JP2776111B2 - 除湿装置 - Google Patents

除湿装置

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JP2776111B2
JP2776111B2 JP4025250A JP2525092A JP2776111B2 JP 2776111 B2 JP2776111 B2 JP 2776111B2 JP 4025250 A JP4025250 A JP 4025250A JP 2525092 A JP2525092 A JP 2525092A JP 2776111 B2 JP2776111 B2 JP 2776111B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は冷凍サイクルを応用し
て部屋の湿度を低下させたり、物品を乾燥させるために
用いられる除湿装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図は例えば特開昭62−162880
号公報に示された従来の除湿装置1を示す図である。図
において、2は第1と第2の通風路2a、2bを有する
ケースで、ケース2内の第1の通風路2aには矢印で示
す空気の流入口側に冷却器3が取り付けられ、冷却器3
から内側に間隔を置いて凝縮器4が取り付けられてい
る。凝縮器4の下流側には圧縮機5が取り付けられ、順
次配管によって接続され、冷却器3と凝縮器4の間には
絞り装置6が接続され冷凍サイクルが構成されている。
また、ケース2内に設けられた前記第1の通風路2aを
バイパスし外気を直接取り込める第2の通風路2b内に
駆動部8に連結されたダンパ9が取り付けられており、
第2の通風路2bの開口面積を調節可能にしている。ケ
ース2内の凝縮器4の下流側から延びた位置には、開口
面積を微調節する駆動部10とダンパ11が取り付けら
れ、ダンパ11からさらに延びたケース2内の終端近く
には、送風機12が取り付けられている。
【0003】そして上記冷却器3に流入する外気温度t
を検出するための第1温度センサ13、上記冷却器3の
出口空気温度t1を検出するための第2温度センサ1
4、上記凝縮器4の出口空気温度t2を検出するための
第3温度センサ15が設けられさらに、送風機12の入
口側と出口側には、送風機による空気の温度上昇を検出
するために、第4温度センサ16及び第5温度センサ1
7が設けられている。上記各温度センサ13、14、1
5、16、17、圧縮機5、送風機12、ダンパ9、1
1の各駆動部8、10は制御装置18に電気的に接続さ
れることにより、動作可能となっている。この制御装置
18は上記した各機器を動作させるために周知の電磁開
閉器、リレー等共に、マイクロコンピュータにプログラ
ミングされた演算機能を備えている。
【0004】次に、動作について説明する。先ず各部の
湿度演算方法について説明する。相対湿度を決めるため
には乾球温度及び絶対湿度を求める必要があり、乾球温
度は第1〜5の温度センサ13、14、15、16、1
7によって検出できる。絶対湿度については、まず上記
冷却器3出口空気の相対湿度を100%に仮定すること
により基準の絶対湿度X1が求められる。また外気の絶
対湿度Xは、冷却器3によって冷却除湿される除湿量△
Xを求めることにより X=X1+△X (1) となる。なお、上記冷却器3による除湿量△Xは次式に
より求まる。 △X=(K△t2−△t1)CP/r(1+K) (2) 但し △t2=t1−t,△t1=t−t1 K:冷却能力 r:水蒸気の蒸発潜熱=597.3Kcal/Kg CP:空気の比熱=0.24Kcal/Kg℃ ここで、 K=(t1+273.5/t2−t1+△tk)・η (3) 但し η:圧縮機効率、一般に0.5 △tk:熱交換器による温度差、一般に15 また、凝縮器4による絶対湿度の変化は無いので、凝縮
器4出口の絶対湿度も決まる。
【0005】次に、被乾燥物に適した相対湿度の演算と
その制御方法について述べる。被乾燥物の仕上げ含水率
をMe、乾燥空気の温度をt0とすれば、その時の最適
な相対湿度Fは、例えば、次に示すヘンダーソンの式に
よって求めることができる。 1−F=exp(−ATMeN) (4) 但し、A及びNは物質係数 T:絶対温度=t0+273.5 送風機12の入口および出口空気の相対湿度は、冷却器
3から凝縮器4を通過する一次空気の風量G1とダンパ
9から取り込まれた二次空気の風量G2の比率によって
