JP2009285225A - Hybrid drying machine - 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ハイブリッド式乾燥機に関する。 The present invention relates to a hybrid dryer used for clothes drying, bathroom drying or indoor dehumidification.
従来より、乾燥に必要な熱を電気ヒータで供給するヒータ式乾燥機が商品化されてきたが、必要な電気エネルギーを削減するためにヒートポンプ式乾燥機が提案されている。 Conventionally, heater-type dryers that supply heat necessary for drying with an electric heater have been commercialized, but heat pump-type dryers have been proposed to reduce the required electrical energy.
例えば、特許文献1には、乾燥室内で衣類より水蒸気を奪い取った乾燥用空気をヒートポンプ装置の蒸発器へ導き除湿した後、放熱器(凝縮器)へ導き乾燥用空気として再利用する構成を有するヒートポンプ式の家庭用衣類乾燥機が提案されており、放熱器(凝縮器)を通った後の乾燥用空気の一部を外部へ排出することで乾燥機内への熱エネルギーの過剰な蓄積を回避して、ヒートポンプ装置内の冷媒圧力の異常上昇を防ぐ技術が開示されている。
For example,
上記文献の技術では、電気ヒータによる加熱をヒートポンプによる加熱とすることで、必要な電気エネルギーを削減できるが、さらなる省エネルギーのためには、乾燥用途に適したヒートポンプ装置の改良や、適切な乾燥運転完了判断を安価に実現しなければならなかった。 In the technology of the above-mentioned document, the required electric energy can be reduced by heating with an electric heater by heating with a heat pump. However, for further energy saving, improvement of a heat pump device suitable for drying applications and appropriate drying operation Completion judgment had to be realized at low cost.
また、ヒートポンプ装置の冷媒として使われてきたHCFC冷媒(分子中に塩素、水素、フッ素、炭素の各原子を含む)や、HFC冷媒(分子中に水素、フッ素、炭素の各原子を含む)が、オゾン層破壊あるいは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炭化水素や二酸化炭素などの自然冷媒への転換が提案されている。 In addition, HCFC refrigerants (including chlorine, hydrogen, fluorine, and carbon atoms in the molecule) and HFC refrigerants (including hydrogen, fluorine, and carbon atoms in the molecule) have been used as refrigerants for heat pump devices. As an alternative to the ozone layer destruction or global warming, conversion to natural refrigerants such as hydrocarbons and carbon dioxide existing in nature has been proposed as an alternative to these.
したがって、オゾン層破壊あるいは地球温暖化に直接的に影響しない冷媒を用いて、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を実現しなければならない。 Therefore, it is necessary to realize energy saving to further reduce the indirect influence on global warming by using a refrigerant that does not directly affect ozone layer destruction or global warming.
このような課題に対して、特許文献2では、さらなる省エネルギー化を実現する方式として、熱交換による熱エネルギーの有効利用によるヒートポンプ式乾燥機が提案されている。
In response to such a problem,
ヒートポンプ式乾燥機では電気エネルギーを削減し、省エネルギー化に寄与できるが特許文献2にみられるとおり、さらなる省エネルギーのための改良が必要である。また、ヒートポンプ方式での除湿は冷却による顕熱のみの操作であるため除湿のためのエネルギーが有効に利用できていない問題がある。特に、乾燥室から排気されてくる空気の相対湿度は乾燥対象物の乾燥が進むにつれて低下していくが、顕熱処理のみでは相対湿度が低下する結果、結露までの冷却に要するエネルギーをより多く使用する必要があり、乾燥速度が遅くなるという問題もある。
本発明は上述した現状に鑑みて創案されたものであり、湿り空気における顕熱処理による除湿に加え、湿り空気の重要な部分を占める潜熱の処理を行うことにより、効率よく除湿を行い、結果として省エネルギー性に優れ、乾燥速度が速い乾燥機を提供することを目的とするものである。 The present invention was devised in view of the above-described situation, and in addition to dehumidification by sensible heat treatment in humid air, by performing the treatment of latent heat occupying an important part of the humid air, as a result An object of the present invention is to provide a dryer that is excellent in energy saving and has a high drying speed.
