專利名稱：熱交換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱交換器，特別地，本發(fā)明涉及用于下述調濕裝置等的熱交換器，所述調濕裝置利用吸附劑和制冷循環(huán)進行空氣的濕度調節(jié)。
背景技術：
以往，在專利文獻1中已經(jīng)公開了具有下述功能的熱交換器，所述功能是吸附空氣中的水分的功能和向空氣中散發(fā)水分的功能。該熱交換器在作為傳熱管的銅管的周圍設置有片狀的翼片。在該銅管、翼片的表面擔載有吸附劑，該吸附劑吸附空氣中的水分并將水分向空氣中散發(fā)。
該熱交換器如上述專利文獻1中所公開的那樣，例如，被用于利用吸附劑和致冷循環(huán)進行空氣的濕度調節(jié)的調濕裝置中。
上述調濕裝置具有2個熱交換器。在其運轉中，2個熱交換器的一方對該銅管供給致溫熱劑，成為蒸發(fā)器，另一方對該銅管供給致冷劑，成為冷凝器。此外，通過切換供給各銅管的致冷劑和致溫熱劑，各熱交換器就可以交互地起到作為蒸發(fā)器的功能和作為冷凝器的功能。
專利文獻1特開平7-265649號公報發(fā)明內容但是，當上述熱交換器被用于上述調濕裝置時，由于反復進行吸附空氣中的水分以及向空氣中散發(fā)水分，因此，必須反復進行熱交換器的冷卻和加熱。其結果，上述翼片、吸附劑層等的熱交換器的結構部件處于反復熱膨脹和收縮。
此處，一般地，用于熱交換器的翼片部件的線熱膨脹系數(shù)與用作吸附劑的部件或擔載該吸附劑的吸附劑層的線熱膨脹系數(shù)，由于各材質的不同，而存在很大的差別。從而，在上述熱交換器中發(fā)生溫度變化時，由于吸附劑層與翼片之間的線熱膨脹系數(shù)存在差別，因而產(chǎn)生熱應力，剪切應力作用在吸附劑層與翼片的結合面上。其結果，就存在上述吸附劑層從翼片上剝離的危險。
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于防止上述吸附劑層與翼片之間的剝離，使該吸附劑層的耐久性得到提高。
本發(fā)明中的第1發(fā)明以熱交換器作為對象，其具有多塊翼片57，并且具有吸附劑，該吸附劑用于吸附空氣中的水分以及向空氣中散發(fā)水分。
所述翼片57的表面被吸附劑層58覆蓋，該吸附劑層58通過將所述吸附劑與用于將該吸附劑擔載在所述翼片57表面的粘合劑進行配合而成。另外，所述翼片57的線熱膨脹系數(shù)與所述吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)之差小于所述翼片57的線熱膨脹系數(shù)與所述吸附劑的線熱膨脹系數(shù)之差。
在該第1發(fā)明中，在上述翼片57表面，擔載有吸附劑。進而，當被處理空氣通過翼片57的近旁時，空氣中的水分被吸附劑吸附，被處理空氣就被除濕。此時由于吸附水分而產(chǎn)生的吸附熱被熱交換器的致熱劑所回收。另一方面，當熱交換器的致熱劑沒有回收熱，而是由致熱劑供給熱時，吸附劑被加熱，被該吸附劑所吸附的水分則散發(fā)。于是，被處理空氣就被加濕。亦即，由于上述熱交換器反復進行吸附空氣中的水分和向空氣中散發(fā)水分，因此，熱交換器的冷卻和加熱被反復進行。
此處，上述吸附劑在翼片57表面的形成是通過將吸附劑和粘合劑進行配合而成的吸附劑層58來進行的，翼片57表面被該附劑層58覆蓋。該粘合劑將吸附劑之間進行粘結，同時將吸附劑粘合在翼片57表面。
在此情況下，一般地，用作吸附劑的部件的線熱膨脹系數(shù)與用作熱交換器的翼片57的部件的線熱膨脹系數(shù)，因其各材質的不同具有很大的差別。在本發(fā)明中，對粘合劑進行選擇，使得將上述吸附劑和粘合劑配合而成的吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)與吸附劑的線熱膨脹系數(shù)相比，更接近翼片57的線熱膨脹系數(shù)，以此形成吸附劑層58。因此，當上述翼片57熱膨脹或收縮，產(chǎn)生熱變形時，吸附劑層58也同樣地熱膨脹或收縮，其熱變形與翼片57的熱變形就很接近。
第2發(fā)明在第1發(fā)明中具有下述特征上述粘合劑的線熱膨脹系數(shù)大于或等于上述翼片57的線熱膨脹系數(shù)。
一般地，用作吸附劑的部件的線熱膨脹系數(shù)比用作熱交換器47、49的翼片57的部件的線熱膨脹系數(shù)更小。在上述第2發(fā)明中，通過將吸附劑與線熱膨脹系數(shù)大于翼片57的線熱膨脹系數(shù)的粘合劑進行配合，就可使上述吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)接近翼片57的線熱膨脹系數(shù)。
上述吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)與所配合的吸附劑和粘合劑的質量比以及各自的線熱膨脹系數(shù)具有很大的相關性。在本發(fā)明中，著眼于其中的線熱膨脹系數(shù)，對粘合劑進行選擇，使得吸附劑、翼片57、粘合劑的線熱膨脹系數(shù)按照該順序依次變大。所配合的吸附劑和粘合劑的質量比按照吸附劑層58所要求的吸附性和粘結性來確定。
第3發(fā)明在第1發(fā)明中具有下述特征上述粘合劑是有機類水系乳膠粘合劑。
在該第3發(fā)明中，有機類水系乳膠粘合劑與無機類粘合劑相比，具有優(yōu)異的柔軟性。
第4發(fā)明在第3發(fā)明中具有下述特征上述水系乳膠粘合劑是聚氨酯類樹脂、丙烯酸類樹脂或乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物。
第5發(fā)明以熱交換器為對象，其具有多塊翼片57，并且具有吸附劑，該吸附劑用于吸附空氣中的水分以及向空氣中散發(fā)水分。
所述翼片57的表面被吸附劑層58覆蓋，該吸附劑層58通過將所述吸附劑與用于將該吸附劑擔載在所述翼片57表面的粘合劑進行配合而成。當所述翼片57因溫度變化而熱膨脹或收縮時，所述吸附劑層58隨之變動而不會從所述翼片57脫離。
在該第5發(fā)明中，在上述翼片57表面擔載有吸附劑。進而，當被處理空氣通過該翼片57的近旁時，空氣中的水分被吸附劑吸附，被處理空氣就被除濕。此時，由吸附水分產(chǎn)生的吸附熱被熱交換器的致熱劑回收。另一方面，當熱交換器的致熱劑沒有回收熱，而是由致熱劑供給熱時，吸附劑被加熱，被該吸附劑所吸附的水分則散發(fā)。于是，被處理空氣就被加濕。亦即，由于上述熱交換器反復進行吸附空氣中的水分和向空氣中散發(fā)水分，因此，熱交換器的冷卻和加熱被反復進行。其結果，上述翼片57反復進行熱膨脹和收縮。
此處，上述吸附劑在翼片57表面的形成是通過將吸附劑和粘合劑進行配合而成的吸附劑層58來進行的，翼片57表面被該吸附劑層58覆蓋。該粘合劑將吸附劑之間進行粘合，同時將吸附劑粘合在翼片57表面。
進而，即使在上述翼片57因溫度變化膨脹或收縮時，上述吸附劑層58也可隨之變動。其結果，該吸附劑層58就不會從該翼片57剝離。
第6發(fā)明在第1發(fā)明中進一步具有下述特征上述吸附劑層58的厚度t(mm)與厚度方向的熱傳導率λ(W/mK)之間的關系滿足t/λ≤10。
此外，上述第6發(fā)明也可以是這樣的熱交換器，其具有多塊翼片57，同時在其表面擔載有吸附劑，該吸附劑用于吸附空氣中的水分以及向空氣中散發(fā)水分，其特征在于，在上述吸附劑的翼片表面的吸附劑層58中，其厚度t(mm)和厚度方向的熱傳導率λ(W/mK)之間的關系滿足t/λ≤10。