変化し、一次空気と二次空気を混合した後の絶対湿度を
X3とすれば次式より求めることができる。 X3=X+Gh・△X (5) 但し、△X=X2−X=X1−X、Gh=G1/G1+G
2=t3−t/t2−t 送風機12による絶対湿度の変化は無く、また送風機1
2の前後の温度は第4、5温度センサ16、17により
判るので、各部の相対湿度が求まる。従って、送風機1
2出口相対湿度が上記(4)式によって求めた最適な相
対湿度となるように制御装置18により、ダンパ9、1
1が制御される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の除湿装置におけ
る湿度演算は冷却器出口空気の相対湿度を100%と仮
定している。しかしながら吸込空気の相対湿度が低下
し、冷却器出口空気の状態が、図3に示す空気線図上の
例えばB点になった場合、冷却器出口空気の相対湿度を
100%と仮定しているため、冷却器出口空気の絶対湿
度は図中b点の絶対湿度を求めることになる。従って、
冷却器出口空気の相対湿度が低下する様な吸込空気条件
では、基準となる絶対湿度の値が実際よりも大きい値と
し処理されるため、吸込空気および凝縮器出口の空気状
態は図中a、c点に示されるようになり、実際の相対湿
度より大きい値となり、目標とする相対湿度に制御でき
なくなる等の問題点があった。
【0007】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、吸込空気の相対湿度が低下し
ても湿度演算の精度が低下せず、常に目的とする湿度の
乾燥空気を実現できる除湿装置を得ることを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る除湿装置
は、吸込空気温度、冷却器出口空気温度、凝縮器出口空
気温度から温度補正値を求め冷却器出口空気温度を補正
し、ここでの相対湿度を100%と仮定するようにした
ものである。
【0009】
【作用】この発明に係る除湿装置は、吸込空気温度、冷
却器出口空気温度、凝縮器出口空気温度から温度補正値
を求め、冷却器出口空気温度を補正するようにしたの
で、上記冷却器に流入する空気の相対湿度の変化にした
がって冷却器出口空気の相対湿度も変化し、吸込空気の
相対湿度が低下しても湿度演算の精度が低下せず、常に
目的とする湿度の乾燥空気を実現できる。
【0010】
【実施例】図1はこの発明の一実施例による除湿装置を
示す構成図である。図1において、図6と同一符号は相
当部分を示すので、その説明を省略する。20は図2に
示すフローチャートに従ってダンパ9、11、圧縮機
5、送風機12を駆動制御するマイクロコンピュータを
備えた制御装置、21は記憶装置である。図3はこの発
明の湿度演算方法と、従来方法による演算結果を空気線
図上に示した図であり、図中A、B、C及びa、b、c
はこの発明による湿度演算方法と、従来方法による演算
によって求めた点で、A、aは吸込空気の状態、B、b
は冷却器出口空気の状態、C、cは凝縮器出口空気の状
態をそれぞれ示し、またD点は図4、図5によって求め
た補正値αによって決まる点であり相対湿度100%の
線上にある。図4は上記補正値αと凝縮器出口空気温度
2と吸込空気温度tの差(t2−t)の関係を示すデー
タで補正値1が小さい程、補正値αは大きくなり、また
(t2−t)の値が大きくなると補正値αは二次関数的
に大きくなる。図5は冷却器出入口温度差(t−t1
と凝縮器出入口の温度差(t2−t1)の比Th=(t−t
1)/(t2−t1)と上記補正値1の関係を示すデータ
(ここでt、t1、t2は第1〜第3温度センサ13、1
4、15によって検出された温度)で、吸込空気の相対
湿度が高い場合は顕熱比が小さくなり冷却器前後の温度
差が小さくなる為、上記Thの値は小さくなる。また、
吸込空気温度が高い程顕熱比が小さくなる為、Thの値
も小さくなる。なお、これら図4、図5に示されるデー
タおよび空気線図が上記記憶手段21に記憶されてい
る。
【0011】次に図2に示されるフローチャートに従っ
て制御装置20の動作について説明する。図2におい
て、処理ルーチンがスタートし、ステップS1で第1温
度センサ13において検出された外気温度tと第2〜第
5温度センサ14、15、16、17で検出された冷却
器出口空気温度t1、凝縮器出口空気温度t2、送風機入
口空気温度t3、送風機出口空気温度t4を読み込む。次
にステップS2で送風機出口空気温度t4と予め設定さ