本発明の上記目的は以下の手段により達成される。
(1)乾燥室と
冷媒が、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と
水分を吸着・脱着できるデシカント剤が担持されたデシカントロータが水分を吸着する吸着ゾーンと水分を脱着する脱着ゾーンとに仕切られてなるデシカントロータ装置とを備え、
乾燥室内で乾燥対象物より水分を奪い取った水蒸気を含む乾燥用空気を、前記デシカントロータ装置の脱着ゾーン、前記ヒートポンプ装置の蒸発器、前記デシカントロータ装置の吸着ゾーン、前記ヒートポンプ装置の凝縮器の順に通過させることにより、乾燥用空気として再生し、乾燥室内へ戻す構成を有するハイブリッド式乾燥機。
(2)乾燥室と
冷媒が、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と
水分を吸着・脱着できるデシカント剤が担持されたデシカントロータが水分を吸着する吸着ゾーンと水分を脱着する脱着ゾーンとに仕切られてなるデシカントロータ装置とを備え、
乾燥室内で乾燥対象物より水分を奪い取った水蒸気を含む乾燥用空気を、前記ヒートポンプ装置の凝縮器、前記デシカントロータ装置の脱着ゾーン、前記ヒートポンプ装置の蒸発器、前記デシカントロータ装置の吸着ゾーンの順に通過させることにより、乾燥用空気として再生し、乾燥室内へ戻す構成を有するハイブリッド式乾燥機。
(3)乾燥室と
冷媒が、圧縮機、2つに分離された凝縮器、絞り装置、蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と
水分を吸着・脱着できるデシカント剤が担持されたデシカントロータが水分を吸着する吸着ゾーンと水分を脱着する脱着ゾーンとに仕切られてなるデシカントロータ装置とを備え、
乾燥室内で乾燥対象物より水分を奪い取った水蒸気を含む乾燥用空気を、前記ヒートポンプ装置の2つに分離された凝縮器のうちの一方の凝縮器、前記デシカントロータ装置の脱着ゾーン、前記ヒートポンプ装置の蒸発器、前記デシカントロータ装置の吸着ゾーン、前記ヒートポンプ装置の2つに分離された凝縮器のうちの他方の凝縮器の順に通過させることにより、乾燥用空気として再生し、乾燥室内へ戻す構成を有するハイブリッド式乾燥機。
(4)デシカント剤がポリアクリル酸塩系高分子よりなることを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載のハイブリッド式乾燥機。
The above object of the present invention is achieved by the following means.
(1) Adsorption zone in which a desiccant rotor on which a desiccant that adsorbs and desorbs moisture is adsorbed with a heat pump device configured so that a drying chamber and a refrigerant circulate in the order of a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator And a desiccant rotor device divided into a desorption zone for desorbing moisture,
Drying air containing water vapor from which moisture has been removed from the object to be dried in the drying chamber is arranged in the order of the desorption zone of the desiccant rotor device, the evaporator of the heat pump device, the adsorption zone of the desiccant rotor device, and the condenser of the heat pump device. A hybrid dryer having a configuration in which it is regenerated as drying air and returned to the drying chamber by passing it through.
(2) An adsorption zone in which a desiccant rotor carrying a desiccant that adsorbs and desorbs moisture is adsorbed with a heat pump device configured to circulate a drying chamber and a refrigerant in the order of a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator And a desiccant rotor device divided into a desorption zone for desorbing moisture,
Drying air containing water vapor from which moisture has been removed from the object to be dried in the drying chamber is arranged in the order of the condenser of the heat pump device, the desorption zone of the desiccant rotor device, the evaporator of the heat pump device, and the adsorption zone of the desiccant rotor device. A hybrid dryer having a configuration in which it is regenerated as drying air and returned to the drying chamber by passing it through.
(3) A desiccant rotor carrying a desiccant agent capable of adsorbing and desorbing moisture and a heat pump device configured such that a drying chamber and a refrigerant circulate in the order of a compressor, two separated condensers, a throttling device, and an evaporator A desiccant rotor device that is partitioned into an adsorption zone that adsorbs moisture and a desorption zone that desorbs moisture;
One of the condensers separated into two of the heat pump device, the dehydrating zone of the desiccant rotor device, and the heat pump device for drying air containing water vapor from which moisture has been removed from the object to be dried in the drying chamber Of the desiccant rotor device, the adsorption zone of the desiccant rotor device, and the other condenser of the heat pump device are passed through in this order to regenerate the drying air and return it to the drying chamber A hybrid dryer.