亦即，例如，在管道和翼片表面形成粘合層，該粘合層是通過在硅膠中添加重量比為約3％～6％的乙酸乙烯酯樹脂而成的(參考特開平8-200876號公報)。但是，一般地，在硅膠等吸附空氣中的水分并向空氣中散發(fā)水分的吸附劑中，其熱傳導率的值并不很大。因此，如上所述，當在翼片表面形成硅膠等粘合層時，通過在管道內部所形成的流體通路的流體與被處理空氣之間所進行的熱交換效率就會變低。亦即，在現(xiàn)有的情況下，存在顯熱交換量很低的危險。
在上述第6發(fā)明中，即使在翼片表面形成擔載有吸附劑的擔載層，也可以抑制熱交換器的顯熱交換量的降低。
第7發(fā)明在第6發(fā)明中進一步具有下述特征上述翼片的間距為1.2mm以上、3.5mm以下。
第8發(fā)明在第6發(fā)明中進一步具有下述特征上述空氣的風速為0.5m/s以上、1.5m/s以下。
第9發(fā)明在第6發(fā)明中進一步具有下述特征上述吸附劑層58的厚度t(mm)為0.05mm以上、0.5mm以下。
第10發(fā)明在第6發(fā)明中進一步具有下述特征上述吸附劑層58的熱傳導率λ(W/mK)為0.05W/mK以上、1.00W/mK以下。
第11發(fā)明在第6發(fā)明中進一步具有下述特征上述熱交換器47、49是圓翼型熱交換器。
第12發(fā)明在第1發(fā)明中進一步具有下述特征將所述吸附劑層58的吸附劑與粘合劑的質量比(吸附劑的質量/粘合劑的質量)作為吸附劑配合比，在所述吸附劑層58中，鄰接在翼片57表面的翼片鄰接部的吸附劑配合比小于位于所述吸附劑層58的厚度方向最外側的最外部的吸附劑配合比。
此外，上述第12發(fā)明也可以是這樣的熱交換器，其具有多塊翼片57，同時在其表面擔載有吸附劑60，該吸附劑用于吸附空氣中的水分以及向空氣中散發(fā)水分。所述翼片57的表面被吸附劑層58覆蓋，該吸附劑層58通過將所述吸附劑60與用于將該吸附劑60擔載在所述翼片57表面的粘合劑進行配合而成，其特征在于，將所述吸附劑層58的吸附劑與粘合劑的質量比(吸附劑的質量/粘合劑的質量)作為吸附劑配合比，在所述吸附劑層58中，鄰接在翼片57表面的翼片鄰接部的吸附劑配合比小于位于所述吸附劑層58的厚度方向最外側的最外部的吸附劑配合比。
亦即，一般地，為了使調濕能力得到提高，必須使熱交換器的吸附性能得到提高。為了使該吸附性能得到提高，可以考慮增加吸附劑相對于翼片的擔載量。作為其對策，翼片的表面積保持原樣，使吸附劑相對于翼片的擔載量增加，或者使翼片的表面積擴大，使吸附劑相對于翼片的擔載量增加。
但是，如果翼片的表面積保持原樣，使吸附劑相對于翼片的擔載量增加，吸附劑層就要變厚。如果吸附劑層變厚，由于吸附劑對厚度方向的剛性下降，因此，吸附劑層就容易從翼片剝離，吸附劑層與翼片的粘結性降低。另一方面，當擴大翼片的表面積時，雖然吸附劑層與翼片的粘結性得到維持，但熱交換器變大，進而，就會招致裝置整體的大型化，沒有實用性。
在上述第12發(fā)明中，雖然上述吸附劑層58具有厚度，但在吸附劑層58的厚度方向，以吸附劑/粘合劑的質量比來表示的吸附劑配合比并不均勻，在吸附劑層58)的翼片鄰接部與最外部，上述吸附劑配合比發(fā)生改變。
具體地，其結構使得翼片鄰接部的上述吸附劑配合比小于最外部的上述吸附劑配合比。亦即，在翼片鄰接部，粘合劑62比較多，在最外部，吸附劑60比較多。
作為與上述翼片57表面相鄰接的部分，在包含上述吸附劑層58與上述翼片57表面之間的分界面的翼片鄰接部，由于起著粘合劑作用的粘合劑62變得比較多，因此，在該翼片鄰接部與相鄰的翼片57的表面之間的分界面，粘結性得到提高。并且，由于上述吸附劑配合比是以吸附劑/粘合劑來表示的，因此，在吸附劑層58的翼片鄰接部，包括上述吸附劑配合比為0的情況，亦即，包括翼片鄰接部僅由粘合劑62構成的情況，該情況下的粘結性為最大。
另一方面，在位于上述吸附劑層58的厚度方向的最外側，由于與被處理空氣接觸得最多的最外部的吸附劑60變得較多，因此，使吸附性能提高。
第13發(fā)明在第12發(fā)明中進一步具有下述特征上述吸附劑層58形成為所述吸附劑配合比在厚度方向上不同的多層結構。
在該第13發(fā)明中，上述吸附劑配合比在上述吸附劑層58的每層有所不同。亦即，在上述吸附劑層58與翼片57表面相鄰接的位置上，形成上述粘合劑62較多的翼片鄰接層58a，另一方面，在上述吸附劑層58沿厚度方向的最外側，形成上述吸附劑60較多的最外層58d。
此外，由于上述吸附劑層58為多層結構，因而成為耐厚度方向龜裂的結構。亦即，例如，當在吸附劑層58上作用彎曲負載而在吸附劑層58上沿厚度方向產(chǎn)生龜裂時，若該吸附劑層58為單層結構，則該龜裂容易成長，很容易達到翼片57表面。但是，在第13發(fā)明中，由于吸附劑層58是多層的結構，因此，在各層之間的各邊界上，龜裂的生長停止，成為龜裂很難達到翼片57表面的結構。
第14發(fā)明在第13發(fā)明中進一步具有下述特征對于所述吸附劑層58，其中的層越接近所述翼片57，所述吸附劑配合比越小。
在該第14發(fā)明中，若從厚度方向對上述吸附劑層58的吸附劑配合比進行觀察，則與上述翼片57的表面相鄰接的翼片鄰接層58a的上述吸附劑配合比最小，并且最外側的最外層58d的上述吸附劑配合比最大。進而，從該翼片鄰接層58a朝向最外層58d，各層的上述吸附劑配合比逐漸變大。
通過使上述吸附劑配合比如此逐漸變化，翼片鄰接層58a與翼片57的表面之間不易發(fā)生剝離。并且在翼片鄰接層58a與該翼片鄰接層58a的外側的層58b之間不易發(fā)生剝離，而且在比較容易與被處理空氣相接觸的最外層58d的內側的層58c，吸附劑60的量多，因而該層58c容易吸附被處理空氣中的水分。亦即，作為多層結構，不僅上述翼片鄰接層58a以及最外層58d、吸附劑層58中位于翼片側的層58a、58b在粘結性方面優(yōu)異，另一方面，位于外側的層58c、58d在吸附性方面優(yōu)異，作為這樣的多層結構，可以提高作為吸附劑層58整體的粘結性和吸附性。
第15發(fā)明在第12發(fā)明中進一步具有下述特征上述吸附劑60是沸石、硅膠、或它們的混合物，上述粘合劑62是聚氨酯類樹脂、丙烯酸類樹脂、或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
在該第15發(fā)明中，與水泥類等無機物類粘合劑相比，聚氨酯類樹脂、丙烯酸類樹脂、或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物具有優(yōu)異的耐沖擊性。
第16發(fā)明在第1發(fā)明中進一步具有下述特征上述吸附劑層58由混入了吸附劑的有機類水系乳膠粘合劑的干燥固化層所構成。
此外，上述第16發(fā)明也可以是下述的調濕裝置的熱交換器，其在具有多塊翼片57的主體的表面擔載有吸附劑，由流過上述主體內部的致冷劑對吸附劑進行加熱或冷卻，據(jù)此使流過上述主體外側的空氣中的水分被吸附劑吸附或脫離吸附劑，以此調節(jié)空氣的濕度；其特征在于，上述吸附劑的翼片57表面的吸附劑層58包含混入了吸附劑的有機類水系乳膠粘合劑的干燥固化層。
亦即，一般地，通過在熱交換器的翼片表面擔載吸附劑，可以提高潛熱處理能力，但如果為了進一步提高潛熱處理能力而使吸附劑在翼片表面的擔載量增加，則吸附劑層58的厚度就要增大，就會使翼片與吸附劑層58的粘結性降低。特別地，由于翼片與吸附劑層58的熱膨脹率有很大差別，因此在由反復加熱和冷卻而引起溫度急劇變化的環(huán)境下，粘合性的問題相當嚴重。另一方面，如果使吸附劑對翼片表面的擔載量減少，則為了保證規(guī)定的潛熱處理能力，就需要使熱交換部件大型化。
