专利名称：吸附热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使通过的空气与载于翅片表面的吸附剂接触的吸附热交换器。
背景技术：
一直以来，如专利文献1所述，已知有在翅片和传热管的表面载有吸附剂的吸附热交换器。另外，在该专利文献1中公开有一种使用了两个吸附热交换器的除湿装置。在该除湿装置中，向吸附侧的吸附热交换器供给经冷却塔冷却后的冷却水，向再生侧的吸附热交换器供给来自温热供给源的温水。该除湿装置交替地反复进行第一吸附热交换器作为吸附侧而第二吸附热交换器作为再生侧的动作、以及第一吸附热交换器作为再生侧而第二吸附热交换器作为吸附侧的动作。并且，该除湿装置利用吸附侧的吸附热交换器对空气进行除湿，利用再生侧的吸附热交换器进行吸附剂的再生。
对于上述除湿装置的动作，以向第一吸附热交换器供给冷却水、向第二吸附热交换器供给温水的状态为例进行说明。通过第一吸附热交换器的空气在通过翅片之间的过程中，被吸附剂夺走水分而被除湿。在第一吸附热交换器的传热管内流动的冷却水吸收当空气中的水分被吸附剂吸附时所产生的吸附热。另一方面，在第二吸附热交换器中，利用在传热管内流动的温水对通过吸附剂和翅片之间的空气进行加热。并且，在第二吸附热交换器中，水分从吸附剂中脱离，该脱离的水分被提供给要通过翅片之间的空气。
专利文献1日本专利特开平7-265649号公报发明公开发明所要解决的技术问题如上所述，向吸附侧的吸附热交换器供给的空气在通过翅片之间的过程中逐渐被夺走水分。即，通过吸附侧的吸附热交换器的空气在通过翅片之间的过程中其绝对湿度逐渐降低，同时相对湿度也逐渐降低。并且，一般来说，空气的相对湿度越低，空气中的水分越难被吸附剂吸附。因此，在现有的吸附热交换器中，与位于空气流上游侧的部分相比，位于空气流下游侧的部分吸附的水分量较少。并且，由于在吸附热交换器中水分的吸附量不均衡，故存在不能充分发挥吸附热交换器的水分吸附性能的问题。
鉴于上述问题，本发明的目的在于使吸附热交换器充分发挥水分吸附性能。
用于解决技术问题的技术方案第一发明的吸附热交换器包括供载热体在内部连通的传热管40和表面载有吸附剂的翅片30，且使通过的空气与载于所述翅片30上的吸附剂接触。并且，在所述吸附热交换器中，位于空气流上游侧的部分构成上游侧部分26，位于空气流下游侧的部分构成下游侧部分27，从所述上游侧部分26向所述下游侧部分27而使所述翅片30的水分吸附量平均化。
第二发明的吸附热交换器是在上述第一发明中，在翅片30表面形成有具有吸附剂的吸附层36、38，在上游侧部分26和下游侧部分27使所述吸附层36、38的静态性能不同，由此从上游侧部分26到下游侧部分27使翅片30的水分吸附量平均化。
第三发明的吸附热交换器是在上述第一发明中，在上游侧部分26和下游侧部分27使翅片30所载的吸附剂的量不同，由此从上游侧部分26到下游侧部分27使翅片30的水分吸附量平均化。
第四发明的吸附热交换器是在上述第一发明中，在翅片30表面形成有由吸附剂和粘合剂的混合物构成的吸附层36、38，在上游侧部分26和下游侧部分27使所述吸附层36、38中的吸附剂与粘合剂的质量比例不同，由此从上游侧部分26到下游侧部分27使翅片30的水分吸附量平均化。
第五发明的吸附热交换器是在上述第一发明中，在上游侧部分26和下游侧部分27使作为吸附剂载于翅片30上的物质不同，由此从上游侧部分26到下游侧部分27使翅片30的水分吸附量平均化。
第六发明的吸附热交换器包括供载热体在内部连通的传热管40、以及安装在该传热管40上且表面载有吸附剂的翅片30，使通过的空气与载于所述翅片30上的吸附剂接触，并且，在所述吸附热交换器中，位于空气流上游侧的部分构成上游侧部分26，位于空气流下游侧的部分构成下游侧部分27，在所述翅片30表面形成有具有吸附剂的吸附层36、38，在所述下游侧部分27，与所述上游侧部分26相比，所述吸附层36、38的静态性能高。
第七发明的吸附热交换器包括供载热体在内部连通的传热管40、以及安装在该传热管40上且表面载有吸附剂的翅片30，使通过的空气与载于所述翅片30上的吸附剂接触，并且，在所述吸附热交换器中，位于空气流上游侧的部分构成上游侧部分26，位于空气流下游侧的部分构成下游侧部分27，在所述下游侧部分27，与所述上游侧部分26相比，所述翅片30所载的吸附剂的量多。
第八发明的吸附热交换器包括供载热体在内部连通的传热管40、以及安装在该传热管40上且表面载有吸附剂的翅片30，使通过的空气与载于所述翅片30上的吸附剂接触。并且，在所述吸附热交换器中，位于空气流上游侧的部分构成上游侧部分26，位于空气流下游侧的部分构成下游侧部分27，在所述翅片30表面形成有由吸附剂和粘合剂的混合物构成的吸附层36、38，在所述下游侧部分27，与所述上游侧部分26相比，所述吸附层36、38中的吸附剂的质量比例大。