(4) The hybrid dryer according to any one of (1) to (3), wherein the desiccant agent comprises a polyacrylate polymer.
上記のように構成された本発明のハイブリッド式乾燥機においては、顕熱のみの処理ではなく、潜熱の処理も効率的に行うことが可能となるので、乾燥速度を速くすることができるとともに、さらなる省エネルギー化を実現することができる。 In the hybrid dryer of the present invention configured as described above, not only sensible heat processing but also latent heat processing can be performed efficiently, so that the drying speed can be increased, Further energy saving can be realized.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態であるハイブリッド式乾燥機の構成図である。図1において、7は圧縮機、8は冷媒を蒸発させ乾燥用空気を冷却除湿する蒸発器、6は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絞り装置、11は冷媒を凝縮させ乾燥用空気を加熱する凝縮器であり、これらを順に配管接続し、冷媒を封入することにより、ヒートポンプ装置の基本構成をなす。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a hybrid dryer according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 7 is a compressor, 8 is an evaporator that evaporates the refrigerant and cools and dehumidifies the drying air, 6 is a throttling device such as a capillary tube for maintaining the pressure difference of the refrigerant, and 11 is a condenser that condenses and dries. It is a condenser that heats the working air, and these are connected in order by piping, and a refrigerant is sealed to form a basic configuration of the heat pump device.
10は空気中の水分を吸着し、かつ空気中に水分を脱着できるデシカント剤が担持されたロータであって、回転することにより、吸着による除湿と、脱着による再生を繰り返すデシカントロータである。また4はデシカントロータ10から水分が脱着する脱着ゾーン、12はデシカントロータ10に水分が吸着される吸着ゾーンであり、脱着ゾーン4、吸着ゾーン12は仕切り板5により仕切られ、デシカントロータ装置を構成する。脱着ゾーン4を流れる空気と吸着ゾーン12を流れる空気はほぼ対向流をなしている。
さらに、2は乾燥対象物1が入る乾燥室(例えば、回転ドラムなど)、3は乾燥機の送風を行う送風ファン、9は蒸発器の冷却除湿により発生するドレンを排出するための排水口である。なお、図1の矢印は空気の流れを示したものである。
Furthermore, 2 is a drying chamber (for example, a rotating drum) in which the
次にその動作を説明する。乾燥機全体の空気は、送風ファン3により乾燥機を図中の矢印の通りに循環している。乾燥対象物1が入った乾燥室2に凝縮機11との熱交換により加熱された乾燥用空気が送られると、乾燥対象物1と乾燥用空気との相対湿度差により、乾燥対象物1から乾燥用空気へと湿度が移動し、乾燥対象物1は乾燥され、一方、乾燥用空気は相対湿度が上がる。この空気は矢印の空気の流れに従い、まずは脱着ゾーン4に導かれ、回転しているデシカントロータ10を通過する。この際、デシカントロータ10は相対湿度差の関係より水分を脱着して再生する一方、通過した空気の相対湿度をさらに高いものとする。
Next, the operation will be described. The air in the entire dryer is circulated through the dryer as indicated by the arrows in the figure by the
次に、この相対湿度が高められた空気は蒸発器8を通過することにより、露点以下に冷却され空気中の水分が凝縮され水滴として除湿される。ただし、凝縮による除湿においては同時に温度も下げられるため、蒸発器8を通過した空気は、温度が低下し、相対湿度はほぼ飽和に近い状態となる。
Next, the air whose relative humidity is increased passes through the
続いて、この飽和に近い相対湿度の空気は吸着ゾーン12に導かれ、回転しているデシカントロータ10を通過する。この際、デシカントロータ10の高い吸湿特性により空気中の水分の吸着が起こり、空気が除湿され、同時に吸着熱が発生するため温度も上昇する。
Subsequently, the air having a relative humidity close to saturation is guided to the
そして、除湿され温度の上昇した空気は、最終ステップとして凝縮器11を通過することにより、熱交換が行われて、さらに加熱され相対湿度が低い状態となり、再び乾燥室2に送られる。このサイクルを繰り返すことにより、乾燥対象物1を効率よく乾燥することが可能となる。
