吸着剤として設けてもよい。 In each of the heat exchange units (71 to 73), an adsorption layer is formed on the surface of the fin (30). This adsorption layer is composed of an adsorbent made of powdered zeolite and a binder made of urethane resin or the like. In the adsorption layer, the zeolite particles constituting the adsorbent are bonded to other zeolite particles and fins (30) by a binder. Note that the adsorbent provided in the adsorption layer is not limited to zeolite. Various materials such as silica gel, activated carbon, and an organic polymer material having a hydrophilic functional group may be provided as an adsorbent in the adsorption layer.
また、上記の各熱交換ユニット(71〜73)では、複数の伝熱管(40)フィン(30)の長辺に沿って一列に配置され、この一列に並んだ一群の伝熱管(40)が1つの管列(41〜43)を構成している。各管列(41〜43)では、隣接する伝熱管(40)が互いにU字状のU管(45)で接続されており、全ての伝熱管(40)によって1つのパスが形成される。そして、第1熱交換ユニット(71)に設けられた伝熱管(40)によって第1管列(41)が形成され、第2熱交換ユニット(72)に設けられた伝熱管(40)によって第2管列(42)が形成され、第3熱交換ユニット(73)に設けられた伝熱管(40)によって第3管列(43)が形成されている。 Moreover, in each said heat exchange unit (71-73), it arrange | positions in a line along the long side of a several heat exchanger tube (40) fin (30), and the group of heat exchanger tubes (40) arranged in this line are arranged. One tube row (41-43) is comprised. In each tube row (41 to 43), adjacent heat transfer tubes (40) are connected to each other by U-shaped U tubes (45), and one path is formed by all the heat transfer tubes (40). A first tube row (41) is formed by the heat transfer tube (40) provided in the first heat exchange unit (71), and a first heat transfer tube (40) provided in the second heat exchange unit (72) Two tube rows (42) are formed, and the third tube row (43) is formed by the heat transfer tubes (40) provided in the third heat exchange unit (73).
図19にも示すように、吸着熱交換器(20)では、各伝熱管(40)の配列がいわゆる千鳥配列となっている。つまり、第2熱交換ユニット(72)における伝熱管(40)の位置は、第1熱交換ユニット(71)や第3熱交換ユニット(73)における伝熱管(40)の位置から、各熱交換ユニット(71〜73)における伝熱管(40)のピッチ(いわゆる段ピッチ)の半分だけずれている。 As shown in FIG. 19, in the adsorption heat exchanger (20), the arrangement of the heat transfer tubes (40) is a so-called staggered arrangement. That is, the position of the heat transfer tube (40) in the second heat exchange unit (72) is determined from the position of the heat transfer tube (40) in the first heat exchange unit (71) or the third heat exchange unit (73). The unit (71 to 73) is displaced by half the pitch of the heat transfer tubes (40) (so-called step pitch).
上述のように、上記吸着熱交換器(20)において、三つの熱交換ユニット(71〜73)は、空気流の方向に沿って並べられている。具体的に、三つの熱交換ユニット(71〜73)は、それぞれのフィン(30)の長辺方向が平行になると共に、各熱交換ユニット(71〜73)のフィン(30)が同一平面上に位置する状態で並べられている。また、吸着熱交換器(20)において、三つの熱交換ユニット(71〜73)は、一定の間隔をおいて配置されている。そして、吸着熱交換器(20)では、第1熱交換ユニット(71)と第2熱交換ユニット(72)の間に第1空間(76)が形成され、第2熱交換ユニット(72)と第3熱交換ユニット(73)の間に第2空間(77)が形成される。 As described above, in the adsorption heat exchanger (20), the three heat exchange units (71 to 73) are arranged along the direction of air flow. Specifically, in the three heat exchange units (71 to 73), the long sides of the fins (30) are parallel, and the fins (30) of the heat exchange units (71 to 73) are on the same plane. It is arranged in the state located in. Further, in the adsorption heat exchanger (20), the three heat exchange units (71 to 73) are arranged at a constant interval. In the adsorption heat exchanger (20), a first space (76) is formed between the first heat exchange unit (71) and the second heat exchange unit (72), and the second heat exchange unit (72) A second space (77) is formed between the third heat exchange units (73).
−運転動作−
本参考技術における調湿装置の動作は、上記参考技術1と同様である。ここでは、本参考技術の吸着熱交換器(20)に対して空気中の水分が吸脱着される過程を説明する。
-Driving action-
The operation of the humidity control apparatus in the present reference technique is the same as that of the reference technique 1. Here, a process in which moisture in the air is adsorbed and desorbed from the adsorption heat exchanger (20) of the present reference technology will be described.
〈吸着熱交換器への水分の吸着〉
調湿装置の運転中には、第1吸着部材(11)や第2吸着部材(12)を構成する吸着熱交換器(20)が蒸発器として機能し、その吸着熱交換器(20)へ空気中の水分が吸着される。蒸発器として機能する吸着熱交換器(20)へは、低圧冷媒が冷却用の熱媒体として供給される。ここでは、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)へ空気中の水分が吸着される過程について説明する。
<Adsorption of moisture to adsorption heat exchanger>
During the operation of the humidity control device, the adsorption heat exchanger (20) constituting the first adsorption member (11) and the second adsorption member (12) functions as an evaporator, and to the adsorption heat exchanger (20) Moisture in the air is adsorbed. A low-pressure refrigerant is supplied as a cooling heat medium to the adsorption heat exchanger (20) functioning as an evaporator. Here, a process of adsorbing moisture in the air to the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator will be described.