因此，在第16發(fā)明中，由混入了吸附劑的有機類水系乳膠粘合劑的干燥固化層構成上述吸附劑層58。
第17明在第16發(fā)明中進一步具有下述特征所述吸附劑是沸石、硅膠、或它們的混合物，所述水系乳膠粘合劑是聚氨酯類樹脂、丙烯酸類樹脂、或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，所述水系乳膠粘合劑的固體成分與吸附劑之間的質量配合比為1∶3～1∶10。
第18明在第16發(fā)明中進一步具有下述特征上述吸附劑層58的厚度t(mm)為0.05mm～0.5mm。
根據(jù)本發(fā)明，通過使上述翼片57的線熱膨脹系數(shù)與上述吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)之差小于上述翼片57的線熱膨脹系數(shù)與上述吸附劑的線熱膨脹系數(shù)之差，因而使得吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)與翼片57的線熱膨脹系數(shù)相接近。從而，即使上述翼片57反復進行由于加熱和冷卻所致的熱膨脹和收縮，由于吸附劑層58隨著翼片57進行熱膨脹和收縮，因此可以減小在兩者的粘結面所產(chǎn)生的剪切應力。其結果，可以防止上述吸附劑層58與翼片57的剝離，可以使吸附劑層58的耐久性得到提高。
此外，優(yōu)選上述吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)與翼片57的線熱膨脹系數(shù)基本相同。此時吸附劑層58的熱變形與翼片57的熱變形基本等同，在兩者的粘結面上幾乎不會產(chǎn)生剪切應力。
根據(jù)上述第2發(fā)明，通過使上述粘合劑的線熱膨脹系數(shù)大于或等于上述翼片57的線熱膨脹系數(shù)，就可以使吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)更有效地接近翼片57的線熱膨脹系數(shù)。
根據(jù)上述第3發(fā)明，由于采用有機類水系乳膠粘合劑，因而與采用無機系粘合劑相比(該吸附劑層)具有柔軟性，對由于急劇的溫度變化或沖擊耐受性強，不易發(fā)生剝離，可以得到良好的粘結性。從而，在上述翼片57的線熱膨脹系數(shù)與吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)并不完全一致的情況下，可利用吸附劑層58自身的柔軟性來吸收由此所產(chǎn)生的熱應力。其結果，可以進一步提高吸附劑層58對翼片57的熱膨脹和收縮的追從性，可以使吸附劑層58的耐久性進一步得到提高。
根據(jù)上述第5發(fā)明，即使上述翼片57反復進行由于加熱和冷卻所致的熱膨脹和收縮，吸附劑層58也會追從翼片57的熱膨脹和收縮。從而可以減小在兩者的粘結面上所產(chǎn)生的剪切應力，由此使得上述吸附劑層58難以從翼片57剝離。其結果，可以使吸附劑層58的耐久性得到提高。
根據(jù)上述第6發(fā)明，由于吸附劑層58的厚度t(mm)和厚度方向的熱傳導率λ(W/mK)之間的關系滿足t/λ≤10，因此，可以抑制顯熱交換量的降低。
亦即，一般地，硅膠等用于吸附空氣中的水分和向空氣中散發(fā)水分的吸附劑的熱傳導率的值并不很大。因此，若像以往那樣在翼片表面形成硅膠等的粘結層時，則在致冷劑和被處理空氣之間所進行的熱交換的效率很低，存在顯熱交換量降低的危險。
根據(jù)上述第6發(fā)明，由于滿足t/λ≤10，因此，在使用熱傳導率值很小的吸附劑來形成吸附劑層58的情況下，就要形成薄的吸附劑層58。反之，若使用熱傳導率值很大的吸附劑來形成吸附劑層58，就要形成厚的吸附劑層58。
其結果，可以吸附劑層58中的熱阻抑制為很小。因此，在致冷回路中循環(huán)的致冷劑與被處理空氣之間所進行的熱交換就不會發(fā)生效率降低的問題。換言之，可以抑制第1和第2熱交換器47、49的顯熱交換量的降低。
根據(jù)上述第7發(fā)明，可以使該熱交換器的翼片間距在商用上有效。
根據(jù)上述第8發(fā)明，可以將被處理空氣的速度設定為實用值。
根據(jù)上述第9發(fā)明，可以將吸附劑層58的厚度t(mm)設定為在實用上有效。亦即，如果上述吸附劑層58的厚度t(mm)為0.05mm以上，就可以將熱交換器47、49的大小抑制為商用上有效程度的大小。此外，如果吸附劑層58的厚度t(mm)為0.5mm以下，則可以抑制工作過程中的第1和第2熱交換器47、49的噪聲。從而，可以將上述第1和第2熱交換器47、49的大小抑制為商用上有效程度的大小，同時可以減小和抑制工作過程中的第1和第2熱交換器47、49的噪聲。
根據(jù)上述第12發(fā)明，通過使上述吸附劑層58的翼片鄰接部的上述吸附劑配合比小于最外部的上述吸附劑配合比，可以使吸附劑層58對翼片57表面的粘結性與吸附劑層58對空氣中水分的吸附性同時得到提高。
根據(jù)上述第13發(fā)明，通過使上述吸附劑層58在厚度方向上形成為所述吸附劑配合比不同的多層結構，使得吸附劑層58成為可以耐厚度方向的龜裂的結構。
根據(jù)上述第14發(fā)明，在吸附劑層58中，通過使上述吸附劑配合比越接近翼片就越減小，可以使吸附劑層58作為整體的粘結性和吸附性得到提高。
根據(jù)上述第15發(fā)明，(所用粘合劑)與水泥類等無機物系粘合劑相比具有優(yōu)異的耐沖擊性，因而不易產(chǎn)生由振動等所致的吸附劑層58的剝離。
根據(jù)上述第16發(fā)明，在吸附劑中，由于作為翼片57表面的吸附劑層58采用了混有吸附劑的有機類水系乳膠粘合劑的干燥固化層，因而其與無機類粘合劑的干燥固化層相比具有柔軟性，對急劇的溫度變化或沖擊的抵抗力很強，難以剝離，可以得到良好的粘結性。從而，即使每單位面積的吸附劑的混入量增多，也可以確保良好的粘結性，既可以使吸附劑層58的厚度加厚到必要以上，也可以在不必使熱交換器47、49大型化的情況下，提高其潛熱處理能力。
根據(jù)上述第17發(fā)明，由于水系乳膠粘合劑的固體成分與吸附劑之間的質量配合比為1∶3～1∶10，因而即使對廣范圍的溫度變化也可以確保充分的粘結性。
根據(jù)上述第18發(fā)明，由于吸附劑層58的厚度t(mm)為0.05mm～0.5mm，因而可以降低壓力損失、達到提高風扇效率和降低風扇噪聲的效果。


圖1是實施方式1的調濕裝置的概略結構圖。
圖2是表示實施方式1的調濕裝置的致冷劑回路的配管系統(tǒng)圖。
圖3是實施方式1的熱交換器的概略結構圖。
圖4是表示除濕運轉的第1工作過程中的空氣流動的調濕裝置的概略結構圖。
圖5是表示除濕運轉的第2工作過程中的空氣流動的調濕裝置的概略結構圖。
圖6是表示加濕運轉的第1工作過程中的空氣流動的調濕裝置的概略結構圖。
圖7是表示加濕運轉的第2工作過程中的空氣流動的調濕裝置的概略結構圖。
圖8表示實施方式2，為表示翼片間距為1.2mm時的Q/Q0的試算結果的圖。
圖9表示實施方式2，為表示翼片間距為1.6mm時的Q/Q0的試算結果的圖。
圖10表示實施方式2，為表示翼片間距為2.0mm時的Q/Q0的試算結果的圖。
圖11表示實施方式3，是在熱交換器的翼片表面所擔載的吸附劑層的模式截面圖。
圖12表示實施方式3，是龜裂發(fā)生后的吸附劑層的模式截面圖。
圖13表示實施方式4，是改變水系乳膠粘合劑的固體成分與吸附劑之間的質量配合比時，吸附劑層的粘結性和吸附性能的表。
符號說明47 第1熱交換器(熱交換器)49 第2熱交換器(熱交換器)57 翼片58 吸附劑層具體實施方式