Then, the dehumidified air whose temperature has been increased passes through the
図4は本発明の第1の実施の形態であるハイブリッド式乾燥機の動作、および、該ハイブリッド式乾燥機と従来のヒートポンプ式乾燥機における除湿される空気の状態を説明する湿り空気線図である。図中、横軸は乾球温度を、縦軸は絶対湿度を示し、各斜曲線は等相対湿度線を示す。斜曲線のうち、実線は飽和湿度線、すなわちその絶対湿度における露点を示す。 FIG. 4 is a moist air diagram illustrating the operation of the hybrid dryer according to the first embodiment of the present invention and the state of air to be dehumidified in the hybrid dryer and a conventional heat pump dryer. is there. In the figure, the horizontal axis represents the dry bulb temperature, the vertical axis represents the absolute humidity, and each oblique curve represents the equirelative humidity line. Of the oblique curve, the solid line indicates the saturation humidity line, that is, the dew point at the absolute humidity.
乾燥室2中で乾燥対象物1より水分が移行された乾燥用空気(状態A)は、脱着ゾーン4に導かれ、デシカントロータ10を通過する。この際デシカントロータ10から水分が脱着され、等エンタルピー線AA’に沿って湿度は上昇し、温度は低下して、湿度が飽和状態に近い状態A’となる。次いで、空気は蒸発器8に送られ、冷却されて飽和状態Bに到達し、結露を発生し、さらに飽和湿度線上BCに沿って冷却され、結果的に除湿が行われて状態Cの空気が得られる。状態Cの空気は結露による除湿が行われたため、絶対湿度は低下しているものの、相対湿度はほぼ100%に近い極めて高い湿度にある。
The drying air (state A) from which moisture has been transferred from the
この高湿度空気は、吸着ゾーン12に送られ、デシカントロータ10を通過し、等エンタルピー線CDに沿って水分を吸着されることにより、さらに絶対湿度を下げられ、かつ吸着により等エンタルピー的に温度が上昇した状態Dの空気となる。そして最終的に、凝縮器11を通り、熱交換加熱により加温され、相対湿度が低められた状態Eの空気となり、該空気が乾燥室2に送られ乾燥対象物1の乾燥に供される。このサイクルが循環空気の流れとして繰り返され、結果として乾燥対象物の乾燥が行われる。このサイクルにおける乾燥水分量は、図4中の空気Aおよび空気Eとの絶対湿度差で表すことができる。
This high-humidity air is sent to the
本発明の第1の実施の形態であるハイブリッド式乾燥機と、従来のヒートポンプ式乾燥機とについて、同じ乾燥水分量を得る前提として図4の湿り空気線図上で比較した場合、従来のヒートポンプ式乾燥機では冷却処理はAYで表され、加熱処理はYEで表されるのに対し、本発明の第1の実施の形態であるハイブリッド式乾燥機では冷却処理はA’Cで、また加熱処理はDEで表される。それぞれを比較して明らかなとおり、ハイブリッド式乾燥機は、従来のヒートポンプ式乾燥機に比べ、冷却処理および加熱処理のいずれにおいても温度差が小さくなり、そのため各処理で使用されるエネルギー量が少なくなり、結果的に優れた省エネルギー性を得ることができる。 When the hybrid dryer according to the first embodiment of the present invention and the conventional heat pump dryer are compared on the wet air diagram of FIG. 4 as the premise of obtaining the same dry moisture amount, the conventional heat pump In the dryer, the cooling treatment is represented by AY and the heat treatment is represented by YE, whereas in the hybrid dryer according to the first embodiment of the present invention, the cooling treatment is A′C and the heating treatment is performed. The process is represented by DE. As is clear by comparing each, the hybrid dryer has a smaller temperature difference in both the cooling treatment and the heat treatment than the conventional heat pump dryer, and therefore less energy is used in each treatment. As a result, excellent energy saving can be obtained.
