本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種利用吸濕材料和電滲透裝置設(shè)計(jì)的電滲透制冷除濕換熱器，其能夠?qū)崿F(xiàn)空調(diào)裝置溫度和濕度的獨(dú)立控制。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的家居和辦公環(huán)境使用的空調(diào)器，常用的除濕手段有兩種，一是運(yùn)用專門的除濕設(shè)備，如轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、液體除濕等進(jìn)行除濕(如專利cn203183895u)，另一種方法是利用表面換熱設(shè)備進(jìn)行冷卻除濕(如專利cn104089393a)。第一種除濕方式通常在大型系統(tǒng)中運(yùn)行，需要使用輔助熱源對除濕設(shè)備再生(如專利cn102721133a)，但是傳統(tǒng)的熱源再生方法復(fù)雜且龐大，無論是操作還是控制都不方便，不同工作模式間切換不便。對于一般的空調(diào)系統(tǒng)，則是將制冷與除濕過程合為一體，通過表冷設(shè)備進(jìn)行降溫與冷凝除濕。這就需要將空氣溫度降低到零點(diǎn)溫度以下，使得空氣的水蒸氣冷凝成液態(tài)得以實(shí)現(xiàn)除濕過程，由此將造成主機(jī)效率下降。同時(shí)，還可能造成送風(fēng)溫度過低，使人產(chǎn)生冷感、不舒適，處理完的空氣常常還需要再熱，冷熱抵消，造成能源的浪費(fèi)。

綜上所述，本領(lǐng)域需要迫切開發(fā)一種換熱性能高、綜合性能好、結(jié)構(gòu)簡單且制造成本低的降溫除濕換空調(diào)器。

由于存在上述缺陷和不足，本領(lǐng)域亟需做出進(jìn)一步的完善和改進(jìn)，設(shè)開發(fā)一種降溫除濕換空調(diào)器，使其換熱性能高、綜合性能好、結(jié)構(gòu)簡單且制造成本低的優(yōu)點(diǎn)，以便現(xiàn)代家居生活的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種電滲透制冷除濕換熱器，提出的換熱器能夠除濕降溫同時(shí)進(jìn)行，換熱器需要的制冷劑溫度相比傳統(tǒng)降溫除濕換熱器熱效率更高；提出的降溫除濕換熱器不需要高溫再生，而是使用電滲透裝置實(shí)現(xiàn)吸濕材料的再生。解決了傳統(tǒng)除濕換熱器吸濕材料再生困難且復(fù)雜，傳統(tǒng)降溫除濕機(jī)組效率不高，浪費(fèi)能源等技術(shù)問題。既能提高居住空間的舒適性，并具有安全、有效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電滲透制冷除濕換熱器，其特征在于，其包括邊框、制冷劑管道、設(shè)置在邊框底部的排水管、以及設(shè)置在邊框內(nèi)部的若干塊除濕翅片和換熱翅片；

其中，每塊所述除濕翅片由兩片板狀的吸濕材料并排構(gòu)成，所述兩片吸濕材料外側(cè)表面均平行布置有正極材料，兩片吸濕材料的內(nèi)側(cè)表面平行布置有負(fù)極材料，所述正極材料和負(fù)極材料分別通過正極引線和負(fù)極引線引出后與正極接線和負(fù)極接線并聯(lián)，所述正極接線和負(fù)極接線與專用電源連接實(shí)現(xiàn)電滲透除濕，所述兩片吸濕材料之間還留有排水腔，每塊除濕翅片的排水腔底部的引水管將排水腔中的水分匯集到所述排水管排出；