下面，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。
實施方式1-調濕裝置的結構-《裝置的整體結構》圖1是表示本發(fā)明實施方式所涉及的具有熱交換器的調濕裝置的概略結構，圖1a是圖1b的X-X線的截面圖，圖1b是觀察內部的狀態(tài)的平面圖，在圖中，下側是正面?zhèn)?。圖1c是圖1b的Y-Y線的截面圖。
該調濕裝置具有矩形箱狀的外殼1。外殼1的內部被沿前后延伸的第1隔板3分隔為收納容積較大的左側的第1空間5、以及收納容積較小的右側的第2空間7。此外，上述第1空間5通過沿左右平行延伸的前后2塊隔板第2和第3隔板9、11分隔為收納容積較大的中央的第3空間13、以及收納容積較小的前后2個空間第4和第5空間15、17。上述第3空間13通過沿前后延伸的第4隔板19分隔為左側空間13a和右側空間13b。進而，后側的第5空間17由沿左右水平延伸的第5隔板21上下分隔，在上側空間形成第1流入路23，在下側空間形成第1流出路25。另一方面，前側的第4空間15也被沿左右水平延伸的第6隔板27上下分隔，在上側空間形成第2流入路29，在下側空間形成第2流出路31。
在上述第3隔板11上，形成沿上下左右并列的4個開口第1～第4開口11a～11d，用以使第3空間13的左右的空間13a、13b與第1流入路23和第1流出路25相連通(參照考圖1(a))。此外，在上述第2隔板9上，形成沿上下左右并列的4個開口第5～第8開口9a～9d，用以使第3空間13的左右的空間13a、13b與第2流入路29和第2流出路31連通(參照圖1(c))。并且，在這些第1～第4開口11a～11d和第5～第8開口9a～9d上，分別設有可自由開閉的調節(jié)風門(圖中未表示)。
在上述外殼1的左側面后側形成了室外空氣吸入口33，與上述第1流入路23相連通，在上述外殼1的右側面后側，形成排氣排出口35。該排氣排出口35與配置在上述第2空間7后側的排氣扇37相連接，與第1流出路25相連通。另一方面，在上述外殼1的左側面前側，形成室內空氣吸入口39，與上述第2流入路29相連通，在上述外殼1的右側面前側，形成進氣排出口41。該進氣排出口41與配置在上述第2空間7前側的進氣扇43相連接，與第2流出路31相連通。
在這樣構成的外殼1內，收納有如圖2所示的致冷劑回路45。該致冷劑回路45，由連接第1熱交換器47、第2熱交換器49、壓縮機51、四通換向閥53、以及電動膨脹閥55的閉合回路構成，在回路中填充致冷劑，通過讓致冷劑進行循環(huán)，以實施蒸汽壓縮式的制冷循環(huán)。
具體地，壓縮機51的排出側連接到四通換向閥53的第1閥口，吸入側連接到四通換向閥53的第2閥口。第1熱交換器47的一端連接到四通換向閥53的第3閥口，另一端通過電動膨脹閥55，連接到第2熱交換器49的一端。第2熱交換器49的另一端，連接到四通換向閥53的第4閥口。四通換向閥53的結構做成能自由地切換到下列兩種狀態(tài)第一閥口與第三閥口連通，并且第二閥口與第四閥口連通的狀態(tài)(圖2(a)所示的狀態(tài))；第一閥口與第四閥口連通，并且第二閥口與第三閥口連通的狀態(tài)(圖2(b)所示的狀態(tài))。
上述致冷劑回路45通過切換四通換向閥53，可在下列兩種工作過程之間切換第一熱交換器47起冷凝器的作用、第二熱交換器49起蒸發(fā)器作用的第一制冷循環(huán)工作過程；第一熱交換器47起蒸發(fā)器的作用、第二熱交換器49起冷凝器作用的第二制冷循環(huán)工作過程。此外，如圖1所示，致冷劑回路45的各種構件分別是這樣配置的第一熱交換器47配置在第三空間13的右側空間13b中；第二熱交換器49配置在第三空間的左側空間13a中；壓縮機51則配置在第二空間7的前后方的中部。另外，四通換向閥53和電動膨脹閥55也配置在第二空間7中(圖中未表示)。
《熱交換器》上述第1和第2熱交換器47、49是如圖3所示的交叉翼片型的翼片管式(クロスフイン型のフイン·アンド·チユ一ブ)熱交換器，它具有許多片鋁合金制的翼片57隔開間隔地并列配置的翼片組59。這種翼片組59的翼片排列方向上的兩個端面和翼片長度方向兩側的端面，用矩形的金屬框架板61包圍起來，第一和第二熱交換器47、49分別配置在第三空間13的左、右空間13a、13b中，中間隔著上述框架板61。
傳熱管63配置在上述翼片組59中。這種傳熱管63由直管部63a和U形管部63b形成為蛇形狀。上述直管部63a沿著翼片的排列方向貫穿上述翼片組59，上述U形管部63b從上述框架板61凸出。此外，連接管65的一端連接在上述傳熱管63的一端，借助于這根連接管65將傳熱管63連接在圖中未表示的致冷劑配管上。
作為本發(fā)明的特征，在上述第1和第2熱交換器47、49的翼片57的表面覆蓋有由吸附劑和粘合劑構成的吸附劑層58。作為該吸附劑，可使用沸石，作為粘合劑，可使用聚氨酯樹脂。此處，各材料的線熱膨脹系數(shù)如下作為上述翼片57的材料的鋁合金的線熱膨脹系數(shù)為23.6×10-6K-1，沸石的線熱膨脹系數(shù)為4.5～6.1×10-6K-1，聚氨酯類樹脂的線熱膨脹系數(shù)為100～200×10-6K-1。
進而，上述吸附劑層58由沸石和聚氨酯類樹脂按質量比為5∶1～8∶1進行配合而構成。進而，上述吸附劑和翼片57以及吸附劑之間通過粘合劑粘合，吸附劑之間以由粘合劑相粘合的狀態(tài)層疊在翼片57上。
由于上述翼片57和吸附劑(沸石)之間的線熱膨脹系數(shù)具有很大差別，因此，當熱交換器47、49被加熱或冷卻時，兩者的熱變形有很大不同。假定利用線熱膨脹系數(shù)與上述吸附劑基本相同或為其以下的粘合劑將吸附劑擔載在翼片57表面，此時由于兩者間的線熱膨脹系數(shù)的差所引起的熱應力作為剪切應力產(chǎn)生在吸附劑層58與翼片57之間的分界面上。該剪切應力例如在翼片57的邊緣端部或孔周圍變得特別大，就成為上述吸附劑層58從翼片57剝離的一個很主要的原因。
因此，在吸附劑與翼片57之間、以及吸附劑與吸附劑之間存在的粘合劑的線熱膨脹系數(shù)大于翼片57的線熱膨脹系數(shù)，亦即，通過選定粘合劑，使得翼片57的材料的線熱膨脹系數(shù)的值處于吸附劑的線熱膨脹系數(shù)與粘合劑的線熱膨脹系數(shù)之間。
由此，與僅為吸附劑的情況相比，吸附劑層58作為整體的線熱膨脹系數(shù)與翼片57的線熱膨脹系數(shù)接近。亦即，當翼片57由于加熱或冷卻而發(fā)生膨脹或收縮時，與翼片57相比具有相對較小的線熱膨脹系數(shù)的吸附劑不會產(chǎn)生如翼片57程度的熱變形，但存在于吸附劑與吸附劑之間等的、且與翼片57相比具有相對較大的線熱膨脹系數(shù)的粘合劑所產(chǎn)生的熱變形高于翼片57的熱變形。這樣地，通過使粘合劑補充吸附劑的熱變形，可以使附劑層58作為整體追從翼片57的熱膨脹或收縮。
此外，由于作為粘合劑采用的是屬于有機類水系乳膠粘合劑的聚氨酯樹脂，因此與無機系粘合劑相比其柔軟性優(yōu)異。從而，即使在未能完全追從上述57的熱膨脹或收縮的情況下，也可以利用聚氨酯樹脂的柔軟性來吸收由此產(chǎn)生的熱應力。
亦即，吸附劑層58對翼片57的熱膨脹或收縮的追從性，通過利用水系乳膠粘合劑使吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)與翼片57的線熱膨脹系數(shù)相接近而得到提高，并且還通過水系乳膠粘合劑自身的柔軟性使該追從性提高。
