專利名稱：空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用了空氣循環(huán)的空調(diào)裝置。
目前，例如，在日本冷凍協(xié)會發(fā)行的“新版冷凍空調(diào)便覽第4版基礎(chǔ)編”的P45～P48中，記述了進(jìn)行空氣循環(huán)的冷凍機(jī)。還有，在TheAustralian Institute of Refrigeration Air Conditioning and Heating發(fā)行的“AIRAH學(xué)報(bào)(AIRAH JOURNAL)1997年6月號”P16～P21中，記述了利用空氣循環(huán)來構(gòu)成熱泵的制暖裝置。下面，對該制暖裝置進(jìn)行說明。
如圖9所示，上述制暖裝置，它具備熱源側(cè)系統(tǒng)(a)和利用側(cè)系統(tǒng)(f)。該熱源側(cè)系統(tǒng)(a)是通過依次將壓縮機(jī)(b)、第1熱交換器(c)、第2熱交換器(d)及膨脹機(jī)(e)連接起來而構(gòu)成的，進(jìn)行空氣冷凍循環(huán)。另一方面，該利用側(cè)系統(tǒng)(f)是通過依次將第2熱交換器(d)、加濕器(g)及第1熱交換器(c)連接起來而構(gòu)成的。
在熱源側(cè)系統(tǒng)(a)下，壓縮機(jī)(b)被驅(qū)動(dòng)以后，為換氣而排向室外的內(nèi)氣被就吸入壓縮機(jī)(b)，該內(nèi)氣又被壓縮機(jī)(b)壓縮。被壓縮的空氣依次流入第1熱交換器(c)、第2熱交換器(d)，且經(jīng)膨脹機(jī)(e)膨脹后排向室外。另一方面，在利用側(cè)系統(tǒng)(f)下，吸入為換氣而送到室內(nèi)的外氣，該外氣依次流向第2熱交換器(d)、加濕器(g)及第1熱交換器(c)。此間，該外氣在兩臺熱交換器(d，c)中和熱源側(cè)系統(tǒng)(a)里的空氣進(jìn)行熱交換而暖和起來，且在加濕器(g)中被加濕。制暖就是通過加熱吸入利用側(cè)系統(tǒng)(f)的外氣并將它加濕后，再供向室內(nèi)而實(shí)現(xiàn)的。
如上所述，因在已往的制暖裝置下，被吸入熱源側(cè)系統(tǒng)(a)的內(nèi)氣僅依次流入壓縮機(jī)(b)、兩臺熱交換器(c，d)及膨脹機(jī)(e)內(nèi)，故存在以下問題。
也就是說，實(shí)際空氣中含有某種程度的水分。另外，由于空氣在膨脹機(jī)中的膨脹，它的溫度會較低。這樣，空氣中的水分就發(fā)生冷凝，從膨脹機(jī)中噴出的就是空氣和水滴。更有甚者，在制暖裝置作為熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，膨脹后的空氣溫度在零下的時(shí)候很多。在這種情況下，有可能發(fā)生以下不良現(xiàn)象，即空氣中的水分冷凝而變成冰，呈雪狀和空氣一起被噴出來。
特別是，在為上述暖房裝置那樣的將內(nèi)氣供向壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)下，該問題尤為明顯。也就是說，在進(jìn)行制暖的時(shí)候，室內(nèi)的內(nèi)氣的絕對濕度總是比室外的外氣的絕對濕度高。這樣，就可能發(fā)生以下不良現(xiàn)象，即絕對濕度比外氣高的空氣從膨脹機(jī)中被噴出來，空氣中的水分不僅在膨脹時(shí)冷凝，就是在空氣從膨脹機(jī)中噴出來之后，空氣中的水分也會冷凝，而呈霧狀被噴出來。
因此，已往的制暖裝置中要有用以處理和空氣一起從膨脹機(jī)中噴出來的水滴、冰的結(jié)構(gòu)。特別是在結(jié)冰的時(shí)候，要進(jìn)行讓它融化并將它排出的處理，也就要有能完成該處理的機(jī)器，這樣整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)就復(fù)雜了。
另一方面，若使膨脹機(jī)入口處的空氣的溫度高一些，進(jìn)而提高膨脹機(jī)出口處的空氣的溫度，就可以防止來自膨脹機(jī)的空氣中的水分冷凝，以避免出現(xiàn)上述問題。然而，若如此，為確保制暖能力又必須增大對壓縮機(jī)的輸入，最終會導(dǎo)致效能比(COP)下降。
此時(shí)，例如，在上述制暖裝置那樣的為冷卻被壓縮的空氣而將外氣供向熱交換器的結(jié)構(gòu)下，因制暖時(shí)外氣總是溫度比較低，故有可能讓膨脹機(jī)入口處的空氣溫度下降，以提高效能比。然而，為避免上述的由于水分冷凝而帶來的問題，卻不能使冷凝器出口處的空氣溫度充分低。結(jié)果，沒能實(shí)現(xiàn)將膨脹機(jī)入口處的空氣溫度設(shè)得較低，以提高效能比這樣的理想。
本發(fā)明正是為解決上述問題而研究出來的，其目的在于既能維持效能比很高，又能做到不需進(jìn)行排水處理、排雪處理而使結(jié)構(gòu)簡化。
本發(fā)明做到了在比膨脹機(jī)(22)還往上的上游，將進(jìn)行空氣循環(huán)的空氣除濕，使其濕度在外氣的絕對濕度以下。
具體而言，本發(fā)明所述的第1解決方案，為以構(gòu)成備有壓縮機(jī)(21)、熱交換器(30)及膨脹機(jī)(22)的空氣循環(huán)回路(20)，通過在上述熱交換器(30)中和空氣循環(huán)回路(20)的第1空氣進(jìn)行熱交換來加熱第2空氣，該已加熱的第2空氣被供向室內(nèi)，這樣來制暖的空調(diào)裝置為對象。還有設(shè)在上述空氣循環(huán)回路(20)中的膨脹機(jī)(22)的上游，對該第1空氣進(jìn)行除濕，以使第1空氣的絕對濕度在外氣的絕對濕度以下的除濕手段(55，60)。
本發(fā)明所述的第2解決方案，為在上述第1解決方案下，第1空氣，為從室內(nèi)排向室外的排氣或者該排氣和外氣的混合空氣，且從膨脹機(jī)(22)被排向室外；第2空氣，為從室外供向室內(nèi)的給氣或者該給氣和內(nèi)氣的混合空氣，且被從除濕手段(55，60)供向室內(nèi)。
本發(fā)明所述的第3解決方案，為在上述第2解決方案下，構(gòu)成除濕手段(55，60)，以將從第1空氣除去了的水分供向第2空氣。
本發(fā)明所述的第4解決方案，為在上述第1～第3解決方案中的任一解決方案下，除濕手段(55)都設(shè)在空氣循環(huán)回路(20)中的壓縮機(jī)(21)和膨脹機(jī)(22)之間，且用來對被壓縮機(jī)(21)壓縮了的第1空氣進(jìn)行除濕。
本發(fā)明所述的第5解決方案，為在上述第4解決方案下，除濕手段(55)中有能夠讓空氣中的水蒸氣從水蒸氣分壓較高的那一側(cè)透向較低的那一側(cè)的分離膜，且不讓第1空氣中的水蒸氣冷凝就能將它從第1空氣中分離出來。
本發(fā)明所述的第6解決方案，為在上述第5解決方案下，分離膜由高分子膜形成，水蒸氣通過水分子在膜內(nèi)部的擴(kuò)散而透過。
本發(fā)明所述的第7解決方案，為在上述第5解決方案下，分離膜中有很多大小和分子自由行程差不多的孔，水分子通過毛細(xì)管時(shí)冷凝、擴(kuò)散，這樣水蒸氣就能透過去了。
本發(fā)明所述的第8解決方案，為在上述第5解決方案下，除濕手段(55)為讓分離膜的一個(gè)表面和已被壓縮的第1空氣接觸，并讓分離膜的另一個(gè)表面和第2空氣接觸，而讓該第1空氣中的水蒸氣移向該第2空氣。
本發(fā)明所述的第9解決方案，為在上述第5解決方案下，設(shè)有為確保除濕手段(55)中的分離膜兩側(cè)的水蒸氣的分壓差，而使該分離膜的一側(cè)的壓力降低的減壓手段(36)。
本發(fā)明所述的第10解決方案，為在上述第1～第3解決方案中的任一解決方案下，除濕手段(55)被設(shè)在空氣循環(huán)回路(20)中的壓縮機(jī)(21)的上游，對供向壓縮機(jī)(21)的第1空氣進(jìn)行除濕。
本發(fā)明所述的第11解決方案，為在上述第10解決方案下，除濕手段(60)中，有借助和空氣的接觸而進(jìn)行吸濕、放濕的濕度媒體，一方面，讓濕度媒體吸收供向壓縮機(jī)(21)的第1空氣中的水分，另一方面，將濕度媒體中的水分放到第2空氣中，而連續(xù)地對第1空氣進(jìn)行除濕。