蒸発器となっている吸着熱交換器(20)では、電動膨張弁(15)で減圧された冷媒が各管列(41〜43)へ分配される。吸着熱交換器(20)へ送り込まれた空気は、第1熱交換ユニット(71)と第2熱交換ユニット(72)と第3熱交換ユニット(73)とを順に通過する。 In the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, the refrigerant decompressed by the electric expansion valve (15) is distributed to the tube rows (41 to 43). The air sent to the adsorption heat exchanger (20) sequentially passes through the first heat exchange unit (71), the second heat exchange unit (72), and the third heat exchange unit (73).
第1熱交換ユニット(71)を通過中の空気は、フィン(30)表面の吸着層と接触し、その過程で吸着層の形成されたフィン(30)に水分と熱を奪われる。第1熱交換ユニット(71)を通過した空気は、第1空間(76)へ流れ込む。ここで、第1熱交換ユニット(71)において、各フィン(30)が空気から奪う水分量や熱量は必ずしも一定ではなく、第1熱交換ユニット(71)から流出する空気の温度や湿度は均一ではない。そして、第1熱交換ユニット(71)から第1空間(76)へ流入した空気は、混合されることによって温度と湿度が均一化され、その後に第2熱交換ユニット(72)へ送られる。 The air passing through the first heat exchange unit (71) comes into contact with the adsorption layer on the surface of the fin (30), and in the process, moisture and heat are taken away by the fin (30) on which the adsorption layer is formed. The air that has passed through the first heat exchange unit (71) flows into the first space (76). Here, in the first heat exchange unit (71), the amount of moisture and heat taken by each fin (30) from the air is not necessarily constant, and the temperature and humidity of the air flowing out from the first heat exchange unit (71) are uniform. is not. The air flowing into the first space (76) from the first heat exchange unit (71) is mixed to make the temperature and humidity uniform, and then sent to the second heat exchange unit (72).
第2熱交換ユニット(72)を通過中の空気は、フィン(30)表面の吸着層と接触し、その過程で吸着層の形成されたフィン(30)に水分と熱を奪われる。第2熱交換ユニット(72)を通過した空気は、第2空間(77)へ流れ込む。ここで、第2熱交換ユニット(72)において、各フィン(30)が空気から奪う水分量や熱量は必ずしも一定ではなく、第2熱交換ユニット(72)から流出する空気の温度や湿度は均一ではない。そして、第2熱交換ユニット(72)から第2空間(77)へ流入した空気は、混合されることによって温度と湿度が均一化され、その後に第3熱交換ユニット(73)へ送られる。 The air passing through the second heat exchange unit (72) comes into contact with the adsorption layer on the surface of the fin (30), and in the process, moisture and heat are taken away by the fin (30) on which the adsorption layer is formed. The air that has passed through the second heat exchange unit (72) flows into the second space (77). Here, in the second heat exchange unit (72), the amount of water and heat that each fin (30) takes from the air is not necessarily constant, and the temperature and humidity of the air flowing out from the second heat exchange unit (72) are uniform. is not. The air flowing into the second space (77) from the second heat exchange unit (72) is mixed to make the temperature and humidity uniform, and then sent to the third heat exchange unit (73).
第3熱交換ユニット(73)を通過中の空気は、フィン(30)表面の吸着層と接触し、その過程で吸着層の形成されたフィン(30)に水分と熱を奪われる。そして、第3熱交換ユニット(73)のフィン(30)間を通過した空気は、吸着熱交換器(20)の下流側へと送り出されてゆく。 The air passing through the third heat exchange unit (73) comes into contact with the adsorption layer on the surface of the fin (30), and moisture and heat are taken away by the fin (30) in which the adsorption layer is formed in the process. And the air which passed between the fins (30) of a 3rd heat exchange unit (73) is sent out to the downstream of an adsorption heat exchanger (20).
上述のように、各熱交換ユニット(71〜73)から流出する空気の温度や湿度は不均一となるのが通常であり、例えば第3熱交換ユニット(73)での空気に対する除湿量と冷却量は、第2熱交換ユニット(72)から流出する空気の状態の影響を受けて更に不均一化するおそれがある。 As described above, the temperature and humidity of the air flowing out from each heat exchange unit (71 to 73) are usually non-uniform. For example, the amount of dehumidification and cooling of the air in the third heat exchange unit (73) The amount may be further non-uniform under the influence of the state of the air flowing out of the second heat exchange unit (72).
一方、本参考技術の吸着熱交換器において、第1熱交換ユニット(71)を通過した空気は、第1空間(76)内で混合されて温度と湿度の均一化が図られ、その後に下流側の第2熱交換ユニット(72)へ送られる。また、第2熱交換ユニット(72)を通過した空気は、第2空間(77)内で混合されて温度と湿度の均一化が図られ、その後に下流側の第3熱交換ユニット(73)へ送られる。従って、この吸着熱交換器では、第1熱交換ユニット(71)の下流側に位置する第2熱交換ユニット(72)や、第2熱交換ユニット(72)の下流に位置する第3熱交換ユニット(73)における水分吸着量や熱交換量が平均化され、各熱交換ユニット(71〜73)における水分吸着量の均一化が図られる。 On the other hand, in the adsorption heat exchanger of the present reference technology, the air that has passed through the first heat exchange unit (71) is mixed in the first space (76) to equalize the temperature and humidity, and then downstream. To the second heat exchange unit (72) on the side. The air that has passed through the second heat exchange unit (72) is mixed in the second space (77) to achieve a uniform temperature and humidity, and then the downstream third heat exchange unit (73). Sent to. Therefore, in this adsorption heat exchanger, the second heat exchange unit (72) located downstream of the first heat exchange unit (71) and the third heat exchange located downstream of the second heat exchange unit (72). The moisture adsorption amount and heat exchange amount in the unit (73) are averaged, and the moisture adsorption amount in each heat exchange unit (71 to 73) is made uniform.
