除濕方式的制作方法

　　專利名稱：除濕方式的制作方法

　　技術領域：本發明涉及一種以蒸發器將室內的空氣冷卻并除濕的除濕方法，詳言之，是關于與現有的除濕方法比較，可大幅度提高除濕量的除濕方法。

　　背景技術：現有的除濕機的除濕方法有冷卻式、壓縮式、吸收式、以及吸附式等各種方式。其中，冷卻式也稱為直膨線圈式，其原理是以壓縮式冷凍機冷卻空氣，使飽和水蒸氣壓下降，令空氣中的水分凝結而達除濕的目的。此種方式，因有設備低廉的優點，所以廣泛運用于家庭用除濕機或是業務用除濕機上。

　　如第5圖所示，現有的冷卻式除濕機具有配置于上風側的蒸發器1、配置于下風側的凝結器2、以及形成從蒸發器1流向凝結器2的空氣流的送風機(未圖示)，其一般的構造是以蒸發器1將室內的空氣冷卻并除濕后，再以凝結器2將此空氣重新加熱。

　　通常，除濕量可由第6圖所示的濕空氣線圖求得。例如，以蒸發器1冷卻圖中I點所示標準點(溫度27℃，相對濕度60％)的空氣，而其出口的空氣為O點(溫度17℃)時，其除濕量可由X1-X2＝3.67g/kg(DR)算出。

　　另外，連接I點及O點的直線稱為空氣操作線，再沿著延長線前溯，即可與飽和溫度曲線相接，此時的溫度F(于本例中為10℃)，一般稱作裝置的露點溫度(蒸發溫度)。此一露點溫度(蒸發溫度)越低，前述的O點溫度越會下降，即可得較大的除濕量。

　　再者，也可由此濕空氣線圖求得裝置的顯熱比(SHFSensibleHeatFactor)。顯熱比為冷卻某一空間時，其顯熱量占全熱量的比例，顯熱比＝顯熱量QS/(顯熱量QS+潛熱量QL)。顯熱量QS為使空氣的溫度改變所需的熱量，而潛熱量QL為使空氣中的水分凝結所需的熱量。因此如前述例子的情形中，顯熱比約為0.54，空氣所具有的熱量中，使溫度改變的所需熱量(顯量QS)占全體熱量的54％，而剩余的46％則為產生濕氣的潛熱量QL。

　　如以前述的現有的冷卻式除濕方法所得的可能到達的最低露點溫度，由濕空氣線圖可知，約為5℃左右，無法達到0℃以下。如果空氣操作線偏離飽和溫度曲線，運轉狀態(冷凍循環)會呈現不穩定。為了使冷卻式的除濕方式可增加除濕量，其條件為使裝置的最低露點溫度下降、增加欲從空氣中所取得的潛熱量(QL)、以及使顯熱比(SHF)降低。但是，熱交換器(蒸發器1、凝結器2)的配置如果和前述的除濕方法一樣，則裝置的最低露點溫度降至5℃以下是不可能的。

　　發明內容

　　本發明是鑒于前述的各項問題而開發的，其目的是提供一種使裝置的最低露點溫度下降至0℃附近，以增加除濕量的除濕方法。

　　本發明的除濕方法是從上風側將蒸發器、凝結器依序配置，將空氣流以前述蒸發器冷卻至露點溫度，并除去水分后，再將該空氣流以前述凝結器再加熱至預定溫度的除濕方法，特征在于將前述空氣流中的水分滴狀凝結用前述蒸發器的表面而獲得除濕。

　　現有的除濕方法中，凝結液(空氣中的水分)會呈膜狀覆蓋于蒸發器的表面(凝結面)上，而呈膜狀凝結，由于凝結面的傳熱是透過此液膜而進行的，所以此液膜會成為較大的傳熱抗體。相對于此點，本發明藉由將空氣中的水分如凝結液滴狀覆蓋于凝結面的形態凝結，與膜狀凝結比較下，空氣流與凝結面直接接觸的面積部分增大，而提高了熱貫流率(熱傳導率)。