并且，上述吸附劑層58如下形成對翼片57的表面進行表面處理后，將混合有吸附劑和粘合劑溶液的漿液涂敷在翼片57的表面，通過漿液的干燥固化，使得吸附劑以及翼片57和吸附劑之間通過粘合劑粘結，形成吸附劑層58。作為上述表面處理，進行脫脂處理等，使?jié){液不會不粘在翼片57表面上。
此外，上述熱交換器47、49使吸附劑層58不僅層疊到翼片57表面，還層疊到傳熱管63、連接管65和框架板61上，使熱交換器47、49作為整體的吸附性能得到提高。
-調濕裝置的調濕工作過程-下文參照圖4～圖7對如上構成的調濕裝置的調濕工作過程進行說明。
在這種調濕裝置中，除濕運轉和加濕運轉可以進行切換。此外，在除濕運轉和加濕運轉的過程中，第一工作過程與第二工作過程反復地相互交替進行。
《除濕運轉》在除濕運轉時，在調濕裝置中，進氣扇43和排氣扇37運轉。然后，調濕裝置一方面將室外空氣OA作為第一空氣吸入，供應給室內，另一方面將室內空氣RA作為第二空氣吸入，排出到室外。
首先，參照圖2和圖4說明除濕運轉時的第一工作過程。在該第一工作過程中，在第一熱交換器47中進行吸附劑的再生，在第二熱交換器49中進行第一空氣(即室外空氣OA)的除濕。
在第一工作過程中，在致冷劑回路45中，四通換向閥53切換到圖2(a)所示的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，當壓縮機51運轉時，致冷劑便在致冷劑回路45中循環(huán)，進行以第一熱交換器47為冷凝器，以第二熱交換器49為蒸發(fā)器的第一制冷循環(huán)工作過程。具體的說，從壓縮機51排出來的致冷劑在第一熱交換器47中散熱后冷凝，然后，送向電動膨脹閥55進行減壓。減壓后的致冷劑在第二熱交換器49中進行吸熱后蒸發(fā)，然后，被吸入到壓縮機51中進行壓縮。被壓縮后的致冷劑再次從壓縮機51排出。
此外，在第一工作過程中，第二開口11b、第三開口11c、第五開口9a和第八開口9d處于打開狀態(tài)，第一開口11a、第四開口11d、第六開口9b和第七開口9c則處于關閉狀態(tài)。然后，如圖4所示，向第一熱交換器47供應作為第二空氣的室內空氣RA，向第二熱交換器49供應作為第一空氣的室外空氣OA。
具體的說，由室內空氣吸入口39流入的第二空氣，從第二流入通道29通過第五開口9a送入第三空間13的右側空間13b。在右側空間13b中，第二空氣從上向下通過第一熱交換器47。在第一熱交換器47中，擔載在翼片57的表面的吸附劑由致冷劑進行加熱，于是水分便從吸附劑脫離。從吸附劑脫離出來的水分，交付給通過第一熱交換器47的第二空氣。在第一熱交換器47中接受了水分的第二空氣，從第三空間13的右側空間13b通過第三開口11c流向第一流出通道25。然后，第二空氣被吸入排氣扇37中，作為排出空氣(EA)從排氣排出口35向室外排出去。
另一方面，由室外空氣吸入口33流入的第一空氣，從第一流入通道23通過第二開口11b送入第三空間13的左側空間13a。在左側空間13a中，第一空氣從上向下通過第二熱交換器49。在第二熱交換器49中，第一空氣中的水分被擔載在翼片57表面的吸附劑所吸附。致冷劑吸收在這一過程中所產(chǎn)生的吸附熱。在第二熱交換器49中經(jīng)過除濕的第一空氣，從第三空間13的左側空間13a通過第八開口9d，向第二流出通道31流出。然后，第一空氣被吸入到進氣扇43，作為供應空氣(SA)從供氣排出口41供應給室內。
接著，參照圖2和圖5說明除濕運轉時的第二工作過程。在這個第二工作過程中，在第二熱交換器49中進行吸附劑的再生，在第一熱交換器47中進行第一空氣即室外空氣(OA)的除濕。
在第二工作過程中，在致冷劑回路45中，四通換向閥53切換到圖2(b)所示的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，當壓縮機51運轉時，致冷劑便在致冷劑回路45中循環(huán)，進行以第一熱交換器47為蒸發(fā)器、以第二熱交換器49為冷凝器的第二制冷循環(huán)工作過程。具體的說，從壓縮機51排出來的致冷劑在第二熱交換器49中散熱后冷凝，然后，送向電動膨脹閥55進行減壓。減壓后的致冷劑在第一熱交換器47中進行吸熱后蒸發(fā)，然后，被吸入壓縮機51中進行壓縮。然后，經(jīng)過壓縮的致冷劑再從壓縮機51排出來。
此外，在第二工作過程中，第一開口11a、第四開口11d、第六開口9b和第七開口9c處于打開狀態(tài)，第二開口11b、第三開口11c、第五開口9a和第八開口9d則處于關閉狀態(tài)。然后，如圖5所示，向第一熱交換器47供應作為第一空氣的室外空氣(OA)，向第二熱交換器49供應作為第二空氣的室內空氣(RA)。
具體的說，由室內空氣吸入口39流入的第二空氣，從第二流入通道29通過第六開口9b送入第三空間13的左側空間13a。在左側空間13a中，第二空氣從上向下通過第二熱交換器49。在第二熱交換器49中，擔載在翼片57表面的吸附劑由致冷劑進行加熱，于是水分便脫離吸附劑。從吸附劑脫離出來的水分，交付給通過第二熱交換器49的第二空氣。在第二熱交換器49中接受了水分的第二空氣，從第三空間13的左側空間13a通過第四開口11d流向第一流出通道25。然后，第二空氣被吸入排氣扇37中，作為排出空氣(EA)從排氣排出口35向室外排出去。
另一方面，由室外空氣吸入口33流入的第一空氣，從第一流入通道23通過第一開口11a送入第三空間13的右側空間13b。在右側空間13b中，第一空氣從上向下通過第一熱交換器47。在第一熱交換器47中，第一空氣中的水分被翼片57表面擔載的吸附劑所吸附。此時所產(chǎn)生的吸附熱被致冷劑吸收。在第一熱交換器47中經(jīng)過除濕的第一空氣，從第三空間13的右側空間13b通過第七開口9c，向第二流出通道31流出。然后，第一空氣被吸入進氣扇43，作為供應空氣(SA)從供氣排出口41供應給室內。
《加濕運轉》在加濕運轉時，在調濕裝置中進氣扇43和排氣扇37運轉。然后，調濕裝置一方面將室內空氣(RA)作為第一空氣吸入，排出到室外，另一方面，將室外空氣(OA)作為第二空氣吸入，供應給室內。
首先，參照圖2和圖6說明加濕運轉時的第一工作過程。在這個第一工作過程中，在第一熱交換器47中進行第二空氣即室外空氣OA的加濕，在第二熱交換器49中從第一空氣即從室內空氣(RA)中回收水分。
在第一工作過程中，在致冷劑回路45中，四通換向閥53切換到圖2(a)所示的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，當壓縮機51運轉時，致冷劑便在致冷劑回路45中循環(huán)，進行以第一熱交換器47為冷凝器、以第二熱交換器49為蒸發(fā)器的第一制冷循環(huán)工作過程。
此外，在第一工作過程中，第一開口11a、第四開口11d、第六開口9b和第七開口9c處于打開狀態(tài)，第二開口11b、第三開口11c、第五開口9a和第八開口9d則處于關閉狀態(tài)。然后，如圖6所示，向第一熱交換器47供應作為第二空氣的室外空氣(OA)，向第二熱交換器49供應作為第一空氣的室內空氣(RA)。
具體的說，由室內空氣吸入口39流入的第一空氣，從第二流入通道29通過第六開口9b送入第三空間13的左側空間13a。在第二熱交換室42中，第一空氣從上向下通過第二熱交換器49。在左側空間13a中，擔載在翼片57表面的吸附劑吸附第一空氣中的水分。而致冷劑則吸收在此過程中所產(chǎn)生的吸附熱。然后，被奪去水分的第一空氣依次通過第四開口11d、第一流出通道25、排氣扇37，作為排出空氣(EA)從排氣排出口35排出室外。
