JP7111998B2 - 吸着熱交換器 - Google Patents
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Description
初めに、本実施形態の吸着熱交換器(20)が設けられた調湿装置について説明する。この調湿装置は、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。
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。
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3分間隔)で交互に繰り返す。
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。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)が凝縮器として動作し、第2吸着部材(12)が蒸発器として動作する。
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。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)が凝縮器として動作し、第1吸着部材(11)が蒸発器として動作する。
図4に示すように、吸着層(30)は、フィン(26)の両側面を覆うように形成されてい
る。この吸着層(30)の厚さは、例えば約0.25mmである。尚、吸着層(30)は、フィン(26)の表面だけでなく、伝熱管(27)のうちフィン(26)に覆われていない部分(U字管部(29)など)の表面にも形成されている。フィン(26)以外の部分に形成された吸着層(30)の厚さは、フィン(26)の表面における吸着層(30)の厚さとは異なっていても良い。
架橋剤必要量 = 対酸価 x (バインダー量 x AV / 56.1) x NCN当量 / 1000 mol
また、OH架橋の場合、架橋剤の必要量は次式により求められる:
架橋剤必要量 = 対水酸基価 x (バインダー量 x OHV / 56.1) x 42 / (NCO% / 100) / 1000 mol
これらの式において、対酸価又は対水酸基価を20~50%とすることにより、望ましい架橋剤の量が求められる。
――バインダーの評価――
表1に、バインダーの耐薬品性の評価を示す。バインダーとしては、アクリル樹脂、フッ素樹脂又はウレタン樹脂を用いた。また、架橋剤は、バインダーの酸価に対して25%(対酸価)用いた。架橋剤は、カルボジイミド基を有する架橋剤である。
表3に、架橋剤の評価を示す。バインダーとしてフッ素樹脂を用い、且つ、架橋剤について、イソシアネート基を含む架橋剤又はカルボジイミド基を含む架橋剤を用いた。また、架橋剤を用いない場合についても示す。架橋剤は、バインダーの酸価又は水酸基価に対して25%(対酸価、対水酸基価)用いた。
熱交換器本体(25)上にバインダーにより吸着層(30)を担持させた吸着熱交換器20について、乾燥状態と湿潤状態とに交互に暴露すること繰り返す試験(乾湿繰り返し試験)を行い、吸着剤の脱落を評価した。
バインダーとして、フッ素樹脂及びアクリル樹脂の1:1(質量比)混合物を用いた。また、架橋剤としては、カルボジイミド基を有する架橋剤を用いた。架橋剤は、バインダーの酸価、水酸基価に対して25.5%(対酸価、対水酸基価)用いた。これを用いて吸着剤をアルミニウムからなる基材シート上に担持させて、実施例1の試験用サンプルを作成した。
バインダーとして、アクリル樹脂を用いた。また、架橋剤の種類及び使用量については、実施例1と同様である。これを用いて吸着剤をアルミニウムからなる基材シート上に担持させて、実施例2の試験用サンプルを作成した。
バインダーとして、ウレタン樹脂を用い、架橋剤は用いない。当該バインダーにより吸着剤をアルミニウムからなる基材シート上に担持させて、比較例1の試験用サンプルを作成した。
バインダーとして、アクリル樹脂を用い、架橋剤は用いない。当該バインダーにより吸着剤をアルミニウムからなる基材シート上に担持させて、比較例2の試験用サンプルを作成した。
バインダーの種類は、吸着熱交換器の性能に影響する。従って、バインダーとして用いる樹脂は、耐薬品性に優れることに加え、少なくとも従来に近い吸着熱交換器の性能を実現することが望ましい。これに関し、発明者は、バインダーの水分透過性と、吸着熱交換器20の性能とが相関するという知見を得ている。そこで、各バインダーの水分透過性を評価した。
吸着剤は、種類により、水分を吸収すると膨潤する(体積が増加する)。例えば、ポリアクリル酸ナトリウムは吸水により膨潤する。この際、吸着剤の膨潤に応じてバインダーが延びることができると、バインダーが破断して吸着剤が脱落する等の劣化を抑制できる。
25 熱交換器本体
26 フィン(基材シート)
30 吸着層
41 吸着剤
42 バインダー
43 コーティング層
50 恒温槽
51 容器
52 乾燥剤
53 矢印
54 バインダー樹脂膜
60 試験片
61 保持領域
62 延伸領域
Claims (5)
- 基材シート(26)と、
前記基材シート(26)上にバインダー(42)により担持された吸着剤(41)とを備える吸着熱交換器(20)において、
前記バインダー(42)は、酸性に対し、70℃において10%の硝酸に40時間浸漬した際の質量減少が35%以下となる耐性を有することを特徴とする吸着熱交換器。 - 請求項1の吸着熱交換器(20)において、
前記バインダーは(42)、酸性に対し、70℃において10%の硝酸に40時間浸漬した際の質量減少が20%以下となる耐性を有することを特徴とする吸着熱交換器。 - 請求項1又は2の吸着熱交換器において、
前記バインダー(42)は、厚さ100μmの膜としたとき、1日あたりの水分透過量が40g/m2以上であることを特徴とする吸着熱交換器。 - 請求項1~3のいずれか1つの吸着熱交換器において、
前記吸着剤(41)の膨潤率がX(%)であるとき、前記バインダー(42)の伸び率は、(X/100)の三乗根*100(%)以上であることを特徴とする吸着熱交換器。 - 請求項4の吸着熱交換器において、
前記バインダー(42)の引っ張り強度は、12N/mm2以下であることを特徴とする吸着熱交換器。
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JP2014035110A (ja) | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | 吸着熱交換器 |
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- 2020-09-30 JP JP2020166034A patent/JP7111998B2/ja active Active
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- 2021-09-24 CN CN202180053499.0A patent/CN115997100A/zh active Pending
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