れた設定温度t0(前記4式における乾燥空気の温度)
と比較し、t4>t0のときステップ3へ進み、そこで圧
縮機5を停止し吹出空気温度(送風機出口空気温度)の
過昇を防止する。そしてステップS4で圧縮機5の停止
後一定時間経過したか否かを判定し、一定時間経過する
とステップS1へ戻る。また、ステップS2においてt
4<t0のときはステップS5に進む。ステップS5では
外気温度tと冷却器出口空気温度t1との温度差(t−
1)と、凝縮器出口空気温度t2と冷却器出口空気温度
1との温度差(t2−t1)の比Th=(t−t1)/(t
2−t1)を演算し、この演算した比Thと外気温度tと
により記憶手段21に記憶された図5に示されるデータ
から補正値1を読み出し、凝縮器出口空気温度t2と外
気温度tとの温度差(t2−t)と上記読み出した補正
値1とにより、記憶手段21に記憶された図4に示され
るデータから補正値αを読み出しステップ6に進む。そ
してステップ6において、冷却器出口空気温度t1から
補正値αを差し引いて冷却器出口空気補正温度t1aを算
出する。
【0012】次にステップS7において、記憶手段21
に記憶された空気線図から冷却器出口空気補正温度t1a
での相対湿度を100%とした点、図3のD点の絶対湿
度を読み出す。このD点の絶対湿度がB点における適正
な絶対湿度(冷却器出口空気の絶対湿度)で、これを基
準の絶対湿度X1とし、前記2式により除湿量△Xを演
算しステップS8に進む。ステップS8において、前記
5式から送風機入口空気の絶対湿度X3を演算し、ステ
ップS9で絶対湿度X3と送風機出口空気温度t4とによ
り、記憶手段21に記憶された空気線図のデータから吹
出空気(送風機出口空気)の相対湿度FOを読み出す。
次にステップ10において、予め設定された設定相対湿
度FS(4式の最適な相対湿度F)と上記吹出空気の相
対湿度FOとを比較し、−1≦FS−FO≦1のときステ
ップS1に戻り、FS−FO>1のときステップ11へ進
み、そこでダンパ11が全開か否かを駆動部10のダン
パ11開度データにより検出し、否の場合には設定相対
湿度FSと吹出空気の相対湿度FOとの差に応じた量だけ
ダンパ11を開くダンパ11開信号を出力しステップS
1へ戻る。また全開の場合にはステップS13へ進み、
そこでダンパ9が全開か否かを駆動部8のダンパ開度デ
ータにより検出し、全開の場合にはステップS1に戻
り、また、否の場合には設定相対湿度FSと吹出空気の
相対湿度FOとの差に応じた量だけダンパ9を開くダン
パ9開信号を出力しステップS1に戻る。
【0013】またステップS10において、FS−FO
−1の場合にはステップS14に進み、そこでダンパ1
1が全開か否かを駆動部10のダンパ11開度データに
より検出し、否の場合にはステップ15へ進み、そこで
設定相対湿度FSと吹出空気の相対湿度FOとの差に応じ
た量だけダンパ11を閉じるダンパ11閉信号を出力し
ステップS1に戻る。また、全閉の場合にはステップ1
6へ進み、そこでダンパ9が全閉か否かを駆動部8から
検出し、全閉の場合にはステップ11へ戻り、否の場合
にはステップ17に進み、そこで設定相対湿度FSと吹
出空気の相対湿度FOとの差に応じた量だけダンパ9を
閉じるダンパ9閉信号を出力し、ステップ1へ戻る。以
後、以上の制御が繰り返し行われ、吹出空気の相対湿度
Oが設定相対湿度FSに収束される。
【0014】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば冷却器
の出口空気温度を吸込空気温度、冷却器出口空気温度、
凝縮機出口空気温度から補正して、送風機の出口空気の
相対湿度を算出し、この相対湿度とあらかじめ設定され
た設定相対湿度と比較し、その比較値に応じて第1のダ
ンパ及び第2のダンパ開度を制御するように構成したの
で、冷却器の入り口空気温度が低下しても常に目標とす
相対湿度に制御される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による除湿装置を示す構成
図で有る。
【図2】図1に示される制御装置の動作を示すフローチ
ャートである。
【図3】この発明による湿度演算方法と、従来方法によ
る演算結果を空気線図上に示した図である。
【図4】図1に示される記憶手段に予め記憶された 凝
縮器出口空気温度t2と冷却器に流入する空気温度tと
の温度差と、補正値1とに応じた補正値αデータを示す
図である。
