JP2006071139A - Drying device and its operating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、衣類乾燥や浴室乾燥、あるいは室内除湿などに用いるヒートポンプ式乾燥装置及びその運転方法に関する。 The present invention relates to a heat pump type drying apparatus used for clothes drying, bathroom drying, indoor dehumidification, and the like and an operation method thereof.
従来のヒートポンプ式乾燥装置としては、ヒートポンプを熱源として用い、乾燥用空気を循環させるものがあった(例えば特許文献1参照)。図9は従来のヒートポンプ式乾燥装置の構成図である。
図9において、衣類乾燥装置本体1は、本体1内にて回転自在に設けられた乾燥室として使用される回転ドラム2を有し、モータ3によってドラムベルト4を介して駆動される。乾燥用空気を回転ドラム2からフィルタ11、回転ドラム側吸気口10を通って循環ダクト18へ送るための送風機22は、モータ3によってファンベルト8を介して駆動される。冷媒を蒸発させ乾燥用空気を除湿する蒸発器23、冷媒を凝縮させて乾燥用空気を加熱する凝縮器24、冷媒に圧力差を生じさせる圧縮機25、冷媒の圧力差を維持するためのキャピラリチューブ等の膨張機構26、及び冷媒が通る配管27とでヒートポンプ装置を構成している。排気口28は凝縮器24で加熱された乾燥用空気の一部を本体1外へ排出するものである。なお、矢印Bは乾燥用空気の流れを示している。
次にその動作を説明する。まず乾燥すべき衣類21を回転ドラム2内に置く。次にモータ3を回転させると回転ドラム2及び送風機22が回転し乾燥用空気の流れBが生じる。乾燥用空気は回転ドラム2内の衣類21から水分を奪った結果、多湿となった後、送風機22により循環ダクト18内を通ってヒートポンプ装置の蒸発器23へ運ばれる。蒸発器23に熱を奪われた乾燥用空気は除湿され、更に凝縮器24へ運ばれて加熱された後、再び回転ドラム2内へ循環される。19は循環ダクト18の途中に設けた排気口であり、蒸発器23で除湿されて生じたドレン水を排出する。以上の結果、衣類21は乾燥していく仕組みである。
In FIG. 9, the clothes drying apparatus main body 1 has a rotating drum 2 that is used as a drying chamber rotatably provided in the main body 1, and is driven by a
Next, the operation will be described. First, the
しかしながら、上記従来の構成では、乾燥対象の乾燥終了を直接検知することが不可能であり、例えば、乾燥装置の運転時間により乾燥終了判断を行う他なかった。したがって、乾燥対象の種類(綿や化学繊維)による乾燥し易さの違いによって、実際の乾燥終了点と乾燥装置の運転を停止する点との間に大きな時間的な差が生じていた。これより、乾燥に要する電力を無駄に消費していた。したがって、乾燥対象の乾燥終了を検知することは、省エネの観点からも非常に意義がある。
また、ヒートポンプ装置の冷媒として現在使われているHFC冷媒(分子中に水素、フッ素、炭素の各原子を含む)が、地球温暖化に直接的に影響するとして、これらの代替として自然界に存在するCO2などの自然冷媒への転換が提案されている。しかし、CO2冷媒を用いた場合は、HFC冷媒と比較して、ヒートポンプシステムの理論効率が低く、ヒートポンプ式乾燥装置の運転効率が低下するという課題を有している。
したがって、地球温暖化に直接的に影響しないCO2などの自然冷媒を用いて、さらに地球温暖化への間接的な影響を小さくするための省エネルギー化、高効率化を実現しなくてはならない。
However, in the above-described conventional configuration, it is impossible to directly detect the end of drying of a drying target. For example, the end of drying is determined based on the operation time of the drying apparatus. Therefore, due to the difference in easiness of drying depending on the type of drying object (cotton or chemical fiber), there is a large time difference between the actual drying end point and the point at which the operation of the drying apparatus is stopped. As a result, the power required for drying was wasted. Therefore, detecting the end of drying of a drying target is very significant from the viewpoint of energy saving.
In addition, HFC refrigerants currently used as refrigerants for heat pump devices (including hydrogen, fluorine, and carbon atoms in the molecule) directly affect global warming. Conversion to natural refrigerants such as CO 2 has been proposed. However, when a CO 2 refrigerant is used, the theoretical efficiency of the heat pump system is lower than that of the HFC refrigerant, and the operation efficiency of the heat pump dryer is reduced.
Therefore, it is necessary to realize energy saving and high efficiency in order to reduce the indirect influence on global warming by using a natural refrigerant such as CO 2 that does not directly affect global warming.
従って本発明は、従来の課題に鑑みてなされたものであり、乾燥対象の乾燥状態に適応して乾燥装置の運転を停止することで、乾燥に要する電力を削減することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of the conventional problems, and an object thereof is to reduce the power required for drying by stopping the operation of the drying apparatus in accordance with the drying state of the object to be dried.
