JP2014184368A - 除湿乾燥機 - Google Patents

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Takahisa Akagawa
貴久 赤川
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Abstract

【課題】軽量で騒音が少なく、冬でも除湿能力が高い吸湿体を用いた除湿乾燥機において、吸湿体が吸着した水分量と吸湿体から放出した水分量が同等となるような制御を行うことにより効率の良い除湿運転を行うことができる除湿乾燥機の提供を目的としている。
【解決手段】除湿乾燥機1の本体に第一の風量検知手段17と第一の温湿度検知手段18および第二の風量検知手段19と第二の温湿度検知手段20を備え、検知した風量と温湿度から吸湿体に吸着した吸着水分量を演算する。さらに、第三の風量検知手段24と第三の温湿度検知手段25を備え、検知した風量と温湿度から熱交換器15の排出口22の水分量を貯水量検知手段26に対して補正することで、放出水分量を演算する。演算した吸着水分量と放出水分量を比較し、その結果に基づいて回転式吸湿体用モータ5、加熱手段14、再生ファン用モータ13を制御する。
【選択図】図1

Description

本発明は、吸湿体を備えた除湿装置に関するものである。
従来、この種の除湿乾燥機において、室内空気の温湿度と吸湿体に流れる風量から吸湿体に吸着した水分量を演算し、再生ヒーターの温度を調整することで消費電力を抑えることのできるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平12−101169号公報
このような従来の除湿乾燥機においては、吸湿体に吸着した水分量で制御を行っているが、吸湿体から放出される水分量を考慮していないため、吸湿体から十分な水分量が放出されているにもかかわらずヒーターの出力を上げたり、吸湿体からの水分の放出が不足しているのにヒーターの出力を下げたりしてしまう場合がある。
そこで本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、吸着する水分量と放出する水分量が等しくなるような制御を行うことで効率の良い除湿運転を行う除湿乾燥機を提供することを目的とする。
そして、この目的を達成するために、本発明は、通過させた空気中の水分を吸着する吸湿領域と加熱した空気を通過させて含有する水分を放出する再生領域を有する回転式の吸湿体を備え、室内の空気を吸い込む吸込口と前記吸湿領域を通過した空気を吹出口へ送る除湿ファンから構成される除湿経路と、前記再生領域に流入する空気を加熱する加熱手段と前記加熱手段へ送った空気を前記再生領域へ通過させる再生ファンと前記再生領域を通過した空気を冷却して結露させる熱交換器から構成される再生経路と、前記吸湿体を回転させる吸湿体回転手段から構成されるもので、前記除湿経路上の吸湿体の上流と下流にそれぞれ備えた第一の温湿度検知手段と第一の風量検知手段および、第二の温湿度検知手段と第二の風量検知手段と、前記第一の温湿度検知手段と第一の風量検知手段の検知した温湿度と風量から除湿経路上の吸湿体の上流を通過する水分量を演算する第一の通過水分量演算手段と、前記第二の温湿度検知手段と第二の風量検知手段の検知した温湿度と風量から除湿経路上の吸湿体の下流を通過する水分量を演算する第二の通過水分量演算手段と、前記吸湿体の上流の通過水分量と、前記吸湿体の下流の通過水分量の差を算出することにより、吸着体に吸着した吸着水分量を算出する吸着水分量演算手段と、前記熱交換器と排水タンクの間に備えた排水タンクに溜まった貯水量を検知する貯水量検知手段と、前記熱交換器の排出口に備えた第三の温湿度検知手段と第三の風量検知手段と、第三の温湿度検知手段と第三の風量検知手段の検知した温湿度と風量から前記熱交換器を通過した通過水分量を演算する第三の通過水分量演算手段と、前記貯水量に対して前記通過水分量を加えて実際に吸湿体から放出した放出水分量を算出する放出水分量演算手段と、前記吸着水分量と放出水分量を比較する水分量比較手段と、前記水分量比較手段の結果から前記吸着水分量と前記放出水分量が等しくなるように前記加熱手段の出力、前記吸湿体回転手段の回転速度、前記再生ファンの風量を調整する制御手段を設けたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