〈吸着熱交換器からの水分の脱離〉
上述のように、上記調湿装置の運転中には、第1吸着部材(11)や第2吸着部材(12)を構成する吸着熱交換器(20)が凝縮器として機能し、その吸着熱交換器(20)から水分が脱離する。凝縮器として機能する吸着熱交換器(20)に対しては、高圧ガス冷媒が加熱用の熱媒体として供給される。ここでは、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)から水分が脱離する過程について説明する。
<Desorption of moisture from adsorption heat exchanger>
As described above, during the operation of the humidity control apparatus, the adsorption heat exchanger (20) constituting the first adsorption member (11) and the second adsorption member (12) functions as a condenser, and the adsorption heat Moisture is released from the exchanger (20). A high-pressure gas refrigerant is supplied as a heating heat medium to the adsorption heat exchanger (20) functioning as a condenser. Here, the process of desorbing moisture from the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser will be described.
凝縮器となっている吸着熱交換器(20)では、圧縮機(13)から吐出された冷媒が各管列(41〜43)へ分配される。吸着熱交換器(20)へ送り込まれた空気は、第1熱交換ユニット(71)と第2熱交換ユニット(72)と第3熱交換ユニット(73)とを順に通過する。 In the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser, the refrigerant discharged from the compressor (13) is distributed to the tube rows (41 to 43). The air sent to the adsorption heat exchanger (20) sequentially passes through the first heat exchange unit (71), the second heat exchange unit (72), and the third heat exchange unit (73).
第1熱交換ユニット(71)を通過中の空気は、フィン(30)表面の吸着層と接触し、その過程で吸着層の形成されたフィン(30)から水分と熱を付与される。第1熱交換ユニット(71)を通過した空気は、第1空間(76)へ流れ込む。ここで、第1熱交換ユニット(71)において、各フィン(30)から空気へ付与される水分量や熱量は必ずしも一定ではなく、第1熱交換ユニット(71)から流出する空気の温度や湿度は均一ではない。そして、第1熱交換ユニット(71)から第1空間(76)へ流入した空気は、混合されることによって温度と湿度が均一化され、その後に第2熱交換ユニット(72)へ送られる。 The air passing through the first heat exchange unit (71) comes into contact with the adsorption layer on the surface of the fin (30), and in the process, moisture and heat are applied from the fin (30) on which the adsorption layer is formed. The air that has passed through the first heat exchange unit (71) flows into the first space (76). Here, in the first heat exchange unit (71), the amount of moisture and heat given from the fins (30) to the air are not necessarily constant, and the temperature and humidity of the air flowing out from the first heat exchange unit (71). Is not uniform. The air flowing into the first space (76) from the first heat exchange unit (71) is mixed to make the temperature and humidity uniform, and then sent to the second heat exchange unit (72).
第2熱交換ユニット(72)を通過中の空気は、フィン(30)表面の吸着層と接触し、その過程で吸着層の形成されたフィン(30)から水分と熱を付与される。第2熱交換ユニット(72)を通過した空気は、第2空間(77)へ流れ込む。ここで、第2熱交換ユニット(72)において、各フィン(30)から空気へ付与される水分量や熱量は必ずしも一定ではなく、第2熱交換ユニット(72)から流出する空気の温度や湿度は均一ではない。そして、第2熱交換ユニット(72)から第2空間(77)へ流入した空気は、混合されることによって温度と湿度が均一化され、その後に第3熱交換ユニット(73)へ送られる。 The air passing through the second heat exchange unit (72) comes into contact with the adsorption layer on the surface of the fin (30), and moisture and heat are applied from the fin (30) on which the adsorption layer is formed in the process. The air that has passed through the second heat exchange unit (72) flows into the second space (77). Here, in the second heat exchange unit (72), the amount of water and heat given from the fins (30) to the air are not necessarily constant, and the temperature and humidity of the air flowing out from the second heat exchange unit (72) are not constant. Is not uniform. The air flowing into the second space (77) from the second heat exchange unit (72) is mixed to make the temperature and humidity uniform, and then sent to the third heat exchange unit (73).
第3熱交換ユニット(73)を通過中の空気は、フィン(30)表面の吸着層と接触し、その過程で吸着層の形成されたフィン(30)から水分と熱を付与される。そして、第3熱交換ユニット(73)のフィン(30)間を通過した空気は、吸着熱交換器(20)の下流側へと送り出されてゆく。 The air passing through the third heat exchange unit (73) comes into contact with the adsorption layer on the surface of the fin (30), and in the process, moisture and heat are applied from the fin (30) on which the adsorption layer is formed. And the air which passed between the fins (30) of a 3rd heat exchange unit (73) is sent out to the downstream of an adsorption heat exchanger (20).
上述のように、各熱交換ユニット(71〜73)から流出する空気の温度や湿度は不均一となるのが通常であり、例えば第3熱交換ユニット(73)での空気に対する加湿量と加熱量は、第2熱交換ユニット(72)から流出する空気の状態の影響を受けて更に不均一化するおそれがある。 As described above, the temperature and humidity of the air flowing out from each of the heat exchange units (71 to 73) are usually non-uniform. For example, the humidification amount and heating for the air in the third heat exchange unit (73) The amount may be further non-uniform under the influence of the state of the air flowing out of the second heat exchange unit (72).