請求項1記載の本発明の乾燥装置は、冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置及び蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と、送風手段を用いて前記放熱器の熱により加熱された乾燥用空気を乾燥対象に導き、前記乾燥対象から水分を奪った前記乾燥用空気を前記蒸発器で除湿する乾燥用空気流路と、前記乾燥用空気の温度を検出する乾燥用空気温度検出手段と、前記乾燥用空気温度検出手段からの検出値を用いて、前記乾燥対象の乾燥終了を判断し、乾燥終了判断の後に、圧縮機を停止して乾燥装置の終了動作を行う運転制御手段とを備えたことを特徴とすることを特徴とする。
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の乾燥装置において、前記乾燥用空気温度検出手段を前記蒸発器前後に二つ備え、前記運転制御手段では、前記乾燥用空気温度検出手段からのそれぞれの検出値の差を用いて前記乾燥装置の前記終了動作を行うことを特徴とする。
請求項3記載の本発明の乾燥装置の運転方法は、冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置及び蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と、送風手段を用いて前記放熱器の熱により加熱された乾燥用空気を乾燥対象に導き、前記乾燥対象から水分を奪った前記乾燥用空気を前記蒸発器で除湿する乾燥用空気流路と、前記乾燥用空気の温度を検出する乾燥用空気温度検出手段とを備える乾燥装置の運転方法であって、前記乾燥用空気温度検出手段からの検出値を用いて、前記乾燥対象の乾燥終了を判断し、乾燥終了判断の後に、圧縮機を停止して乾燥装置の終了動作を行うことを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項3に記載の乾燥装置の運転方法において、前記乾燥用空気温度検出手段からの検出値が所定値以上となった後に、前記乾燥対象の乾燥が終了したと判断し、前記圧縮機を停止して乾燥装置の終了動作を行うことを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項3に記載の乾燥装置の運転方法において、前記乾燥用空気温度検出手段からの検出値の単位時間当たりの変化量が所定値以下となった後に、前記乾燥対象の乾燥が終了したと判断し、前記圧縮機を停止して乾燥装置の終了動作を行うことを特徴とする。
請求項6記載の本発明の乾燥装置の運転方法は、冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置及び蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と、送風手段を用いて前記放熱器の熱により加熱された乾燥用空気を乾燥対象に導き、前記乾燥対象から水分を奪った前記乾燥用空気を前記蒸発器で除湿する乾燥用空気流路と、前記蒸発器前後に設けられて前記乾燥用空気の温度を検出する蒸発器入口及び蒸発器出口の二つの乾燥用空気温度検出手段とを備える乾燥装置の運転方法であって、前記二つの乾燥用空気温度検出手段からの検出値の差が所定値以上となった後に、前記乾燥対象の乾燥が終了したと判断し、前記圧縮機を停止して乾燥装置の終了動作を行うことを特徴とする。
請求項7記載の本発明の乾燥装置の運転方法は、冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置及び蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と、送風手段を用いて前記放熱器の熱により加熱された乾燥用空気を乾燥対象に導き、前記乾燥対象から水分を奪った前記乾燥用空気を前記蒸発器で除湿する乾燥用空気流路と、前記蒸発器前後に設けられて前記乾燥用空気の温度を検出する蒸発器入口及び蒸発器出口の二つの乾燥用空気温度検出手段とを備える乾燥装置の運転方法であって、前記二つの乾燥用空気温度検出手段からの検出値の差の単位時間当たりの変化量が所定値以下となった後に、前記乾燥対象の乾燥が終了したと判断し、前記圧縮機を停止して乾燥装置の終了動作を行うことを特徴とする。
請求項8記載の本発明は、請求項3から請求項7のいずれかに記載の乾燥装置の運転方法において、前記ヒートポンプ装置の高圧側サイドを超臨界状態として運転することを特徴とする。
In the drying apparatus according to the first aspect of the present invention, the refrigerant is heated by the heat of the radiator using a heat pump device configured to circulate in the order of the compressor, the radiator, the expansion device, and the evaporator, and the blowing unit. A drying air flow path for deriving the drying air to the drying target and dehumidifying the drying air deprived of the drying target by the evaporator, and a drying air temperature detecting means for detecting the temperature of the drying air And an operation control means for determining the end of drying of the object to be dried using the detected value from the air temperature detecting means for drying, and stopping the compressor and ending the drying device after the end of drying is determined. It is characterized by having provided.
According to a second aspect of the present invention, in the drying apparatus according to the first aspect, the drying air temperature detection means is provided two before and after the evaporator, and the operation control means includes the drying air temperature detection means from the drying air temperature detection means. The ending operation of the drying apparatus is performed using a difference between the detected values.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for operating the drying apparatus according to the present invention, in which a refrigerant is circulated in the order of a compressor, a radiator, a throttling device, and an evaporator, and the heat of the radiator using a blower. A drying air flow path for guiding the heated drying air to a drying target, dehumidifying the drying air deprived of moisture from the drying target by the evaporator, and a drying air for detecting a temperature of the drying air A drying apparatus operating method comprising a temperature detection means, wherein the detected value from the drying air temperature detection means is used to determine the end of drying of the object to be dried, and the compressor is stopped after the end of drying is determined. Then, the drying operation is completed.
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for operating the drying apparatus according to the third aspect, after the detected value from the drying air temperature detecting means is equal to or greater than a predetermined value, the drying of the drying object is completed. And the compressor is stopped and the drying device is terminated.