本發(fā)明所述的第12解決方案，為在上述第11解決方案下，除濕手段(60)的濕度媒體中設(shè)有將水分吸附在其上的固體吸附劑。
本發(fā)明所述的第13解決方案，為在上述第12解決方案下，除濕手段(60)的濕度媒體，由圓板狀、空氣可在其厚度方向上通過且讓通過的空氣和固體吸附劑接觸的旋轉(zhuǎn)部件(61)構(gòu)成；除濕手段(60)包括上述旋轉(zhuǎn)部件(61)和第1空氣接觸而吸收第1空氣中的水分的的吸濕部(62)、上述旋轉(zhuǎn)部件(61)和第2空氣接觸而向第2空氣放濕的放濕部(63)、以及驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)部件(61)讓它旋轉(zhuǎn)以使上述旋轉(zhuǎn)部件(61)在吸濕部(62)和放濕部(63)之間移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明所述的第14解決方案，為在上述第12解決方案下，固體吸附劑由多孔性無機(jī)氧化物形成。
本發(fā)明所述的第15解決方案，為在上述第11解決方案下，除濕手段(60)的濕度媒體由吸收水分的液體吸收劑構(gòu)成。
本發(fā)明所述的第16解決方案，為在上述第11解決方案下，除濕手段(60)中的濕度媒體由吸收水分的液體吸收劑構(gòu)成，所構(gòu)成的除濕手段(60)，為將液體吸收劑從第1空氣吸收的水分再釋放到第2空氣中，而通過來自壓縮機(jī)(21)的第1空氣加熱該液體吸收劑。
本發(fā)明所述的第17解決方案，為在上述第15、16解決方案下，除濕手段(60)中備有水分可透過的疏水性多孔膜，且通過該疏水性多孔膜讓液體吸收劑和第1空氣接觸。
本發(fā)明所述的第18解決方案，為在上述第15、16解決方案下，液體吸收劑由親水性有機(jī)化合物的水溶液形成。
本發(fā)明所述的第19解決方案，為在上述第15、16解決方案下，液體吸收劑由金屬鹵化物的水溶液形成。
本發(fā)明所述的第20解決方案，為在上述第15、16解決方案下，除濕手段(60)，由包括讓液體吸收劑和第1空氣相接觸的吸濕部(65)，讓液體吸收劑和第2空氣相接觸的放濕部(66)且液體吸收劑在上述吸濕部(65)和放濕部(66)之間循環(huán)的循環(huán)回路(64)構(gòu)成。
本發(fā)明所述的第21解決方案，為在上述第11到第20解決方案下的任一解決方案下，設(shè)有調(diào)濕手段(90)，做到供向除濕手段(60)的第2空氣的一部分在被加上了從濕度媒體放出的一部分水分后才被供向室內(nèi)；該第2空氣的剩下部分，在被加上了從濕度媒體放出的剩下的水分且和被供向熱交換器(30)之前的第2空氣進(jìn)行熱交換而冷卻除濕后，才被供向室內(nèi)。
在上述第1解決方案下，第1空氣依次流過空氣循環(huán)回路(20)中的壓縮機(jī)(21)、熱交換器(30)、膨脹機(jī)(22)而進(jìn)行空氣循環(huán)。在熱交換器(30)中，第2空氣和被壓縮的第1空氣進(jìn)行熱交換，第2空氣被加熱。最后，該被加熱的第2空氣被供向室內(nèi)而進(jìn)行制暖。另一方面，由除濕手段(55，60)對第1空氣進(jìn)行除濕，在它到達(dá)膨脹機(jī)(22)之前，使它的濕度在外氣的絕對濕度以下。這樣的話，即使在要將膨脹機(jī)(22)出口處的第1空氣的溫度設(shè)定得比外氣溫度還低的情況下，也能防止膨脹機(jī)(22)出口處的第1空氣中有水滴、冰形成。
在上述第2解決方案下，將至少包含來自室內(nèi)的排氣的空氣作為第1空氣吸入，按壓縮機(jī)(21)、熱交換器(30)、膨脹機(jī)(22)之順序流過之后又被排到室外。順便提一下，該空氣在到達(dá)膨脹機(jī)(22)之前由除濕手段(55，60)除濕；將至少包含來自室外的給氣的空氣作為第2空氣吸入，該第2空氣在熱交換器(30)中和第1空氣進(jìn)行熱交換而被加熱，之后，被供向室內(nèi)。
在上述第3解決方案下，除濕手段(55，60)除去第1空氣中的水分，并將該水分供向第2空氣。換句話說，除濕手段(55，60)利用從第1空氣中除去的水分來加濕第2空氣。
在上述第4解決方案下，由除濕手段(55)從被壓縮機(jī)(21)壓縮了的第1空氣除去水分。
在上述第5解決方案下，因除濕手段(55)中有所規(guī)定的分離膜，故被壓縮的第1空氣中的水分在維持著水蒸氣的狀態(tài)下被分離出來。
在上述第6或者第7解決方案下，分離膜構(gòu)成為借助所規(guī)定的過程讓水蒸氣透過。
在上述第8解決方案下，分離膜的一個(gè)表面和被壓縮的第1空氣相接觸，另一個(gè)表面和第2空氣接觸。這樣，在第2空氣中的水蒸氣分壓比該第1空氣中的水蒸氣分壓還低的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，即使不從外部施加什么作用，第1空氣中的水分也能移向第2空氣。
在上述第9解決方案下，由減壓手段(36)確保分離膜兩側(cè)的水蒸氣分壓差。換句話說，分離膜的一個(gè)表面和被壓縮的第1空氣接觸，另一個(gè)表面被減壓手段(36)降壓。這樣，分離膜的另一個(gè)表面的水蒸氣分壓就被維持得比該第1空氣的水蒸氣分壓低。
在上述第10解決方案下，被除濕手段(55)除濕的第1空氣被供向壓縮機(jī)(21)。
在上述第11解決方案下，除濕手段的濕度媒體，一方面，吸收第1空氣中的水分，另一方面，將吸收來的水分向第2空氣釋放。換句話說，第1空氣中的水分通過濕度媒體不斷地移向第2空氣，這樣，連續(xù)進(jìn)行對第1空氣的抽濕和對第2空氣的加濕。
在上述第12解決方案下，濕度媒體通過由固體吸附劑吸附水分進(jìn)行吸濕；濕度媒體又通過讓水分從固體吸附劑上脫下來而進(jìn)行放濕。
在上述第13解決方案下，由圓板狀旋轉(zhuǎn)部件(61)構(gòu)成濕度媒體。旋轉(zhuǎn)部件(61)的一部分在吸濕部(62)和第1空氣接觸而吸收水分。旋轉(zhuǎn)部件(61)在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)部件(61)的已吸濕的部分移向放濕部(63)。旋轉(zhuǎn)部件(61)在放濕部(63)和第2空氣接觸而放出水分。濕度媒體即旋轉(zhuǎn)部件(61)就這樣得到再生。之后，旋轉(zhuǎn)部件(61)的被再生部分又移向吸濕部(62)，重復(fù)進(jìn)行該動(dòng)作。
在上述第14解決方案下，固體吸附劑由多孔性無機(jī)氧化物構(gòu)成。順便提一下，固體吸附劑不但可僅為所規(guī)定的無機(jī)氧化物，其中之主要成分為該無機(jī)氧化物就可以了。
在上述第15解決方案下，濕度媒體通過由液體吸收劑吸收水分進(jìn)行吸濕；濕度媒體又通過讓水分從液體吸收劑中放出來而進(jìn)行放濕。
在上述第16解決方案下，液體吸收劑從供向壓縮機(jī)(21)之前的第1空氣中吸收水分。該液體吸收劑被由壓縮機(jī)(21)壓縮的高溫第1空氣加熱，而成為易放濕的狀態(tài)，對第2空氣放濕。液體吸收劑通過該放濕而得到再生。
在上述第17解決方案下，第1空氣和液體吸收劑隔著疏水性多孔膜間接地接觸。于是，第1空氣中的水分透過疏水性多孔膜而被液體吸收劑吸收，第1空氣就這樣被除濕。
在上述第18解決方案下，液體吸收劑由親水性有機(jī)化合物的水溶液形成。這種有機(jī)化合物，例如有乙二醇、甘油、吸水性樹脂等。
在上述第19解決方案下，液體吸收劑由金屬鹵化物的水溶液形成，這種金屬鹵化物，例如有LiCl、LiBr、CaCl2等。
在上述第20解決方案下，液體吸收劑在吸濕部(65)吸收第1空氣中的水分，這樣，第1空氣就被除濕。該液體吸收劑在循環(huán)回路(64)內(nèi)流到達(dá)放濕部(66)。液體吸收劑在放濕部(66)向第2空氣放濕，這樣，液體吸收劑既得到了再生，第2空氣也被加濕。被再生的液體吸收劑在循環(huán)回路(64)中流再次到達(dá)吸濕部(65)，重復(fù)進(jìn)行該循環(huán)。