一方、本参考技術の吸着熱交換器において、第1熱交換ユニット(71)を通過した空気は、第1空間(76)内で混合されて温度と湿度の均一化が図られ、その後に下流側の第2熱交換ユニット(72)へ送られる。また、第2熱交換ユニット(72)を通過した空気は、第2空間(77)内で混合されて温度と湿度の均一化が図られ、その後に下流側の第3熱交換ユニット(73)へ送られる。従って、この吸着熱交換器では、第1熱交換ユニット(71)の下流側に位置する第2熱交換ユニット(72)や、第2熱交換ユニット(72)の下流に位置する第3熱交換ユニット(73)における水分脱離量や熱交換量が平均化され、その後に吸着熱交換器(20)へ空気中の水分を吸着させる際には、各熱交換ユニット(71〜73)における水分吸着量の均一化が図られる。 On the other hand, in the adsorption heat exchanger of the present reference technology, the air that has passed through the first heat exchange unit (71) is mixed in the first space (76) to equalize the temperature and humidity, and then downstream. To the second heat exchange unit (72) on the side. The air that has passed through the second heat exchange unit (72) is mixed in the second space (77) to achieve a uniform temperature and humidity, and then the downstream third heat exchange unit (73). Sent to. Therefore, in this adsorption heat exchanger, the second heat exchange unit (72) located downstream of the first heat exchange unit (71) and the third heat exchange located downstream of the second heat exchange unit (72). When the moisture desorption amount and heat exchange amount in the unit (73) are averaged and then moisture in the air is adsorbed to the adsorption heat exchanger (20), the moisture in each heat exchange unit (71 to 73) The amount of adsorption can be made uniform.
−参考技術6の効果−
上述したように、本参考技術の調湿装置において、吸着熱交換器(20)は、空気流に沿って配置された各熱交換ユニット(71〜73)に対する水分吸着量が平均化されるように構成されている。このため、吸着熱交換器(20)においては、従来であれば吸着剤に対する水分の吸着量が減少してしまっていた空気流の下流側でも、空気流の上流側と概ね同じ程度の水分吸着量を確保することが可能となる。従って、本参考技術によれば、吸着熱交換器(20)の各部分において水分吸着量を充分に発揮させることができ、吸着熱交換器(20)の水分吸着能力を増大させることができる。
-Effects of Reference Technology 6-
As described above, in the humidity control apparatus according to the present reference technology, the adsorption heat exchanger (20) is configured to average the amount of moisture adsorbed to each heat exchange unit (71 to 73) arranged along the air flow. It is configured. For this reason, in the adsorption heat exchanger (20), the moisture adsorption on the downstream side of the air flow, which had previously decreased the amount of moisture adsorbed to the adsorbent, is approximately the same as the upstream side of the air flow. The amount can be secured. Therefore, according to the present reference technique, the moisture adsorption amount can be sufficiently exhibited in each part of the adsorption heat exchanger (20), and the moisture adsorption capacity of the adsorption heat exchanger (20) can be increased.
《その他の実施形態》
−第1変形例−
上記各実施形態および各参考技術の吸着熱交換器(20)では、空気流の上流側と下流側とで、吸着層に設けられた吸着剤の量が相違していてもよい。ここでは、本変形例を上記参考技術1の吸着熱交換器(20)に適用したものについて説明する。
<< Other Embodiments >>
-First modification-
In the adsorption heat exchanger (20) of each embodiment and each reference technique, the amount of adsorbent provided in the adsorption layer may be different between the upstream side and the downstream side of the air flow. Here, what applied this modification to the adsorption heat exchanger (20) of the said reference technique 1 is demonstrated.
図20に示すように、本変形例の吸着熱交換器(20)において、各フィン(30)の表面には、第1吸着層(36)と第2吸着層(37)と第3吸着層(38)とが形成される。具体的に、各フィン(30)では、その前縁から第1管列(41)と第2管列(42)の中間に亘る部分に第1吸着層(36)が、第1管列(41)と第2管列(42)の中間から第2管列(42)と第3管列(43)の中間に亘る部分に第2吸着層(37)が、第2管列(42)と第3管列(43)の中間から後縁に亘る部分に第3吸着層(38)がそれぞれ形成されている。 As shown in FIG. 20, in the adsorption heat exchanger (20) of the present modification, the first adsorption layer (36), the second adsorption layer (37), and the third adsorption layer are formed on the surface of each fin (30). (38) is formed. Specifically, in each fin (30), the first adsorbing layer (36) is formed in the first tube row (36) in a portion extending from the front edge to the middle between the first tube row (41) and the second tube row (42). 41) and the second tube row (42), the second adsorbing layer (37) is provided in the second tube row (42) between the second tube row (42) and the third tube row (43). And a third adsorbing layer (38) is formed in a portion extending from the middle to the rear edge of the third tube row (43).
各吸着層(36〜38)では、吸着剤とバインダの比率が所定の値に設定されている。吸着剤とバインダの比率は、吸着層(36〜38)ごとに相違している。具体的に、吸着層(36〜38)における吸着剤の質量割合は、第1吸着層(36)、第2吸着層(37)、第3吸着層(38)の順に高くなっている。つまり、これら三つの吸着層(36〜38)は、空気流の下流側に位置するものほど吸着剤の質量割合が高くなっている。このように、上記吸着熱交換器(20)では、空気流の上流側から下流側にかけてフィン(30)に吸着される水分量が平均化されるように、空気流の上流側に位置する第1吸着層(36)よりも下流側に位置する第3吸着層(38)の方へ多量の吸着剤を設けている。 In each adsorption layer (36-38), the ratio between the adsorbent and the binder is set to a predetermined value. The ratio between the adsorbent and the binder is different for each adsorption layer (36 to 38). Specifically, the mass ratio of the adsorbent in the adsorption layers (36 to 38) increases in the order of the first adsorption layer (36), the second adsorption layer (37), and the third adsorption layer (38). That is, as for these three adsorption layers (36-38), the mass ratio of adsorption agent is so high that it is located in the downstream of an air flow. As described above, in the adsorption heat exchanger (20), the first position located on the upstream side of the air flow is such that the amount of moisture adsorbed on the fin (30) from the upstream side to the downstream side of the air flow is averaged. A large amount of adsorbent is provided toward the third adsorption layer (38) located on the downstream side of the one adsorption layer (36).