第九发明的吸附热交换器包括供载热体在内部连通的传热管40、以及安装在该传热管40上且表面载有吸附剂的翅片30，使通过的空气与载于所述翅片30上的吸附剂接触。并且，在所述吸附热交换器中，位于空气流上游侧的部分构成上游侧部分26，位于空气流下游侧的部分构成下游侧部分27，在所述下游侧部分27，与所述上游侧部分26相比，所述翅片30载有静态性能高的吸附剂。
—作用—在上述各发明中，传热管40和翅片30设置在吸附热交换器20上。在翅片30的表面载有吸附剂。翅片30表面的吸附剂与通过吸附热交换器20的空气接触。另外，在该吸附热交换器20中，可以仅在翅片30表面载有吸附剂，也可例如在翅片30表面和传热管40表面载有吸附剂。吸附热交换器20中，位于空气流上游侧的部分构成上游侧部分26，位于空气流下游侧的部分构成下游侧部分27。通过吸附热交换器20的空气首先在上游侧部分26与翅片30表面的吸附剂接触，然后，在下游侧部分27与翅片30表面的吸附剂接触。
在上述第一发明中，吸附热交换器20构成为从上游侧部分26到下游侧部分27使翅片30的水分吸附量平均化。在该吸附热交换器20中，可在从上游侧部分26到下游侧部分27的各部分实现翅片30的水分吸附量的平均化。
在上述第二发明中，在翅片30表面形成有吸附层36、38。该吸附层36、38具有吸附剂。在吸附热交换器20中，在上游侧部分26和下游侧部分27使吸附层36、38的静态性能不同。若吸附层36、38的静态性能不同，则导致吸附层36、38所吸附的水分量也不同。因此，若与通过吸附热交换器20的过程中的空气状态变化对应地改变吸附层36、38的静态性能，则可在从上游侧部分26到下游侧部分27的各部分实现翅片30的水分吸附量的平均化。
另外，所谓吸附层36、38的静态性能，用形成有吸附层36、38的翅片30与相对湿度固定的空气充分地长时间接触时吸附层36、38可吸附的水分量、即在吸附层36、38与相对湿度固定的空气共存而达到平衡状态时吸附层36、38所吸附的水分量来表示。
在上述第三发明中，在上游侧部分26和下游侧部分27使翅片30所载的吸附剂的量不同。若翅片30所载的吸附剂的量不同，则导致翅片30所吸附的水分量也不同。因此，若与通过吸附热交换器20的过程中的空气状态变化对应地改变翅片30所载的吸附剂量，则可在从上游侧部分26到下游侧部分27的各部分实现翅片30的水分吸附量的平均化。
在上述第四发明中，在翅片30表面形成有吸附层36、38。该吸附层36、38由吸附剂和粘合剂的混合物构成。在吸附层36、38中，吸附剂彼此间通过粘合剂接合。因此，吸附层36、38中的吸附剂的表面一部分处于被粘合剂覆盖的状态。若吸附层36、38中的吸附剂与粘合剂的质量比例不同，则吸附剂表面中不被粘合剂覆盖而可与空气接触的部分的面积会不同，结果是，吸附层36、38所吸附的水分量不同。因此，在该吸附热交换器20中，若在上游侧部分26和下游侧部分27使吸附层36、38中的吸附剂与粘合剂的质量比例不同，则可从上游侧部分26到下游侧部分27实现翅片30的水分吸附量的平均化。
在上述第五发明中，在上游侧部分26和下游侧部分27使作为吸附剂载于翅片30上的物质不同。若作为吸附剂载于翅片30上的物质不同，则导致翅片30所吸附的水分量也不同。因此，若与通过吸附热交换器20的过程中的空气状态变化对应地选择翅片30所载的物质，则可在从上游侧部分26到下游侧部分27的各部分实现翅片30的水分吸附量的平均化。
在上述第六发明中，在翅片30表面形成有吸附层36、38。该吸附层36、38具有吸附剂。在吸附热交换器20中，与上游侧部分26相比，下游侧部分27的吸附层36、38的静态性能高。在此，在吸附热交换器20吸附空气中的水分时，在通过吸附热交换器20的过程中，空气中的水分逐渐减少，同时空气中的水分变得不容易被吸附层36、38吸附。但是，在本发明的吸附热交换器20中，与空气流上游侧相比，空气流下游侧的吸附层36、38的静态性能高。在位于空气流下游侧、吸附层36、38很难吸附空气中的水分的下游侧部分27，在翅片30上形成静态性能比较高的吸附层36、38，从而可确保水分的吸附量。并且，在吸附热交换器20中，可在从上游侧部分26到下游侧部分27的各部分实现翅片30的水分吸附量的平均化。另外，吸附层36、38的静态性能的含义与上述相同。
在上述第七发明中，与上游侧部分26相比，下游侧部分27的翅片30所载的吸附剂的量多。在此，在吸附热交换器20吸附空气中的水分时，在通过吸附热交换器20的过程中，空气中的水分逐渐减少，同时空气中的水分变得不容易被吸附层36、38吸附。但是，在本发明的吸附热交换器20中，与空气流上游侧相比，空气流下游侧的翅片30所载的吸附剂的量多。在位于空气流下游侧、吸附剂很难吸附空气中的水分的下游侧部分27，在翅片30上载有比较多的吸附剂，从而可确保水分的吸附量。并且，在吸附热交换器20中，可在从上游侧部分26到下游侧部分27的各部分实现翅片30的水分吸附量的平均化。