在上述第21解決方案下，除濕手段中的濕度媒體對第2空氣放濕，這樣濕度媒體既得到了再生，第2空氣也被加濕。之后，被加濕的第2空氣通過調(diào)濕手段(90)被供向室內(nèi)。此時(shí)，第2空氣的一部分接收了濕度媒體放出的水分的一部分后而被原樣地供向室內(nèi)；剩下的第2空氣在接收由濕度媒體放出的水分的剩下部分后且與供向熱交換器(30)之前的第2空氣進(jìn)行熱交換而被冷卻，該第2空氣中的水分發(fā)生冷凝并被除去后才被供向室內(nèi)。換句話說，從濕度媒體放出的水分僅有一部分和第2空氣一起供向室內(nèi)。
因此，按本發(fā)明，因由除濕手段(55，60)除濕而濕度在外氣的絕對濕度以下的第1空氣在膨脹機(jī)(22)膨脹，故防止了在膨脹機(jī)(22)出口處的第1空氣中形成水滴、冰，還防止了從膨脹機(jī)(22)噴出后的水分冷凝，而可將膨脹機(jī)(22)出口處的第1空氣的溫度設(shè)定得比外氣溫度低。這樣的話，就可將膨脹機(jī)(22)入口處的第1空氣的溫度設(shè)定得更低一些，而在維持著在熱交換器(30)施加給第2空氣的熱量的情況下減小對壓縮機(jī)(21)的輸入。結(jié)果，可謀求效能比的提高，同時(shí)防止在來自膨脹機(jī)(22)的第1空氣中生成水滴等，而不需要排水處理、排雪處理，從而謀求結(jié)構(gòu)的簡單化。
特別是，在上述第2解決手段下，以包含來自室外的給氣的空氣作第2空氣。因一般是在室外氣溫比較低的情況下才需要制暖的，故包含來自室外的給氣的低溫空氣被作為第2空氣供向熱交換器(30)。這樣的話，在熱交換器(30)可將第1空氣冷卻到低溫，也就可將膨脹機(jī)(22)入口處的第1空氣的溫度設(shè)定為低溫。這樣，就在維持著在熱交換器(30)施加給第2空氣的熱量的情況下減小了對壓縮機(jī)(21)的輸入，結(jié)果是能更確實(shí)地提高效能比。因即使在這樣的情況下，也由除濕手段(55，60)將第1空氣抽濕到外氣的絕對濕度以下，因而可省略排水處理、排雪處理，最終是簡化結(jié)構(gòu)。
而且，在上述第2解決方案下，以包含來自室內(nèi)的排氣的空氣為第1空氣，以包含來自室外的給氣的空氣為第2空氣，因此，在進(jìn)行空調(diào)的同時(shí)還能進(jìn)行換氣。再就是，因由壓縮機(jī)(21)壓縮包含排氣的第1空氣，且讓被壓縮的第1空氣和含有給氣的第2空氣在熱交換器(30)進(jìn)行熱交換，故能將為換氣而被排到室外的排氣中所含有的溫?zé)峄厥掌饋?。結(jié)果，可削減由于換氣而造成的能量損失。
根據(jù)上述第3解決方案，可利用從第1空氣除去的水分對第2空氣加濕。這樣，就不用為給第2空氣加濕而另行供給水分了，從而可謀求結(jié)構(gòu)的簡單化。而且，在將從第1空氣除去的水分全部供向第2空氣的情況下，也就沒有必要把該水分作為要排出去的水來處理了，還可以謀求結(jié)構(gòu)的簡單化。
根據(jù)上述第5～第9解決方案，第1空氣中的水分不發(fā)生冷凝，就能被分離出來。因此，和讓水分冷凝后再將它除去相比，對第1空氣進(jìn)行除濕所需的能量可大幅度地減少，以謀求提高效能比。
特別是，根據(jù)上述第8解決方案，可在被壓縮的空氣中的水分為水蒸氣狀態(tài)下將它供給第2空氣。因此，在對第2空氣加濕的時(shí)候，水分在第2空氣中不會蒸發(fā)，第1空氣中的水蒸氣所具有的能量被第2空氣回收，這樣就可使制暖能力提高，從而謀求效能比的提高。
根據(jù)上述第9解決方案，和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)無關(guān)，由減壓手段(36)確保分離膜兩側(cè)的水蒸氣分壓差，總是能借助水分除去手段從被壓縮的空氣中分離出水蒸氣來，而進(jìn)行對第1空氣的除濕。
根據(jù)上述第11～第20解決方案，可以借助除濕手段(60)的濕度媒體連續(xù)地讓第1空氣中的水分移向第2空氣，而不斷地對第1空氣除濕，對第2空氣加濕。特別是，根據(jù)第12～第20解決方案，除濕手段(60)的濕度媒體可由固體吸附劑、液體吸收劑構(gòu)成。而且，根據(jù)第13、第20解決方案，分別對應(yīng)著每一個(gè)濕度媒體構(gòu)成除濕手段(60)。
最后，根據(jù)上述第21解決方案，僅將由除濕手段(60)中的濕度媒體釋放到第2空氣中的水分的一部分供向室內(nèi)。有時(shí)，接收了來自濕度媒體的水分的第2空氣，其絕對濕度比內(nèi)氣的絕對濕度還高。若在這樣的情況下將第2空氣原樣供向室內(nèi)，室內(nèi)的濕度就會上升，有可能給室內(nèi)人帶來不快感。與此相對，根據(jù)本解決方案，可將濕度媒體所放出的水分中維持室內(nèi)濕度所必須的那一部分供向室內(nèi)，而讓人感覺起來室內(nèi)很舒服。
下面，為對附圖的簡單說明。


圖1概略地示出了實(shí)施例1所涉及的空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)。
圖2為用以說明實(shí)施例1所涉及的空調(diào)裝置的工作情況的空氣圖線。
圖3概略地示出了實(shí)施例2所涉及的空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)。
圖4為用以說明實(shí)施例2所涉及的空調(diào)裝置的工作情況的空氣圖線。
圖5概略地示出了實(shí)施例2的變形例所涉及的空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)。
圖6概略地示出了實(shí)施例3所涉及的空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)。
圖7為用以說明實(shí)施例3所涉及的空調(diào)裝置的工作情況的空氣圖線。
圖8概略地示出了實(shí)施例3的變形例所涉及的空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)。
圖9概略地示出了已往的利用空氣循環(huán)進(jìn)行熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)的制暖裝置的結(jié)構(gòu)。
下面，參考附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。(實(shí)施例1)如圖1所示，本實(shí)施例中的空調(diào)裝置(10)包括第1系統(tǒng)(20)、第2系統(tǒng)(40)及除濕手段即水蒸氣分離器(55)，進(jìn)行的是制暖。
上述第1系統(tǒng)(20)，它是通過借助導(dǎo)氣管依次將壓縮機(jī)(21)、水蒸氣分離器(55)、熱交換器(30)、膨脹機(jī)(22)連接起來而構(gòu)成的，為一空氣進(jìn)行冷凍循環(huán)工作的空氣循環(huán)回路。該第1系統(tǒng)(20)還包括接在壓縮機(jī)(21)的入口的第1入口導(dǎo)氣管(23)、接在膨脹機(jī)(22)的出口的第1出口導(dǎo)氣管(24)。第1入口導(dǎo)氣管(23)的一端口朝室內(nèi)開著，將內(nèi)氣作為第1空氣吸入，自該第1入口導(dǎo)氣管(23)吸入的內(nèi)氣是為換氣而從室內(nèi)排出的排氣。第1出口導(dǎo)氣管(24)的一端口朝室外開著，將來自膨脹機(jī)(22)的低溫的第1空氣導(dǎo)向室外。
上述第2系統(tǒng)(40)，是通過在熱交換器(30)的入口接上第2入口導(dǎo)氣管(43)，在它的出口接上第2出口導(dǎo)氣管(44)而構(gòu)成的。第2入口導(dǎo)氣管(43)的一端口朝室外開著，將外氣作為第2空氣吸入。自該第2入口導(dǎo)氣管(43)吸入的外氣是為換氣而被供向室內(nèi)的給氣。第2出口導(dǎo)氣管(44)的一端口朝室內(nèi)開著，將來自熱交換器(30)的高溫的第2空氣供向室內(nèi)。