另一方面，由室外空氣吸入口33流入的第二空氣，從第一流入通道23通過第一開口11a送入第三空間13的右側空間13b。在右側空間13b中，第二空氣從上向下通過第一熱交換器47。在第一熱交換器47中，由致冷劑對擔載在翼片57表面的吸附劑進行加熱，于是水分便與該吸附劑脫離。脫離了吸附劑的水分則交付給通過第一熱交換器47的第二空氣。然后，經(jīng)過加濕的第二空氣依次通過第七開口9c、第二流出通道31和進氣扇43，作為供應空氣(SA)從供氣排出口41供應給室內。
接著，參照圖2和圖7說明加濕運轉時的第二工作過程。在該第二工作過程中，在第二熱交換器49中進行第二空氣即室外空氣(OA)的加濕，在第一熱交換器47中從第一空氣即從室內空氣(RA)中回收水分。
在第二工作過程中，在致冷劑回路45中，四通換向閥53切換到圖2(b)所示的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，當壓縮機51運轉時，致冷劑便在致冷劑回路45中循環(huán)，進行以第一熱交換器47為蒸發(fā)器、以第二熱交換器49為冷凝器的第二制冷循環(huán)工作過程。
此外，在第二工作過程中，第二開口11b、第三開口11c、第五開口9a和第八開口9d處于打開狀態(tài)，第一開口11a、第四開口11d、第六開口9b和第七開口9c則處于關閉狀態(tài)。然后，如圖7所示，向第一熱交換器47供應作為第一空氣的室內空氣(RA)，向第二熱交換器49供應作為第二空氣的室外空氣(OA)。
具體的說，由室內空氣吸入口39流入的第一空氣，從第二流入通道29通過第五開口9a送入第三空間13的右側空間13b。在右側空間13b中，第一空氣從上向下通過第一熱交換器47。在第一熱交換器47中，擔載在翼片57表面的吸附劑吸附第一空氣中的水分。而致冷劑則吸收在此過程中所產(chǎn)生的吸附熱。然后，被奪去水分的第一空氣依次通過第三開口11c、第一流出通道25、排氣扇37，作為排出空氣(EA)從排氣排出口35排出室外。
另一方面，由室外空氣吸入口33流入的第二空氣，從第一流入通道23通過第二開口11b送入第三空間13的左側空間13a中。在左側空間13a中，第二空氣從上向下通過第二熱交換器49。在第二熱交換器49中，由致冷劑對擔載在翼片57表面的吸附劑進行加熱，于是水分便脫離該吸附劑。脫離了吸附劑的水分交付給通過第二熱交換器49的第二空氣。然后，經(jīng)過加濕的第二空氣依次通過第八開口9d、第二流出通道31和進氣扇43，作為供應空氣(SA)從供氣排出口41供應給室內。
以上，對全換氣模式的除濕運轉和加濕運轉進行了說明，該調濕裝置也進行如下的運轉。
上述調濕裝置也進行如下的循環(huán)模式的除濕運轉其一方面吸入室內空氣(RA)作為第一空氣供應給室內、另一方面吸入室外空氣(OA)作為第二空氣排出室外。
此外，上述調濕裝置也進行如下的循環(huán)模式的加濕運轉其一方面吸入室外空氣(OA)作為第一空氣排出室外、另一方面吸入室內空氣(RA)作為第二空氣供應給室內。
此外，上述調濕裝置也進行如下的供氣模式的除濕運轉其一方面吸入室外空氣(OA)作為第1空氣供應給室內，另一方面吸入室外空氣(OA)作為第2空氣排出室外。
此外，上述調濕裝置也進行如下的供氣模式的加濕運轉其一方面吸入室外空氣(OA)作為第1空氣排出室外，另一方面吸入室外空氣(OA)作為第2空氣供應給室內。
此外，上述調濕裝置也進行如下的排氣模式的除濕運轉其一方面吸入室內空氣(RA)作為第1空氣供應給室內，另一方面吸入室內空氣(RA)作為第2空氣排出室外。
此外，上述調濕裝置也進行如下的排氣模式的加濕運轉其一方面吸入室內空氣(RA)作為第1空氣排出室外，另一方面吸入室內空氣(RA)作為第2空氣供應給室內。
-本實施方式的效果-在上述調濕裝置中，上述第1熱交換器47和第2熱交換器49反復由致冷劑進行加熱和冷卻，上述翼片57反復進行熱膨脹和冷卻，層疊在翼片57表面的吸附劑層58不會從翼片57剝離，可以追從翼片57的膨脹和收縮。
具體地，對于上述吸附劑層58，由于其線熱膨脹系數(shù)接近于翼片57的線熱膨脹系數(shù)，因此，其追從于翼片57的熱膨脹和收縮，進行同樣的熱膨脹和收縮。其結果，可以減小在上述吸附劑層58與翼片57之間所產(chǎn)生的熱應力，可以防止吸附劑層58的剝離，可以使吸附劑層58的耐久性得到提高。并且，最好使吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)與翼片57的線熱膨脹系數(shù)基本相等，隨著兩者之差的減小，追從性得到提高。
此外，作為粘合劑，使用聚氨酯樹脂。由于該聚氨酯樹脂的線熱膨脹系數(shù)大于作為翼片材料的鋁合金的線熱膨脹系數(shù)，因此，可以使吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)有效地接近翼片57的線熱膨脹系數(shù)。
此外，該聚氨酯樹脂屬于有機類水系乳膠粘合劑。與無機類粘合劑相比，采用該有機類水系乳膠粘合劑使得上述吸附劑層58具有柔軟性。從而，對由于急劇的溫度變化或沖擊耐受性強不易發(fā)生剝離，可以得到良好的粘結性。亦即，上述吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)與翼片57的線熱膨脹系數(shù)的數(shù)值比較接近但并不完全一致，因而，由于它們的線熱膨脹系數(shù)的數(shù)值的差別，在吸附劑層58與翼片57的分界面有時會產(chǎn)生熱應力。但即使在這樣的情況下，該吸附劑層58也可利用吸附劑層58自身的柔軟性來吸收應力，從而使之很難從翼片57剝離。由此可進一步提高吸附劑層58的耐久性。
-其它的結構-另外，本發(fā)明中，上述實施方式1也可以具有如下的結構。亦即，雖然作為上述吸附劑采用的是沸石，但也可以采用除此以外的材料，例如，可采用硅膠、沸石與硅膠的混合物、活性炭、具有親水性或吸水性的有機高分子聚合物類材料、具有羰基或磺酸基的離子交換樹脂類材料、感溫性高分子等功能性高分子材料、或者海泡石、伊毛縞石(imogolite)、水鋁英石或高嶺土等粘土礦物類材料等，只要是具有優(yōu)異的吸水性的材料就可以采用。
此外，對粘合劑，除上述的聚氨酯樹脂以外，例如，也可以采用丙烯酸類樹脂或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。這些物質具有優(yōu)異的柔軟性，可以追從翼片57的熱膨脹和收縮，同時，通過與上述吸附劑配合形成吸附劑層58，就可以使吸附劑層58的線熱膨脹系數(shù)接近翼片57的線熱膨脹系數(shù)。
實施方式2下面對本發(fā)明的實施方式2詳細進行說明。
本實施方式是采用特定的吸附劑層58的厚度t和熱傳導率λ的實施方式。亦即，如本實施方式1那樣，本實施方式也可以分別應用翼片57的材料與吸附劑以及粘合劑的線熱膨脹系數(shù)的關系。此外，本實施方式也可以同時應用與上述實施方式1的各材料的線熱膨脹系數(shù)的關系。
具體地，上述吸附劑層58的厚度t(mm)與厚度方向的熱傳導率λ(W/mK)之間的關系滿足t/λ≤10。因此，具體地，在利用熱傳導率λ的值很小的吸附劑來形成吸附劑層58時，使得所形成的吸附劑層58為薄層；反之，若利用熱傳導率λ的值很大的吸附劑來形成吸附劑層58時，則可將所形成的吸附劑層58加厚。
從而，當t/λ≤10時，可以將吸附劑層58的熱阻抑制為很小。因此，在致冷回路中循環(huán)的致冷劑與被處理空氣之間所進行的熱交換的效率就很高，結果就可以加大上述第1和第2熱交換器47、49的顯熱交換量。