本発明によれば、通過させた空気中の水分を吸着する吸湿領域と加熱した空気を通過させて含有する水分を放出する再生領域を有する回転式の吸湿体を備え、室内の空気を吸い込む吸込口と前記吸湿領域を通過した空気を吹出口へ送る除湿ファンから構成される除湿経路と、前記再生領域に流入する空気を加熱する加熱手段と前記加熱手段へ送った空気を前記再生領域へ通過させる再生ファンと前記再生領域を通過した空気を冷却して結露させる熱交換器から構成される再生経路と、前記吸湿体を回転させる吸湿体回転手段から構成されるもので、前記除湿経路上の吸湿体の上流と下流にそれぞれ備えた第一の温湿度検知手段と第一の風量検知手段および、第二の温湿度検知手段と第二の風量検知手段と、前記第一の温湿度検知手段と第一の風量検知手段の検知した温湿度と風量から除湿経路上の吸湿体の上流を通過する水分量を演算する第一の通過水分量演算手段と、前記第二の温湿度検知手段と第二の風量検知手段の検知した温湿度と風量から除湿経路上の吸湿体の下流を通過する水分量を演算する第二の通過水分量演算手段と、前記吸湿体の上流の通過水分量と、前記吸湿体の下流の通過水分量の差を算出することにより、吸着体に吸着した吸着水分量を算出する吸着水分量演算手段と、前記熱交換器と排水タンクの間に備えた排水タンクに溜まった貯水量を検知する貯水量検知手段と、前記熱交換器の排出口に備えた第三の温湿度検知手段と第三の風量検知手段と、第三の温湿度検知手段と第三の風量検知手段の検知した温湿度と風量から前記熱交換器を通過した通過水分量を演算する第三の通過水分量演算手段と、前記貯水量に対して前記通過水分量を加えて実際に吸湿体から放出した放出水分量を算出する放出水分量演算手段と、前記吸着水分量と放出水分量を比較する水分量比較手段と、前記水分量比較手段の結果から前記吸着水分量と前記放出水分量が等しくなるように前記加熱手段の出力、前記吸湿体回転手段の回転速度、前記再生ファンの風量を調整する制御手段を設けたものであり、吸着水分量演算手段は、吸湿体の下流の通過水分量の差を算出することにより、吸着体に吸着した吸着水分量を算出し、放出水分量演算手段は、貯水量検知手段によって検知した排水タンクの貯水量に対して第三の温湿度検知手段と第三の風量検知手段から検知した温湿度と風量から第三の通過水分量演算手段によって演算された熱交換器の排出口の通過水分量を加えて放出水分量を算出し、水分量比較手段は、前記吸着水分量と前記放出水分量を比較し、比較結果に応じた信号を制御手段に送ることとなり、制御手段は、前記水分量比較手段から受け取った信号から前記吸着水分量と前記放出水分量が等しくなるように前記加熱手段の出力、前記吸湿体回転手段の回転速度、前記再生ファンの風量を調整することができるので、効率の良い除湿運転を行う除湿乾燥機を提供することができる。
本発明の実施の形態1の除湿乾燥機の概要を示す図 本発明の実施の形態1の貯水量検知手段の動作を示すブロック図 本発明の実施の形態1の制御演算部の動作を示すブロック図 温湿度−空気中の水分量を示す図
本発明の請求項1記載の除湿乾燥機は、通過させた空気中の水分を吸着する吸湿領域と加熱した空気を通過させて含有する水分を放出する再生領域を有する回転式の吸湿体を備え、室内の空気を吸い込む吸込口と前記吸湿領域を通過した空気を吹出口へ送る除湿ファンから構成される除湿経路と、前記再生領域に流入する空気を加熱する加熱手段と前記加熱手段へ空気を送った空気を前記再生領域へ通過させる再生ファンと前記再生領域を通過した空気を冷却して結露させる熱交換器から構成される再生経路と、前記吸湿体を回転させる吸湿体回転手段から構成されるもので、前記除湿経路上の吸湿体の上流と下流にそれぞれ備えた第一の温湿度検知手段と第一の風量検知手段および、第二の温湿度検知