馬達(dá)(35)接在上述壓縮機(jī)(21)上。該壓縮機(jī)(21)又接在上述膨脹機(jī)(22)上。這樣，壓縮機(jī)(21)就靠馬達(dá)(35)的驅(qū)動(dòng)力和空氣在膨脹機(jī)(22)中膨脹時(shí)的膨脹工作來驅(qū)動(dòng)。
在上述熱交換器(30)中形成有放熱通路(31)和吸熱通路(32)。放熱通路(31)的一端和上述水蒸氣分離器(55)借助導(dǎo)氣管相連，放熱通路(31)的另一端和膨脹機(jī)(22)借助導(dǎo)氣管相連，第1空氣在其內(nèi)部流。吸熱通路(32)的一端和第2入口導(dǎo)氣管(43)相連接，吸熱通路(32)的另一端和第2出口導(dǎo)氣管(44)相連接，第2空氣在其內(nèi)部流。熱交換器(30)讓放熱通路(31)中的第1空氣和吸熱通路(32)中的第2空氣進(jìn)行熱交換，而將第2空氣加熱。
上述水蒸氣分離器(55)中有分離膜、和由該分離膜的分割而形成的高壓空間和低壓空間。在高壓空間的入口接有壓縮機(jī)(21)，在它的出口接有熱交換器(30)的放熱通路(31)，且被壓縮機(jī)(21)壓縮了的第1空氣在高壓空間中流動(dòng)。于是，該水蒸氣分離器(55)具有的結(jié)構(gòu)，可通過使該第1空氣中的水蒸氣透過上述分離膜從高壓空間移向低壓空間而對第1空氣進(jìn)行除濕。該水蒸氣分離器(55)對第1空氣進(jìn)行除濕，使第1空氣的絕對濕度在外氣的絕對濕度以下，構(gòu)成為除濕手段。
上述分離膜由氟化乙稀樹脂等高分子膜構(gòu)成，因此，該分離膜具有的結(jié)構(gòu)，可借助水分子在膜內(nèi)部的擴(kuò)散讓水蒸氣透過。順便提一下，該分離膜亦可由由干凝膠等形成的氣體分離用多孔膜構(gòu)成。這種情況下，水分子通過毛細(xì)管時(shí)冷凝、擴(kuò)散，空氣中的水蒸氣借此透過分離膜。
真空泵(36)接向上述水蒸氣分離器(55)的低壓空間。該真空泵(36)是用來降低該低壓空間的壓力的，構(gòu)成為確保低壓空間和高壓空間中的水蒸氣分壓差的減壓手段。
上述真空泵(36)的出口接著排水管(51)的一端。排水管(51)的另一端分出第1分支管(52)和第2分支管(53)。第1分支管(52)接在第2出口導(dǎo)氣管(44)上，并將從真空泵(36)排出的水分的一部分供給第2空氣。第2分支管(53)延長到室外口朝室外開著，并將來自真空泵(36)的剩余水分排向室外。
-運(yùn)轉(zhuǎn)操作-其次，參考圖2中的空氣線圖，對上述空調(diào)裝置(10)的運(yùn)轉(zhuǎn)操作加以說明。
在第1系統(tǒng)(20)下，點(diǎn)A狀態(tài)下的外氣作為第1空氣被從第1入口導(dǎo)氣管(23)吸入。該第1空氣被吸入壓縮機(jī)(21)并被壓縮，絕對濕度一定不變，溫度及壓力上升，成為點(diǎn)B的狀態(tài)。點(diǎn)B狀態(tài)下的第1空氣進(jìn)入水蒸氣分離器(55)且在高壓空間中流。其間，第1空氣中的水蒸氣透過分離膜移向低壓空間，第1空氣的溫度一定不變，絕對濕度下降，這樣成為點(diǎn)C的狀態(tài)。在此狀態(tài)下，第1空氣的絕對濕度比外氣的絕對濕度低。
點(diǎn)C狀態(tài)下的第1空氣，進(jìn)入熱交換器(30)，在放熱通路(31)中流動(dòng)并與吸熱通路(32)中的第2空氣進(jìn)行熱交換。第1空氣通過該熱交換被冷卻，絕對濕度一定不變，溫度下降，成為點(diǎn)D的狀態(tài)。點(diǎn)D狀態(tài)下的第1空氣在膨脹機(jī)(22)中膨脹后，絕對濕度一定不變，溫度及壓力下降，成為點(diǎn)E的狀態(tài)。最后，點(diǎn)E狀態(tài)下的第1空氣通過第1出口導(dǎo)氣管(24)被排向室外。
在水蒸氣分離器(55)中從第1空氣分離出來的水蒸氣，通過真空泵(36)流向排水管(51)。其間，該水蒸氣有一部分發(fā)生冷凝，而分別流向第1分支管(52)和第2分支管(53)。第1分支管(52)中主要流入水蒸氣狀態(tài)的水分，該水分被供向第2出口導(dǎo)氣管(44)內(nèi)的第2空氣。該第2分支管(53)中主要流入已冷凝的水分，該水分被作為排出水而排向室外。
在第2系統(tǒng)(40)下，點(diǎn)F狀態(tài)下的外氣作為第2空氣被從第2入口導(dǎo)氣管(43)吸入。該第2空氣進(jìn)入熱交換器(30)，在吸熱通路(32)中流并和放熱通路(31)中的第1空氣進(jìn)行熱交換。第2空氣通過該熱交換被加熱，絕對濕度一定不變，溫度上升，成為點(diǎn)G的狀態(tài)。
點(diǎn)H狀態(tài)下的第2空氣，從吸熱通路(32)出來在第2出口導(dǎo)氣管(44)內(nèi)流。其間，通過第1分支管(52)且為水蒸氣狀態(tài)的水分被供向第2出口導(dǎo)氣管(44)內(nèi)的第2空氣。于是，點(diǎn)G狀態(tài)下的第2空氣溫度基本一定，絕對濕度上升，成為點(diǎn)H的狀態(tài)。最后，點(diǎn)H狀態(tài)下的第2空氣通過第2出口導(dǎo)氣管(44)被供向室內(nèi)。
-實(shí)施例1的效果-根據(jù)實(shí)施例1，因從第1入口導(dǎo)氣管(23)吸入外氣作第1空氣，且在水蒸氣分離器(55)內(nèi)對該第1空氣除濕，故可使膨脹機(jī)(22)入口處的第1空氣的絕對濕度比外氣的絕對濕度低。這樣，就既防止了在第1空氣中形成水滴、冰，卻又可將膨脹機(jī)(22)出口處的第1空氣的溫度設(shè)定得比外氣的溫度低。尤其是，在該實(shí)施例中，僅吸入來自第2入口導(dǎo)氣管(43)的低溫外氣作第2空氣。因此，第1空氣通過在熱交換器(30)與低溫的第2空氣進(jìn)行熱交換會被冷卻到更低的溫度。
這樣，按照本實(shí)施例，可將膨脹機(jī)(22)入口處的第1空氣的溫度設(shè)定得更低一些，在維持著在熱交換器(30)施加給第2空氣的熱量的情況下減小對壓縮機(jī)(21)的輸入。結(jié)果，可謀求效能比的提高，同時(shí)可防止在來自膨脹機(jī)(22)的第1空氣中生成水滴等，而不需要排水處理、排雪處理，最終謀求結(jié)構(gòu)的簡單化。
還有，因以來自室內(nèi)的排氣為第1空氣，以來自室外的給氣為第2空氣，故在進(jìn)行空調(diào)的同時(shí)還能進(jìn)行換氣。再就是，因由壓縮機(jī)(21)壓縮由排氣形成的第1空氣，且讓被壓縮的第1空氣和由給氣形成的第2空氣在熱交換器(30)進(jìn)行熱交換，故能將為換氣而被排到室外的排氣中所含有的溫?zé)峄厥掌饋?。結(jié)果，可削減伴隨換氣而造成的能量損失。
還有，可利用在水蒸氣分離器(55)從第1空氣除去的水分對第2空氣加濕，故不用為給第2空氣加濕而另行供給水分了，從而可謀求結(jié)構(gòu)的簡單化。
還有，因在水蒸氣分離器(55)中利用分離膜從第1空氣中分離出水蒸氣，故在第1空氣中的水分不冷凝的情況下，就能將它分離出來。因此，和讓水分冷凝后再將它除去相比，對第1空氣進(jìn)行除濕所需的能量就可大幅度地減少，以謀求提高效能比。
還有，因由真空泵(36)對水蒸氣分離器(55)的低壓空間進(jìn)行降壓，故可確保水蒸氣分離器(55)中的分離膜兩側(cè)的水蒸氣分壓差，而與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)無關(guān)。結(jié)果，在水蒸氣分離器(55)中總是確能對第1空氣進(jìn)行除濕。(實(shí)施例1的變形例)在上述實(shí)施例中，是通過由真空泵(36)降低水蒸氣分離器(55)的低壓空間的壓力，這樣，在水蒸氣分離器(55)中從第1空氣分離出水蒸氣的。與此相對，還可以不設(shè)真空泵(36)，并改變水蒸氣分離器(55)的結(jié)構(gòu)，以讓該水蒸氣分離器(55)構(gòu)成為能使第1空氣中的水蒸氣透過分離膜移向第2空氣。
換句話說，在本變形例的水蒸氣分離器中，形成由分離膜隔離出的第1空間和第2空間。在上述第1系統(tǒng)(20)中的壓縮機(jī)(21)、熱交換器(30)之間連接第1空間，在該第1空間中來自壓縮機(jī)(21)的第1空氣在流。在上述第2系統(tǒng)(40)的第2入口導(dǎo)氣管(43)的中途連接第2空間。在第2空間來自熱交換器(30)的第2空氣流。這樣，第1空氣中的水蒸氣便在第1空間和第2空間的水蒸氣分壓差的作用下透過分離膜移向第2空氣，且該被分離的水蒸氣和第2空氣一起被供向室內(nèi)，來對室內(nèi)加濕。