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for operating the drying apparatus according to the third aspect, after the amount of change per unit time of the detected value from the drying air temperature detecting means becomes a predetermined value or less, It is determined that the drying of the object to be dried is completed, and the compressor is stopped and the drying apparatus is finished.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for operating the drying apparatus according to the present invention, in which a refrigerant is circulated in the order of a compressor, a radiator, a throttling device, and an evaporator, and the heat of the radiator using a blower. A drying air flow path for leading the heated drying air to a drying target and dehumidifying the drying air deprived of moisture from the drying target by the evaporator, and the drying air provided before and after the evaporator A drying apparatus having two drying air temperature detecting means at an evaporator inlet and an evaporator outlet for detecting a temperature of the drying air, wherein a difference between detected values from the two drying air temperature detecting means is predetermined. After reaching the value, it is determined that the drying of the object to be dried is completed, and the compressor is stopped and the drying device is terminated.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for operating the drying apparatus according to the present invention, in which a refrigerant is circulated in the order of a compressor, a radiator, a throttling device, and an evaporator, and heat of the radiator using a blower. A drying air flow path for leading the heated drying air to a drying target and dehumidifying the drying air deprived of moisture from the drying target by the evaporator, and the drying air provided before and after the evaporator A drying apparatus comprising two drying air temperature detection means at an evaporator inlet and an evaporator outlet for detecting the temperature of the drying apparatus, wherein a unit of difference between detected values from the two drying air temperature detection means After the amount of change per time becomes equal to or less than a predetermined value, it is determined that the drying of the drying target has been completed, and the compressor is stopped and the drying device is terminated.
According to an eighth aspect of the present invention, in the method for operating a drying apparatus according to any one of the third to seventh aspects, the high-pressure side of the heat pump device is operated in a supercritical state.
本発明の乾燥装置によれば、乾燥用空気の温度を検出することで、乾燥対象の乾燥終了を正しく判断できるので、それに応じて乾燥装置の運転を適切に停止することで、従来例と比較して乾燥に要する電力の低減が可能となる。 According to the drying apparatus of the present invention, by detecting the temperature of the drying air, it is possible to correctly determine the end of drying of the object to be dried. Accordingly, by appropriately stopping the operation of the drying apparatus accordingly, it is compared with the conventional example. Thus, the power required for drying can be reduced.
本発明の第1の実施の形態による乾燥装置は、冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置及び蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と、送風手段を用いて放熱器の熱により加熱された乾燥用空気を乾燥対象に導き、乾燥対象から水分を奪った乾燥用空気を蒸発器で除湿する乾燥用空気流路と、乾燥用空気の温度を検出する乾燥用空気温度検出手段と、乾燥用空気温度検出手段からの検出値を用いて、乾燥対象の乾燥終了を判断し、乾燥終了判断の後に、圧縮機を停止して乾燥装置の終了動作を行う運転制御手段とを備えたものである。本実施の形態によれば、乾燥対象の乾燥状態に適応した乾燥装置の運転停止が行えるので、乾燥に要する電力の削減が可能となる。
本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態による乾燥装置において、乾燥用空気温度検出手段を蒸発器前後に二つ備え、運転制御手段では、乾燥用空気温度検出手段からのそれぞれの検出値の差を用いて乾燥装置の終了動作を行うものである。本実施の形態によれば、乾燥対象の乾燥状態を正しく判断でき、乾燥装置の運転を適切に停止できる。
本発明の第3の実施の形態による乾燥装置の運転方法は、冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置及び蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と、送風手段を用いて放熱器の熱により加熱された乾燥用空気を乾燥対象に導き、乾燥対象から水分を奪った乾燥用空気を蒸発器で除湿する乾燥用空気流路と、乾燥用空気の温度を検出する乾燥用空気温度検出手段とを備える乾燥装置であって、乾燥用空気温度検出手段からの検出値を用いて、乾燥対象の乾燥終了を判断し、乾燥終了判断の後に、圧縮機を停止して乾燥装置の終了動作を行うものである。本実施の形態によれば、乾燥対象の乾燥終了判断を正しく行い、乾燥装置の運転停止を適切に行うことが可能となり、乾燥に要する電力の低減が図られる。
本発明の第4の実施の形態は、第3の実施の形態による乾燥装置の運転方法において、乾燥用空気温度検出手段からの検出値が所定値以上となった後に、乾燥対象の乾燥が終了したと判断し、圧縮機を停止して乾燥装置の終了動作を行うものである。本実施の形態によれば、乾燥対象の乾燥状態を正しく判断でき、乾燥装置の運転を適切に停止できる。
本発明の第5の実施の形態は、第3の実施の形態による乾燥装置の運転方法において、乾燥用空気温度検出手段からの検出値の単位時間当たりの変化量が所定値以下となった後に、乾燥対象の乾燥が終了したと判断し、圧縮機を停止して乾燥装置の終了動作を行うものである。本実施の形態によれば、乾燥対象の乾燥状態を正しく判断でき、乾燥装置の運転を適切に停止できる。
本発明の第6の実施の形態による乾燥装置の運転方法は、冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置及び蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と、送風手段を用いて放熱器の熱により加熱された乾燥用空気を乾燥対象に導き、乾燥対象から水分を奪った乾燥用空気を蒸発器で除湿する乾燥用空気流路と、蒸発器前後に設けられて乾燥用空気の温度を検出する蒸発器入口及び蒸発器出口の二つの乾燥用空気温度検出手段とを備える乾燥装置であって、二つの乾燥用空気温度検出手段からの検出値の差が所定値以上となった後に、乾燥対象の乾燥が終了したと判断し、圧縮機を停止して乾燥装置の終了動作を行うものである。本実施の形態によれば、乾燥対象の乾燥終了判断を正しく行い、乾燥装置の運転停止を適切に行うことができ、消費電力の低減が図られる。
本発明の第7の実施の形態による乾燥装置の運転方法は、冷媒が、圧縮機、放熱器、絞り装置及び蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と、送風手段を用いて放熱器の熱により加熱された乾燥用空気を乾燥対象に導き、乾燥対象から水分を奪った乾燥用空気を蒸発器で除湿する乾燥用空気流路と、蒸発器前後に設けられて乾燥用空気の温度を検出する蒸発器入口及び蒸発器出口の二つの乾燥用空気温度検出手段とを備える乾燥装置であって、二つの乾燥用空気温度検出手段からの検出値の差の単位時間当たりの変化量が所定値以下となった後に、乾燥対象の乾燥が終了したと判断し、圧縮機を停止して乾燥装置の終了動作を行うものである。本実施の形態によれば、乾燥対象の乾燥終了判断を正しく行い、乾燥装置の運転停止を適切に行うことができ、消費電力の低減が図られる。