所述除濕翅片和換熱翅片在邊框內(nèi)部豎直平行排列，所述除濕翅片和換熱翅片排成一列且交替設(shè)置，或所述除濕翅片和換熱翅片分別排成一列平行排列，所述制冷劑管道從所述換熱翅片所在的一列中穿過。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述除濕翅片和換熱翅片排成一列且交替設(shè)置時(shí)，所述除濕翅片和換熱翅片上均設(shè)置有供制冷劑管道穿入的孔洞；所述除濕翅片和換熱翅片分別排成一列平行排列時(shí)，僅在換熱翅片上設(shè)置有有供制冷劑管道穿入的孔洞。根據(jù)實(shí)際使用需要，采用交替排列或分列排列的除濕翅片和換熱翅片，以滿足不同的使用環(huán)境。

優(yōu)選地，所述孔洞呈平行陣列排布，且設(shè)置在每塊除濕翅片或換熱翅片的相同位置。將孔洞平行設(shè)置在每塊除濕翅片或換熱翅片的相同位置，能夠方便制冷劑管道的穿入。

優(yōu)選地，所述吸濕材料為硅膠、分子篩、活性氧化鋁、吸水樹脂或復(fù)合吸濕材料，所述換熱翅片為鋁翅片。較多的比較試驗(yàn)表明，硅膠、分子篩、活性氧化鋁、吸水樹脂和復(fù)合吸濕材料等，都具有良好的吸濕能力，能夠快速地吸附空氣中的水分，以便后續(xù)電滲透除濕。而鋁翅片具有換熱迅速、輕質(zhì)價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，十分適用于作為換熱翅片。

優(yōu)選地，所述正極材料為導(dǎo)電材料；所述負(fù)極材料為導(dǎo)電耐腐蝕材料。

優(yōu)選地，所述正極材料為鈦絲；所述負(fù)極材料為銅棒。

較多的比較試驗(yàn)表明，采用上述材料作為正負(fù)極材料，不僅能夠提高電滲透的效率，進(jìn)而提高除濕效果，還能夠延長換熱器的使用壽命。

優(yōu)選地，所述專用電源包括ac/dc電源轉(zhuǎn)換模塊、功率輸出模塊、狀態(tài)檢測模塊和主控制模塊。

優(yōu)選地，所述正極接線和負(fù)極接線與專用電源的功率輸出模塊連接，所述功率輸出模塊輸出變化脈沖，該變化脈沖的波形由零電平、正脈沖和負(fù)脈沖組成。通過脈沖的變化，在正脈沖時(shí)排水，負(fù)脈沖和零電平時(shí)緩沖，有效地實(shí)現(xiàn)電滲透除濕，保證除濕過程的順利進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述孔洞外側(cè)設(shè)置有絕緣襯套，所述除濕翅片和換熱翅片的四個(gè)角上均有固定架將其固定在邊框上。

按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種家用室內(nèi)降溫除濕換熱柜機(jī)，其特征在于，其包括柜體，柜體上方設(shè)置有出風(fēng)口，在柜體下方設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，柜體下方設(shè)置有渦輪風(fēng)機(jī)用于吸入空氣，渦輪風(fēng)機(jī)上方設(shè)置有如上所述的電滲透制冷除濕換熱器，渦輪風(fēng)機(jī)中引入的空氣通過風(fēng)道進(jìn)入所述電滲透制冷除濕換熱器中換熱除濕，最后經(jīng)出風(fēng)口排出。

優(yōu)選地，所述進(jìn)風(fēng)口后側(cè)設(shè)置有清潔濾塵網(wǎng)。清潔濾塵網(wǎng)的設(shè)置能夠吸附吸入空氣中的粉塵和pm2.5等雜質(zhì)，達(dá)到到凈化空氣的效果。