　　因此，于本發明中，因熱貫流率的提升而促進水分的凝結，使空氣流中所截取的潛熱量增大，而有露點溫度降低的結果。因此，可使露點溫度下降至0℃左右，達到除濕量大幅提升的可能。

　　為使空氣中的水分滴狀凝結于蒸發器的表面上，于蒸發器的上風側配置由凝結器所分割構成的預熱器，藉由此預熱器，使通過蒸發器的空氣溫度上升較為理想。如此，凝結器的凝結負荷會被減低，而隨著凝結溫度的降低，蒸發溫度也跟著下降。所以，空氣流與蒸發器表面間的溫度差會加大，促使水分滴狀凝結，達到除濕量增大的效果。

　　藉由將上述預熱器、蒸發器以及凝結器配置成使顯熱比小于0.5的結構，即可促使空氣流的滴狀凝結化。

　　圖1是用本發明的實施例說明除濕方法的、熱交換器的側面圖。

　　圖2是說明圖1的配管系統圖。

　　圖3是說明本發明實施例的露點溫度(蒸發溫度)的濕空氣線圖。

　　圖4是說明適用本發明的除濕機與現有除濕機的除濕量比較圖。

　　圖5是說明現有除濕方法的各熱交換器的配置圖。

　　圖6是說明除濕方法的露點溫度(蒸發溫度)的濕空氣線圖。

　　具體實施例方式

　　以下參照圖示詳細說明本發明的實施例。

　　圖1揭示本發明的實施例。本實施例中，采用從上風側以垂直方向依序豎立配置預熱凝結器11、蒸發器12以及再熱凝結器13的構成方式，對室內空氣進行除濕。另外，雖然未標示于圖中，但是于再熱凝結器13的下風側配置有可用以形成從預熱凝結器11流向再熱凝結器13的空氣流的送風機。另外，圖中符號14為遮斷空氣通過的擋板。

　　預熱凝結器11與再熱凝結器13，是由將一臺凝結器分割成兩部分，各自配置于蒸發器12的上風側以及下風側，所以如第2圖所示，對于來自壓縮機27的冷媒流，是呈并列的關系。另外，第2圖中的符號32為用于調整冷媒流量的毛細管(capillarytube)。

　　預熱凝結器11、蒸發器12以及再熱冷凝結器13分別具有相同的構造，其構造為由等距配置的多片散熱片111、121、131，以及以貫穿前述散熱片的方式配置的冷媒循環管112、122、132所構成。

　　本實施例中，與參照圖6所說明的現有除濕機的蒸發器1的面積相比較，蒸發器12的面積較小。此蒸發面積如以循環管122在U型(ヘアピン)部位的數目做比較，本實施例的蒸發器12為兩支，而現有的蒸發器1為七支，由此可知本實施例蒸發器12的面積為現有蒸發器1面積的三點五分之一。

　　其次，說明關于本實施例的作用。

　　藉由未示于圖中的送風機的驅動，室內的空氣會被導向預熱凝結機11中，于此上升至預定溫度(本實施例為5℃)的空氣以蒸發器12冷卻而除去水分后，再藉由后段的再熱凝結器13再次加熱至預定溫度后，排入室內。

　　本實施例中，藉由通過預熱凝結器11，空氣以被加溫至既定溫度狀態與蒸發器12的表面接觸，所以與沒有預熱凝結器11的情況比較，會以較大的溫差與蒸發器12的表面接觸。另外，由于凝結器的分割配置，凝結溫度會降低，露點溫度(蒸發溫度)也會下降。基于以上的原因，可促進水分的滴狀凝結，從空氣中取得的潛熱量增加，而達到提高除濕量的目的。

　　以圖3所示的濕氣線圖來說明露點溫度的下降。例如室內的空氣位于標準點(溫度27℃、相對濕度60％)時，由預熱凝結器11預熱至32℃后，蒸發器12會將其冷卻，但此時的操作線是于0℃以下(本案例為-1℃)與飽和溫度曲線相接，而此溫度即成為露點溫度(蒸發溫度)。

