集中式空調(diào)系統(tǒng)除濕技術(shù)國(guó)內(nèi)外專利布局分析

王婉 李秀倩

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南鄭州 450002）

集中式空調(diào)系統(tǒng)除濕技術(shù)國(guó)內(nèi)外專利布局分析

王婉 李秀倩

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南鄭州 450002）

濕度是集中式空調(diào)系統(tǒng)的主要控制參數(shù)之一，通常采用冷卻除濕、吸收式除濕和吸附式除濕等方法進(jìn)行空氣除濕。本文從專利分析角度出發(fā)，研究了集中式空調(diào)系統(tǒng)除濕的發(fā)展歷程、國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)以及行業(yè)的專利分布，為國(guó)內(nèi)集中式空調(diào)系統(tǒng)除濕技術(shù)的研究和專利布局提供一定的借鑒。

集中式空調(diào)系統(tǒng)；冷卻除濕；吸收式除濕;專利分析

集中式空調(diào)系統(tǒng)——空氣集中于機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行處理（冷卻、去濕、加熱、加濕等），而房間內(nèi)只有空氣分配裝置。潮濕是目前室內(nèi)環(huán)境存在的主要問題。例如長(zhǎng)江以南的許多地區(qū)室外空氣相當(dāng)潮濕，這些地區(qū)的諸如倉(cāng)庫(kù)等不需要溫度控制的場(chǎng)所，室內(nèi)相對(duì)濕度常年超高。空氣濕度過高，導(dǎo)致金屬生銹，電器絕緣性能降低，藥品、食品、糧食等物品霉變，因此在上述環(huán)境中，空氣除濕成為主要的問題。另外，還有一些生產(chǎn)工藝對(duì)濕度也有一定的要求。由此可見，建筑濕環(huán)境是空調(diào)系統(tǒng)的主要控制對(duì)象之一。

1 專利檢索

本研究使用中文數(shù)據(jù)CNABS以及英文數(shù)據(jù)庫(kù)DWPI為檢索數(shù)據(jù)庫(kù)。在檢索過程中，主要采用IPC、CPC分類號(hào)和關(guān)鍵詞相結(jié)合的方式進(jìn)行。具體來說，檢索時(shí)采用IC（F24F3/14）、CPC（F24F3/1405、F24F3/1411、F24F3/ 1417、F24F3/1423、F24F3/1429）和關(guān)鍵詞、年份、以及國(guó)家等結(jié)合起來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

冷卻除濕主要分布在F24F3/1405，吸收式除濕主要分布在F24F3/1411、F24F3/1417、F24F3/1429，吸附式除濕主要分布在F24F3/1423、F24F3/1429。本文涉及的關(guān)鍵詞主要有：除濕、減濕、壓縮、制冷劑、吸收、吸附、轉(zhuǎn)輪本文利用分類號(hào)與關(guān)鍵詞相結(jié)合的方式在S系統(tǒng)中進(jìn)行檢索，其中，在CNABS中檢索到中國(guó)專利申請(qǐng)文獻(xiàn)1267篇，在DWPI中檢索到專利文獻(xiàn)3368篇。

2 專利分析與討論

2.1 全球?qū)＠植记闆r

在20世紀(jì)60年代，集中式空調(diào)系統(tǒng)的除濕領(lǐng)域的專利申請(qǐng)最早出現(xiàn)在德國(guó)。隨著空調(diào)行業(yè)的發(fā)展，有關(guān)集中式空調(diào)系統(tǒng)的除濕開始出現(xiàn)，專利申請(qǐng)量較小，申請(qǐng)人主要集中在美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、日本這些工業(yè)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家，如圖1所示。整體來看，在該領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)起步比國(guó)外晚了大概20年，但最近十年，國(guó)內(nèi)的申請(qǐng)量逐漸追上國(guó)外水平，甚至在2009年稍稍高于國(guó)外的申請(qǐng)量，說明我國(guó)在這一領(lǐng)域逐步縮小與國(guó)外差異。需要注意的是專利申請(qǐng)量的排名與創(chuàng)新力度的排名并不完全相符，這與申請(qǐng)人對(duì)專利保護(hù)的重視程度和對(duì)科技創(chuàng)新的意識(shí)息息相關(guān)。