優(yōu)選地，所述電滲透制冷除濕換熱器后側(cè)的柜體上還設(shè)置有導(dǎo)流板。較多的比較試驗(yàn)表明，設(shè)置導(dǎo)流板后能夠?qū)u輪風(fēng)機(jī)引入的空氣均勻?qū)腚姖B透制冷除濕換熱器中，從而提高其除濕換熱的效率。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)本發(fā)明的電滲透降溫除濕換熱器，通過設(shè)置制冷劑管道、換熱翅片和除濕翅片，而采用吸濕材料并在吸濕材料表面設(shè)置正負(fù)電極，通過電滲透的原理將水分排出，能夠?qū)崿F(xiàn)空調(diào)裝置溫度和濕度的獨(dú)立控制，使除濕降溫同時(shí)進(jìn)行，換熱器需要的制冷劑溫度相比傳統(tǒng)降溫除濕換熱器熱效率更高；提出的降溫除濕換熱器不需要高溫再生，而是使用電滲透裝置實(shí)現(xiàn)吸濕材料的再生。解決了傳統(tǒng)除濕換熱器吸濕材料再生困難且復(fù)雜，傳統(tǒng)降溫除濕機(jī)組效率不高，浪費(fèi)能源等技術(shù)問題。既能提高居住空間的舒適性，并具有安全、有效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

(2)通過除濕翅片與換熱翅片交替設(shè)置且平行排列，或所述除濕翅片與換熱翅片分別列為兩排平行排列，能夠滿足不同的使用環(huán)境的需要。而通過吸濕材料、正負(fù)極材料和翅片等材質(zhì)選擇，能夠提高換熱器的降溫除濕效果，同時(shí)延長其使用壽命。

(3)專用電源中設(shè)置有功率輸出模塊，功率輸出模塊輸出變化脈沖，該變化脈沖的波形由零電平、正脈沖和負(fù)脈沖組成。通過脈沖的變化，在正脈沖時(shí)排水，負(fù)脈沖和零電平時(shí)緩沖，能夠有效地實(shí)現(xiàn)電滲透除濕，保證除濕過程的順利進(jìn)行。

(4)本發(fā)明提供的家用室內(nèi)降溫除濕換熱柜機(jī)，采用了電滲透降溫除濕換熱器，具有良好的換熱除濕效果，提高使用的舒適性，還具有體積小巧、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，十分適于家庭使用。

(5)本發(fā)明提出的除濕換熱器不僅可以使用在傳統(tǒng)的家用空調(diào)室內(nèi)換熱器中，同樣可以在環(huán)境同時(shí)需要除濕和降溫的換熱器中使用。該裝置簡單小巧，能源消耗小，材料成本低，除濕效果和使用舒適性都很好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種電滲透制冷除濕換熱器結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的另一種電滲透制冷除濕換熱器結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明中對應(yīng)與圖1的除濕翅片結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明中對應(yīng)與圖2的除濕翅片結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明中專用電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是用于本發(fā)明的除濕過程系統(tǒng)工作流程圖；

圖7是用于本發(fā)明的實(shí)施例中的脈沖施加量；

圖8是本發(fā)明用于家用室內(nèi)柜機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：

1-除濕翅片，2-換熱翅片，3-正極接線，4-負(fù)極接線，5-專用電源，6-制冷劑管道，7-排水管，8-邊框，11-吸濕材料，12-正極材料，13-負(fù)極材料，14-正極引線，15-負(fù)極引線，16-引水管，17-排水腔，18-固定架，19-絕緣襯套，51-ac/dc電源轉(zhuǎn)換模塊，52-功率輸出模塊，53-狀態(tài)檢測模塊，54-主控制模塊，100-除濕換熱器，101-進(jìn)風(fēng)口，102-清潔濾塵網(wǎng)，103-渦輪風(fēng)機(jī)，104-風(fēng)道，105-導(dǎo)流板，106-出風(fēng)口，107-底盤。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

圖1和圖2是本發(fā)明的兩種不同結(jié)構(gòu)的電滲透制冷除濕換熱器結(jié)構(gòu)圖。如圖1和圖2所示，該除濕換熱器100主要由除濕翅片1、換熱翅片2、正極接線3、負(fù)極接線4、專用電源5、制冷劑管道6、排水管7和邊框8等組成，圖1中所示的電滲透制冷除濕換熱器，除濕翅片1與換熱翅片2交替設(shè)置且平行排列，此時(shí)除濕翅片1上也設(shè)置有供制冷劑管道6穿入的孔洞；如圖2所示的另一種電滲透制冷除濕換熱器，所述除濕翅片1與換熱翅片2分別列為兩排平行排列。