　　由此濕氣線圖不能顯示出裝置的顯熱比(SHF)。但是，如后所述，藉由裝置的蒸發溫度(露點溫度)、除濕量、以及壓縮機能力表的計算，即可以算出顯熱比。

　　以標準點(27℃，相對濕度60％)為基準，藉由預熱凝結器11而導致的空氣上升溫度與最低到達蒸發溫度間的關系是例示于表1上。如將預熱凝結器的凝結溫度設定于使空氣溫度能上升3℃以上(例如40℃)，即可得到-1℃的最低到達蒸發溫度。

　　再者，于本實施例中，由于將現有的凝結器2(參照圖5)分割成預熱凝結器11與再熱凝結器13后再分別配置，所以其凝結能力較現有的凝結器1的凝結能力增加，而且，可在不會使壓縮機27能力下降的條件下減低凝結負荷以降低凝結壓力(凝結溫度)(本實施例為40℃)，故可達到不使冷凍能力下降而提高除濕量的效果。同時，由于凝結負荷的減低，也可抑制周圍溫度的上升。

　　以前述說明的方式所構成的除濕機，相對于沒有調整溫度濕度的組裝式倉庫進行除濕，其除濕量與現有家庭用除濕機的比較是顯示于圖4上。其中，實線表示本發明機器，而單點劃線代表現有的機器。

　　圖中，A1點及A2點分別表示于溫度22.5℃、相對濕度47.6％時的本發明機器與現有機器的數據。如比較其除濕量，現有機器為190cc/h，本發明機器為300cc/h，是現有機器的1.58倍。如欲求得本發明機器的顯熱比(SHF)，將現有機器的顯熱比(QS)設為0.54時(前述)，則QL為0.46，所以由0.46×1.58＝0.73，可得知本發明機器的顯熱比為0.27。

　　再者，圖中，B1與B2分別表示溫度24.5℃，相對濕度93.3％時，本發明機器與現有機器的數據。如比較其除濕量，現有機器為520cc/h，本發明機器則為950cc/h，是現有機器的1.8倍。而欲求得本發明機器的顯熱比(SHF)，將現有機器的顯熱比(QS)設為0.54，則QL為0.46，所以由0.46×1.8＝0.83可得知本發明機器的顯熱比為0.17。

　　另外，圖中，C1點及C2點分別表示于溫度27℃、相對濕度60％時，也就是于標準點上，本發明機器以及現有機器的除濕量。可是，并未于此點上實際加以測試，所以無法知其詳細數據，但是可以推定本發明機器較現有機器多約兩倍的除濕量。因此，與前述A1及B1的情形一樣，本發明機器的顯熱比為0.5以下。

　　于本實施例中，蒸發器12的面積為現有蒸發器1的二點五分之一，而且，如前所述，本發明機器的除濕量約為現有機器的兩倍，所以如假設除濕水均勻地以膜覆蓋于往現有機器的蒸發器1表面上，則本實施例的蒸發器12的除濕水膜厚度為現有蒸發器1除濕水膜厚的7倍左右。因此，7倍左右于現有機器的水膜，呈現水滴較為可能。所以，也可說，本實施例是將空氣中的水分以滴狀凝結的形態來除濕。

　　而，由于凝結溫度及蒸發溫度的下降，冷媒的比容積會增大，可促使冷媒的循環量的降低，使消耗的電力減少與蒸發器12的小型化，而達到除濕機全體小型化的目標。另外，依本實施例，蒸發面積(容量)比現有小，但是卻可提高除濕量。

　　于此，依蒸發器理論設計式，本發明蒸發器12與現有蒸發器1的容量關系，可由下列計算式確認。

　　Qe＝K·F·td…(1)Qe蒸發器的冷卻能力(kcal/h)K蒸發器的熱貫流率(kcal/℃m2h)F蒸發器的表面積(m2)td＝(ta+tb)/2-te……(2)ta蒸發器入口的空氣溫度(℃)tb蒸發器出口的空氣溫度(℃)te蒸發器的蒸發溫度(℃)以本發明機器的設計條件而言，是使用與現有機器相同的壓縮機，而冷卻能力也幾乎相同。