在上述第八发明中，在翅片30表面形成有吸附层36、38。该吸附层36、38由吸附剂和粘合剂的混合物构成。在吸附层36、38中，吸附剂彼此间通过粘合剂接合。因此，吸附层36、38中的吸附剂的表面一部分处于被粘合剂覆盖的状态。若吸附层36、38中的吸附剂的质量比例加大，则吸附剂表面中不被粘合剂覆盖而可与空气接触的部分的面积增大，结果是，吸附层36、38所吸附的水分量增加。因此，在该吸附热交换器20中，与上游侧部分26相比，下游侧部分27加大了吸附层36、38中的吸附剂的质量比例。在位于空气流下游侧、吸附剂很难吸附空气中的水分的下游侧部分27，通过增加吸附剂表面中可与空气接触的部分的面积来可确保水分的吸附量。并且，在吸附热交换器20中，可在从上游侧部分26到下游侧部分27的各部分实现翅片30的水分吸附量的平均化。
在上述第九发明中，与上游侧部分26相比，下游侧部分27的翅片30载有静态性能高的吸附剂。在该吸附热交换器20中，与上游侧部分26相比，下游侧部分27的翅片30所载的吸附剂的静态性能高。在位于空气流下游侧、吸附剂很难吸附空气中的水分的下游侧部分27，在翅片30上载有即使空气的相对湿度比较低也能充分吸附水分的吸附剂，从而可确保水分的吸附量。并且，在吸附热交换器20中，可在从上游侧部分26到下游侧部分27的各部分实现翅片30的水分吸附量的平均化。
所谓吸附剂的静态性能，用吸附剂与相对湿度固定的空气充分地长时间接触时吸附剂可吸附的水分量、即在吸附剂与相对湿度固定的空气共存而达到平衡状态时吸附剂所吸附的水分量来表示。
发明效果如上所述，在上述各发明的吸附热交换器20中，可在从上游侧部分26到下游侧部分27的各部分实现翅片30的水分吸附量的平均化。因此，即使是在现有技术中吸附剂的水分吸附量减少的吸附热交换器20的下游侧部分27，也能确保与上游侧部分26基本相同程度的水分吸附量。因此，采用上述各发明，可实现吸附热交换器20各部分的水分吸附量的平均化，从而可增大吸附热交换器20的水分吸附能力。
图1是表示实施例1的制冷剂回路的构成和动作的制冷剂回路图，(A)表示第一动作中的状态，(B)表示第二动作中的状态。
图2是实施例1的吸附热交换器的立体图。
图3是实施例1的吸附热交换器的侧视图。
图4是表示图3的A-A截面的一部分的吸附热交换器的剖视图。
图5是其他实施例的第一变形例的吸附热交换器的立体图。
图6是其他实施例的第一变形例的吸附热交换器的侧视图。
图7是表示图6的B-B截面的一部分的吸附热交换器的剖视图。
图8是其他实施例的第二变形例的吸附热交换器的概略侧视图。
图9是其他实施例的第二变形例的吸附热交换器的概略侧视图。
符号说明20 吸附热交换器26 上游侧部分27 下游侧部分30 翅片36 第一吸附层37 第二吸附层38 第三吸附层40 传热管具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例1下面对本发明的实施例1进行说明。本实施例的调湿装置构成为可进行将除湿后的空气向室内供给的除湿运转、以及将加湿后的空气向室内供给的加湿运转。
上述调湿装置具有制冷剂回路10。如图1所示，该制冷剂回路10是设置有第一吸附构件11、第二吸附构件12、压缩机13、四通切换阀14及电动膨胀阀15的闭合回路，充填有制冷剂。在制冷剂回路10中，通过使充填的制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环。另外，第一吸附构件11和第二吸附构件12均由本发明的吸附热交换器20构成。吸附热交换器20的详细构成将会在后面叙述。
在上述制冷剂回路10中，压缩机13的排出侧与四通切换阀14的第一孔口连接，吸入侧与四通切换阀14的第二孔口连接。第一吸附构件11的一端与四通切换阀14的第三孔口连接。第一吸附构件11的另一端通过电动膨胀阀15与第二吸附构件12的一端连接。第二吸附构件12的另一端与四通切换阀14的第四孔口连接。
上述四通切换阀14可在第一孔口与第三孔口连通而第二孔口与第四孔口连通的第一状态(图1(A)所示的状态)、以及第一孔口与第四孔口连通而第二孔口与第三孔口连通的第二状态(图1(B)所示的状态)之间进行切换。
如上所述，第一吸附构件11及第二吸附构件12分别由吸附热交换器20构成。下面参照图2、图3及图4对该吸附热交换器20进行说明。
如图2所示，吸附热交换器20是所谓的交叉翅片型的翅片管热交换器。吸附热交换器20具有多个传热管40和多个翅片30。翅片30分别形成为长方形板状，以固定间隔排列。各传热管40形成为直管状，贯穿以固定间隔排列的翅片30。即，在吸附热交换器20中，沿各传热管40的轴向等间隔地配置有大量的翅片30。
如图3所示，在吸附热交换器20中，各传热管40的排列是所谓的交错排列。具体而言，在该吸附热交换器20中，沿翅片30的长边以规定的间距配置有传热管40。另外，在该吸附热交换器20中，沿翅片30的短边也以规定的间距配置有传热管40。在翅片30的长边方向上的传热管40的间距是所谓的层间距，在翅片30的短边方向上的传热管40的间距是所谓的列间距。