本発明の第8の実施の形態は、第3から第7の実施の形態による乾燥装置の運転方法において、ヒートポンプ装置の高圧側サイドを超臨界状態として運転するものである。本実施の形態によれば、例えばCO2冷媒を用いて超臨界冷凍サイクルとすることにより、乾燥用空気を高温に上昇して乾燥対象を短時間に乾燥するので、消費電力の低減に結び付けられる。
In the drying apparatus according to the first embodiment of the present invention, the refrigerant is heated by the heat of the radiator using the heat pump apparatus configured to circulate in the order of the compressor, the radiator, the expansion device, and the evaporator, and the air blowing means. The drying air flow path for guiding the drying air to the drying target and dehumidifying the drying air deprived of the drying target with an evaporator, the drying air temperature detecting means for detecting the temperature of the drying air, and the drying Using the detected value from the air temperature detecting means for operation, and determining the end of drying of the object to be dried, and after the end of drying determination, comprising an operation control means for stopping the compressor and ending the drying apparatus. is there. According to the present embodiment, since the operation of the drying apparatus adapted to the drying state of the object to be dried can be stopped, the power required for drying can be reduced.
The second embodiment of the present invention includes two drying air temperature detection means before and after the evaporator in the drying apparatus according to the first embodiment, and the operation control means includes a drying air temperature detection means from the drying air temperature detection means. Using the difference between the detection values, the drying device is terminated. According to the present embodiment, it is possible to correctly determine the drying state of the drying target and appropriately stop the operation of the drying apparatus.
The operating method of the drying apparatus according to the third embodiment of the present invention is that the refrigerant is circulated in the order of the compressor, the radiator, the expansion device, and the evaporator, and the heat of the radiator using the blowing means. A drying air flow path for guiding the drying air heated by the drying target to dehumidify the drying air deprived of the drying target by an evaporator, and a drying air temperature detecting means for detecting the temperature of the drying air Using the detected value from the drying air temperature detection means to determine the end of drying of the object to be dried, and after determining the end of drying, stop the compressor and perform the end operation of the drying apparatus. Is what you do. According to the present embodiment, it is possible to correctly determine the end of drying of a drying target and to appropriately stop the operation of the drying apparatus, thereby reducing the power required for drying.
According to the fourth embodiment of the present invention, in the operation method of the drying apparatus according to the third embodiment, after the detected value from the drying air temperature detecting means becomes equal to or higher than a predetermined value, the drying of the drying target is completed. The compressor is stopped and the drying device is finished. According to the present embodiment, it is possible to correctly determine the drying state of the drying target and appropriately stop the operation of the drying apparatus.
According to a fifth embodiment of the present invention, in the operating method of the drying apparatus according to the third embodiment, after the amount of change per unit time of the detected value from the drying air temperature detecting means becomes a predetermined value or less. Then, it is determined that the drying of the object to be dried has been completed, and the compressor is stopped and the drying apparatus is finished. According to the present embodiment, it is possible to correctly determine the drying state of the drying target and appropriately stop the operation of the drying apparatus.
The operating method of the drying device according to the sixth embodiment of the present invention is the heat pump device having a configuration in which the refrigerant circulates in the order of the compressor, the radiator, the expansion device, and the evaporator, and the heat of the radiator using the blowing means. The drying air heated by the air is guided to the drying target, and the drying air flow path for dehumidifying the drying air deprived of the drying target by the evaporator and the temperature of the drying air provided before and after the evaporator are detected. A drying apparatus having two drying air temperature detecting means at the evaporator inlet and the evaporator outlet, and drying after the difference between the detected values from the two drying air temperature detecting means exceeds a predetermined value It is determined that the target has been dried, the compressor is stopped, and the drying apparatus is finished. According to the present embodiment, it is possible to correctly determine the end of drying of a drying target, to appropriately stop the operation of the drying apparatus, and to reduce power consumption.