また、冷却処理における最低冷却温度を比べた場合、従来のヒートポンプ式乾燥機が温度Yであるのに対し、ハイブリッド式乾燥機ではより高い温度Cで十分であることからヒートポンプ負荷を低減させることができるメリットがある。本発明のハイブリッド式乾燥機のこれらの利点は、従来のヒートポンプ式乾燥機が、加熱・冷却という顕熱処理のみであるのに対して、デシカントロータを用いることにより潜熱処理を有効に乾燥システムに組み入れたことによるものである。 In addition, when comparing the minimum cooling temperature in the cooling process, the conventional heat pump dryer has the temperature Y, whereas the hybrid dryer has a higher temperature C, so the heat pump load can be reduced. There is a merit that can be done. These advantages of the hybrid dryer of the present invention are that the conventional heat pump dryer has only a sensible heat treatment such as heating and cooling, but the latent heat treatment is effectively incorporated into the drying system by using a desiccant rotor. It is because of that.
図2は、本発明の第2の実施の形態であるハイブリッド式乾燥機の構成図である。基本構成は、本発明の第1の実施の形態と同じで、凝縮器11の配置のみが第1の実施の形態と異なり、デシカントロータ装置の脱着ゾーン4側に配置されている。
FIG. 2 is a configuration diagram of a hybrid dryer according to the second embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as that of the first embodiment of the present invention, and only the arrangement of the
次にその動作を説明する。乾燥機全体の空気は、送風ファン3により乾燥機を図中の矢印の通りに循環している。乾燥対象物1が入った乾燥室2に吸着ゾーン12より導かれた乾燥用空気が送られると、乾燥対象物1と乾燥用空気との相対湿度差により、乾燥対象物1から乾燥用空気へと湿度が移動し、乾燥対象物1は乾燥され、一方、乾燥用空気は相対湿度が上がる。この空気は矢印の循環空気の流れに従い、まずは凝縮器11に導かれ、熱交換により加熱されて相対湿度が低い状態となり、次に吸着ゾーン4に導かれ、回転しているデシカントロータ10を通過する。この際、デシカントロータ10は相対湿度差の関係より水分を脱着して再生する一方、通過した空気の相対湿度は高められる。
Next, the operation will be described. The air in the entire dryer is circulated through the dryer as indicated by the arrows in the figure by the
次に、この相対湿度が高められた空気は蒸発器8を通ることにより、露点以下に冷却され空気中の水分は凝縮され水滴として除湿される。ただし、凝縮による除湿においては同時に温度も下げられるため、蒸発器8を通過した空気は、温度が低下し、相対湿度はほぼ飽和に近い状態となる。
Next, the air whose relative humidity is increased passes through the
続いて、この飽和に近い相対湿度の空気は吸着ゾーン12に導かれ、回転しているデシカントロータ10を通過する。この際、デシカントロータ10の高い吸湿特性により空気中の水分の吸着が起こり、空気が除湿され、同時に吸着熱が発生するため温度も上昇する。このようにして得られた、高温、低湿度の空気は再び乾燥室2に送られる。このサイクルを繰り返すことにより、乾燥対象物1を効率よく乾燥することが可能となる。
Subsequently, the air having a relative humidity close to saturation is guided to the
図5は本発明の第2の実施の形態であるハイブリッド式乾燥機の動作、および、該ハイブリッド式乾燥機と従来のヒートポンプ式乾燥機における除湿される空気の状態を説明する湿り空気線図である。図中、横軸は乾球温度を、縦軸は絶対湿度を示し、各斜曲線は等相対湿度線を示す。斜曲線のうち、実線は飽和湿度線、すなわちその絶対湿度における露点を示す。 FIG. 5 is a moist air diagram illustrating the operation of the hybrid dryer according to the second embodiment of the present invention and the state of air to be dehumidified in the hybrid dryer and a conventional heat pump dryer. is there. In the figure, the horizontal axis represents the dry bulb temperature, the vertical axis represents the absolute humidity, and each oblique curve represents the equirelative humidity line. Of the oblique curve, the solid line indicates the saturation humidity line, that is, the dew point at the absolute humidity.