上述t/λ≤10這一關系式，根據(jù)以下所示的試算結果，證明其是妥當?shù)摹?br> 對于翼片間距為1.2mm的翼片57，若以t/λ(m2K/kW)和被處理空氣的前面速度(縱向速度)(m/s)為變量，試算擔載有吸附劑(例如沸石)的熱交換器的顯熱交換量Q與沒有擔載吸附劑的熱交換器的顯熱交換量Q0的比值Q/Q0時，如圖8所示，t/λ≤6時，Q/Q0≥0.96。
此外，對于翼片間距為1.6mm的翼片57，在試算Q/Q0時，如圖9所示，t/λ≤8時，Q/Q0≥0.88。
此外，對于翼片間距為2.0mm的翼片57，在試算Q/Q0時，如圖10所示，t/λ≤10時，Q/Q0≥0.80。
從以上可知，當翼片間距為1.2mm、1.6mm、以及2.0mm時，若t/λ≤10，則Q/Q0≥0.80。進而，若Q/Q0≥0.80，則可認為上述第1和第2熱交換器47、49中的顯熱交換量很大。因此，如果在翼片表面形成滿足t/λ≤10的吸附劑層58，就可將吸附劑層58中的熱阻抑制為很小，結果就可以加大上述第1和第2熱交換器47、49中的顯熱交換量。
并且，當試算Q/Q0時，由于上述第1和第2熱交換器47、49運轉時的被處理空氣的前面速度(縱向速度)為0.5m/s以上且為1.5m/s以下，因此，將被處理空氣的前面速度的范圍設為0m/s以上且為2.0m/s以下，進行試算。
此外，如圖8、9及圖10所示，當翼片間距變長時，滿足Q/Q0≥0.80的t/λ(m2K/kW)的值變小。因此，例如，在具有翼片間距為3.5mm的翼片57的熱交換器中，優(yōu)選t/λ≤5。
上述吸附劑的翼片表面的吸附劑層58的厚度t(mm)的范圍為0.05mm～0.5mm。通過如此限定吸附劑層58的厚度t(mm)的范圍，可以減小壓力損失，可以達成風扇效率的提高和風扇噪音的減小。
作為吸附劑層58的吸附劑，可以使用沸石、硅膠、活性炭、具有親水性或吸水性的有機高分子聚合物類材料、具有羧酸基或磺酸基的離子交換樹脂類材料、感溫性高分子等功能性高分子材料、或者海泡石、伊毛縞石、水鋁英石、以及高嶺土等粘土礦物類材料等，這些吸附劑的熱傳導率為0.05W/mK～1W/mK。
并且，在吸附劑層58中，還包含有吸附劑以外的粘合劑，可以認為，厚度方向的熱傳導率λ表示與吸附劑的熱傳導率相接近的值。
此外，作為在各翼片57的外表面形成吸附劑層58的方法，可以將吸附劑通過浸漬成型進行擔載而形成，此外，只要不損害其作為吸附劑的性能，也可以任意的方法來形成吸附劑層58。
當通過浸漬成型來擔載上述吸附劑時，也可以將吸附劑層58擔載在翼片57以外的部分，例如，擔載在框架板61、傳熱管63、連接管65等上。進而，在翼片57以外的部分形成吸附劑層58時，由于必須考慮吸附劑層58中的熱阻的大小，因此，也可以將其形成為比翼片57更厚，使吸附和脫離性能得到提高。
其它結構和作用以及效果與實施方式1相同。
實施方式3下面對本發(fā)明的實施方式3詳細進行說明。
本實施方式是通過在吸附劑層58的翼片鄰接部和最外部改變吸附劑配合比而成。亦即，如實施方式1那樣，本實施方式也可以分別應用翼片57的材料與吸附劑以及粘合劑的線熱膨脹系數(shù)的關系。此外，本實施方式也可以同時應用上述實施方式1的各材料的線熱膨脹系數(shù)的關系以及實施方式2的吸附劑層58的厚度與熱傳導率的關系中的至少任何一種。
具體地，如圖11所示，上述吸附劑層58成為多層的結構，其從翼片57的表面朝向厚度方向的外側順序層疊有翼片鄰接層58a、第2層58b、第3層58c以及最外層58d。
在圖8中，○號表示吸附劑60，○號的密度越密，表示吸附劑配合比越高。此外，圖8為了明確地表示各層的吸附劑配合比的差異，夸張地表示○號(吸附劑60)的疏密。
進而，從翼片鄰接層58a朝向最外層58d，吸附劑配合比按該順序逐漸變大，在吸附劑層58中，翼片鄰接層58a的吸附劑60最少，最外層58d吸附劑60最多。反之，在吸附劑層58中，翼片鄰接層58a的粘合劑62最多，最外層58d的粘合劑62最少。
上述吸附劑層58如下形成在對翼片57表面進行表面處理后，將混合有吸附劑60與粘合劑溶液的漿液涂敷在翼片57表面，通過使?jié){液干燥固化，將吸附劑60與翼片57以及吸附劑60彼此之間通過粘合劑62進行粘合，以此形成上述吸附劑層58。此時，通過反復涂敷吸附劑配合比不同的漿液，上述吸附劑層58就成為多層的結構。此外，通過從吸附劑配合比小的漿液開始進行反復涂敷，在越接近翼片57的層，吸附劑配合比就越小，而在朝向吸附劑層58的最外層58d，吸附劑配合比則逐漸加大。并且，作為上述表面處理，進行脫脂處理等，以使?jié){液不會不粘在翼片57表面。
-本實施方式的效果-
在上述調濕裝置中，上述第1空氣或第2空氣在通過第1或第2熱交換器47、49(該第1或第2熱交換器47、49發(fā)揮出蒸發(fā)器的功能)時，在第1和第2熱交換器47、49的外表面所形成的吸附劑層58的最外側位置，亦即，在最接觸第1空氣或第2空氣的最外層58d，由于配合有較多的吸附劑60，因而可使第1空氣或第2空氣中的水分被吸附劑60有效地吸附。
此外，在形成上述吸附劑層58與翼片57的分界面的翼片鄰接層58a中，由于配合有較多的粘合劑62，因此，吸附劑層58可以牢固地粘結在翼片57上。
從而，在上述第1和第2熱交換器47、49的外表面形成的吸附劑層58中，通過以翼片鄰接層58a中的粘合劑62較多、最外層58d中的吸附劑60較多的方式來構成，可以使吸附劑層58與翼片57表面的粘結性以及吸附劑層58對空氣中的水分的吸附性同時得到提高。
進而，由于上述吸附劑層58為多層結構，當在吸附劑層58上作用彎曲負載等，沿厚度方向產(chǎn)生龜裂時，如圖12所示，就可以在各層的每個邊界面上停止龜裂的發(fā)展。從而，上述吸附劑層58的結構就成為一個耐厚度方向龜裂的結構。
此外，在上述吸附劑層58的多層結構中，由于從翼片鄰接層58a朝向最外層58d，其吸附劑配合比逐漸增大，因此，不但翼片鄰接層58a具有優(yōu)異的粘結性，而且在接近翼片57表面的第2層58b也具有優(yōu)異的粘結性；另一方面，不但最外層58d具有優(yōu)異的吸附性，而且與吸附劑層58的外表面接近的第3層58c也具有優(yōu)異的吸附性，可提高吸附劑層58作為整體的粘結性和吸附性。
進而，上述粘合劑62采用的是聚氨酯系樹脂、丙烯酸樹脂、或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，與水泥類等無機物類粘合劑相比較，可以使所形成的吸附劑層58具有優(yōu)異的耐沖擊性。
其它結構和作用以及效果與實施方式1相同。
實施方式4
下面對本發(fā)明的實施方式4詳細進行說明。
本實施方式中，吸附劑層58是由混入了吸附劑的有機類水系乳膠粘合劑的干燥固化層而構成的。在吸附劑層58的翼片鄰接部和最外部，吸附劑配合比有所改變。亦即，如實施方式1那樣，本實施方式也可以分別應用翼片57的材料與吸附劑以及粘合劑的線熱膨脹系數(shù)的關系。此外，本實施方式也可以同時應用上述實施方式1的各材料的線熱膨脹系數(shù)的關系、實施方式2的吸附劑層58的厚度與熱傳導率之間的關系、以及實施方式3的吸附劑層58的翼片鄰接部與最外部的吸附劑配合比的關系中的至少任何一種。
具體地，與無機類粘合劑的干燥固化層相比，上述有機類水系乳膠粘合劑的干燥固化層具有柔軟性，對由于急劇的溫度變化或沖擊的耐受性強，不易發(fā)生剝離，即使在翼片57與吸附劑層58之間所具有的熱膨脹率的差值很大，也可以得到良好的粘結性。從而，即使每單位面積的粘合劑量減少、吸附劑的混入量增多，也可以確保良好的粘結性，可以不必使吸附劑層58的厚度過厚、不必使熱交換器47、49大型化，就可提高潛熱處理能力。