また、各吸着層(36〜38)におけるバインダの質量割合は、第1吸着層(36)、第2吸着層(37)、第3吸着層(38)の順に低くなっている。上述のように、各吸着層(36〜38)では、吸着剤であるゼオライト粒子がバインダによって他のゼオライト粒子やフィン(30)と接合されている。このため、吸着層(36〜38)のゼオライト粒子は、その表面の一部がバインダによって覆われた状態になる。吸着層(36〜38)におけるバインダの質量割合が小さくなれば、ゼオライト粒子の表面のうちバインダで覆われずに空気と接触可能な部分の面積が増大し、結果として吸着層(36〜38)の水分吸着能力が向上する。つまり、上記吸着熱交換器(20)では、吸着剤であるゼオライト粒子のうち空気と接触可能な表面が第1吸着層(36)、第2吸着層(37)、第3吸着層(38)の順に拡大し、これによっても空気流の上流側から下流側にかけてフィン(30)に吸着される水分量の平均化が図られる。 Moreover, the mass ratio of the binder in each adsorption layer (36-38) is low in order of the 1st adsorption layer (36), the 2nd adsorption layer (37), and the 3rd adsorption layer (38). As mentioned above, in each adsorption layer (36-38), the zeolite particle which is an adsorption agent is joined with other zeolite particles and fins (30) with the binder. For this reason, a part of the surface of the zeolite particles of the adsorption layer (36 to 38) is covered with the binder. If the mass ratio of the binder in the adsorption layer (36 to 38) decreases, the area of the surface of the zeolite particles that is not covered with the binder and can be contacted with air increases, and as a result, the adsorption layer (36 to 38). Improves moisture adsorption capacity. That is, in the adsorption heat exchanger (20), the surfaces of the zeolite particles that are adsorbents that can come into contact with air are the first adsorption layer (36), the second adsorption layer (37), and the third adsorption layer (38). This also increases the amount of moisture adsorbed by the fins (30) from the upstream side to the downstream side of the air flow.
このように、上記吸着熱交換器(20)では、各吸着層(36〜38)における吸着剤とバインダの混合比率が相違している。その結果、この吸着熱交換器(20)では、フィン(30)表面に形成された吸着層(36〜38)の静的性能が、第1吸着層(36)、第2吸着層(37)、第3吸着層(38)の順に高くなっている。そして、この吸着熱交換器(20)では、第1吸着層(36)、第2吸着層(37)、第3吸着層(38)の順に静的性能が向上することによって、空気流の上流側から下流側にかけてフィン(30)に吸着される水分量の平均化が図られる。 Thus, in the said adsorption heat exchanger (20), the mixing ratio of the adsorption agent and binder in each adsorption layer (36-38) differs. As a result, in this adsorption heat exchanger (20), the static performance of the adsorption layer (36-38) formed on the surface of the fin (30) is the first adsorption layer (36), the second adsorption layer (37). The third adsorption layer (38) is higher in this order. In this adsorption heat exchanger (20), the static performance is improved in the order of the first adsorption layer (36), the second adsorption layer (37), and the third adsorption layer (38), so that the upstream of the air flow. The amount of water adsorbed on the fin (30) is averaged from the side to the downstream side.
尚、吸着層(36〜38)の静的性能とは、吸着層(36〜38)の形成されたフィン(30)を相対湿度が一定の空気と充分に長い時間に亘って接触させた場合に吸着層(36〜38)が吸着し得る水分量、即ち、吸着層(36〜38)と相対湿度が一定の空気が共存していて平衡状態に達したときに吸着層(36〜38)が吸着している水分量によって表される。 The static performance of the adsorption layer (36 to 38) means that the fin (30) on which the adsorption layer (36 to 38) is formed is brought into contact with air having a constant relative humidity for a sufficiently long time. The amount of water that can be adsorbed by the adsorption layer (36 to 38), that is, the adsorption layer (36 to 38) when the adsorption layer (36 to 38) and air having a constant relative humidity coexist and reach an equilibrium state. Is represented by the amount of moisture adsorbed.
また、本変形例の吸着熱交換器(20)では、各吸着層(36〜38)の厚みを相違させることによって、各吸着層(36〜38)における吸着剤の量を相違させてもよい。この場合、吸着層(36〜38)の厚みは、第1吸着層(36)、第2吸着層(37)、第3吸着層(38)の順に大きくなる。上述のように、吸着層(36〜38)に含まれる吸着剤の量が多いほど、吸着層(36〜38)の吸着能力は高くなる。従って、本変形例においても、各吸着層(36〜38)に吸着される水分量を平均化することが可能である。 Moreover, in the adsorption heat exchanger (20) of this modification, the amount of adsorbent in each adsorption layer (36-38) may be varied by making the thickness of each adsorption layer (36-38) different. . In this case, the thickness of the adsorption layer (36 to 38) increases in the order of the first adsorption layer (36), the second adsorption layer (37), and the third adsorption layer (38). As described above, the greater the amount of adsorbent contained in the adsorption layer (36-38), the higher the adsorption capacity of the adsorption layer (36-38). Therefore, also in this modification, it is possible to average the amount of moisture adsorbed on each adsorption layer (36 to 38).
また、本変形例の吸着熱交換器(20)では、吸着剤として用いられる物質が吸着層(36〜38)ごとに異なってもよい。例えば、第1吸着層(36)には吸着剤としてゼオライトのみを、第2吸着層(37)には吸着剤としてゼオライトとシリカゲルの混合物を、第3吸着層(38)には吸着剤としてシリカゲルのみをそれぞれ設けてもよい。この場合、フィン(30)表面に形成された吸着層(36〜38)の静的性能は、第1吸着層(36)、第2吸着層(37)、第3吸着層(38)の順に高くなる。 Moreover, in the adsorption heat exchanger (20) of this modification, the substance used as an adsorbent may differ for every adsorption layer (36-38). For example, the first adsorbent layer (36) contains only zeolite as an adsorbent, the second adsorbent layer (37) contains a mixture of zeolite and silica gel as an adsorbent, and the third adsorbent layer (38) contains silica gel as an adsorbent. May be provided respectively. In this case, the static performance of the adsorption layer (36 to 38) formed on the surface of the fin (30) is the order of the first adsorption layer (36), the second adsorption layer (37), and the third adsorption layer (38). Get higher.