根據(jù)該變形例，可在維持被壓縮的第1空氣的水分為水蒸氣狀態(tài)的情況下，將它供向第2空氣。因此，在對第2空氣加濕的時(shí)候，在第2空氣中水分不會蒸發(fā)，第1空氣中的水蒸氣所具有的能量被第2空氣回收，這樣就可使制暖能力提高，從而謀求效能的提高。(實(shí)施例2)用除濕手段，即除濕機(jī)構(gòu)(60)代替上述實(shí)施例1中的水蒸氣分離器(55)，就構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施例2。其他結(jié)構(gòu)都和實(shí)施例1中的一樣，故下面僅說明和實(shí)施例1不同的結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，上述除濕機(jī)構(gòu)(60)被設(shè)在第1入口導(dǎo)氣管(23)及第2出口導(dǎo)氣管(44)的中途，該除濕機(jī)構(gòu)(60)由旋轉(zhuǎn)部件(61)、吸濕部(62)及放濕部(63)構(gòu)成，也就是說，其結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)式除濕器一樣。
上述旋轉(zhuǎn)部件(61)，其形成為圓板狀且讓空氣在厚度方向上通過。旋轉(zhuǎn)部件(61)，它備有將水分吸附在其上的固體吸附劑，構(gòu)成了讓所通過的空氣和固體吸附劑相接觸的濕度媒體。再就是，旋轉(zhuǎn)部件(61)與未示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)即驅(qū)動(dòng)馬達(dá)相接，在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，而在吸濕部(62)和放濕部(63)之間移動(dòng)。旋轉(zhuǎn)部件(61)的固體吸附劑的主成分為多孔性無機(jī)化合物，選細(xì)孔徑0.1～20nm左右的、吸收水分的無機(jī)化合物作該無機(jī)化合物。
上述吸濕部(62)被設(shè)置在第1入口導(dǎo)氣管(23)的中途。在吸濕部(62)，第1入口導(dǎo)氣管(23)內(nèi)的第1空氣通過旋轉(zhuǎn)部件(61)，該第1空氣中的水分吸附在旋轉(zhuǎn)部件(61)中的固體吸附劑上。第1空氣就這樣被除濕。
上述放濕部(63)被設(shè)置在第2出口導(dǎo)氣管(44)的中途。在放濕部(63)，第2出口導(dǎo)氣管(44)內(nèi)的第2空氣通過旋轉(zhuǎn)部件(61)，吸附在旋轉(zhuǎn)部件(61)的固體吸附劑上的水分脫下來，放到該第2空氣中。就這樣，固體吸附劑得到了再生，第2空氣也被加濕了。
如上所述，旋轉(zhuǎn)部件(61)在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下在吸濕部(62)和放濕部(63)間移動(dòng)。于是，吸濕部(62)上從第1空氣吸濕的那一部分旋轉(zhuǎn)部件(61)伴隨著旋轉(zhuǎn)部件(61)的旋轉(zhuǎn)而移向放濕部(63)。在放濕部(63)，水分自旋轉(zhuǎn)部件(61)的固體吸附劑脫出而使這一部分得以再生。也就是說，旋轉(zhuǎn)部件(61)對第2空氣放濕。之后，旋轉(zhuǎn)部件(61)被再生的部分再次移向吸濕部(62)。除濕機(jī)構(gòu)(60)重復(fù)以上操作，而連續(xù)地對第1空氣除濕，對第2空氣加濕。
-運(yùn)轉(zhuǎn)操作-其次，參照圖4中的空氣圖線，對上述空調(diào)裝置(10)的運(yùn)轉(zhuǎn)操作加以說明。
在第1系統(tǒng)(20)下，點(diǎn)I狀態(tài)下的內(nèi)氣作為第1空氣被從第1入口導(dǎo)氣管(23)吸入，該第1空氣在除濕機(jī)構(gòu)(60)的吸濕部(62)與旋轉(zhuǎn)部件(61)相接觸而被除濕，該第1空氣發(fā)生等熵變化而使它的絕對濕度下降，溫度上升，沿等熵線從點(diǎn)I的狀態(tài)變化為點(diǎn)J的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，第1空氣的絕對濕度比外氣的絕對濕度低。
點(diǎn)J狀態(tài)下的第1空氣被壓縮機(jī)(21)壓縮，絕對濕度一定，溫度及壓力上升，成為點(diǎn)K的狀態(tài)。點(diǎn)K狀態(tài)下的第1空氣進(jìn)入熱交換器(30)并在放熱通路(31)中流動(dòng)，與吸熱通路(32)中的第2空氣進(jìn)行熱交換。第1空氣通過該熱交換被冷卻，絕對濕度一定不變，溫度下降，成為點(diǎn)L的狀態(tài)。點(diǎn)L狀態(tài)下的第1空氣經(jīng)膨脹機(jī)(22)膨脹后，絕對濕度一定不變，溫度及壓力下降，成為點(diǎn)M的狀態(tài)。最后，點(diǎn)M狀態(tài)下的第1空氣通過第1出口導(dǎo)氣管(24)而被排向室外。
在第2系統(tǒng)(40)中，點(diǎn)N狀態(tài)下的外氣作為第2空氣被從第2入口導(dǎo)氣管(43)吸入。點(diǎn)N狀態(tài)下的第2空氣進(jìn)入熱交換器(30)，在吸熱通路(32)中流。此間，該第2空氣和放熱通路(31)中的第1空氣進(jìn)行熱交換，絕對濕度一定不變，溫度上升，成為點(diǎn)O的狀態(tài)。
點(diǎn)O狀態(tài)下的第2空氣通過第2出口導(dǎo)氣管(44)，進(jìn)入除濕機(jī)構(gòu)(60)的放濕部(63)。第2空氣在放濕部(63)和旋轉(zhuǎn)部件(61)相接觸，旋轉(zhuǎn)部件(61)對第2空氣放濕。第2空氣發(fā)生等熵變化而使絕對濕度上升，溫度下降，沿等熵線從點(diǎn)O的狀態(tài)成為點(diǎn)P的狀態(tài)。點(diǎn)P狀態(tài)下的第2空氣通過第2出口導(dǎo)氣管(44)被供向室內(nèi)。
除濕機(jī)構(gòu)(60)中的旋轉(zhuǎn)部件(61)被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)部件(61)在吸濕部(62)和放濕部(63)之間移動(dòng)，重復(fù)進(jìn)行在吸濕部(62)的吸濕和在放濕部(63)的放濕。就這樣，連續(xù)地進(jìn)行對第1空氣的除濕和對第2空氣的加濕。
-實(shí)施例2的效果-根據(jù)本實(shí)施例2，因?qū)⒂沙凉駲C(jī)構(gòu)(60)除濕了的第1空氣供向壓縮機(jī)(21)，故和上述實(shí)施例1一樣，能得到在到達(dá)膨脹機(jī)(22)之前就將第1空氣除濕所帶來的效果。
-實(shí)施例2的變形例-在上述實(shí)施例中，利用固體吸附劑構(gòu)成了除濕機(jī)構(gòu)(60)，不僅如此，還可以用液體吸收劑代替固體吸附劑來形成除濕機(jī)構(gòu)(60)。
如圖5所示，利用液體吸收劑而構(gòu)成的除濕機(jī)構(gòu)(60)，它是通過用液管(68)依次將吸濕部(65)、放濕部(66)及泵(67)連接起來而形成的循環(huán)回路(64)構(gòu)成的。該循環(huán)回路(64)中充填了金屬鹵化物的水溶液作液體吸收劑。該金屬鹵化物可為例如，LiCl、LiBr、CaCl2等。順便提一下，該液體吸收劑也可為親水性有機(jī)化合物的水溶液。該有機(jī)化合物，例如有乙二醇、甘油、吸水性樹脂等。