在上述吸附热交换器20中，沿翅片30的长边排成一列的一组传热管40构成一个管列。在该吸附热交换器20中，这种管列41、42、43形成有三个。三个管列41、42、43中相邻的管列沿翅片30的长度方向错开层间距的一半。另外，在各管列41、42、43中，相邻的传热管40互相用U字状的U管45连接，由所有的传热管40形成一个通道。这三个管列41、42、43中，位于空气流的最上游侧(图3及图4中的左侧)的管列构成第一管列41，紧跟其后的管列构成第二管列42，位于空气流的最下游侧(图3及图4中的右侧)的管列构成第三管列43。
在上述吸附热交换器20中，沿着通过该吸附热交换器20的空气流动方向(图3及图4中为从左向右的方向)依次形成有第一列部分21、第二列部分22、第三列部分23。具体而言，在该吸附热交换器20中，从其前缘到第一管列41与第二管列42的中间的部分成为第一列部分21，从第一管列41与第二管列42的中间到第二管列42与第三管列43的中间的部分成为第二列部分22，从第二管列42与第三管列43的中间到后缘的部分成为第三列部分23。即，在该吸附热交换器20中，从空气流的上游侧向下游侧(图3及图4中为从左侧向右侧)依次形成有第一列部分21、第二列部分22、第三列部分23。并且，在该吸附热交换器20中，第一列部分21成为上游侧部分26，第三列部分23成为下游侧部分27。
如图4所示，在各翅片30的表面形成有三种吸附层36、37、38。具体而言，在吸附热交换器20的各翅片30中，在位于第一列部分21的部分的表面上形成第一吸附层36，在位于第二列部分22的部分的表面上形成第二吸附层37，在位于第三列部分23的部分的表面上形成第三吸附层38。各吸附层36、37、38由吸附剂和粘合剂构成，其中，吸附剂由粉末状的沸石构成，粘合剂由聚氨酯树脂等构成。在各吸附层36、37、38中，构成吸附剂的沸石粒子通过粘合剂与其他沸石粒子及翅片30接合。
在各吸附层36、37、38中，吸附剂和粘合剂的比例设定为规定的值。吸附剂和粘合剂的比例在各吸附层36、37、38中有所不同。具体而言，吸附层36、37、38中的吸附剂的质量比例以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序增高。即，这三个吸附层36、37、38中越是靠近空气流的下游侧，吸附剂的质量比例越高。这样，在上述吸附热交换器20中，从第一列部分21向着第三列部分23，使位于下游侧的第三列部分23中的翅片30所载的吸附剂的量比位于空气流上游侧的第一列部分21多，从而使翅片30所吸附的水分量平均化。
另外，各吸附层36、37、38中粘合剂的质量比例以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序降低。如上所述，在各吸附层36、37、38中，作为吸附剂的沸石粒子通过粘合剂与其他沸石粒子及翅片30接合。因此，吸附层36、37、38中的沸石粒子的表面一部分处于被粘合剂覆盖的状态。若吸附层36、37、38中粘合剂的质量比例较小，则沸石粒子表面中不被粘合剂覆盖而可与空气接触的部分的面积增大，结果是，吸附层36、37、38的水分吸附能力提高。即，在上述吸附热交换器20中，吸附剂、即沸石粒子中可与空气接触的表面以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序增大，这样也可从第一列部分21向第三列部分23而使翅片30所吸附的水分量平均化。
这样，在上述吸附热交换器20中，各吸附层36、37、38中的吸附剂和粘合剂的混合比例有所不同。结果是，在该吸附热交换器20中，形成于翅片30表面的吸附层36、37、38的静态性能以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序增强。并且，在该吸附热交换器20中，由于静态性能以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序提高，故可从第一列部分21向第三列部分23使翅片30所吸附的水分量平均化。
另外，所谓吸附层36、37、38的静态性能，用使形成有吸附层36、37、38的翅片30与相对湿度固定的空气充分地长时间接触时吸附层36、37、38可吸附的水分量、即在吸附层36、37、38与相对湿度固定的空气共存而达到平衡状态时吸附层36、37、38所吸附的水分量来表示。
—运转动作—上述调湿装置可进行除湿运转和加湿运转。该调湿装置无论进行除湿运转还是进行加湿运转，都以规定的时间间隔(例如间隔5分钟)交替地反复进行第一动作和第二动作。
上述调湿装置在除湿运转中将室外空气OA作为第一空气取入，将室内空气RA作为第二空气取入。另外，上述调湿装置在加湿运转中将室内空气RA作为第一空气取入，将室外空气OA作为第二空气取入。
首先，对第一动作进行说明。在第一动作中，向第一吸附构件11输送第二空气，向第二吸附构件12输送第一空气。在该第一动作中，第一吸附构件11成为再生侧，第二吸附构件12成为吸附侧。