−第2変形例−
上記各実施形態および各参考技術の調湿装置では、吸着熱交換器(20)の各管列(41〜43)における冷媒の蒸発温度や凝縮温度が相違していてもよい。ここでは、本変形例を上記参考技術1の吸着熱交換器(20)に適用したものについて説明する。
-Second modification-
In the humidity control apparatus of each embodiment and each reference technology, the evaporation temperature and the condensation temperature of the refrigerant in each tube row (41 to 43) of the adsorption heat exchanger (20) may be different. Here, what applied this modification to the adsorption heat exchanger (20) of the said reference technique 1 is demonstrated.
図21に示すように、上記吸着熱交換器(20)では、三つの管列(41〜43)が直列に接続されている。具体的に、第1管列(41)の一端は、第1キャピラリチューブ(51)を介して第2管列(42)の一端に接続されている。また、第2管列(42)の他端は、第2キャピラリチューブ(52)を介して第3管列(43)の一端に接続されている。冷媒回路(10)において、第1吸着部材(11)や第2吸着部材(12)としての吸着熱交換器(20)は、第1管列(41)の他端が電動膨張弁(15)に接続され、第3管列(43)の他端が四方切換弁(14)に接続されている。 As shown in FIG. 21, in the adsorption heat exchanger (20), three tube rows (41 to 43) are connected in series. Specifically, one end of the first tube row (41) is connected to one end of the second tube row (42) via the first capillary tube (51). The other end of the second tube row (42) is connected to one end of the third tube row (43) via the second capillary tube (52). In the refrigerant circuit (10), the adsorption heat exchanger (20) as the first adsorption member (11) or the second adsorption member (12) has the other end of the first tube row (41) at the electric expansion valve (15). The other end of the third tube row (43) is connected to the four-way switching valve (14).
蒸発器となっている吸着熱交換器(20)へは、電動膨張弁(15)で減圧された冷媒が供給される。この冷媒は、第1管列(41)を通過後に第1キャピラリチューブ(51)で減圧されてから第2管列(42)へ流入する。つまり、第2管列(42)における冷媒蒸発温度は、第1管列(41)における冷媒蒸発温度よりも低くなる。また、第2管列(42)を通過した冷媒は、第2キャピラリチューブ(52)で更に減圧されてからへ流入する。つまり、第3管列(43)における冷媒蒸発温度は、第2管列(42)における冷媒蒸発温度よりも更に低くなる。そして、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)では、空気流の上流側から下流側へ向かってフィン(30)の温度が低くなってゆく。 Refrigerant decompressed by the electric expansion valve (15) is supplied to the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator. This refrigerant passes through the first tube row (41), is decompressed by the first capillary tube (51), and then flows into the second tube row (42). That is, the refrigerant evaporation temperature in the second tube row (42) is lower than the refrigerant evaporation temperature in the first tube row (41). The refrigerant that has passed through the second tube row (42) is further depressurized by the second capillary tube (52), and then flows into the refrigerant. That is, the refrigerant evaporation temperature in the third tube row (43) is further lower than the refrigerant evaporation temperature in the second tube row (42). In the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, the temperature of the fin (30) decreases from the upstream side to the downstream side of the air flow.
蒸発器となっている吸着熱交換器(20)へ送り込まれた空気は、フィン(30)の間を通過するの過程で次第に温度低下してゆく。つまり、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)では、空気流の上流側から下流側へ向かうにつれて、フィン(30)の温度と空気の温度とが次第に低下してゆくこととなり、空気流の上流側から下流側に亘ってフィン(30)と空気の温度差が平均化される。このため、空気の温度が既にある程度低くなった空気流の下流側においても、空気とフィン(30)の温度差が確保される。従って、吸着熱交換器(20)における空気流の下流側部分においても、空気の冷却を確実に行うことによって空気の相対湿度の低下が抑制され、フィン(30)表面の吸着剤に対する水分吸着量が確保される。 The air sent into the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator gradually decreases in temperature in the process of passing between the fins (30). In other words, in the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, the temperature of the fin (30) and the temperature of the air gradually decrease from the upstream side to the downstream side of the air flow. The temperature difference between the fin (30) and the air is averaged from the upstream side to the downstream side of the flow. For this reason, the temperature difference between the air and the fin (30) is ensured also on the downstream side of the air flow in which the air temperature has already been lowered to some extent. Therefore, even in the downstream portion of the air flow in the adsorption heat exchanger (20), the air relative humidity can be prevented from decreasing by reliably cooling the air, and the amount of moisture adsorbed on the fin (30) surface adsorbent Is secured.
凝縮器となっている吸着熱交換器(20)へは、圧縮機(13)から吐出された冷媒が供給される。この冷媒は、第3管列(43)を通過後に第2キャピラリチューブ(52)で減圧されてから第2管列(42)へ流入する。つまり、第2管列(42)における冷媒凝縮温度は、第3管列(43)における冷媒凝縮温度よりも低くなる。また、第2管列(42)を通過した冷媒は、第1キャピラリチューブ(51)で更に減圧されてから第1管列(41)へ流入する。つまり、第1管列(41)における冷媒凝縮温度は、第2管列(42)における冷媒凝縮温度よりも更に低くなる。そして、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)では、空気流の上流側から下流側へ向かってフィン(30)の温度が高くなってゆく。 The refrigerant discharged from the compressor (13) is supplied to the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser. This refrigerant passes through the third tube row (43), is decompressed by the second capillary tube (52), and then flows into the second tube row (42). That is, the refrigerant condensing temperature in the second pipe row (42) is lower than the refrigerant condensing temperature in the third pipe row (43). The refrigerant that has passed through the second tube row (42) is further depressurized by the first capillary tube (51) and then flows into the first tube row (41). That is, the refrigerant condensing temperature in the first tube row (41) is further lower than the refrigerant condensing temperature in the second tube row (42). In the adsorption heat exchanger (20) serving as a condenser, the temperature of the fin (30) increases from the upstream side to the downstream side of the air flow.