上述吸濕部(65)被設(shè)置在第1入口導(dǎo)氣管(23)的中途。吸濕部(65)中設(shè)有水分可透過的疏水性多孔膜，由于該疏水性多孔膜隔著而形成了空氣空間和液體空間。第1入口導(dǎo)氣管(23)接向空氣空間，第1空氣在內(nèi)部流。液管(68)接向液體空間，液體吸收劑在內(nèi)部流。于是，在吸濕部(65)，空氣空間中的第1空氣和液體空間中的液體吸收劑隔著疏水性多孔膜而間接地接觸，該第1空氣中所含的水分透過疏水性多孔膜被該液體吸收劑吸收。吸濕部(65)就這樣對第1空氣進(jìn)行除濕。
上述放濕部(66)被設(shè)置在熱交換器(30)中。放濕部(66)中設(shè)有水分可透過的疏水性多孔膜，在疏水性多孔膜的一側(cè)形成液體空間，隔著疏水性多孔膜在液體空間的相反側(cè)構(gòu)成為熱交換器(30)的吸熱通路(32)。液管(68)接向該液體空間，液體吸收劑在內(nèi)部流。于是，在放濕部(66)，液體空間中的液體吸收劑和吸熱通路(32)中的第2空氣進(jìn)行熱交換而被加熱，同時(shí)，體空間中的液體吸收劑和吸熱通路(32)中的第2空間通過疏水性多孔膜間接地接觸，該液體吸收劑中所含的水分透過疏水性多孔膜被供向該第2空氣。在放濕部(66)就這樣由液體吸收劑對第2空氣放濕。
在上述循環(huán)回路(64)中，液體吸收劑在泵(67)的作用下在內(nèi)部循環(huán)，而連續(xù)地對第1空氣除濕。換句話說，在吸濕部(65)吸收了第1空氣中的水分的液體吸收劑，流過液管(68)而進(jìn)入放濕部(66)。在放濕部(66)，液體吸收劑被加熱，還對第2空氣放濕。液體吸收劑就這樣得以再生。被再生的液體吸收劑流過液管(68)，再次進(jìn)入吸濕部(65)，重復(fù)進(jìn)行該循環(huán)。(實(shí)施例3)在上述實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，再設(shè)置一調(diào)濕器(91)，并對除濕機(jī)構(gòu)(60)的結(jié)構(gòu)作一些更改，即為本發(fā)明的實(shí)施例3。下面，對和實(shí)施例2不同的結(jié)構(gòu)作一些說明。
如圖6所示，上述調(diào)濕器(91)中形成有低溫通路(92)和高溫通路(93)。低溫通路(92)接在第2系統(tǒng)(40)的第2入口導(dǎo)氣管(43)的中途，從第2入口導(dǎo)氣管(43)吸入的作為第2空氣的低溫外氣在該低溫通路(92)中流。高溫通路(93)接在第2系統(tǒng)(40)中的第2出口導(dǎo)氣管(44)的除濕機(jī)構(gòu)(60)的下游。在除濕機(jī)構(gòu)(60)的放濕部(63)被加濕的第2空氣的一部分，被送向高溫通路(93)。
低溫通路(92)中的低溫第2空氣和高溫通路(93)的高溫第2空氣在調(diào)濕器(91)中進(jìn)行熱交換，高溫通路(93)的第2空氣被冷卻，該第2空氣中的水蒸氣的一部分發(fā)生冷凝。還有，構(gòu)成調(diào)濕器(91)來調(diào)節(jié)該第2空氣的濕度，以便高溫通路(93)內(nèi)的第2空氣的絕對濕度和內(nèi)氣的絕對濕度一樣。
本實(shí)施例中的除濕機(jī)構(gòu)(60)，和所謂的旋轉(zhuǎn)式除濕器的結(jié)構(gòu)一樣。這一點(diǎn)和實(shí)施例2一樣。但本實(shí)施例中的除濕機(jī)構(gòu)(60)包括第1旋轉(zhuǎn)部件(61a)和第2旋轉(zhuǎn)部件(61b)。
第1及第2旋轉(zhuǎn)部件(61a，61b)，其結(jié)構(gòu)和實(shí)施例2中的旋轉(zhuǎn)部件(61)的一樣，第1旋轉(zhuǎn)部件(61a)比第2旋轉(zhuǎn)部件(61b)稍薄一些。且這樣來布置第1及第2旋轉(zhuǎn)部件(61a，61b)，即讓第1旋轉(zhuǎn)部件(61a)位于第1入口導(dǎo)氣管(23)的上游，第2旋轉(zhuǎn)部件(61b)位于它的下游，且讓第2旋轉(zhuǎn)部件(61b)位于第2出口導(dǎo)氣管(44)的上游，第1旋轉(zhuǎn)部件(61a)位于它的下游。
上述第1及第2旋轉(zhuǎn)部件(61a，61b)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)即驅(qū)動(dòng)馬達(dá)相連，在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，且在吸濕部(62)和放濕部(63)之間移動(dòng)。這一點(diǎn)和實(shí)施例2一樣。
在上述除濕機(jī)構(gòu)(60)中設(shè)置2個(gè)旋轉(zhuǎn)部件(61a，61b)以后，就要這樣來形成吸濕部(62)和放濕部(63)了。換句話說，在本實(shí)施例中，構(gòu)成吸濕部(62)，以讓來自第1入口導(dǎo)氣管(23)的第1空氣通過第1及第2旋轉(zhuǎn)部件(61a，61b)；構(gòu)成放濕部(63)，以讓來自第2出口導(dǎo)氣管(44)的第2空氣通過第1及第2旋轉(zhuǎn)部件(61a，61b)。
分支導(dǎo)氣管(45)的一端接在上述放濕部(63)第1旋轉(zhuǎn)部件(61a)和第2旋轉(zhuǎn)部件(61b)之間，分支導(dǎo)氣管(45)的另一端接在第2出口導(dǎo)氣管(44)的調(diào)濕器(91)的下游。這樣，在放濕部(63)通過了第2旋轉(zhuǎn)部件(61b)的第2空氣的一部分流過該分支導(dǎo)氣管(45)，這一部分第2空氣通過分支導(dǎo)氣管(45)，旁路第1旋轉(zhuǎn)部件(61a)。該分支導(dǎo)氣管(45)和調(diào)濕器(91)構(gòu)成調(diào)濕手段(90)。
-運(yùn)轉(zhuǎn)操作-其次，參考圖7中的空氣圖線對上述空調(diào)裝置(10)的運(yùn)轉(zhuǎn)操作加以說明。順便提一下，第1系統(tǒng)(20)中的操作和上述實(shí)施例2中的一樣，說明就省略不提了。
在第2系統(tǒng)(40)下，點(diǎn)N狀態(tài)下的外氣自第2入口導(dǎo)氣管(43)被作為第2空氣吸入，第2空氣流入調(diào)濕器(91)的低溫通路(92)，與高溫通路(93)內(nèi)的空氣進(jìn)行熱交換，成為點(diǎn)O的狀態(tài)。點(diǎn)O狀態(tài)下的第2空氣進(jìn)入熱交換器(30)并在吸熱通路(32)中流，與放熱通路(31)的第1空氣進(jìn)行熱交換，成為點(diǎn)P的狀態(tài)。以上所說的第2系統(tǒng)(40)下的操作和實(shí)施例2一樣。
點(diǎn)P狀態(tài)下的第2空氣通過第2出口導(dǎo)氣管(44)進(jìn)入除濕機(jī)構(gòu)(60)的放濕部(63)。第2空氣在放濕部(63)和第2旋轉(zhuǎn)部件(61b)接觸，而由第2旋轉(zhuǎn)部件(61b)對第2空氣放濕。第2空氣發(fā)生等熵變化，絕對濕度上升，溫度下降，沿等熵線從點(diǎn)P的狀態(tài)變化為點(diǎn)S的狀態(tài)。在點(diǎn)S的狀態(tài)下，第2空氣的絕對濕度和點(diǎn)I狀態(tài)下的內(nèi)氣相等。
點(diǎn)S狀態(tài)下的第2空氣被分流，該第2空氣的一部分流向分支導(dǎo)氣管(45)，剩下的流向第1旋轉(zhuǎn)部件(61a)。此時(shí)，讓該第2空氣的大部分流向分支導(dǎo)氣管(45)，讓流向分支導(dǎo)氣管(45)的第2空氣的流量比流向第1旋轉(zhuǎn)部件(61a)的第2空氣的流量多。
流向第1旋轉(zhuǎn)部件(61a)的那一部分第2空氣和第1旋轉(zhuǎn)部件(61a)接觸，第1旋轉(zhuǎn)部件(61a)對該第2空氣放濕。這一部分第2空氣發(fā)生等熵變化，而使它的絕對濕度上升，溫度下降，沿等熵線從點(diǎn)S的狀態(tài)變化為點(diǎn)T的狀態(tài)。點(diǎn)T狀態(tài)下的第2空氣通過第2出口導(dǎo)氣管(44)進(jìn)入調(diào)濕器(91)的高溫通路(93)中。