如图1(A)所示，在第一动作中的制冷剂回路10中，四通切换阀14设定为第一状态。压缩机13运转时，制冷剂在制冷剂回路10中循环以进行制冷循环。此时，在制冷剂回路10中，第一吸附构件11作为冷凝器发挥作用，第二吸附构件12作为蒸发器发挥作用。
具体而言，从压缩机13排出的制冷剂在第一吸附构件11中放热而冷凝。在第一吸附构件11中冷凝的制冷剂在通过电动膨胀阀15时被减压，然后在第二吸附构件12中吸热而蒸发。在第二吸附构件12中蒸发的制冷剂吸入到压缩机13中被压缩，并再次从压缩机13中排出。
在由吸附热交换器20构成的第一吸附构件11中，翅片30表面的吸附层36～38被传热管40内的制冷剂加热，从被加热的吸附层36～38中脱离的水分被提供给第二空气。另外，在同样由吸附热交换器20构成的第二吸附构件12中，第一空气中的水分被翅片30表面的吸附层36～38吸附，产生的吸附热由传热管40内的制冷剂吸收。
并且，若在除湿运转中，则将由第二吸附构件12除湿后的第一空气向室内供给，且将从第一吸附构件11脱离的水分与第二空气一起向室外排出。另一方面，若在加湿运转中，则将由第一吸附构件11加湿后的第二空气向室内供给，且将在第二吸附构件12中被夺走水分的第一空气向室外排出。
其次，对第二动作进行说明。在第二动作中，向第一吸附构件11输送第一空气，向第二吸附构件12输送第二空气。在该第二动作中，第二吸附构件12成为再生侧，第一吸附构件11成为吸附侧。
如图1(B)所示，在第二动作中的制冷剂回路10中，四通切换阀14设定为第二状态。压缩机13运转时，制冷剂在制冷剂回路10中循环以进行制冷循环。此时，在制冷剂回路10中，第二吸附构件12作为冷凝器发挥作用，第一吸附构件11作为蒸发器发挥作用。
具体而言，从压缩机13排出的制冷剂在第二吸附构件12中放热而冷凝。在第二吸附构件12中冷凝的制冷剂在通过电动膨胀阀15时被减压，然后在第一吸附构件11中吸热而蒸发。在第一吸附构件11中蒸发的制冷剂被吸入到压缩机13中而被压缩，并再次从压缩机13中排出。
在由吸附热交换器20构成的第二吸附构件12中，翅片30表面的吸附层36～38被传热管40内的制冷剂加热，从被加热的吸附层36～38中脱离的水分被提供给第二空气。另外，在同样由吸附热交换器20构成的第一吸附构件11中，第一空气中的水分被翅片30表面的吸附层36～38吸附，产生的吸附热由传热管40内的制冷剂吸收。
并且，若在除湿运转中，则将由第一吸附构件11除湿后的第一空气向室内供给，且将从第二吸附构件12脱离的水分与第二空气一起向室外排出。另一方面，若在加湿运转中，则将由第二吸附构件12加湿后的第二空气向室内供给，且将在第一吸附构件11中被夺走水分的第一空气向室外排出。
下面参照图4对在上述吸附热交换器20中吸附层36～38吸附空气中的水分的过程进行说明。
向吸附热交换器20输送的空气流向翅片30之间，且依次通过第一列部分21、第二列部分22、第三列部分23。
在第一列部分21中，空气在通过翅片30间的过程中与第一吸附层36接触，空气中的水分被第一吸附层36所吸附。即，在通过第一列部分21的过程中，空气的绝对湿度逐渐降低。在该第一列部分21中，通过的空气因与制冷剂进行热交换而被冷却。但是，在第一吸附层36吸附水分时产生吸附热，所以空气的温度并不太降低。因此，在通过第一列部分21的过程中，空气的相对湿度也逐渐降低。
在第二列部分22中，在通过第一列部分21的过程中相对湿度降低的空气与第二吸附层37接触，空气中的水分被第二吸附层37所吸附。如上所述，第二吸附层37中含有的吸附剂的量比第一吸附层36中含有的吸附剂的量多。另外，与第一吸附层36相比，在第二吸附层37中，吸附剂、即沸石粒子的表面的可与空气接触的部分的面积增加。因此，第二吸附层37从相对湿度降低的空气中也能吸附与第一吸附层36相同程度的水分。即，在位于空气流的第一列部分21下游的第二列部分22中，也能确保与第一列部分21相同程度的水分吸附量。在通过第二列部分22的过程中，也与通过第一列部分21的过程相同，空气的绝对湿度和相对湿度降低。
在第三列部分23中，在通过第二列部分22的过程中相对湿度降低的空气与第三吸附层38接触，空气中的水分被第三吸附层38所吸附。如上所述，第三吸附层38中含有的吸附剂的量比第二吸附层37中含有的吸附剂的量多。另外，与第二吸附层37相比，在第三吸附层38中，吸附剂、即沸石粒子的表面的可与空气接触的部分的面积增加。因此，第三吸附层38从相对湿度降低的空气中也能吸附与第二吸附层37相同程度的水分。即，在位于空气流的第二列部分22下游的第三列部分23中，也能确保与第二列部分22相同程度的水分吸附量。在通过第三列部分23的过程中，也与通过第一列部分21的过程相同，空气的绝对湿度和相对湿度降低。并且，通过第三列部分23后的空气从翅片30之间流出而向吸附热交换器20的下游侧送出。
