JP5625883B2 - Dehumidifying and heating device and clothes dryer provided with the same - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプサイクルを用いた除湿加温装置、および同装置を備えた衣類等の乾燥をおこなう衣類乾燥機に関するものである。 The present invention relates to a dehumidifying and warming apparatus using a heat pump cycle, and a clothes dryer for drying clothes and the like equipped with the apparatus.
従来、この種の除湿加温装置を備えた衣類乾燥機は、図7に示すような構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。図7は、特許文献1に記載された衣類乾燥装置の系統図を示したものである。図7において、圧縮機51、凝縮器52、排熱器53、絞り手段54および蒸発器55を冷媒が循環する管路56で連結し、ヒートポンプ装置57を構成している。乾燥用空気を流す風回路58は、乾燥用空気を加熱する凝縮器52と、乾燥させる衣類等を入れる乾燥庫59と、乾燥用空気を冷却し除湿する蒸発器55を乾燥用空気が流れる風路によって連結するように構成している。
Conventionally, the clothes dryer provided with this kind of dehumidification warming apparatus has a structure as shown in FIG. 7 (for example, refer patent document 1). FIG. 7 shows a system diagram of the clothes drying apparatus described in Patent Document 1. In FIG. 7, a
排熱器53は、凝縮器52と絞り手段54との間に設置されるとともに、風回路58とは別の風回路60に配設され、送風機61で送風された外気と排熱器53を流れる冷媒が熱交換し、冷媒の熱の一部を放出させるものであり、冷媒の温度上昇を低減するようにしている。ヒートポンプ装置57の状態を検知する検知手段62は、圧縮機51から冷媒が吐出する管路56に設けたサーミスタ63により冷媒吐出温度を検知し、圧縮機51と送風機61を制御する。
The
なお、矢印Aは、風回路58を流れる乾燥用空気の流れを示し、矢印Bは、風回路60を流れる冷却用の外気の流れを示し、矢印Cは、管路56を流れる冷媒の流れを示している。
The arrow A indicates the flow of drying air flowing through the
次に、上記衣類乾燥装置の動作について説明する。乾燥運転を開始すると、圧縮機51と風回路58に設けた送風機64が作動し、送風機64によって風回路58に乾燥用空気が送風される。乾燥用空気は、凝縮器52からの放熱で加熱され、温風となって乾燥庫59に導入される。乾燥庫59内で衣類と接触した乾燥用空気は、湿った衣類から水分を奪って衣類を乾燥させる。
Next, the operation of the clothes drying apparatus will be described. When the drying operation is started, the
乾燥用空気は、蒸発のための熱量として顕熱を与えられるため温度が低下するが、衣類から放出されたほぼ同等の潜熱を有する水蒸気を含んで高湿となる。衣類と接触する前後の乾燥用空気のエンタルピはほぼ一定である。高湿となった乾燥用空気は、蒸発器55で冷却され、潜熱を奪われ結露して除湿される。除湿されて絶対温度が低下した乾燥用空気は、再び凝縮器52で加熱される。
The drying air is provided with sensible heat as the amount of heat for evaporation, and thus the temperature is lowered. However, the drying air contains water vapor having substantially the same latent heat released from the clothing and becomes highly humid. The enthalpy of the drying air before and after coming into contact with clothing is almost constant. The drying air that has become highly humid is cooled by the
一方、ヒートポンプサイクルは、圧縮機51で圧縮された高温高圧のガス冷媒が凝縮器52で乾燥用空気に熱を奪われ凝縮し液化する。凝縮器52を出た冷媒は排熱器53に入り、送風機61で送風された外気と熱交換し、冷媒の熱の一部を排熱する。次に、高圧の冷媒が絞り手段54で減圧され、低温低圧となって蒸発器55で乾燥用空気から熱を奪い圧縮機51に戻る。
On the other hand, in the heat pump cycle, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the
冷媒によって蒸発器55で奪った熱量に、圧縮機51の入力から得られる熱量を加えた熱量が、凝縮器52から放出されるが、排熱器53によって圧縮機51の入力に相当する熱量を予め外部に放熱し、凝縮器52からの放熱量を一定の値でバランスするようにしている。
The amount of heat obtained by adding the amount of heat obtained from the input of the
しかしながら、前記従来の構成では、冷媒の熱の一部を排熱するため、排熱用の風回路60を設けて排熱器53を配設し、凝縮器52から排熱器53までの冷媒用管路の配管、および、排熱器53から絞り手段54までの冷媒用管路の配管が必要であり、また、凝縮器52を出た液冷媒から排熱するため、外部空気温度が高いときなど空気と冷媒の温度差が小さく、排熱器53が大きくなることから、除湿加温装置が大型化するという問題があった。
However, in the conventional configuration, in order to exhaust a part of the heat of the refrigerant, an exhaust
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷媒の熱の一部を効率よく排熱し、コンパクトな除湿加温装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a compact dehumidifying and warming device that efficiently exhausts part of the heat of the refrigerant.