如圖3和圖4所示，每塊所述除濕翅片1由兩片板狀的吸濕材料11并排構(gòu)成，所述兩片吸濕材料11外側(cè)表面均平行布置有正極材料12，兩片吸濕材料11的內(nèi)側(cè)表面平行布置有負(fù)極材料13，所述正極材料12和負(fù)極材料13分別通過正極引線14和負(fù)極引線15引出后與正極接線3和負(fù)極接線4并聯(lián)，所述正極接線3和負(fù)極接線4與專用電源5連接，所述兩片吸濕材料11之間還留有排水腔17，每塊除濕翅片1的排水腔17底部的引水管16將排水腔中的水分匯集到所述排水管7排出；所述每塊換熱翅片2的相同位置均設(shè)置有數(shù)排平行的孔洞用于穿入制冷劑管道6。制冷系統(tǒng)中的制冷劑流過制冷劑管道6，通過換熱翅片2實(shí)現(xiàn)制冷劑與氣流的換熱過程。換熱翅片2可以是通常使用的鋁翅片。

吸濕材料11是用安全環(huán)保的吸濕材料制成板狀，優(yōu)選地，吸濕材料可以選擇吸濕性能好，環(huán)保無污染的硅膠或者復(fù)合吸濕材料，也可以選用其它的合適材料如：分子篩、活性氧化鋁、吸水樹脂和復(fù)合干燥劑等。正極材料12是一種特殊的導(dǎo)電材料，材料要能夠促進(jìn)液態(tài)水的電解，又能耐腐蝕。優(yōu)選地，采用鈦絲，平行布置，安裝在吸濕材料11內(nèi)部偏外側(cè)，外部留有正極引線14。負(fù)極材料13是一種導(dǎo)電耐腐蝕材料，優(yōu)選銅棒，銅棒平行布置在吸濕材料11內(nèi)部偏內(nèi)側(cè)，外部留有負(fù)極引線15。正極引線14和負(fù)極引線15分別通過正極接線3和負(fù)極接線4并聯(lián)，然后再與專用電源5的功率輸出模塊14連接。除濕翅片1由固定架18定位，中間留有排水腔17，用于儲存從外側(cè)遷移到內(nèi)測的水分。排水腔17中積累的水分通過引水管16與排水管7排出除濕換熱器。

如圖5所示，專用電源5由ac/dc電源轉(zhuǎn)換模塊51、功率輸出模塊52、狀態(tài)檢測模塊53、主控制模塊54等組成。

ac/dc電源轉(zhuǎn)換模塊51將市電ac220v轉(zhuǎn)換為5v低電壓和36～40v的直流功率電壓。功率輸出模塊52受主控制模塊54控制，在除濕翅片上的正級材料12和負(fù)極材料13上產(chǎn)生如圖7所示優(yōu)選地的變化脈沖。脈沖波形由零電平、正脈沖和負(fù)脈沖組成。其中，負(fù)脈沖和零電平起緩沖作用，時(shí)間短。正脈沖起排水作用，時(shí)間相對較長。優(yōu)選地，開始時(shí)刻電源可以輸出恒定電壓為36v，工作時(shí)間大致為9s，然后改變電壓極性，將原來的正極變?yōu)樨?fù)極，負(fù)極變?yōu)檎龢O，工作時(shí)間大概為0.3s；然后斷電輸出0v，持續(xù)時(shí)間大概0.7s。周期t在10s左右。狀態(tài)檢測模塊53用于采集工作電流、溫度和相對濕度等參數(shù)，用于給主控制模塊54提供信息。主控制模塊54可以帶有微處理器、按鍵、顯示和遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，可用于接收和顯示信息，并向各部分發(fā)出控制指令。