—实施例1的效果—在本实施例的调湿装置中，在构成第一吸附构件11和第二吸附构件12的吸附热交换器20的翅片30表面上，从空气流的上游侧向下游侧依次形成有第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38。并且，在上述吸附热交换器20中，吸附层36、37、38中的吸附剂的质量比例以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序增大。另外，在上述吸附热交换器20中，吸附层36、37、38中的粘合剂的质量比例以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序减小，吸附剂、即沸石粒子的表面的可与空气接触的部分的面积以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序增大。
因此，在上述吸附热交换器20中，吸附层36、37、38的吸附能力以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序增强，与在通过翅片30之间的过程中相对湿度降低的空气接触的第二吸附层37和第三吸附层38也能确保与第一吸附层36相同程度的水分吸附量。因此，采用本实施例的吸附热交换器20，可使吸附热交换器20各部分的水分吸附量平均化，从而可增大吸附热交换器20的水分吸附能力。
—实施例1的变形例1—在上述吸附热交换器20中，也可通过使各吸附层36、37、38的厚度不同而使各吸附层36、37、38中的吸附剂的量不同。此时，吸附层36、37、38的厚度以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序增加。如上所述，吸附层36、37、38中含有的吸附剂量越多，则吸附层36、37、38的吸附能力越强。因此，本变形例也可使各吸附层36、37、38所吸附的水分量平均化。
—实施例1的变形例2—在上述吸附热交换器20中，也可使设在第一吸附层36及第二吸附层37上的吸附剂的量相等，也可使设在第三吸附层38上的吸附剂的量比第一吸附层36和第二吸附层37中的吸附剂量多。在本变形例的吸附热交换器20中，与位于上游侧部分26的翅片30表面上的第一吸附层36相比，在位于下游侧部分27的翅片30表面上的第三吸附层38设有更多的吸附剂。
实施例2下面对本发明的实施例2进行说明。本实施例是在上述实施例1的调湿装置中对吸附热交换器20的构成进行了变更。
在本实施例的吸附热交换器20中，作为吸附剂使用的物质在吸附层36、37、38中有所不同。具体而言，在该吸附热交换器20中，在第一吸附层36中作为吸附剂仅设置有沸石，在第二吸附层37中作为吸附剂设置有沸石和硅胶的混合物，在第三吸附层38中作为吸附剂仅设置有硅胶。在该吸附热交换器20中，作为吸附剂使用的物质的静态性能以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序增强。因此，在该吸附热交换器20中，与上述实施例1的情况相同，形成于翅片30表面的吸附层36、37、38的静态性能以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序增强。
不过，所谓吸附剂的静态性能，用使吸附剂与相对湿度固定的空气充分地长时间接触时吸附剂可吸附的水分量、即在吸附剂与相对湿度固定的空气共存而达到平衡状态时吸附剂所吸附的水分量来表示。
下面对在上述吸附热交换器20中吸附层吸附空气中的水分的过程进行说明。与上述实施例1的情况相同，向吸附热交换器20输送的空气流入翅片30间，并依次通过第一列部分21、第二列部分22、第三列部分23。
在第一列部分21中，空气在通过翅片30间的过程中与第一吸附层36接触，空气中的水分被第一吸附层36所吸附。即，在通过第一列部分21的过程中，空气的绝对湿度逐渐降低。在该第一列部分21中，通过的空气因与制冷剂进行热交换而被冷却。但是，在第一吸附层36吸附水分时产生吸附热，所以空气的温度并不太降低。因此，在通过第一列部分21的过程中，空气的相对湿度也逐渐降低。
在第二列部分22中，在通过第一列部分21的过程中相对湿度降低的空气与第二吸附层37接触，空气中的水分被第二吸附层37所吸附。如上所述，第二吸附层37中含有的吸附剂的静态性能比第一吸附层36中含有的吸附剂强。因此，第二吸附层37从相对湿度降低的空气中也能吸附与第一吸附层36相同程度的水分。即，在位于空气流的第一列部分21下游的第二列部分22中，也能确保与第一列部分21相同程度的水分吸附量。在通过第二列部分22的过程中，也与通过第一列部分21的过程同样，空气的绝对湿度和相对湿度降低。
在第三列部分23中，在通过第二列部分22的过程中相对湿度降低的空气与第三吸附层38接触，空气中的水分被第三吸附层38所吸附。如上所述，第三吸附层38中含有的吸附剂的静态性能比第二吸附层37中含有的吸附剂强。因此，第三吸附层38从相对湿度降低的空气中也能吸附与第二吸附层37相同程度的水分。即，在位于空气流的第二列部分22下游侧的第三列部分23中，也能确保与第二列部分22相同程度的水分吸附量。在通过第三列部分23的过程中，也与通过第一列部分21的过程同样，空气的绝对湿度和相对湿度降低。并且，通过第三列部分23的空气从翅片30之间流出而向吸附热交换器20的下游侧送出。