前記従来の課題を解決するために、本発明の除湿加温装置は、凝縮器に設けた加熱部と蒸発器を配設し、前記蒸発器と前記加熱部に送風する第1の送風手段を有した第1の風回路と、前記凝縮器に設けた排熱部を配設し、前記排熱部に送風する第2の送風手段を有した第2の風回路とを備え、前記第1の風回路と前記第2の風回路とを隣接して形成し、前記第1の風回路によって除湿加温し、前記第2の風回路によって前記凝縮器の熱を排出するとともに、前記凝縮器の冷媒流入側を前記排熱部に配設し、前記第1の風回路と前記第
2の風回路とを仕切る仕切部を前記凝縮器の前記加熱部と前記排熱部との間に備えて1つのフィンチューブ型の熱交換器となるように構成したものである。
In order to solve the above-described conventional problems, a dehumidifying and heating apparatus according to the present invention includes a heating unit and an evaporator provided in a condenser, and includes a first blowing unit that sends air to the evaporator and the heating unit. first and wind circuit having the disposed waste heat section provided in the condenser, and a second air circuit having a second blowing means for blowing air to the heat exhaust unit, the first The wind circuit and the second wind circuit are formed adjacent to each other, dehumidified and heated by the first wind circuit, the heat of the condenser is discharged by the second wind circuit, and the condenser The refrigerant inflow side is disposed in the exhaust heat section, and the first wind circuit and the first
The partition part which divides | segments a 2 wind circuit is provided between the said heating part and the said waste heat part of the said condenser, and it is comprised so that it may become one fin tube type heat exchanger .
これによって、凝縮器の一部を排熱部として利用するため、余分な配管がいらず、構成を簡略にすることができる。また、凝縮器内を流動する冷媒の温度が最も高い冷媒流入側の伝熱管を排熱部に含んでいるため、排熱空気との温度差を大きくとることができ、排熱の効率をよくして除湿加温装置をコンパクトに構成することができる。 Thereby, since a part of the condenser is used as the heat exhausting section, no extra piping is required, and the configuration can be simplified. In addition, because the heat transfer tube on the refrigerant inflow side, which has the highest temperature of the refrigerant flowing in the condenser, is included in the exhaust heat section, the temperature difference from the exhaust heat air can be increased, and the efficiency of exhaust heat is improved. Thus, the dehumidifying and warming device can be configured compactly.
本発明の除湿加温装置は、冷媒の熱の一部を効率よく排熱し、除湿加温装置をコンパクトに構成することができる。 The dehumidifying and warming device of the present invention efficiently exhausts a part of the heat of the refrigerant, and the dehumidifying and warming device can be configured compactly.
第1の発明は、圧縮機、加熱部と排熱部とを有する凝縮器、絞り手段、および蒸発器等を冷媒が循環する管路で連結したヒートポンプ装置と、前記凝縮器に設けた前記加熱部と前記蒸発器を配設し、前記蒸発器と前記加熱部に送風する第1の送風手段を有した第1の風回路と、前記凝縮器に設けた前記排熱部を配設し、前記排熱部に送風する第2の送風手段を有した第2の風回路とを備え、前記第1の風回路と前記第2の風回路とを隣接して形成し、前記第1の風回路によって除湿加温し、前記第2の風回路によって前記凝縮器の熱を排出するとともに、前記凝縮器の冷媒流入側を前記排熱部に配設し、前記第1の風回路と前記第2の風回路とを仕切る仕切部を前記凝縮器の前記加熱部と前記排熱部との間に備えて1つのフィンチューブ型の熱交換器となるように構成したことにより、凝縮器の一部に排熱部を構成することができ、余分な配管がいらず、構成を簡略にすることができる。また、排熱部に冷媒温度の高い凝縮器の冷媒流入側の伝熱管を配設しているため、第2の風回路を流れる空気と冷媒との温度差を大きくとることができ、効率よく熱交換が行えるため、凝縮器を小型化でき、除湿加温装置をコンパクトに構成することができる。 A first aspect of the present invention is a compressor, a condenser and a heating portion and the exhaust heat unit, iris unit, and a heat pump apparatus which the evaporator or the like coupled in line in which the refrigerant circulates, the heat provided to the condenser parts and disposed the evaporator, disposed in the first air circuit, the exhaust heat portion provided on the condenser having a first blowing means for blowing air to the evaporator and the heating unit, A second wind circuit having a second air blowing means for blowing air to the exhaust heat section, the first wind circuit and the second wind circuit are formed adjacent to each other, and the first wind circuit The circuit is dehumidified and warmed, the heat of the condenser is discharged by the second wind circuit, and the refrigerant inflow side of the condenser is disposed in the exhaust heat unit, and the first wind circuit and the first A partition portion for partitioning the two wind circuits is provided between the heating portion and the exhaust heat portion of the condenser, and one fin tube type With the arrangements so that the exchanger, it is possible to configure the exhaust heat in a portion of the condenser, keeps an extra pipe can be simplified configuration. In addition, since the heat transfer pipe on the refrigerant inflow side of the condenser having a high refrigerant temperature is disposed in the exhaust heat section, a large temperature difference between the air flowing through the second wind circuit and the refrigerant can be taken efficiently. Since heat exchange can be performed, the condenser can be miniaturized and the dehumidifying and warming device can be configured compactly.