凝縮器となっている吸着熱交換器(20)へ送り込まれた空気は、フィン(30)の間を通過する過程で次第に温度上昇してゆく。つまり、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)では、空気流の上流側から下流側へ向かうにつれて、フィン(30)の温度と空気の温度とが次第に上昇してゆくこととなり、空気流の上流側から下流側に亘ってフィン(30)と空気の温度差が平均化される。このため、空気の温度が既にある程度高くなった空気流の下流側においても、空気とフィン(30)の温度差が確保される。従って、吸着熱交換器(20)における空気流の下流側部分においても、空気の加熱を確実に行うことによって空気の相対湿度の上昇が抑制され、フィン(30)表面の吸着剤から脱離する水分量が確保される。その結果、吸着熱交換器(20)では、空気流の上流側から下流側に亘ってフィン(30)から脱離する水分量の平均化が図られ、その後に空気中の水分を吸着熱交換器(20)に吸着させる際には、空気流の上流側から下流側に亘ってフィン(30)に対する水分吸着量の平均化が図られる。 The air sent to the adsorption heat exchanger (20), which is a condenser, gradually rises in temperature while passing between the fins (30). That is, in the adsorption heat exchanger (20) that is a condenser, the temperature of the fin (30) and the temperature of the air gradually increase from the upstream side to the downstream side of the air flow. The temperature difference between the fin (30) and the air is averaged from the upstream side to the downstream side of the flow. For this reason, the temperature difference between the air and the fin (30) is ensured also on the downstream side of the air flow in which the air temperature has already increased to some extent. Therefore, even in the downstream portion of the air flow in the adsorption heat exchanger (20), the increase in the relative humidity of the air is suppressed by reliably heating the air and desorbed from the adsorbent on the surface of the fin (30). Water content is secured. As a result, the adsorption heat exchanger (20) averages the amount of moisture desorbed from the fin (30) from the upstream side to the downstream side of the air flow, and then absorbs the moisture in the air by adsorption heat exchange. When adsorbing to the vessel (20), the amount of moisture adsorbed on the fin (30) is averaged from the upstream side to the downstream side of the air flow.
また、本変形例の吸着熱交換器(20)では、図22に示すように、三つの管列(41〜43)が並列に接続されてもよい。この吸着熱交換器(20)には、四つのキャピラリチューブ(51〜54)が設けられている。具体的に、第1キャピラリチューブ(51)は第1管列(41)の一端と第2管列(42)の一端との間に、第2キャピラリチューブ(52)は第2管列(42)の一端と第3管列(43)の一端との間に、第3キャピラリチューブ(53)は第1管列(41)の他端と第2管列(42)の他端との間に、第4キャピラリチューブ(54)は第2管列(42)の他端と第3管列(43)の他端との間にそれぞれ設けられている。冷媒回路(10)では、吸着熱交換器(20)における第3管列(43)の一端と第2キャピラリチューブ(52)の間が四方切換弁(14)に接続され、吸着熱交換器(20)における第1管列(41)の他端と第3キャピラリチューブ(53)の間が電動膨張弁(15)に接続されている。 Moreover, in the adsorption heat exchanger (20) of this modification, as shown in FIG. 22, three pipe rows (41-43) may be connected in parallel. The adsorption heat exchanger (20) is provided with four capillary tubes (51 to 54). Specifically, the first capillary tube (51) is between one end of the first tube row (41) and one end of the second tube row (42), and the second capillary tube (52) is the second tube row (42). ) And one end of the third tube row (43), and the third capillary tube (53) is between the other end of the first tube row (41) and the other end of the second tube row (42). In addition, the fourth capillary tube (54) is provided between the other end of the second tube row (42) and the other end of the third tube row (43). In the refrigerant circuit (10), between the one end of the third tube row (43) and the second capillary tube (52) in the adsorption heat exchanger (20) is connected to the four-way switching valve (14), and the adsorption heat exchanger ( The other end of the first tube row (41) in 20) and the third capillary tube (53) are connected to the electric expansion valve (15).
図22に示す吸着熱交換器(20)が蒸発器となる場合、電動膨張弁(15)で減圧された冷媒は、そのままの状態で第1管列(41)へ、第3キャピラリチューブ(53)で減圧されてから第2管列(42)へ、第3キャピラリチューブ(53)と第4キャピラリチューブ(54)の両方で減圧されてから第3管列(43)へそれぞれ導入される。従って、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)では、第1管列(41)、第2管列(42)、第3管列(43)の順で冷媒蒸発温度が低くなってゆく。 When the adsorption heat exchanger (20) shown in FIG. 22 is an evaporator, the refrigerant depressurized by the electric expansion valve (15) is directly transferred to the first tube row (41) to the third capillary tube (53). ), The pressure is reduced by both the third capillary tube (53) and the fourth capillary tube (54) and then introduced into the third tube row (43). Therefore, in the adsorption heat exchanger (20) serving as an evaporator, the refrigerant evaporation temperature decreases in the order of the first tube row (41), the second tube row (42), and the third tube row (43). go.