　　以Qe1為現有蒸發器的冷卻能力，而本發明蒸發器的冷卻能力為Qe2時，則Qe1＝Qe2。

　　關于現有蒸發器的熱貫流率K1與本發明蒸發器的熱貫流率K2的關系，由于K1為膜狀凝結時的熱貫流率，K2為滴狀凝結時的熱貫流率，所以K1＜K2。

　　由(2)式中，如現有機器td1＝(ta1+tb1)/2-te1，而本發明機器td2＝(ta2+tb2)/2-te2，而ta1＝27℃、ta2＝32℃、tb1＝17℃、tb2＝14℃、te1＝10℃、te2＝7℃時，則td1＝12℃、td2＝16℃，而呈td1＜td2的關系。

　　所以，從Qe1＝Qe2、K1＜K2、td1＜td2的關系中，蒸發器的表面積F，可由(1)式得F1＞F2，所以結論為本發明機器的蒸發器容量必須比現有機器蒸發器的容量小。

　　以上，是關于本發明的實施例加以說明，但是，本發明并不限于此，而可利用本發明技術思想為基礎作各種不同的變化。

　　例如于前述的實施例中，為了使空氣中的水分滴狀凝結，蒸發器12的蒸發溫度下降方法，是采用減少蒸發器12的容量的方法，但是，利用送風機使風量較現有為低的方法來代替時，也可使蒸發溫度下降。

　　另外，于上述的實施例中，雖然使用毛細管32作為冷媒流量調整的機構，但是，為了使蒸發溫度的下降能確實進行冷媒的流量調整，也可以電子膨脹閥代替毛細管32。

　　如前所述，依照本發明的除濕方法，藉由使空氣中的水分呈滴狀凝結，令蒸發器的熱貫流率提升，使其從空氣中取得的潛熱量增大，而達到大幅度提升除濕量的目的。

　　依本發明第二方面的發明，使空氣流與蒸發器表面間的溫度差增大，促進水分的滴狀凝結，同時，凝結溫度亦與蒸發溫度同時下降，即可提升冷凍能力，也就是可促使除濕量增加。再者，由于凝結負荷的減低，而得以抑制周圍溫度的上升，也會使冷媒循環量減少，而得以使熱交換器小型化，并且減少耗用電力。

　　依本發明第三方面的發明，使蒸發器的熱貫流率向上提升，促進水分的滴狀凝結，達到除濕量提高的目的。

　　權利要求

　　1.一種除濕方法，是從上風側按順序配置蒸發器以及凝結器，以前述蒸發器將空氣流冷卻至露點溫度以除去水分后，再以前述凝結器將此空氣流再加熱至預定溫度，其特征在于使前述空氣流中的水分滴狀凝結于前述蒸發器的表面而除濕。

　　2.如權利要求1所述的除濕方法，其中，于前述蒸發器的上風側，配置由前述凝結器所分割構成的預熱器，藉由該預熱器使通過前述蒸發器的空氣流溫度上升。

　　3.如權利要求2所述的除濕方法，其中，將前述預熱器、前述蒸發器以及前述凝結器配置成使顯熱比小于0.5。

　　全文摘要

　　本發明提供一種使裝置的最低露點溫度下降至0℃附近，使除濕量增大的除濕方法，是將預熱凝結器(11)、蒸發器(12)以及再熱凝結器(13)配置成使顯熱比小于0.5的情況，使空氣中的水分滴狀凝結于蒸發器(12)的表面而除濕。這樣可以在降低凝結器的凝結負荷，降低凝結溫度的同時，降低蒸發溫度。因此，使空氣流與蒸發器表面之間的溫度差加大，促進水分的滴狀凝結，謀求除濕量提高。

　　文檔編號F24F1/02GKSQ

　　公開日2004年3月17日申請日期2002年4月15日優先權日2000年10月19日

　　發明者佐藤近義申請人:佐藤近義