The operating method of the drying device according to the seventh embodiment of the present invention is the heat pump device configured such that the refrigerant circulates in the order of the compressor, the radiator, the expansion device, and the evaporator, and the heat of the radiator using the blowing means. The drying air heated by the air is guided to the drying target, and the drying air flow path for dehumidifying the drying air deprived of the drying target by the evaporator and the temperature of the drying air provided before and after the evaporator are detected. A drying apparatus having two drying air temperature detection means at an evaporator inlet and an evaporator outlet, wherein a change amount per unit time of a difference between detection values from the two drying air temperature detection means is a predetermined value After the following, it is determined that the drying of the object to be dried is completed, the compressor is stopped, and the drying apparatus is finished. According to the present embodiment, it is possible to correctly determine the end of drying of a drying target, to appropriately stop the operation of the drying apparatus, and to reduce power consumption.
In the eighth embodiment of the present invention, in the operation method of the drying apparatus according to the third to seventh embodiments, the high pressure side of the heat pump apparatus is operated in a supercritical state. According to the present embodiment, for example, by using a supercritical refrigeration cycle using a CO 2 refrigerant, the drying air is raised to a high temperature and the object to be dried is dried in a short time, which leads to a reduction in power consumption. .
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の第1実施例における乾燥装置の構成図である。図2は本第1実施例における乾燥終了判断のフローチャートである。図1に示す第1実施例の乾燥装置において、圧縮機31と、放熱器32と、絞り装置33と、蒸発器34とを順に配管35を介して接続し、冷媒を封入することにより、ヒートポンプ装置を構成している。冷媒としては、放熱側(圧縮機31吐出部〜放熱器32〜絞り装置33入口部)で超臨界となりうる冷媒、例えばCO2冷媒が封入されている。
また、乾燥用空気流路は、送風手段の送風ファン37を用いて放熱器32の熱により加熱された乾燥用空気を乾燥対象(例えば衣類、浴室空間など)36に導き、乾燥対象36から水分を奪った乾燥用空気を蒸発器34で除湿するように構成されている。
そして、蒸発器入口(乾燥対象〜蒸発器間)に設けられて乾燥用空気の温度を検出する乾燥用空気温度検出手段38と、乾燥用空気温度検出手段38からの検出値を用いて、乾燥対象の乾燥終了を判断し、乾燥終了判断の後に、圧縮機31を停止して乾燥装置の終了動作を行う運転制御手段40を備えている。なお、図1中の実線矢印は冷媒流れを、また白抜き矢印は乾燥用空気の流れを示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a drying apparatus in a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart for determining the completion of drying in the first embodiment. In the drying apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1, a
Also, the drying air flow path guides the drying air heated by the heat of the
Then, drying air temperature detecting means 38 provided at the evaporator inlet (between the drying object and the evaporator) for detecting the temperature of the drying air, and the detected value from the drying air
次にその動作について説明する。
冷媒は圧縮機31で圧縮されて高温高圧の状態となり、放熱器32で蒸発器34を出た乾燥用空気と熱交換して、乾燥用空気を加熱することにより冷却され、その後、絞り装置33で減圧されて、低温低圧の状態となる。そして低温低圧の冷媒は、蒸発器34で乾燥対象36を経た乾燥用空気と熱交換して、乾燥用空気を冷却して乾燥用空気に含まれた水分を凝縮、除湿することにより加熱され、再び圧縮機31に吸入される。したがって、乾燥用空気は蒸発器34で除湿された後に放熱器32で加熱されて高温低湿となり、送風ファン37によって乾燥対象36に強制的に接触させられた際に、乾燥対象から水分を奪って多湿状態となり、再び蒸発器34で除湿される。以上が乾燥対象36から水分を奪う乾燥動作である。
Next, the operation will be described.
The refrigerant is compressed by the
次に、乾燥終了判断や圧縮機停止の動作について説明する。
図2に示すように、ステップ40で、乾燥用空気温度検出手段38から乾燥用空気温度の検出値Taを取得する。次に、ステップ41で、検出値Taと所定値α1を比較する。そして、Taがα1以上である場合には、ステップ42に進み、乾燥対象の乾燥が終了したと判断し、乾燥装置(即ち、圧縮機31)の運転を停止、もしくは運転状態を変更させる。一方、Taがα1よりも小さい場合には、ステップ40に戻る。
ここで、乾燥用空気温度検出手段38からの検出値Taが所定値α1以上である場合に、乾燥対象の乾燥が終了したと判断できる原理について説明する。図3は乾燥時間と乾燥対象温度の関係を示す図である。
Next, the operation for determining the completion of drying and stopping the compressor will be described.