図22に示す吸着熱交換器(20)が凝縮器となる場合、圧縮機(13)から吐出された冷媒は、そのままの状態で第3管列(43)へ、第2キャピラリチューブ(52)で減圧されてから第2管列(42)へ、第2キャピラリチューブ(52)と第1キャピラリチューブ(51)の両方で減圧されてから第1管列(41)へそれぞれ導入される。従って、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)では、第1管列(41)、第2管列(42)、第3管列(43)の順で冷媒凝縮温度が高くなってゆく。 When the adsorption heat exchanger (20) shown in FIG. 22 is a condenser, the refrigerant discharged from the compressor (13) is left as it is to the third tube row (43) to the second capillary tube (52). After the pressure is reduced, the pressure is reduced by both the second capillary tube (52) and the first capillary tube (51) and then introduced into the first tube row (41). Therefore, in the adsorption heat exchanger (20) that is a condenser, the refrigerant condensing temperature increases in the order of the first tube row (41), the second tube row (42), and the third tube row (43). go.
また、上記各実施形態および各参考技術の調湿装置では、吸着熱交換器(20)の各管列(41〜43)における冷媒の流量が相違していてもよい。この場合、吸着熱交換器(20)は、第1管列(41)、第2管列(42)、第3管列(43)の順で冷媒の流量が多くなってゆくように構成されるのが望ましい。この場合も、蒸発器となっている吸着熱交換器(20)では空気流の下流側ほどフィン(30)の温度が低くなり、凝縮器となっている吸着熱交換器(20)では空気流の下流側ほどフィン(30)の温度が高くなる。 Moreover, in the humidity control apparatus of each said embodiment and each reference technique, the flow volume of the refrigerant | coolant in each pipe line (41-43) of an adsorption heat exchanger (20) may differ. In this case, the adsorption heat exchanger (20) is configured such that the flow rate of the refrigerant increases in the order of the first tube row (41), the second tube row (42), and the third tube row (43). Is desirable. Also in this case, the temperature of the fin (30) is lower at the downstream side of the air flow in the adsorption heat exchanger (20), which is an evaporator, and the air flow is in the adsorption heat exchanger (20), which is a condenser. The temperature of the fin (30) increases toward the downstream side.
以上説明したように、本発明は、フィンに吸着剤が担持された吸着熱交換器について有用である。 As described above, the present invention is useful for an adsorption heat exchanger in which an adsorbent is supported on fins.
(20) 吸着熱交換器
(26) 上流側部分
(27) 下流側部分
(30) フィン
(40) 伝熱管
(41) 第1管列
(42) 第2管列
(43) 第3管列
(61) 本体部分
(62) 前縁部分
(63) 後縁部分
(64) スリット
(20) Adsorption heat exchanger (26) Upstream portion (27) Downstream portion (30) Fin (40) Heat transfer tube (41) First tube row (42) Second tube row (43) Third tube row ( 61) Body part (62) Front edge part (63) Rear edge part (64) Slit
Claims (3)
上記吸着熱交換器のうち空気流の上流側に位置する部分が上流側部分(26)を、下流側に位置する部分が下流側部分(27)をそれぞれ構成し、
上記上流側部分(26)の伝熱性能に比べて上記下流側部分(27)の伝熱性能が高くなるように、上記下流側部分(27)では上流側部分(26)に比べて伝熱管(40)の熱伝達係数が高くなっている吸着熱交換器。 Adsorption in which a plurality of heat transfer tubes (40) through which the heat medium flows and fins (30) carrying adsorbents on the surface are provided, and the passing air contacts the adsorbents carried on the fins (30). A heat exchanger,
Of the adsorption heat exchanger, the portion located upstream of the air flow constitutes the upstream portion (26), and the portion located downstream constitutes the downstream portion (27).
The downstream portion (27) has a heat transfer tube that is higher than the upstream portion (26) so that the downstream portion (27) has a higher heat transfer performance than the upstream portion (26). (40) Adsorption heat exchanger with high heat transfer coefficient.
上記吸着熱交換器のうち空気流の上流側に位置する部分が上流側部分(26)を、下流側に位置する部分が下流側部分(27)をそれぞれ構成し、
複数の上記フィン(30)が上記伝熱管(40)の伸長方向に沿って所定のピッチで配置される一方、
上記上流側部分(26)では、上記下流側部分(27)に比べてフィン(30)同士のピッチが狭くなっている吸着熱交換器。 Adsorption in which a plurality of heat transfer tubes (40) through which the heat medium flows and fins (30) carrying adsorbents on the surface are provided, and the passing air contacts the adsorbents carried on the fins (30). A heat exchanger,
Of the adsorption heat exchanger, the portion located upstream of the air flow constitutes the upstream portion (26), and the portion located downstream constitutes the downstream portion (27).
While the plurality of fins (30) are arranged at a predetermined pitch along the extending direction of the heat transfer tube (40),
The adsorption heat exchanger in which the pitch between the fins (30) is narrower in the upstream part (26) than in the downstream part (27).
上記吸着熱交換器のうち空気流の上流側に位置する部分が上流側部分(26)を、下流側に位置する部分が下流側部分(27)をそれぞれ構成し、
上記フィン(30)が板状に形成される一方、
上記下流側部分(27)における通過風速が上記上流側部分(26)における通過風速よりも速くなるように、該下流側部分(27)では上流側部分(26)に比べてフィン(30)の板厚が厚くなっている吸着熱交換器。 Adsorption in which a plurality of heat transfer tubes (40) through which the heat medium flows and fins (30) carrying adsorbents on the surface are provided, and the passing air contacts the adsorbents carried on the fins (30). A heat exchanger,
Of the adsorption heat exchanger, the portion located upstream of the air flow constitutes the upstream portion (26), and the portion located downstream constitutes the downstream portion (27).
While the fin (30) is formed in a plate shape,
In the downstream portion (27), the fin (30) of the fin (30) is compared to the upstream portion (26) so that the passing wind speed in the downstream portion (27) is faster than the passing wind speed in the upstream portion (26). Adsorption heat exchanger with thick plate.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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