圖1 集中式空調(diào)系統(tǒng)的除濕領(lǐng)域全球?qū)＠植记闆r

2.2 集中式空調(diào)系統(tǒng)的除濕技術(shù)發(fā)展歷程

國(guó)外在集中式空調(diào)系統(tǒng)的除濕領(lǐng)域發(fā)展得比較早，該領(lǐng)域早期的專利申請(qǐng)?zhí)枮镈E1919290A，申請(qǐng)人為（SCHA-I）SCHANTZ H，申請(qǐng)日為1969.4.16，公開日為1980.6.19，屬于制冷劑冷卻除濕，采用與主制冷單元并聯(lián)的附加的用于除濕冷凝單元，可以通過轉(zhuǎn)換閥門在主制冷單元和附加除濕單元之間轉(zhuǎn)換。

中國(guó)集中式空調(diào)系統(tǒng)的除濕領(lǐng)域?qū)＠钤绯霈F(xiàn)于1985年，比國(guó)外晚了約16年，代表專利為CN85204525U（申請(qǐng)人為東北工學(xué)院，申請(qǐng)日為1985.11.01，公開日為1987.5.6），屬于制冷劑冷卻除濕，它設(shè)有兩個(gè)蒸發(fā)器，一個(gè)安設(shè)在地面上、一個(gè)安設(shè)在地面下，并增設(shè)了通、排風(fēng)管道和風(fēng)道，又在各管道和風(fēng)道的不同部位安設(shè)了若干個(gè)氣流換向閘門，從而實(shí)現(xiàn)了用一套系統(tǒng)裝置，同時(shí)或分別完成了地下建筑的供熱、除濕、換氣。

中國(guó)建筑科學(xué)研究院空氣調(diào)節(jié)研究所在1989.2.21提出了“一種轉(zhuǎn)輪除濕設(shè)備”的專利申請(qǐng)，專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N89201805.4，屬于固體吸附式除濕，由吸濕轉(zhuǎn)輪、電動(dòng)機(jī)、新風(fēng)通道和再生空氣通道組成，其特征是吸濕轉(zhuǎn)輪由芯管、加強(qiáng)板、扇形體紙芯和外殼組成。扇形體紙芯由玻璃纖維加有機(jī)纖維的吸濕紙涂吸溫劑壓成波紋狀組成。沒有石棉紙芯的污染，轉(zhuǎn)輪強(qiáng)度提高，可制成除濕量更大的轉(zhuǎn)輪圓柱體，適宜于各種場(chǎng)合的空氣除濕。

阿爾斯特羅姆弗列塔根瑞典公司在1989.6.13提出了“空氣調(diào)節(jié)方法及其設(shè)備”的專利申請(qǐng)，專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N89103997.X，屬于液體吸收式除濕，包括吸收由鹽類水溶液構(gòu)成的循環(huán)吸收液的水蒸汽。吸收液通過與蒸發(fā)器里的加熱流體間接熱交換，蒸發(fā)濃縮而再生。蒸發(fā)器產(chǎn)生里的水蒸汽通過與冷卻液間接熱交換，在冷凝器中冷凝，冷卻液主要為待濃縮的吸收液，或已在蒸發(fā)器中濃縮的吸收液。冷凝器中的冷卻液上方的水蒸汽壓力，因使氣體流動(dòng)與冷卻液接觸而降低。

株式會(huì)社荏原制作所在1998.3.4在1997.5.23首先提出一種除濕和再生同時(shí)進(jìn)行的申請(qǐng)，該申請(qǐng)名稱為“去濕空調(diào)裝置”，申請(qǐng)?zhí)枮椋篊N97112142.7，包括分別設(shè)置在作業(yè)空氣管道和再生空氣管道中的兩干燥件，使用一熱泵裝置的低溫和高溫?zé)嵩创蟠筇岣呃鋮s效率。在一管道中干燥劑進(jìn)行去濕而吸收作業(yè)空氣中的濕氣的同時(shí)另一管道中的再生空氣除去干燥劑的濕氣。