As shown in FIG. 2, in
Here, the principle by which it can be determined that the drying of the object to be dried has been completed when the detected value Ta from the drying air
一般的に、温風を用いて固体を乾燥させる場合、乾燥対象の温度は、乾燥の進行に伴い、図3に示す温度変化をすることが知られている。また、本実施例における乾燥用空気温度検出手段38からの検出値Taは、乾燥対象と同一の温度変化の傾向を示す。したがって、予め乾燥終了時点の蒸発器入口における乾燥用空気温度(即ち、乾燥対象温度)を把握しておけば、乾燥用空気温度検出手段38からの検出値Taを用いて、乾燥終了の判断を正確に行うことができる。
なお、本実施例においては、乾燥用空気温度検出手段38を乾燥対象〜蒸発器間に設けたが、乾燥用空気温度を検出する場所は如何なる場所でも乾燥終了を判断できる。これは、本実施例においては、乾燥用空気を循環して用いているためであり、蒸発器、放熱器における冷却、加熱量が一定であれば、如何なる場所の乾燥用空気温度も同様の温度変化の傾向を示すためである。ただし、乾燥用空気温度検出手段38を設けた場所によって、乾燥終了時点における乾燥用空気温度の絶対値は異なるため、所定値α1は、乾燥用空気温度検出手段38を設ける場所によって、個別に設定する必要がある。
In general, when a solid is dried using warm air, it is known that the temperature of the drying target changes as shown in FIG. 3 as the drying progresses. Further, the detected value Ta from the drying air temperature detecting means 38 in the present embodiment shows the same temperature change tendency as that of the drying target. Therefore, if the drying air temperature at the evaporator inlet at the end of drying (ie, the temperature to be dried) is known in advance, the end of drying is determined using the detected value Ta from the drying air
In the present embodiment, the drying air
以上のように第1実施例の乾燥装置の構成によって、乾燥用空気の温度を検出することで、乾燥対象の乾燥状態を正しく判断できるので、それに応じて乾燥装置の運転を適切に停止することで、乾燥に要する電力の低減が可能となる。
さらに本実施例の乾燥装置では、CO2冷媒を用いた超臨界冷凍サイクルとしたため、従来のHFC冷媒を用いた亜臨界冷凍サイクルの場合と比較して、放熱器32におけるCO2冷媒と乾燥用空気の熱交換効率を高くすることができ、乾燥用空気を高温に昇温することが可能となる。したがって、乾燥対象36から水分を奪う能力が増大し、短時間で乾燥を行うことが可能となり、消費電力を削減できる。
また、本実施例では、放熱側で超臨界となるCO2冷媒を用いたが、従来のHFC冷媒を用いた場合にも同様の効果が得られる。
また、本実施例では、ドラム回転軸を水平としているが、本実施例における効果はドラム回転軸の角度に依存しない。
As described above, by detecting the temperature of the drying air by the configuration of the drying apparatus of the first embodiment, the drying state of the drying target can be correctly determined, and accordingly the operation of the drying apparatus is appropriately stopped. Thus, the power required for drying can be reduced.
Furthermore, in the drying apparatus of the present embodiment, since the supercritical refrigeration cycle using the CO 2 refrigerant is used, compared with the case of the subcritical refrigeration cycle using the conventional HFC refrigerant, the CO 2 refrigerant in the
In this embodiment, the CO 2 refrigerant that is supercritical on the heat release side is used, but the same effect can be obtained when a conventional HFC refrigerant is used.
In this embodiment, the drum rotation axis is horizontal, but the effect in this embodiment does not depend on the angle of the drum rotation axis.
図4は本発明の第2実施例における乾燥終了判断のフローチャートである。本第2実施例の乾燥装置の構成は、第1実施例と同一であるため説明を省略する。
次に、乾燥終了判断動作について説明する。
図4に示すように、ステップ50で、乾燥用空気温度検出手段38からの検出値Taの単位時間当たりの変化量ΔTaを取得する。次に、ステップ51で、変化量ΔTaと所定値α2を比較する。そして、ΔTaがα2以下である場合には、ステップ52に進み、乾燥対象の乾燥が終了したと判断し、乾燥装置(即ち、圧縮機31)の運転を停止、もしくは運転状態を変更させる。一方、ΔTaがα2よりも大きい場合には、ステップ50に戻る。
FIG. 4 is a flowchart for determining the completion of drying in the second embodiment of the present invention. Since the configuration of the drying apparatus of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
Next, the drying end determination operation will be described.
As shown in FIG. 4, in step 50, a change amount ΔTa per unit time of the detection value Ta from the drying air temperature detection means 38 is acquired. Next, in step 51, the amount of change ΔTa is compared with a predetermined value α2. If ΔTa is less than or equal to α2, the process proceeds to step 52, where it is determined that the drying of the drying target has ended, and the operation of the drying device (that is, the compressor 31) is stopped or the operation state is changed. On the other hand, if ΔTa is larger than α2, the process returns to step 50.