手段と第二の風量検知手段と、前記第一の温湿度検知手段と第一の風量検知手段の検知した温湿度と風量から除湿経路上の吸湿体の上流を通過する水分量を演算する第一の通過水分量演算手段と、前記第二の温湿度検知手段と第二の風量検知手段の検知した温湿度と風量から除湿経路上の吸湿体の下流を通過する水分量を演算する第二の通過水分量演算手段と、前記吸湿体の上流の通過水分量と、前記吸湿体の下流の通過水分量の差を算出することにより、吸着体に吸着した吸着水分量を算出する吸着水分量演算手段と、前記熱交換器と排水タンクの間に備えた排水タンクに溜まった貯水量を検知する貯水量検知手段と、前記熱交換器の排出口に備えた第三の温湿度検知手段と第三の風量検知手段と、第三の温湿度検知手段と第三の風量検知手段の検知した温湿度と風量から前記熱交換器を通過した通過水分量を演算する第三の通過水分量演算手段と、前記貯水量に対して前記通過水分量を加えて実際に吸湿体から放出した放出水分量を算出する放出水分量演算手段と、前記吸着水分量と放出水分量を比較する水分量比較手段と、前記水分量比較手段の結果から前記吸着水分量と前記放出水分量が等しくなるように前記加熱手段の出力、前記吸湿体回転手段の回転速度、前記再生ファンの風量を調整する制御手段を設けたものである。
これにより、吸着水分量演算手段は、吸湿体の上流の通過水分量と吸湿体の下流の通過水分量の差を算出することにより吸着体に吸着した吸着水分量を算出し、放出水分量演算手段は、貯水量検知手段によって検知した排水タンクの貯水量に対して第三の温湿度検知手段と第三の風量検知手段から検知した温湿度と風量から第三の通過水分量演算手段によって演算された熱交換器の排出口の通過水分量を加えて放出水分量を算出し、水分量比較手段は、前記吸着水分量と前記放出水分量を比較し、比較結果に応じた信号を制御手段に送ることとなるので、
制御手段は、前記水分量比較手段から受け取った信号から前記吸着水分量と前記放出水分量が等しくなるように前記加熱手段の出力、前記吸湿体回転手段の回転速度、前記再生ファンの風量を調整することができるので、効率の良い除湿運転を行う除湿乾燥機を実現することができる。
また、請求項2記載の除湿装置は、前記水分量比較手段は、前記吸着水分量と放出水分量を比較し、二つの水分量に大きく差がある場合を「除湿不足状態」、近い場合を「理想状態」とし、前記制御手段は「除湿不足状態」の場合は加熱手段の出力を上げ、吸湿体回転手段の回転速度を上げ、再生ファンの風量を下げる運転を行い、「理想状態」の場合は現状の運転を継続する。これにより、前記吸着水分量と前記放出水分量が等しくなるように制御をすることができ効率の良い除湿運転を行う除湿乾燥機を実現することができる。
以下本実施の形態について図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
実施の形態1の構成について図を用いて説明する。
図1は、本発明実施の形態における除湿乾燥機の構成を表す図である。
図1に示すように、除湿乾燥機1は、室内に開口し空気を吸込む吸込口2と、吸込んだ空気を再び室内へ吹出す吹出口3を備えている。
除湿乾燥機1の内部には、吸込んだ空気の水分を吸着する回転式吸湿体4とそれを回転させる吸湿体回転手段としての回転式吸湿体用モータ5を備えている。
回転式吸湿体4は、通過した空気の水分を吸着する吸湿領域6と、空気を通過させて吸着した水分を放出させる再生領域7を備えている。
また、除湿乾燥機1の内部には、吸込口2から吸込んだ空気を吸湿領域6へ通過させて吹出口3から吹出す除湿経路8と、再生領域7に空気を通過させて回転式吸湿体4に吸着させた水分を放出させる再生経路9とを備えている。
そして、除湿経路8は、室内の空気を吸込む吸込口2と、通過した空気の水分を吸着する吸湿領域6と、除湿した空気を吹出口3へ送る除湿ファン10と、それを動かす除湿ファン用モータ11から構成する。また、再生経路9は、再生領域7に流入する空気を送る再生ファン12と、それを動かす再生ファン用モータ13と、通過した空気を加熱する加熱手段14と、熱した空気を冷却して結露させる熱交換器15と、結露水を溜める排水タンク16から構成する。