以點(diǎn)T狀態(tài)進(jìn)入高溫通路(93)的第2空氣在調(diào)濕器(91)和以點(diǎn)N狀態(tài)進(jìn)入低溫通路(92)的第2空氣進(jìn)行熱交換而被冷卻。第2空氣中的水蒸氣在高溫通路(93)中發(fā)生冷凝，第2空氣的溫度及濕度下降，成為點(diǎn)U的狀態(tài)。在點(diǎn)U的狀態(tài)下，第2空氣的絕對濕度和點(diǎn)I狀態(tài)下的內(nèi)氣相等，且第2空氣的溫度比點(diǎn)I狀態(tài)下的內(nèi)氣的溫度低。
點(diǎn)U狀態(tài)下的第2空氣流過第2出口導(dǎo)氣管(44)和來自分支導(dǎo)氣管(45)的第2空氣合流。因此，來自調(diào)濕部的點(diǎn)U狀態(tài)的第2空氣和來自分支導(dǎo)氣管(45)的點(diǎn)S狀態(tài)下的第2空氣混合在一起，而成為點(diǎn)V的狀態(tài)。最后，絕對濕度和內(nèi)氣相等的點(diǎn)V狀態(tài)的第2空氣通過第2出口導(dǎo)氣管(44)而被供向室內(nèi)。
除濕機(jī)構(gòu)(60)中的第1及第2旋轉(zhuǎn)部件(61a，61b)被驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。于是，該兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件(61a，61b)就在吸濕部(62)和放濕部(63)之間移動(dòng)。重復(fù)進(jìn)行在吸濕部(62)的吸濕和在放濕部(63)的放濕，而連續(xù)地進(jìn)行對第1空氣的除濕和對第2空氣的加濕。
-實(shí)施例3的效果-根據(jù)實(shí)施例3，因由除濕機(jī)構(gòu)(60)除濕了的第1空氣被供向壓縮機(jī)(21)，故和上述實(shí)施例1一樣，能得到在到達(dá)膨脹機(jī)(22)之前對第1空氣除濕所帶來的效果。
還有，可僅使除濕機(jī)構(gòu)(60)中的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件(61a，61b)向第2空氣放出的水分中的一部分和第2空氣一起供向室內(nèi)。這時(shí)，若將兩個(gè)旋轉(zhuǎn)部件(61a，61b)所放出的水分都供向室內(nèi)，內(nèi)氣的溫度就會上升，有時(shí)會給室內(nèi)的人帶去不舒適的感覺。與此相對，本實(shí)施例是這樣進(jìn)行除濕的，即讓和第2旋轉(zhuǎn)部件(61b)接觸，絕對濕度已和內(nèi)氣一樣的第2空氣的一部分分流流向分支導(dǎo)氣管(45)，讓剩余的第2空氣和第1旋轉(zhuǎn)部件(61a)接觸后，再使它在調(diào)濕器(91)中和內(nèi)氣的絕對濕度相等。結(jié)果，可將絕對濕度已和內(nèi)氣相等的第2空氣供向室內(nèi)，僅將維持室內(nèi)的濕度所必須的那一部分供向室內(nèi)，就能維持室內(nèi)的舒適性。
-實(shí)施例3的變形例-在上述實(shí)施例中，利用固體吸附劑構(gòu)成了除濕機(jī)構(gòu)(60)，不僅如此，還可以用液體吸收劑代替固體吸附劑來形成除濕機(jī)構(gòu)(60)。如圖8所示，該變形例中的利用液體吸收劑而構(gòu)成的除濕機(jī)構(gòu)(60)和上述實(shí)施例2的變形例一樣。再就是，分支導(dǎo)氣管(45)的一端接在放濕部(66)中的吸熱通路(32)的中途。這樣，所構(gòu)成的分支導(dǎo)氣管(45)就將吸熱通路(32)內(nèi)的第2空氣的一部分分流，在調(diào)濕器(91)下游的第2出口導(dǎo)氣管(44)和剩下的第2空氣合流。其他結(jié)構(gòu)均與實(shí)施例2相同。(其他實(shí)施例)-第1變形例-在上述各實(shí)施例中，是將內(nèi)氣作為第1空氣吸入第1系統(tǒng)(20)中，將外氣作為第2空氣吸入第2系統(tǒng)(40)中，而進(jìn)行制暖運(yùn)轉(zhuǎn)的。不僅如此，制暖運(yùn)轉(zhuǎn)還可象下述這樣進(jìn)行。
首先，可以將內(nèi)氣作為第1空氣從第1系統(tǒng)(20)的第1入口導(dǎo)氣管(23)吸入，再從第1出口導(dǎo)氣管(24)排向室外；將內(nèi)氣和外氣的混合空氣作為第2空氣從第2系統(tǒng)(40)的第2入口導(dǎo)氣管(43)吸入，再從第2出口導(dǎo)氣管(44)供向室內(nèi)。
還可以將內(nèi)氣和外氣的混合空氣作為第1空氣從第1系統(tǒng)(20)的第1入口導(dǎo)氣管(23)吸入，再從第1出口導(dǎo)氣管(24)排向室外；將外氣作為第2空氣從第2系統(tǒng)(40)的第2入口導(dǎo)氣管(43)吸入，再從第2出口導(dǎo)氣管(44)供向室內(nèi)。
還可以將內(nèi)氣和外氣的混合空氣作為第1空氣從第1系統(tǒng)(20)的第1入口導(dǎo)氣管(23)吸入，再從第1出口導(dǎo)氣管(24)排向室外；將內(nèi)氣和外氣的混合空氣作為第2空氣從第2系統(tǒng)(40)的第2入口導(dǎo)氣管(43)吸入，再從第2出口導(dǎo)氣管(44)供向室內(nèi)。
順便提一下，就是在將內(nèi)氣和外氣的混合氣體作為第1空氣從第1入口導(dǎo)氣管(23)吸入的情況下，也是由水蒸氣分離器(55)或者除濕機(jī)構(gòu)(60)對第1空氣除濕，使它的絕對濕度在外氣的絕對濕度以下。
-第2變形例-在上述各實(shí)施例中，僅有第2空氣通過第2出口導(dǎo)氣管(44)被供向室內(nèi)。此時(shí)，在某些運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，會出現(xiàn)膨脹機(jī)(22)出口的第2空氣的溫度非常高的情形。若在這種情況下，將高溫的第2空氣直接吹向室內(nèi)，反而會給室內(nèi)的人帶去不舒適的感覺。因此，在來自膨脹機(jī)(22)的第2空氣的溫度很高的情況下，可以事先將第2空氣和內(nèi)氣混合一下，等它下降了以后，再將它供向室內(nèi)。
綜上所述，對室內(nèi)制暖時(shí)本發(fā)明所涉及的空調(diào)裝置很有用。特別是在靠空氣循環(huán)進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的時(shí)候。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)裝置，構(gòu)成備有壓縮機(jī)(21)、熱交換器(30)及膨脹機(jī)(22)的空氣循環(huán)回路(20)，通過在上述熱交換器(30)中和空氣循環(huán)回路(20)的第1空氣進(jìn)行熱交換來加熱第2空氣，該已加熱的第2空氣被供向室內(nèi)，這樣來制暖，其中還有設(shè)在上述空氣循環(huán)回路(20)中的膨脹機(jī)(22)的上游，對該第1空氣進(jìn)行除濕，以使第1空氣的絕對濕度在外氣的絕對濕度以下的除濕手段(55，60)。
2.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中第1空氣，為從室內(nèi)排向室外的排氣或者該排氣和外氣的混合空氣，且從膨脹機(jī)(22)被排向室外；第2空氣，為從室外供向室內(nèi)的給氣或者該給氣和內(nèi)氣的混合空氣，且被從除濕手段(55，60)供向室內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求第2項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中構(gòu)成除濕手段(55，60)，以將從第1空氣除去的水分供向第2空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)到第3項(xiàng)中之任一項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中除濕手段(55)設(shè)在空氣循環(huán)回路(20)中的壓縮機(jī)(21)和膨脹機(jī)(22)之間，且用來對被壓縮機(jī)(21)壓縮了的第1空氣進(jìn)行除濕。