这样，在上述吸附热交换器20中，即使在位于空气流下游侧的第二列部分22和第三列部分23中，也能确保与位于空气流上游侧的第一列部分21相同程度的水分吸附量。因此，采用本实施例的吸附热交换器20，可使吸附热交换器20各部分的水分吸附量平均化，从而可增大吸附热交换器20的水分吸附能力。
—实施例2的变形例—在上述吸附热交换器20中，也可在第一吸附层36及第二吸附层37中设置相同的物质作为吸附剂，在第三吸附层38中设置与第一吸附层36及第二吸附层37的吸附剂不同的物质作为吸附剂。例如，可以在第一吸附层36及第二吸附层37中设置沸石作为吸附剂，在第三吸附层38中设置硅胶作为吸附剂。在本变形例的吸附热交换器20中，与位于上游侧部分26的翅片30表面上的第一吸附层36相比，在位于下游侧部分27的翅片30表面上的第三吸附层38上设有静态性能更高的吸附剂。
在上述吸附热交换器20中，也可使用沸石、硅胶以外的物质作为吸附剂，例如具有亲水性或吸水性官能团的有机高分子系材料、具有羧酸基或磺酸基的离子交换树脂系材料、粘度矿物系材料等。此时，作为吸附剂设在吸附层36、37、38中的物质可根据各自的静态性能进行适当选择，使静态性能以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38的顺序增强。另外，也可不单独使用这些材料，而是对这些材料进行各种组合，将组合后的混合物作为吸附剂设在吸附层36、37、38中。
其他实施例在上述各实施例中，吸附热交换器20也可如下构成。
—第一变形例—在上述吸附热交换器20中，也可按各列部分21、22、23而将翅片30分割开。
如图5、图6及图7所示，在本变形例的吸附热交换器20中，在第一列部分21设置有第一翅片31，在第二列部分22设置有第二翅片32，在第三列部分23设置有第三翅片33。第一翅片31仅与第一管列41的传热管40紧贴，第二翅片32仅与第二管列42的传热管40紧贴，第三翅片33仅与第三管列43的传热管40紧贴。并且，第一吸附层36形成在第一翅片31的表面，第二吸附层37形成在第二翅片32的表面，第三吸附层38形成在第三翅片33的表面。
—第二变形例—在上述吸附热交换器20中，管列41、42、43设置有三个，但吸附热交换器20中设置的管列数量并不限定于此。
例如，如图8、图9所示，也可在吸附热交换器20中设置四个管列41、42、43、44。此时，在吸附热交换器20中，从空气流的上游侧向下游侧依次配置有第一管列41、第二管列42、第三管列43、第四管列44。
在本变形例的吸附热交换器20中，如图8所示，也可对应一个管列形成一个列部分。具体而言，在该吸附热交换器20中，从其前缘到第一管列41与第二管列42中间的部分成为第一列部分21，从第一管列41与第二管列42的中间到第二管列42与第三管列43的中间的部分成为第二列部分22，从第二管列42与第三管列43的中间到第三管列43与第四管列44的中间的部分成为第三列部分23，从第三管列43与第四管列44的中间到后缘的部分成为第四列部分24。
即，在该吸附热交换器20中，从空气流的上游侧向下游侧(图8中为从左侧向右侧)依次形成有第一列部分21、第二列部分22、第三列部分23、第四列部分24。并且，在该吸附热交换器20中，第一列部分21成为上游侧部分26，第四列部分24成为下游侧部分27。
在该图8所示的吸附热交换器20的各翅片30中，在位于第一列部分21的部分形成第一吸附层36，在位于第二列部分22的部分形成第二吸附层37，在位于第三列部分23的部分形成第三吸附层38，在位于第四列部分24的部分形成第四吸附层39。在将该变形例适用于上述实施例1的吸附热交换器20时，各吸附层36～39中的吸附剂的质量比例以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38、第四吸附层39的顺序增大。另外，在将该变形例适用于上述实施例2的吸附热交换器20时，设在各吸附层36～39上的吸附剂的静态性能以第一吸附层36、第二吸附层37、第三吸附层38、第四吸附层39的顺序增强。
在本变形例的吸附热交换器20中，如图9所示，也可对应两个管列形成一个列部分。具体而言，在该吸附热交换器20中，从其前缘到第二管列42与第三管列43的中间的部分成为第一列部分21，从第二管列42与第三管列43的中间到后缘的部分成为第二列部分22。
即，在该吸附热交换器20中，从空气流的上游侧向下游侧(图9中为从左侧向右侧)依次形成有第一列部分21、第二列部分22。并且，在该吸附热交换器20中，第一列部分21成为上游侧部分26，第二列部分22成为下游侧部分27。