さらに、除湿経路8には、前記吸湿領域6での回転式吸湿体4の上流に第一の風量検知手段17と第一の温湿度検知手段18を設け、下流に第二の風量検知手段19と第二の温湿度検知手段20を設ける。
また、再生経路9の熱交換器15は、冷却する空気の流入口21と排出口22と結露させた排出した水摘出する排水口23を備え、排出口22には第三の風量検知手段24と第三の温湿度検知手段25を設ける。熱交換器15の排水口23は排水タンク16に接続されている。そして、排水口23と排水タンク16の間に水の滴下量を検出する貯水量検知手段26を設け、貯水量検知手段26の検知信号により、水分量の演算、比較、制御を行う制御演算部27を設ける。
図2は、本発明実施の形態における貯水量検知手段26の構成を表すブロック図である。
貯水量検知手段26は、熱交換器15と排水タンク16の間に水滴検知手段28を設け、計数手段30によって水滴が通過した回数をカウントし、時間計測手段29と貯水量演算手段31により単位時間当たりに溜まった水量を検知するものである。
図3は、本発明実施の形態における制御演算部27の構成を表すブロック図である。
制御演算部27は、第一の通過水分量演算手段32と、第二の通過水分量演算手段35と、吸着水分量演算手段38と、第三の通過水分量演算手段39と、放出水分量演算手段42と、水分量比較手段43と、制御手段46で構成されている。
第一の通過水分量演算手段32は、第一の温湿度検知手段18と第一の風量検知手段17から検知した温湿度と風量から回転式吸湿体4の上流の除湿経路8の通過水分量を演算するものであり、検知した温湿度から図4のグラフに従って空気中の水分量を演算する第一の水蒸気量演算手段33と、前記空気中の水分量と検知した風量によって求めた単位時間当たりの空気流入量を掛け算する第一の流入水分量演算手段34から構成されるものである。
また、第二の通過水分量演算手段35は、第二の温湿度検知手段20と第二の風量検知手段19から検知した温湿度と風量から回転式吸湿体4の下流の除湿経路8の通過水分量を演算するものであり、前記第一の通過水分量演算手段32と同様の構成である。
また、第三の通過水分量演算手段39は、熱交換器15の排出口22に備えた第三の温湿度検知手段25と第三の風量検知手段24の検知した温湿度と風量から熱交換器15を通過した通過水分量を演算するものであり、前記第一の通過水分量演算手段32と同様の構成である。
また、吸着水分量演算手段38は、回転式吸湿体4の上流の通過水分量と、回転式吸湿体4の下流の通過水分量の差を算出することにより、吸着体に吸着した吸着水分量を算出するものである。
また、放出水分量演算手段42は、水の滴下量を検出する貯水量検知手段26の検知した水の滴下量に対して前記通過水分量を加えて実際に回転式吸湿体4から放出した放出水分量を算出するものである。
また、水分量比較手段43は、吸着水分量演算手段38の算出した吸着水分量と放出水分量演算手段42の算出した放出水分量を比較するものであり、放出水分量と吸着水分量の割合を演算する除湿効率演算手段44と、前記除湿効率演算手段44の結果から除湿状況を判定し制御手段46に信号を送る判定手段45から構成されるものである。
そして、制御手段46は、水分量比較手段43から受け取った信号から前記吸着水分量と前記放出水分量が等しくなるように加熱手段14の出力、回転式吸湿体4の回転速度、再生ファン12の風量を調整するものである。
上記構成により、除湿乾燥機1が運転を開始すると、除湿ファン10の動作により吸込口2から室内の空気が吸込まれ除湿経路8を通って、回転式吸湿体4の吸湿領域6を通過して吹出口3から再び室内へ吹出されることとなる。
このとき、回転式吸湿体4を通過した空気は吸湿領域6で、水分が吸収されることとなる。
第一の風量検知手段17と第一の温湿度検知手段18は、回転式吸湿体4の上流側に配置されていて、検知した風量と温湿度は、制御演算部27の第一の通過水分量演算手段32へ入力される。そして、第一の通過水分量演算手段32は、回転式吸湿体4の上流の水分量を演算することとなる。