【図5】図1に示される記憶手段に予め記憶された冷却
器に流入する空気温度tと、冷却器出口空気温度t1
の温度差(tーt1)と凝縮器出口空気温度t2と冷却器
出口空気温度t1との温度差(t2ーt1)との比とに応じ
た補正値1データを示す図である。
【図6】従来の除湿措置を示す構成図である。
【符号の説明】
2 ケース 2a 第1の通風路 2b 第2の通風路 3 冷却器 4 凝縮器 5 圧縮機 6 絞り装置 8 駆動部 9 ダンパ 10 駆動部 12 ダンパ 13 第1温度センサ 14 第2温度センサ 15 第3温度センサ 16 第4温度センサ 17 第5温度センサ 20 制御装置 21 記憶手段

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機と、凝縮器と、絞り装置と、冷却
    器とを順次接続してなる冷凍サイクルと、空気流入口を
    有しこの空気流入口側に上記冷却器が配設されその下流
    側に上記凝縮器が配設された第1の通風路および上記第
    1の通風路をバイパスする第2の通風路を備えたケース
    と、上記第2の通風路の開口面積を調整する第1のダン
    パと、上記ケース内の上記第1と第2の通風路の下流側
    に配設され上記冷却器から上記凝縮器へ空気を流通させ
    る送風機と、上記送風機の上流側に配設された第2のダ
    ンパと、上記ケースに吸入される空気温度とケース内の
    空気温度を検出する空気温度検出手段と、上記空気温度
    検出手段による検出温度データ、上記検出温度データに
    基づき補正値を算出する補正値算出データ及び空気線図
    データを記憶した記憶手段と、上記記憶手段のデータに
    基づき上記冷却器出口の補正出口空気温度、さらに上記
    送風機の出口空気の相対湿度を算出し、あらかじめ設定
    された設定相対湿度と比較して、上記第1のダンパ開度
    と第2のダンパ開度を制御する制御装置を備えているこ
    とを特徴とする除湿装置。
  2. 【請求項2】 圧縮機と、凝縮器と、絞り装置と、冷却
    器とを順次接続してなる冷凍サイクルと、空気流入口を
    有しこの空気流入口側に上記冷却器が配設されその下流
    側に上記凝縮器が配設された第1の通風路および上記第
    1の通風路をバイパスする第2の通風路を備えたケース
    と、上記第2の通風路の開口面積を調整する第1のダン
    パと、上記ケース内の上記第1と第2の通風路の下流側
    に配設され上記冷却器から上記凝縮器へ空気を流通させ
    る送風機と、上記送風機の上流側に配設された第2のダ
    ンパと、上記冷却器に流入する空気温度tを検出する第
    1温度センサと、上記冷却器の出口空気温度t 1 を検出
    する第2温度センサと、上記凝縮器の出口空気温度t 2
    を検出する第3温度センサと、上記送風機の入り口空気
    温度t 3 を検出する第4温度センサと、上記送風機の出
    口空気温度t 4 を検出する第5温度センサと、空気温度
    tと出口空気温度t 2 との温度差と、出口空気温度t 2
    出口空気温度t 1 との温度差の比に応じた補正値データ
    および出口空気温度t 2 と空気温度tとの温度差と上記
    補正値データとに応じた補正値αデータ並びに空気線図
    データを予め記憶した記憶手段と、空気温度tと出口空
    気温度t 1 、t 2 とに基づき上記補正値データから補正値
    を読み出すと共に、この補正値 に基づき補正値αデータ
    から補正値αを読み出し、この補正値αで出口空気温度
    1 を補正し、この補正した補正出口空気温度t 1a と出
    口空気温度t 4 および上記空気線図データとに基づき上
    記送風機の出口空気の相対湿度F O を求め、この相対湿
    度F O と予め設定された設定相対湿度F S との比較値に応
    じて上記第1と第2のダンパの開度を制御する制御装置
    を備えていることを特徴とする除湿装置。
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JP5097852B1 (ja) * 2011-11-18 2012-12-12 伸和コントロールズ株式会社 空気調和方法および空気調和装置
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