袁一軍、沃爾特·阿爾伯斯等申請(qǐng)人在2004.12.29首先提出基于溶液除濕冷卻與制冷循環(huán)復(fù)合的空氣處理方法，該發(fā)明名稱為“基于溶液除濕冷卻與制冷循環(huán)復(fù)合的空氣處理方法”，申請(qǐng)?zhí)枮椋篊N200410015956.5，它利用溶液除濕處理空氣的潛熱負(fù)荷即濕負(fù)荷，利用任何制冷循環(huán)處理顯熱負(fù)荷，溶液除濕所需的冷卻源由制冷循環(huán)提供，溶液濃縮再生所需熱量亦由制冷循環(huán)提供。對(duì)空氣進(jìn)行冷卻及除濕處理時(shí)，需處理的空氣可以通過由至少一個(gè)溶液除濕器和至少一個(gè)制冷循環(huán)的蒸發(fā)器間隔排列的空氣處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)冷卻和除濕；對(duì)空氣進(jìn)行加熱加濕處理時(shí)，只需將上述溶液除濕器轉(zhuǎn)換為溶液再生器，蒸發(fā)器轉(zhuǎn)換為冷凝器即可。該方法使壓縮機(jī)電耗降低、降濕成本降低、可獨(dú)立精確的控制空氣的溫度和濕度。

李賢錫在2012.8.2提出一種“降濕為主，降溫為輔”的空氣調(diào)節(jié)方式，該發(fā)明名稱為“健康舒適節(jié)能空調(diào)器及對(duì)空氣的處理方法”，申請(qǐng)?zhí)枮椋篊N201210274487.3，屬于制冷劑冷卻除濕，包括組合蒸發(fā)器、除霧腔、水霧阻隔網(wǎng)、排水口、能提供熱交換介質(zhì)的熱交換循環(huán)裝置；除濕導(dǎo)熱管貫穿進(jìn)氣通道的下方與回氣通道的下方，除濕導(dǎo)熱管、出風(fēng)口導(dǎo)熱管各分別接入到熱交換循環(huán)裝置其熱交換循環(huán)回路中；所述的組合蒸發(fā)器其下方設(shè)有連通進(jìn)氣出口和回氣入口的除霧腔，除霧腔其內(nèi)部設(shè)有防止進(jìn)氣出口與回氣入口直接連通的水霧阻隔網(wǎng)，排水口連通除霧腔。該種空調(diào)器出風(fēng)的溫度與濕度可獨(dú)立控制，運(yùn)用以“除濕為主，降溫為輔”的空氣調(diào)節(jié)方式，處理出濕度稍低、溫度適中，有益健康和舒適的空氣，而且更加環(huán)保節(jié)能。

2.3 主要申請(qǐng)人的重點(diǎn)專利技術(shù)分析和介紹

通過比較中國(guó)專利申請(qǐng)和全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量增長(zhǎng)及排名情況，本文選定專利申請(qǐng)量多，且在集中式空調(diào)系統(tǒng)的除濕行業(yè)影響較大的企業(yè)申請(qǐng)人作為主要申請(qǐng)人。在這里對(duì)他們的專利進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹以明晰他們技術(shù)研究的方向。

2.3.1大金工業(yè)株式會(huì)社的重點(diǎn)專利技術(shù)

大金工業(yè)株式會(huì)社在集中式空調(diào)系統(tǒng)的除濕領(lǐng)域的申請(qǐng)較多，有關(guān)冷卻、吸附、吸收除濕方式的產(chǎn)品也已成熟，其中，吸附式除濕相關(guān)的專利相對(duì)較多。

2005年，大金提出一種進(jìn)行吸附劑的再生和冷卻的對(duì)空氣進(jìn)行濕度調(diào)節(jié)的調(diào)濕裝置，解決現(xiàn)有調(diào)濕裝置吸附劑再生量低、制冷劑再生溫度低、需對(duì)制冷劑回路進(jìn)行配管連接、作業(yè)不便的問題；提供一種調(diào)濕裝置，其制暖效果好、壓力損失低、冷凝溫度低、有效利用壓縮機(jī)自身的放射熱量、可在狹小區(qū)域設(shè)置、可除去塵埃。

2012年，大金提出一種利用液體吸收劑對(duì)空氣的濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)濕用模塊以及包括該調(diào)濕用模塊的調(diào)濕裝置，解決了讓液體吸收劑通過透濕膜與空氣之間進(jìn)行水分的吸收和釋放的部件無法充分地小型化的難題，也就是在液體吸收劑經(jīng)透濕膜與空氣之間進(jìn)行水分的吸收和釋放的調(diào)濕用模塊中，通過抑制液體吸收劑的溫度變化來實(shí)現(xiàn)調(diào)濕用模塊的小型化。