從達成減小壓力損失、提高風扇效率和降低風扇噪聲的觀點來看，上述吸附劑的翼片57表面的吸附劑層58的厚度優(yōu)選為50μm～500μm。并且，也可以在翼片57以外形成吸附劑的吸附劑層58。在此情況下，在例如框架板61、傳熱管63、以及連接管65等對壓力損失增加沒有太大影響的位置形成比翼片57更厚的吸附劑層58，也可以使吸附脫離性能得到提高。
作為上述吸附劑，可以使用例如沸石、硅膠、活性炭、具有親水性或吸水性的官能基的有機高分子聚合物類材料、具有羧基或磺酸基的離子交換樹脂類材料、感溫性高分子等功能性高分子材料、海泡石、伊毛縞石、水鋁英石和高嶺土等粘土礦物類材料等，只要是具有優(yōu)異的吸水性的材料，都可以沒有特別限定地使用，從分散性或粘度等方面考慮，優(yōu)選為沸石、硅膠、或它們的混合物。
上述水系乳膠粘合劑為聚氨酯系樹脂、丙烯酸類樹脂、或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，上述水系乳膠粘合劑的固體成分與吸附劑的質量配合比為1∶～1∶10，優(yōu)選為1∶5～1∶8。通過該質量配合比，即使溫度在寬范圍內變化，也可以充分地確保粘結性。并且，作為擔載方法，例如有以混合有上述吸附劑的漿液進行浸漬的方法，只要是可確保吸附性能的方法即可，沒有特別的限制。
圖13表示改變水系乳膠粘合劑的固體成分與吸附劑之間的質量配合比時，吸附劑層58的粘結性(初期)和吸附性能。并且，在該圖13中，分別使用沸石作為吸附劑、使用聚氨酯類物質作為水系乳膠粘合劑。
在圖13中，各符號分別表示下述情況◎號表示粘結性和吸附性能良好的情況；○號表示粘結性和吸附性能比比◎號的情況具有一定程度的下降，但在使用中沒有問題的情況；×號表示附劑層58產(chǎn)生剝離、并且吸附性能不能充分得到發(fā)揮、不耐使用的情況；—號表示由于剝離，不能測定吸附性能的情況。
在上述圖13的結果中，若為了提高吸附性能將水系乳膠粘合劑的固體成分與吸附劑之間的質量配合比設為1∶15、減少粘合劑量增加吸附量時，吸附劑層58變硬，產(chǎn)生龜裂和剝離。另一方面，若為了提高粘結性而將水系乳膠粘合劑的固體成分與吸附劑之間的質量配合比設為1∶1、增加粘合劑量減少吸附量時，雖然粘結性很好，但卻使吸附性能降低。而與此相對，若使水系乳膠粘合劑的固體成分與吸附劑之間的質量配合比為1∶3以上且為1∶10以下時，則可使粘結性和吸附性能都得到所期望的結果。其中，使水系乳膠粘合劑的固體成分與吸附劑之間的質量配合比為1∶5以上且為1∶8以下時，可以得到優(yōu)異的粘結性和吸附性能。
其它結構和作用以及效果與實施方式1相同。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明對于利用吸附劑和致冷循環(huán)進行空氣的濕度調節(jié)的調濕裝置是有用的。
權利要求
1.一種熱交換器，其具有多塊翼片(57)，并且具有吸附劑，該吸附劑用于吸附空氣中的水分以及向空氣中散發(fā)水分，其特征在于，所述翼片(57)的表面被吸附劑層(58)覆蓋，該吸附劑層(58)通過將所述吸附劑與用于將該吸附劑擔載在所述翼片(57)表面的粘合劑進行配合而成；所述翼片(57)的線熱膨脹系數(shù)與所述吸附劑層(58)的線熱膨脹系數(shù)之差小于所述翼片(57)的線熱膨脹系數(shù)與所述吸附劑的線熱膨脹系數(shù)之差。
2.如權利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述粘合劑的線熱膨脹系數(shù)大于或等于所述翼片(57)的線熱膨脹系數(shù)。
3.如權利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述粘合劑是有機類水系乳膠粘合劑。
4.如權利要求3所述的熱交換器，其特征在于，所述水系乳膠粘合劑是聚氨酯類樹脂、丙烯酸類樹脂或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
5.一種熱交換器，其具有多塊翼片(57)，并且具有吸附劑，該吸附劑用于吸附空氣中的水分以及向空氣中散發(fā)水分，其特征在于，所述翼片(57)的表面被吸附劑層(58)覆蓋，該吸附劑層(58)通過將所述吸附劑與用于將該吸附劑擔載在所述翼片(57)表面的粘合劑進行配合而成；當所述翼片(57)因溫度變化而熱膨脹或收縮時，所述吸附劑層(58)隨之變動而不會從該翼片(57)脫離。
6.如權利要求1所述的熱交換器，其特征在于，對于所述吸附劑層(58)，該吸附劑層(58)的厚度t(mm)與厚度方向的熱傳導率λ(W/mK)之間的關系滿足t/λ≤10。
7.如權利要求6所述的熱交換器，其特征在于，所述翼片間距為1.2mm～3.5mm。
8.如權利要求6所述的熱交換器，其特征在于，所述空氣的風速為0.5m/s～1.5m/s。
9.如權利要求6所述的熱交換器，其特征在于，所述吸附劑層(58)的厚度t(mm)為0.05mm～0.5mm。
10.如權利要求6所述的熱交換器，其特征在于，所述吸附劑層(58)的熱傳導率λ(W/mK)為0.05W/mK～1.00W/mK。
11.如權利要求6所述的熱交換器，其特征在于，所述熱交換器(47、49)是圓翼型熱交換器。
12.如權利要求1所述的熱交換器，其特征在于，將所述吸附劑層(58)的吸附劑與粘合劑的質量比(吸附劑的質量/粘合劑的質量)作為吸附劑配合比，在所述吸附劑層(58)中，鄰接在翼片(57)表面的翼片鄰接部的吸附劑配合比小于位于所述吸附劑層(58)的厚度方向最外側的最外部的吸附劑配合比。
13.如權利要求12所述的熱交換器，其特征在于，所述吸附劑層(58)在厚度方向上形成為所述吸附劑配合比不同的多層結構。
14.如權利要求13所述的熱交換器，其特征在于，對于所述吸附劑層(58)，其中的層越接近所述翼片(57)，所述吸附劑配合比越小。
15.如權利要求12所述的熱交換器，其特征在于，所述吸附劑(60)是沸石、硅膠、或它們的混合物，所述粘合劑(62)是聚氨酯類樹脂、丙烯酸類樹脂、或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
16.如權利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述吸附劑層(58)包含混入了吸附劑的有機類水系乳膠粘合劑的干燥固化層。
17.如權利要求16所述的熱交換器，其特征在于，所述吸附劑是沸石、硅膠、或它們的混合物，所述水系乳膠粘合劑是聚氨酯類樹脂、丙烯酸類樹脂、或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，所述水系乳膠粘合劑的固體成分與吸附劑之間的質量配合比為1∶3～1∶10。
18.如權利要求16所述的熱交換器，其特征在于，所述吸附劑層(58)的厚度t(mm)為0.05mm～0.5mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱交換器，該熱交換器中，翼片(57)的線熱膨脹系數(shù)與吸附劑層(58)的線熱膨脹系數(shù)之差小于翼片(57)的線熱膨脹系數(shù)與吸附劑的線熱膨脹系數(shù)之差。
文檔編號B01D53/26GK1938556SQ20058001080
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月29日 優(yōu)先權日2004年3月31日
發(fā)明者松下裕彥, 末岡敬久, 池上周司, 吉岡俊, 大久保英作 申請人:大金工業(yè)株式會社