ここで、乾燥用空気温度検出手段38からの検出値Taの単位時間当たりの変化量ΔTaが所定値α2以下である場合に、乾燥対象の乾燥が終了したと判断できる原理について説明する。
乾燥対象の乾燥終了後は、蒸発器、放熱器における冷却、加熱量が一定であれば、乾燥装置の状態は定常となる。つまり、乾燥用空気の温度変化もゼロとなる。したがって、乾燥用空気温度検出手段38からの検出値Taの単位時間当たりの変化量ΔTaを用いて、乾燥対象の乾燥終了を正確に判断できる。なお、本実施例においては、乾燥用空気温度検出手段38を乾燥対象〜蒸発器間に設けたが、乾燥用空気温度を検出する場所は如何なる場所でも乾燥終了を判断できる。これは、乾燥終了後は、乾燥装置の状態は定常となることから如何なる場所の乾燥用空気温度も定常となるためである。
以上のように第2実施例の乾燥装置の構成によって、乾燥用空気の温度の単位時間当たりの変化量を検出することで、乾燥対象の乾燥状態を正しく判断できるので、それに応じて乾燥装置の運転を適切に停止することで、乾燥に要する電力の低減が可能となる。
Here, the principle by which it can be determined that the drying of the object to be dried has been completed when the amount of change ΔTa per unit time of the detected value Ta from the drying air
After the drying of the object to be dried, if the amount of cooling and heating in the evaporator and radiator is constant, the state of the drying device becomes steady. That is, the temperature change of the drying air is also zero. Therefore, it is possible to accurately determine the end of drying of the object to be dried by using the change amount ΔTa per unit time of the detected value Ta from the drying air
As described above, by detecting the amount of change in the temperature of the drying air per unit time by the configuration of the drying device of the second embodiment, the drying state of the drying target can be correctly determined. By appropriately stopping the operation, the power required for drying can be reduced.
図5は本発明の第3実施例における乾燥装置の構成図である。図6は本第3実施例における乾燥終了判断のフローチャートである。本第3実施例の乾燥装置の構成と動作について、第1実施例と異なる点のみを説明する。
本実施例の乾燥装置の構成では、第1実施例の乾燥装置における蒸発器入口の第1の乾燥用空気温度検出手段38の他に、蒸発器〜放熱器間の乾燥用空気温度を検出する蒸発器出口の第2の乾燥用空気温度検出手段39を追加している。
以下にこの乾燥装置の動作について説明する。
図6に示すように、ステップ60で、蒸発器前後に設けた二つの乾燥用空気温度検出手段38,39からのそれぞれの検出値Tb1,Tb2の差ΔTbを取得する。次に、ステップ61で、検出値の差ΔTbと所定値α3を比較する。そして、ΔTbがα3以上である場合には、ステップ62に進み、乾燥対象の乾燥が終了したと判断し、乾燥装置(即ち、圧縮機31)の運転を停止、もしくは運転状態を変更させる。一方、ΔTbがα3よりも小さい場合には、ステップ60に戻る。
FIG. 5 is a block diagram of a drying apparatus in the third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart for determining the completion of drying in the third embodiment. Only the differences from the first embodiment will be described for the configuration and operation of the drying apparatus of the third embodiment.
In the configuration of the drying apparatus of the present embodiment, the drying air temperature between the evaporator and the radiator is detected in addition to the first drying air temperature detection means 38 at the evaporator inlet in the drying apparatus of the first embodiment. A second drying air temperature detecting means 39 at the outlet of the evaporator is added.
The operation of this drying apparatus will be described below.
As shown in FIG. 6, in step 60, the difference ΔTb between the detected values Tb1 and Tb2 from the two drying air
ここで、蒸発器前後に設けた二つの乾燥用空気温度検出手段38,39からの検出値Tb1,Tb2を用いて、乾燥対象の乾燥終了を判断できる原理について説明する。図7は乾燥時間と蒸発器前後の乾燥用空気温度差の関係を示す図である。
乾燥が進行するにつれ、乾燥対象からの水分の蒸発速度が低下し、蒸発器入口の乾燥用空気に含まれる水分量が低下する。したがって、乾燥が進行するにつれ、蒸発器における除湿水量が低下し、蒸発器において乾燥用空気が冷媒に吸熱される熱量の内、潜熱分が低下し、顕熱分が増加する。つまり、乾燥が進行するにつれ、図7に示すように、蒸発器前後の乾燥用空気の乾球温度差が増加する。したがって、蒸発器前後の乾燥用空気温度差ΔTbを検出することで、乾燥対象の乾燥終了を正確に判断できる。
以上のように本第3実施例の乾燥装置の構成によって、蒸発器前後の乾燥用空気の温度差を検出することで、乾燥対象の乾燥状態を正しく判断できるので、それに応じて乾燥装置の運転を適切に停止することで、乾燥に要する電力の低減が可能となる。
Here, the principle by which the end of drying of the object to be dried can be determined using the detection values Tb1 and Tb2 from the two drying air temperature detection means 38 and 39 provided before and after the evaporator will be described. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the drying time and the difference in drying air temperature before and after the evaporator.
As drying progresses, the evaporation rate of moisture from the object to be dried decreases, and the amount of moisture contained in the drying air at the evaporator inlet decreases. Therefore, as drying progresses, the amount of dehumidified water in the evaporator decreases, and among the amount of heat that the drying air absorbs by the refrigerant in the evaporator, the latent heat component decreases and the sensible heat component increases. That is, as drying progresses, as shown in FIG. 7, the dry bulb temperature difference between the drying air before and after the evaporator increases. Therefore, by detecting the drying air temperature difference ΔTb before and after the evaporator, it is possible to accurately determine the end of drying of the drying target.