具體地，本發(fā)明的電滲透制冷除濕換熱器的工作原理如下：

本發(fā)明提出的除濕換熱器100有兩種結(jié)構(gòu)，分別如圖1和圖2所示?？諝饬鹘?jīng)如圖3所示的除濕換熱器100時(shí)，其中夾帶的水分被吸濕材料11吸收。然后，空氣在流經(jīng)換熱翅片2實(shí)現(xiàn)降溫處理過程。最后，被降溫除濕的空氣通過出風(fēng)口107定向的噴入室內(nèi)。室內(nèi)空氣如此不斷地被除濕和降溫，直到當(dāng)狀態(tài)檢測模塊53檢測到室內(nèi)空氣的濕度與溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，即關(guān)閉相應(yīng)的處理程序?？諝饬鹘?jīng)如圖4所示的除濕換熱器100時(shí)，空氣同時(shí)實(shí)現(xiàn)降溫與除濕過程。

當(dāng)然，除濕與降溫程序可以單獨(dú)執(zhí)行，又可以同時(shí)起停。

前面已經(jīng)提到，空氣中的水分被吸濕材料11吸收，然后被正極材料12電解，被電解的水分在正極材料12和負(fù)極材料13產(chǎn)生的電場中遷移。水分不斷地在除濕翅片1中的排水腔17中積累，然后水分通過引水管16和排水管7排向室外。如此完成吸濕材料的再生，實(shí)現(xiàn)了空氣降溫除濕過程。

如圖3所示是系統(tǒng)工作流程圖。當(dāng)打開裝置電源開始工作，整個(gè)裝置恒壓啟動，優(yōu)選電壓為安全電壓36v，此電壓作用在室內(nèi)的正極材料31和室外的負(fù)極材料30上，此時(shí)在墻內(nèi)內(nèi)部形成從正極材料31指向負(fù)極材料30的電場。如圖1所示，水分向負(fù)極材料30的方向發(fā)生定向移動。到達(dá)一定時(shí)間后，改變正負(fù)電極材料極性，此過程作用時(shí)間短，目的是提高電滲透效率。極性轉(zhuǎn)換完成后開始間歇工作，此時(shí)輸出零電平。如此作用一段時(shí)間，水分最終由室內(nèi)遷移到室外，達(dá)到室內(nèi)除濕的效果

本發(fā)明還提供了一種家用室內(nèi)降溫除濕換熱柜機(jī)，如圖8所示是本發(fā)明家用室內(nèi)降溫除濕換熱柜機(jī)的示例簡圖，其包括柜體，柜體上方設(shè)置有出風(fēng)口106，在柜體下方設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口101，柜體下方設(shè)置有渦輪風(fēng)機(jī)103用于吸入空氣，渦輪風(fēng)機(jī)103上方設(shè)置有如上所述的電滲透制冷除濕換熱器100，渦輪風(fēng)機(jī)103中引入的空氣通過風(fēng)道104進(jìn)入所述電滲透制冷除濕換熱器100中換熱除濕，最后經(jīng)出風(fēng)口106排出。所述進(jìn)風(fēng)口101后側(cè)設(shè)置有清潔濾塵網(wǎng)102。所述電滲透制冷除濕換熱器100后側(cè)的柜體上還設(shè)置有導(dǎo)流板105。

當(dāng)我們通過控制面板同時(shí)開啟除濕和降溫操作，室內(nèi)的空氣依靠如圖8所示的渦輪風(fēng)機(jī)103提供動力，通過進(jìn)風(fēng)口101進(jìn)入室內(nèi)柜機(jī)?？諝馐紫冉?jīng)過清潔濾塵網(wǎng)102，除去空氣中夾帶的灰塵顆?；蛘遬m2.5等污染物，過濾之后的空氣通過風(fēng)道104，經(jīng)導(dǎo)流板105調(diào)整風(fēng)向之后進(jìn)入本發(fā)明提出的除濕換熱器100。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。