5.根據(jù)權(quán)利要求第4項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中除濕手段(55)中，有能夠讓空氣中的水蒸氣從水蒸氣分壓較高的那一側(cè)透向較低的那一側(cè)的分離膜，且不讓第1空氣中的水蒸氣冷凝而能將它從第1空氣中分離出來。
6.根據(jù)權(quán)利要求第5項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中分離膜由高分子膜形成，水蒸氣通過水分子在膜內(nèi)部的擴(kuò)散而透過。
7.根據(jù)權(quán)利要求第5項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中分離膜中有很多其大小和分子自由行程差不多的孔，水蒸氣借助水分子通過毛管時(shí)的冷凝、擴(kuò)散而透過去。
8.根據(jù)權(quán)利要求第5項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中除濕手段(55)，為讓分離膜的一個(gè)表面和已被壓縮的第1空氣接觸，且讓分離膜的另一個(gè)表面和第2空氣接觸，而讓該第1空氣中的水蒸氣移向該第2空氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求第5項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中設(shè)有為確保除濕手段(55)中的分離膜兩側(cè)的水蒸氣的分壓差，而降低該分離膜的一側(cè)的壓力的減壓手段(36)。
10.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)至第3項(xiàng)中之任一項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中除濕手段(55)被設(shè)在空氣循環(huán)回路(20)中的壓縮機(jī)(21)的上游，對供向壓縮機(jī)(21)的第1空氣進(jìn)行除濕。
11.根據(jù)權(quán)利要求第10項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中除濕手段(60)中，有借助和空氣的接觸而進(jìn)行吸濕、放濕的濕度媒體，一方面，讓濕度媒體吸收供向壓縮機(jī)(21)的第1空氣中的水分，另一方面，將濕度媒體中的水分釋放到第2空氣中，而連續(xù)地對第1空氣進(jìn)行除濕。
12.根據(jù)權(quán)利要求第11項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中除濕手段(60)的濕度媒體中設(shè)有吸附水分的固體吸附劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求第12項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中除濕手段(60)的濕度媒體，由圓板狀、空氣可在其厚度方向上通過且讓所通過的空氣和固體吸附劑接觸的旋轉(zhuǎn)部件(61)構(gòu)成；除濕手段(60)包括上述旋轉(zhuǎn)部件(61)和第1空氣接觸而吸收第1空氣中的水分的的吸濕部(62)、上述旋轉(zhuǎn)部件(61)和第2空氣接觸而向第2空氣放濕的放濕部(63)、以及驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)部件(61)旋轉(zhuǎn)以讓上述旋轉(zhuǎn)部件(61)在吸濕部(62)和放濕部(63)之間移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求第12項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中固體吸附劑由多孔性無機(jī)氧化物形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求第11項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中除濕手段(60)的濕度媒體由吸收水分的液體吸收劑構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求第11項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中除濕手段(60)的濕度媒體由吸收水分的液體吸收劑構(gòu)成，所構(gòu)成的除濕手段(60)，為使液體吸收劑從第1空氣吸收來的水分再釋放到第2空氣中，而通過來自壓縮機(jī)(21)的第1空氣加熱該液體吸收劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求第15項(xiàng)或者第16項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中除濕手段(60)中備有水分可透過的疏水性多孔膜，且通過該疏水性多孔膜讓液體吸收劑和第1空氣接觸。
18.根據(jù)權(quán)利要求第15項(xiàng)或者第16項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中液體吸收劑由親水性有機(jī)化合物的水溶液形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求第15項(xiàng)或者第16項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中液體吸收劑由金屬鹵化物的水溶液形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求第15項(xiàng)或者第16項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中除濕手段(60)，由包括讓液體吸收劑和第1空氣相接觸的吸濕部(65)、讓液體吸收劑和第2空氣相接觸的放濕部(66)且讓液體吸收劑在上述吸濕部(65)和放濕部(66)之間循環(huán)的循環(huán)回路(64)構(gòu)成。
21.根據(jù)權(quán)利要求第11項(xiàng)所述的空調(diào)裝置，其中設(shè)有調(diào)濕手段(90)，做到將從濕度媒體釋放出的水分的一部分加到供向除濕手段(60)的第2空氣的一部分以后，才將它供向室內(nèi)；對該第2空氣的剩下部分，加上從濕度媒體放出的剩下的水分且與供向熱交換器(30)之前的第2空氣進(jìn)行熱交換而冷卻除濕后，才將它供向室內(nèi)。
全文摘要
依次將壓縮機(jī)(21)、水蒸氣分離器(55)、熱交換器(30)、膨脹機(jī)(22)連接起來構(gòu)成第1系統(tǒng)(20)。第1系統(tǒng)(20)將內(nèi)氣作為第1空氣吸入并排向室外。將第2入口導(dǎo)管(43)和第2出口導(dǎo)管(44)接在熱交換器(30)上構(gòu)成第2系統(tǒng)(40)。第2系統(tǒng)(40)將外氣作為第2空氣吸入并供向室內(nèi)。水蒸氣分離器(55)上連接著真空泵(36)。水蒸氣分離器(55)對第1空氣除濕,將水蒸氣從被壓縮的第1空氣中分離出來,使第1空氣的濕度在外氣的絕對濕度以下。來自水蒸氣分離器(55)的水蒸氣的一部分被供向第2出口導(dǎo)管(44)內(nèi)的第2空氣。最后,已加濕的第2空氣被供向室內(nèi)。
文檔編號F24F5/00GK1343293SQ00805042
公開日2002年4月3日 申請日期2000年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月17日
發(fā)明者樸春成, 坂本隆一, 渡部裕司, 吉見學(xué), 米本和生 申請人:大金工業(yè)株式會社