在该图9所示的吸附热交换器20的各翅片30中，在位于第一列部分21的部分形成第一吸附层36，在位于第二列部分22的部分形成第二吸附层37。在将该变形例适用于上述实施例1的吸附热交换器20时，各吸附层36、37中的吸附剂的质量比例以第一吸附层36、第二吸附层37的顺序增大。另外，在将该变形例适用于上述实施例2的吸附热交换器20时，设在各吸附层36、37上的吸附剂的静态性能以第一吸附层36、第二吸附层37的顺序增强。
产业上的可利用性如上所述，本发明适用于在翅片上载有吸附剂的吸附热交换器。
权利要求
1.一种吸附热交换器，包括供载热体在内部连通的传热管(40)和表面载有吸附剂的翅片(30)，使通过的空气与载于所述翅片(30)上的吸附剂接触，其特征在于，在所述吸附热交换器中，位于空气流上游侧的部分构成上游侧部分(26)，位于空气流下游侧的部分构成下游侧部分(27)，从所述上游侧部分(26)到所述下游侧部分(27)，使所述翅片(30)的水分吸附量平均化。
2.如权利要求1所述的吸附热交换器，其特征在于，在翅片(30)的表面形成具有吸附剂的吸附层(36、38)，在上游侧部分(26)和下游侧部分(27)使所述吸附层(36、38)的静态性能不同，从而从上游侧部分(26)到下游侧部分(27)，使翅片(30)的水分吸附量平均化。
3.如权利要求1所述的吸附热交换器，其特征在于，在上游侧部分(26)和下游侧部分(27)使翅片(30)所载的吸附剂的量不同，从而从上游侧部分(26)到下游侧部分(27)，使翅片(30)的水分吸附量平均化。
4.如权利要求1所述的吸附热交换器，其特征在于，在翅片(30)的表面形成有由吸附剂和粘合剂的混合物构成的吸附层(36、38)，在上游侧部分(26)和下游侧部分(27)使所述吸附层(36、38)中的吸附剂与粘合剂的质量比例不同，从而从上游侧部分(26)到下游侧部分(27)，使翅片(30)的水分吸附量平均化。
5.如权利要求1所述的吸附热交换器，其特征在于，在上游侧部分(26)和下游侧部分(27)使作为吸附剂而载于翅片(30)上的物质不同，从而从上游侧部分(26)到下游侧部分(27)，使翅片(30)的水分吸附量平均化。
6.一种吸附热交换器，包括供载热体在内部连通的传热管(40)、以及安装在该传热管(40)上且表面载有吸附剂的翅片(30)，使通过的空气与载于所述翅片(30)上的吸附剂接触，其特征在于，在所述吸附热交换器中，位于空气流上游侧的部分构成上游侧部分(26)，位于空气流下游侧的部分构成下游侧部分(27)，在所述翅片(30)的表面形成具有吸附剂的吸附层(36、38)，在所述下游侧部分(27)，与所述上游侧部分(26)相比，所述吸附层(36、38)的静态性能高。
7.一种吸附热交换器，包括供载热体在内部连通的传热管(40)、以及安装在该传热管(40)上且表面载有吸附剂的翅片(30)，使通过的空气与载于所述翅片(30)上的吸附剂接触，其特征在于，在所述吸附热交换器中，位于空气流上游侧的部分构成上游侧部分(26)，位于空气流下游侧的部分构成下游侧部分(27)，在所述下游侧部分(27)，与所述上游侧部分(26)相比，所述翅片(30)所载的吸附剂的量多。
8.一种吸附热交换器，包括供载热体在内部连通的传热管(40)、以及安装在该传热管(40)上且表面载有吸附剂的翅片(30)，使通过的空气与载于所述翅片(30)上的吸附剂接触，其特征在于，在所述吸附热交换器中，位于空气流上游侧的部分构成上游侧部分(26)，位于空气流下游侧的部分构成下游侧部分(27)，在所述翅片(30)的表面形成有由吸附剂和粘合剂的混合物构成的吸附层(36、38)，在所述下游侧部分(27)，与所述上游侧部分(26)相比，所述吸附层(36、38)中的吸附剂的质量比例大。
9.一种吸附热交换器，包括供载热体在内部连通的传热管(40)、以及安装在该传热管(40)上且表面载有吸附剂的翅片(30)，使通过的空气与载于所述翅片(30)上的吸附剂接触，其特征在于，在所述吸附热交换器中，位于空气流上游侧的部分构成上游侧部分(26)，位于空气流下游侧的部分构成下游侧部分(27)，在所述下游侧部分(27)，与所述上游侧部分(26)相比，所述翅片(30)载有静态性能高的吸附剂。
全文摘要
吸附热交换器(20)由翅片管型热交换器构成。在吸附热交换器(20)中，从空气流的上游侧向下游侧依次形成有第一管列(41)、第二管列(42)、第三管列(43)。在吸附热交换器(20)中，形成有包含第一管列(41)的第一列部分(21)、包含第二管列(42)的第二列部分(22)、包含第三管列(43)的第三列部分(23)。在吸附热交换器(20)中，在第一列部分(21)的翅片(30)上形成有第一吸附层(36)，在第二列部分(22)的翅片(30)上形成有第二吸附层(37)，在第三列部分(23)的翅片(30)上形成有第三吸附层(38)。吸附层中含有的吸附剂的量以第一吸附层(36)、第二吸附层(37)、第三吸附层(38)的顺序增多。
文档编号F28F13/00GK1934392SQ20058000947
公开日2007年3月21日 申请日期2005年4月25日 优先权日2004年4月28日
发明者薮知宏, 池上周司 申请人:大金工业株式会社