2.3.2 清華大學(xué)的重點(diǎn)專利技術(shù)

清華大學(xué)的江億院士在空調(diào)除濕方面頗有研究，尤其是溶液除濕和溫濕度獨(dú)立控制這一塊。

2002年，清華提出以一種空氣除濕冷卻裝置，該空氣除濕冷卻裝置包括由除濕模塊和板式換熱器的多級(jí)組成的空氣除濕器、間接蒸發(fā)冷卻器和空氣-水換熱器；由多級(jí)空氣除濕器除濕后的熱的干燥空氣，經(jīng)過與間接蒸發(fā)冷卻器制備的低于室內(nèi)回風(fēng)濕球溫度的冷水經(jīng)過空氣-水換熱器被冷卻；從空氣-水換熱器出來的水通過管道接入多級(jí)除濕器中的除濕出口側(cè)板式換熱器中冷卻除濕溶液后返回間接蒸發(fā)冷卻器。室內(nèi)回風(fēng)經(jīng)過間接蒸發(fā)冷卻器后變成濕熱的空氣并排出室外，具有易于制造、成本低廉、控制簡(jiǎn)單和節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。

2011年，清華提出一種溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源，該冷熱源包括：依次連接的壓縮機(jī)1、第一冷凝器2和第二冷凝器3，分別與第二冷凝器3相連接的第一膨脹閥4和第二膨脹閥5，分別與壓縮機(jī)1相連接的第一蒸發(fā)器6和第二蒸發(fā)器7；所述第一蒸發(fā)器6與所述第一膨脹閥4相連接構(gòu)成第一循環(huán)支路；所述第二蒸發(fā)器7與所述第二膨脹閥5相連接構(gòu)成第二循環(huán)支路；所述第一循環(huán)支路與所述第二循環(huán)支路并聯(lián)在所述第二冷凝器3與所述壓縮機(jī)1之間。本發(fā)明所述的溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源的制冷效率高，能夠大幅度降低能源消耗，保護(hù)大氣環(huán)境。

3 總結(jié)

當(dāng)前集中式空調(diào)系統(tǒng)除濕技術(shù)目前發(fā)展較為成熟，國(guó)外已經(jīng)過了一個(gè)小高峰期，國(guó)內(nèi)起步較晚，目前處在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的較高發(fā)展水平。集中式空調(diào)系統(tǒng)的除濕技術(shù)目前正向著利用太陽能及廢余熱等低品位熱源再生來節(jié)能、發(fā)展多級(jí)/分級(jí)再生模式來降低熱源溫度需求及提高熱源利用率、優(yōu)化運(yùn)行控制以提高適應(yīng)性、系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊化小型化等方向發(fā)展。另外，混合式除濕空調(diào)系統(tǒng)也成為集中式空調(diào)系統(tǒng)的除濕技術(shù)發(fā)展的重要方向。

［1］劉東.吸收式除濕供冷技術(shù)的特性研究［J］.華東電力，2001，29（2）：17-19.

［2］牛長(zhǎng)強(qiáng)，張濤，周游，等.轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)及吸附劑再生特性研究進(jìn)展［J］.制冷與空調(diào)，2014（9）：36-41.

［3］張燕，金梧鳳，陳華.冷卻除濕改進(jìn)技術(shù)研究［J］.綠色科技，2012（9）：242-244.

Analysison Domestic and Overseas Patent Layout of The Dehum idification of Air Conditioning System

WangWan LiXiuqian
(PatentExamination Cooperation Henan Centerof SIPO,Zhengzhou Henan 450002)

Air humidity is one of themain control parameters of central air conditioning system in which cooling dehumidification,absorption dehumidification and desiccant dehumidification have been widely adopted.In this paper, the research in the developmenthistory,development trends athome and abroad aswell as industry patent distributing of the dehumidification in central air conditioning system are studied from patent information analysis,which has provided some reference for the study and patent layouton the technology of dehumidification in central air conditioning system.

central air conditioning system;cooling dehumidification,absorption dehumidification;desiccant dehumidification;patentanalysis

G306

A

1003-5168（2017）01-0056-03

2016-12-29

王婉（1989-），女，碩士，實(shí)習(xí)研究員，研究方向：暖通工程；李秀倩（1989-），女，碩士，實(shí)習(xí)研究員，研究方向：暖通工程（等同于第一作者）。