すなわち、第一の通過水分量演算手段32は、第一の風量検知手段17から検知した風量によって求めた単位時間当たりの空気流入量と、第一の温湿度検知手段18から検知した温湿度から第一の水蒸気量演算手段33によって空気中の水分量を求め、第一の流入水分量演算手段34によって前記空気中の水分量と前記単位時間当たりの空気流入量を掛け算して回転式吸湿体4の上流の水分量が演算できる。
また、回転式吸湿体4の下流側に配置されている第二の風量検知手段19と第二の温湿度検知手段20から検知した風量と温湿度は、第二の通過水分量演算手段35へ入力される。
前記第一の通過水分量演算手段32と同様にして、第二の通過水分量演算手段35は、第二の風量検知手段19と第二の温湿度検知手段20から検知した風量と温湿度から回転式吸湿体4の下流の水分量が演算できる。
そして、吸着水分量演算手段38は、吸湿体の上流と下流の水分量の差を算出することで吸湿水分量を求めることとなる。
また、除湿乾燥機1が運転により、再生ファン12が動作し、再生経路9を空気が循環することになる。
再生経路9では、加熱手段14によって、回転式吸湿体4の上流で空気が加熱され、再生領域7を通過することとなるので、回転式吸湿体4に吸着した水分を通過する空気へ放出させることができる。次に、再生領域7を通過した空気は、熱交換器15の流入口21から熱交換器15内に流れ込み排出口22から排出されることとなる。この空気は、熱交換器15内では、冷却され含有する水分は、結露して排水口23から排出されることとなる。
熱交換器15の排出口22では、第三の温湿度検知手段25と第三の風量検知手段24から検知した風量と温湿度は、第三の通過水分量演算手段39に入力される。また、空気の除湿が進み熱交換器15に結露が発生すると貯水量検知手段26は、滴下する水分を水滴検知手段28によって検知し、水滴検知した回数を計数手段30によって数える。前記計数手段30は、時間計測手段29から検知開始信号が送られたときに計測を開始し、単位時間後に前記時間計測手段29から検知終了信号が送れられたときに計測を終了する。前記計数手段30の結果から貯水量演算手段31によって単位時間当たりの貯水量を演算する。
そして、放出水分量演算手段42によって、前記貯水量に対して第三の通過水分量演算手段39によって熱交換器の排出口の水分量を加算することとなり回転式吸湿体4の再生領域7から放出される放出水分量を求めることができる。
水分量比較手段43は、前記吸着水分量と前記放出水分量を比較し、比較結果に基づいた信号を制御手段46に送るものであり、除湿効率演算手段44によって前記吸着水分量と前記放出水分量の比を演算し、その比が基準値を下回る場合は「除湿不足状態」、基準値以上の場合は「理想状態」と判定し、制御手段46に信号を送る判定手段45から構成される。制御手段46は、前記水分量比較手段43から受け取った信号に基づき、前記吸着水分量と前記放出水分量が等しくなるように回転式吸湿体用モータ5、加熱手段14、再生ファン用モータ13の出力を調整する。前記水分量比較手段43から「除湿不足状態」の信号を受け取った場合は、回転式吸湿体用モータ5の回転速度を上げ、加熱手段の出力を上げ、再生ファンの風量を下げる制御を行い、「理想状態」の信号を受け取った場合は、現状の運転を継続する。
なお、放出水分量を求めるときに熱交換器15の流入口21の水分量を求めないのは、加熱手段14が熱交換器15の流入口21に近く、正しい温湿度が得られないためである。
以上のように本実施の形態では、吸着水分量演算手段38は、吸湿体の上流の通過水分量と吸湿体の下流の通過水分量の差を算出することにより吸着体に吸着した吸着水分量を算出し、放出水分量演算手段42は、貯水量検知手段26によって検知した排水タンク16の貯水量に対して第三の温湿度検知手段25と第三の風量検知手段24から検知した温湿度と風量から第三の通過水分量演算手段39によって演算された熱交換器15の排出口22の通過水分量を加えて放出水分量を算出し、水分量比較手段43は、前記吸着水分量と前記放出水分量を比較し、比較結果に応じた信号を制御手段46に送ることとなるので、制御手段46は、水分量比較手段43から受け取った信号から前記吸着水分量と前記放出水分量が等しくなるように加熱手段14の出力、吸湿体回転手段として備えた回転式吸湿体用モータ5の回転速度、再生ファン12の風量を調整することができるので、効率の良い除湿運転を行う除湿乾燥機を実現することができる。