乾燥室2中で乾燥対象物1より水分が移行された乾燥用空気(状態A)は、まず凝縮器11に導かれ、熱交換加熱により加温され、相対湿度が低められた状態Fとなる。次に、脱着ゾーン4に導かれ、デシカントロータ10を通過する。この際デシカントロータ10から水分が脱着され、等エンタルピー線FF’に沿って湿度は上昇し、温度は低下して、湿度が飽和状態に近い状態F’となる。次いで、空気は、蒸発器8に送られ、冷却されて飽和状態Gに到達し、結露を発生し、さらに飽和湿度線上GHに沿って冷却され、結果的に除湿が行われて状態Hの空気が得られる。状態Hの空気は結露による除湿が行われたため、絶対湿度は低下しているものの、相対湿度はほぼ100%に近い極めて高い湿度にある。
The drying air (state A) from which moisture has been transferred from the drying
この高湿度空気は、吸着ゾーン12に送られ、デシカントロータ10を通過し、等エンタルピー線HEに沿って水分を吸着されることにより、さらに絶対湿度を下げられ、かつ吸着により等エンタルピー的に温度が上昇した状態Eの空気となり、該空気が乾燥室2に送られ乾燥対象物1の乾燥に供される。このサイクルが循環空気の流れとして繰り返され、結果として乾燥対象物の乾燥が行われる。このサイクルにおける乾燥水分量は、図5中の空気Aおよび空気Eとの絶対湿度差で表すことができる。
This high-humidity air is sent to the
本発明の第2の実施の形態であるハイブリッド式乾燥機と、従来のヒートポンプ式乾燥機とについて、同じ乾燥水分量を得る前提として図5の湿り空気線図上で比較した場合、従来のヒートポンプ式乾燥機では冷却処理はAYで表され、加熱処理はYEで表されるのに対し、本発明の第2の実施の形態であるハイブリッド式乾燥機では冷却処理はF’Hで、また加熱処理はAFで表される。それぞれを比較して明らかなとおり、ハイブリッド式乾燥機は、従来のヒートポンプ式乾燥機に比べ、冷却処理および加熱処理のいずれにおいても温度差が小さくなり、そのため各処理で使用されるエネルギー量が少なくなり、結果的に優れた省エネルギー性を得ることができる。 When the hybrid dryer according to the second embodiment of the present invention and the conventional heat pump dryer are compared on the wet air diagram of FIG. 5 as the premise of obtaining the same dry moisture amount, the conventional heat pump In the dryer, the cooling process is represented by AY and the heating process is represented by YE, whereas in the hybrid dryer according to the second embodiment of the present invention, the cooling process is F′H and the heating process is performed. Processing is represented by AF. As is clear by comparing each, the hybrid dryer has a smaller temperature difference in both the cooling treatment and the heat treatment than the conventional heat pump dryer, and therefore less energy is used in each treatment. As a result, excellent energy saving can be obtained.
また、冷却処理における最低冷却温度を比べた場合、従来のヒートポンプ式乾燥機が温度Yであるのに対し、ハイブリッド式乾燥機でははるかに高い温度Hであり、本発明の第1の実施の形態における温度Cよりもさらに高温で十分であることからヒートポンプ負荷をさらに低減させることができるメリットがある。また、このように高い冷却温度で除湿が可能であることから、冷却温度と外気との温度差を小さくできるため、システムにおける断熱が容易となり、熱ロスも少なくなるので、これらの点でも省エネルギーに寄与することができる。さらに、高い冷却温度が可能となったことから、冷媒の選択範囲も広がり、より効率の良いもの、環境負荷の小さなものを選択することが可能となるといったメリットもある。 Further, when comparing the minimum cooling temperature in the cooling process, the conventional heat pump dryer has a temperature Y, whereas the hybrid dryer has a much higher temperature H, which is the first embodiment of the present invention. Since the temperature higher than the temperature C is sufficient, there is an advantage that the heat pump load can be further reduced. In addition, since dehumidification is possible at such a high cooling temperature, the temperature difference between the cooling temperature and the outside air can be reduced, so that heat insulation in the system is facilitated and heat loss is reduced. Can contribute. Further, since a high cooling temperature is possible, there is an advantage that the selection range of the refrigerant is expanded, and it is possible to select a more efficient one and one having a smaller environmental load.