As described above, by detecting the temperature difference between the drying air before and after the evaporator according to the configuration of the drying apparatus of the third embodiment, the drying state of the drying target can be correctly determined. It is possible to reduce the power required for drying by properly stopping the operation.
図8は本発明の第4実施例における乾燥終了判断のフローチャートである。本第4実施例の乾燥装置の構成は、第3実施例と同一であるため説明を省略する。
以下にこの乾燥装置の動作について説明する。
図8に示すように、ステップ70で、蒸発器前後に設けた二つの乾燥用空気温度検出手段38,39からの検出値の差ΔTbの単位時間当たりの変化量ΔTcを取得する。次に、ステップ71で、変化量ΔTcと所定値α4を比較する。そして、ΔTcがα4以下である場合には、ステップ72に進み、乾燥対象の乾燥が終了したと判断し、乾燥装置(即ち、圧縮機31)の運転を停止、もしくは運転状態を変更させる。一方、ΔTcがα4よりも大きい場合には、ステップ70に戻る。
FIG. 8 is a flowchart for determining the completion of drying in the fourth embodiment of the present invention. Since the configuration of the drying apparatus of the fourth embodiment is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted.
The operation of this drying apparatus will be described below.
As shown in FIG. 8, in step 70, the change amount ΔTc per unit time of the difference ΔTb between the detection values from the two drying air temperature detection means 38, 39 provided before and after the evaporator is acquired. Next, in step 71, the change amount ΔTc is compared with the predetermined value α4. If ΔTc is equal to or smaller than α4, the process proceeds to step 72, where it is determined that the drying of the drying target has been completed, and the operation of the drying device (ie, the compressor 31) is stopped or the operation state is changed. On the other hand, if ΔTc is larger than α4, the process returns to step 70.
ここで、蒸発器前後に設けた二つの乾燥用空気温度検出手段38,39からの検出値の差ΔTbの単位時間当たりの変化量ΔTcを用いて、乾燥対象の乾燥終了を判断できる原理について説明する。
前述の通り、乾燥の進行に伴い、蒸発器前後の乾燥用空気の乾燥温度差は図7のように変化する。乾燥終了後は、蒸発器における除湿量がゼロとなることから、蒸発器において乾燥用空気が冷媒に吸熱される熱量は顕熱分のみとなる。したがって、蒸発器における冷却量が一定であれば、蒸発器前後の乾燥用空気の乾燥温度差は一定となる。よって、蒸発器前後における乾燥用空気温度差ΔTbの単位時間当たりの変化量ΔTcを検出することで、乾燥対象の乾燥終了を正確に判断できる。
以上のように本第4実施例の乾燥装置の構成によって、蒸発器前後の乾燥用空気の温度差の単位時間当たりの変化量を用いて、乾燥対象の乾燥状態を正しく判断できるので、それに応じて乾燥装置の運転を適切に停止することで、乾燥に要する電力の低減が可能となる。
Here, the principle by which the end of drying of the object to be dried can be determined using the change amount ΔTc per unit time of the difference ΔTb between the detected values from the two drying air
As described above, with the progress of drying, the drying temperature difference between the drying air before and after the evaporator changes as shown in FIG. Since the dehumidification amount in the evaporator becomes zero after the drying is completed, the amount of heat absorbed by the refrigerant in the evaporator by the drying air is only sensible heat. Therefore, if the amount of cooling in the evaporator is constant, the drying temperature difference between the drying air before and after the evaporator is constant. Therefore, by detecting the change amount ΔTc per unit time of the drying air temperature difference ΔTb before and after the evaporator, it is possible to accurately determine the end of drying of the drying target.
As described above, according to the configuration of the drying apparatus of the fourth embodiment, the amount of change per unit time in the temperature difference between the drying air before and after the evaporator can be correctly determined. Thus, by appropriately stopping the operation of the drying apparatus, it is possible to reduce the power required for drying.
本発明にかかる乾燥装置は、衣類乾燥、浴室乾燥等の用途に有用である。また生ごみ、食品、食器、タオル、花卉、布団、その他工業製品の乾燥などにも利用できる。 The drying apparatus according to the present invention is useful for uses such as clothes drying and bathroom drying. It can also be used to dry garbage, food, tableware, towels, grooms, futons, and other industrial products.
31 圧縮機
32 放熱器
33 絞り装置
34 蒸発器
35 配管
36 乾燥対象
37 送風ファン
38 乾燥用空気温度検出手段(第1の乾燥用空気温度検出手段)
39 第2の乾燥用空気温度検出手段
40 運転制御手段
31
39 Second air temperature detection means for drying 40 Operation control means
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JP2016168361A (en) * | 2016-05-25 | 2016-09-23 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Drying device |
CN106592185A (en) * | 2015-10-20 | 2017-04-26 | 杭州三花家电热管理系统有限公司 | Drying device, and control method and control system thereof |
CN110319656A (en) * | 2019-06-28 | 2019-10-11 | 岭南中药饮片有限公司 | A kind of energy conservation carriage-type drying system |
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- 2004-08-31 JP JP2004253056A patent/JP2006071139A/en not_active Withdrawn
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