本発明にかかる除湿装置は、一般家電用の衣類等の乾燥制御に適用できる。
1 除湿乾燥機
2 吸込口
3 吹出口
4 回転式吸湿体
5 回転式吸湿体用モータ
6 吸湿領域
7 再生領域
8 除湿経路
9 再生経路
10 除湿ファン
11 除湿ファン用モータ
12 再生ファン
13 再生ファン用モータ
14 加熱手段
15 熱交換器
16 排水タンク
17 第一の風量検知手段
18 第一の温湿度検知手段
19 第二の風量検知手段
20 第二の温湿度検知手段
21 流入口
22 排出口
23 排水口
24 第三の風量検知手段
25 第三の温湿度検知手段
26 貯水量検知手段
27 制御演算部
28 水滴検知手段
29 時間計測手段
30 計数手段
31 貯水量演算手段
32 第一の通過水分量演算手段
33 第一の水蒸気量演算手段
34 第一の流入水分量演算手段
35 第二の通過水分量演算手段
36 第二の水蒸気量演算手段
37 第二の流入水分量演算手段
38 吸着水分量演算手段
39 第三の通過水分量演算手段
40 第三の水蒸気量演算手段
41 第三の流入水分量演算手段
42 放出水分量演算手段
43 水分量比較手段
44 除湿効率演算手段
45 判定手段
46 制御手段

Claims (2)

  1. 通過させた空気中の水分を吸着する吸湿領域と加熱した空気を通過させて含有する水分を放出する再生領域を有する回転式の吸湿体を備え、室内の空気を吸い込む吸込口と前記吸湿領域を通過した空気を吹出口へ送る除湿ファンから構成される除湿経路と、前記再生領域に流入する空気を加熱する加熱手段と前記加熱手段へ空気を送った空気を前記再生領域へ通過させる再生ファンと前記再生領域を通過した空気を冷却して結露させる熱交換器から構成される再生経路と、前記吸湿体を回転させる吸湿体回転手段から構成されるもので、前記除湿経路上の吸湿体の上流と下流にそれぞれ備えた第一の温湿度検知手段と第一の風量検知手段および、第二の温湿度検知手段と第二の風量検知手段と、前記第一の温湿度検知手段と第一の風量検知手段の検知した温湿度と風量から除湿経路上の吸湿体の上流を通過する水分量を演算する第一の通過水分量演算手段と、前記第二の温湿度検知手段と第二の風量検知手段の検知した温湿度と風量から除湿経路上の吸湿体の下流を通過する水分量を演算する第二の通過水分量演算手段と、前記吸湿体の上流の通過水分量と、前記吸湿体の下流の通過水分量の差を算出することにより、吸着体に吸着した吸着水分量を算出する吸着水分量演算手段と、前記熱交換器と排水タンクの間に備えた排水タンクに溜まった貯水量を検知する貯水量検知手段と、前記熱交換器の排出口に備えた第三の温湿度検知手段と第三の風量検知手段と、第三の温湿度検知手段と第三の風量検知手段の検知した温湿度と風量から前記熱交換器を通過した通過水分量を演算する第三の通過水分量演算手段と、前記貯水量に対して前記通過水分量を加えて実際に吸湿体から放出した放出水分量を算出する放出水分量演算手段と、前記吸着水分量と放出水分量を比較する水分量比較手段と、前記水分量比較手段の結果から前記吸着水分量と前記放出水分量が等しくなるように前記加熱手段の出力、前記吸湿体回転手段の回転速度、前記再生ファンの風量を調整する制御手段を設けた除湿乾燥機。
  2. 前記水分量比較手段は、前記吸着水分量と前記放出水分量を比較し、二つの水分量に大きく差がある場合を「除湿不足状態」、近い場合を「理想状態」とし、前記制御手段は「除湿不足状態」の場合はヒーターの出力を上げ、吸湿体の回転速度を上げ、再生ファンの風量を下げる運転を行い、「理想状態」の場合は現状の運転を継続する請求項1記載の除湿乾燥機。
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