図3は、本発明の第3の実施の形態であるハイブリッド式乾燥機の構成を示しており、また図6は、該ハイブリッド式乾燥機の動作、および、該乾燥機と従来のヒートポンプ式乾燥機における除湿される空気の状態を説明する湿り空気線図である。本発明の第1の実施の形態および第2の形態と異なる点は、凝縮機11を2個に分割し、一方は脱着ゾーン4側に、もう一方を吸着ゾーン12側に配置した点である。この実施の形態においては、冷却温度に関しては、第1の実施の形態の状態Cよりも高温の状態Lに設定でき、最高到達温度に関しては、第2の実施の形態の状態Fよりも低温の状態Jに設定できることから、外気との温度差、装置内部の温度差が小さなものとなり、装置の耐熱性の制約が緩和され、システムの簡略化が容易である点にメリットがある。
FIG. 3 shows the configuration of a hybrid dryer according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows the operation of the hybrid dryer, and the dryer and the conventional heat pump dryer. It is a humid air line figure explaining the state of the air dehumidified in a machine. The difference from the first embodiment and the second embodiment of the present invention is that the
本発明に採用するデシカントロータは空気中の水分を吸着し、かつ空気中に水分を脱着できるデシカント剤が担持されたハニカム状あるいはコルゲート状のロータであって、回転することにより、吸着による除湿と、脱着による再生を繰り返すことができる限りにおいては特に限定はない。担持されるデシカント剤についても特に限定はなく、ゼオライト、シリカゲル、変性ゼオライト、多孔質無機材料、親水性高分子等のいずれを用いてもよい。中でも、親水性高分子、特にポリアクリル酸塩系高分子よりなるデシカント剤を用いた場合、より好ましい乾燥機とすることが可能となる。 The desiccant rotor employed in the present invention is a honeycomb or corrugated rotor carrying a desiccant agent that adsorbs moisture in the air and can desorb moisture in the air. There is no particular limitation as long as regeneration by desorption can be repeated. The desiccant agent to be supported is not particularly limited, and any of zeolite, silica gel, modified zeolite, porous inorganic material, hydrophilic polymer, and the like may be used. Among these, when a desiccant agent made of a hydrophilic polymer, particularly a polyacrylate polymer, is used, a more preferable dryer can be obtained.
ポリアクリル酸塩系高分子の場合、他のデシカント剤に比べ低温での再生特性に優れていることから、ヒートポンプ装置により得られる約60℃前後の空気で効率よく再生できるため、本発明に特に適している。また、親水性高分子、特にポリアクリル酸塩系高分子は、その吸着等温線でみられるとおり、他デシカント剤に比べ相対湿度の高湿度側、すなわち、飽和相対湿度に近い領域でより高い吸湿特性を有するため、飽和相対湿度域での吸湿を必要とする本発明のハイブリッド式乾燥機においては特に好ましい。 In the case of a polyacrylate polymer, since it has excellent regeneration characteristics at low temperatures compared to other desiccant agents, it can be efficiently regenerated with air of about 60 ° C. obtained by a heat pump device. Is suitable. In addition, hydrophilic polymers, especially polyacrylate polymers, as seen in their adsorption isotherms, have higher moisture absorption on the high humidity side of the relative humidity than other desiccant agents, that is, in the region close to the saturated relative humidity. Since it has characteristics, it is particularly preferable in the hybrid dryer of the present invention that requires moisture absorption in the saturated relative humidity region.
1 乾燥対象物
2 乾燥室
3 送風ファン
4 デシカントロータ装置の脱着ゾーン
5 仕切り板
6 絞り装置
7 圧縮機
8 蒸発器
9 排水口
10 デシカントロータ
11 凝縮器
12 デシカントロータ装置の吸着ゾーン
DESCRIPTION OF
Claims (4)
冷媒が、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と
水分を吸着・脱着できるデシカント剤が担持されたデシカントロータが水分を吸着する吸着ゾーンと水分を脱着する脱着ゾーンとに仕切られてなるデシカントロータ装置とを備え、
乾燥室内で乾燥対象物より水分を奪い取った水蒸気を含む乾燥用空気を、前記デシカントロータ装置の脱着ゾーン、前記ヒートポンプ装置の蒸発器、前記デシカントロータ装置の吸着ゾーン、前記ヒートポンプ装置の凝縮器の順に通過させることにより、乾燥用空気として再生し、乾燥室内へ戻す構成を有するハイブリッド式乾燥機。 A drying chamber and a refrigerant circulate in the order of the compressor, condenser, expansion device, and evaporator. A heat pump device configured to circulate in that order and a desiccant rotor carrying a desiccant that can adsorb and desorb moisture absorbs the adsorption zone and moisture. A desiccant rotor device divided into a desorption zone for desorption,
Drying air containing water vapor from which moisture has been removed from the object to be dried in the drying chamber is arranged in the order of the desorption zone of the desiccant rotor device, the evaporator of the heat pump device, the adsorption zone of the desiccant rotor device, and the condenser of the heat pump device. A hybrid dryer having a configuration in which it is regenerated as drying air and returned to the drying chamber by passing it through.
冷媒が、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と
水分を吸着・脱着できるデシカント剤が担持されたデシカントロータが水分を吸着する吸着ゾーンと水分を脱着する脱着ゾーンとに仕切られてなるデシカントロータ装置とを備え、
乾燥室内で乾燥対象物より水分を奪い取った水蒸気を含む乾燥用空気を、前記ヒートポンプ装置の凝縮器、前記デシカントロータ装置の脱着ゾーン、前記ヒートポンプ装置の蒸発器、前記デシカントロータ装置の吸着ゾーンの順に通過させることにより、乾燥用空気として再生し、乾燥室内へ戻す構成を有するハイブリッド式乾燥機。 A heat pump device configured to circulate the drying chamber and refrigerant in the order of the compressor, condenser, throttling device, and evaporator, and a desiccant rotor carrying a desiccant agent capable of adsorbing and desorbing moisture absorbs the adsorption zone and moisture. A desiccant rotor device divided into a desorption zone for desorption,
Drying air containing water vapor from which moisture has been removed from the object to be dried in the drying chamber is arranged in the order of the condenser of the heat pump device, the desorption zone of the desiccant rotor device, the evaporator of the heat pump device, and the adsorption zone of the desiccant rotor device. A hybrid dryer having a configuration in which it is regenerated as drying air and returned to the drying chamber by passing it through.
冷媒が、圧縮機、2つに分離された凝縮器、絞り装置、蒸発器の順に循環する構成のヒートポンプ装置と
水分を吸着・脱着できるデシカント剤が担持されたデシカントロータが水分を吸着する吸着ゾーンと水分を脱着する脱着ゾーンとに仕切られてなるデシカントロータ装置とを備え、
乾燥室内で乾燥対象物より水分を奪い取った水蒸気を含む乾燥用空気を、前記ヒートポンプ装置の2つに分離された凝縮器のうちの一方の凝縮器、前記デシカントロータ装置の脱着ゾーン、前記ヒートポンプ装置の蒸発器、前記デシカントロータ装置の吸着ゾーン、前記ヒートポンプ装置の2つに分離された凝縮器のうちの他方の凝縮器の順に通過させることにより、乾燥用空気として再生し、乾燥室内へ戻す構成を有するハイブリッド式乾燥機。 A desiccant rotor carrying a desiccant capable of adsorbing and desorbing moisture adsorbs moisture, and a heat pump device configured to circulate the drying chamber and refrigerant in the order of a compressor, two separated condensers, a throttling device, and an evaporator. A desiccant rotor device that is partitioned into an adsorption zone and a desorption zone that desorbs moisture,
One of the condensers separated into two parts of the heat pump device, the dehydrating zone of the desiccant rotor device, and the heat pump device for drying air containing water vapor that has taken moisture from the object to be dried in the drying chamber Of the desiccant rotor device, the adsorption zone of the desiccant rotor device, and the other condenser of the heat pump device are passed through in this order to regenerate the drying air and return it to the drying chamber A hybrid dryer.
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