第2の発明は、特に、第1の発明の凝縮器に加熱部と排熱部を設け、前記加熱部を前記排熱部より大きくしたことにより、乾燥用空気の加熱量を排熱量より大きくすることができ、乾燥用空気の加熱を不足なく最適におこなうことができるとともに、加熱部と排熱部での熱交換がバランスよくおこなえるようになり、除湿加温装置のコンパクト化が図れる。 A second invention is, in particular, the heating unit and the exhaust heat portion provided on the condenser of the first aspect of the invention, by the heating unit was increased Ri by the warm side, from waste heat of the heating amount of drying air It is possible to increase the size of the air and optimally heat the drying air without any shortage, and the heat exchange between the heating unit and the exhaust heat unit can be performed in a well-balanced manner, so that the dehumidifying and warming device can be made compact.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明の凝縮器は、フィンと伝熱管を有し、前記伝熱管を扁平管で構成するとともに、前記扁平管の1つを仕切部としたことにより、扁平管で第1の風回路と第2の風回路を仕切ることができ、容易に風路を形成することができる。 According to a third aspect of the invention, in particular, the condenser of the first or second aspect of the invention has fins and heat transfer tubes, the heat transfer tubes are formed by flat tubes, and one of the flat tubes is used as a partition . Accordingly, the first wind circuit and the second wind circuit can be partitioned by the flat tube, and the air path can be easily formed.
第4の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明の除湿加温装置を備えた衣類乾燥機であり、コンパクトな衣類乾燥機を実現することができる。 In particular, the fourth invention is a clothes dryer provided with the dehumidifying and heating device of any one of the first to third inventions, and can realize a compact clothes dryer.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における除湿加温装置の系統図、図2は、同除湿加温装置の図1のX−X断面図、図3は、同除湿加温装置の凝縮器の斜視図、図4は、同除湿加温装置を備えた衣類乾燥機の系統図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a system diagram of the dehumidifying and warming device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 1 of the dehumidifying and warming device, and FIG. FIG. 4 is a system diagram of a clothes dryer provided with the dehumidifying and warming device.
図1〜図4において、ヒートポンプ装置1は、冷媒を圧縮する圧縮機2と、圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する凝縮器3と、高圧の冷媒の圧力を減圧するためのキャピラリーチューブからなる絞り手段4と、減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う蒸発器5を冷媒が循環するように管路6で連結している。
1 to 4, a heat pump device 1 includes a
凝縮器3は、一定間隔で平行に並べられ、相互間を空気が流動する多数のフィン3a、3bと、このフィン3a、3bと接し内部に冷媒が流動する管路6としての伝熱管3cとからなる一般的なフィンチューブ型の熱交換器で構成されており、加熱部7と排熱部8が設けられている。フィン3a、3bは、アルミニウム等の薄板で形成し、管路6を構成する伝熱管3cは、銅管で形成している。
The
加熱部7は、第1の風回路9内に設置されており、第1の送風機(第1の送風手段)(送風機)10で送風された空気は蒸発器5を通過した後、加熱部7を通過する。排熱部8に配設した伝熱管3cは、凝縮器3への冷媒流入側3dを含み、第1の風回路9に隣接して形成された第2の風回路11内に設置されており、第2の送風機(第2の送風手段)12で送風された外気が通過する。
The
凝縮器3に構成した加熱部7は排熱部8より大きく、第1の風回路9内に設置された加熱部7の通風断面積イは、第2の風回路11内に設置された排熱部8の通風断面積ロより大きく形成している。加熱部7と排熱部8の間に仕切り板13を設け、第1の風回路9を流れる空気と第2の風回路11を流れる空気が混合しないようにしている。
The
なお、矢印Aは、第1の風回路9を流れる空気の流れを示し、矢印Bは、第2の風回路11を流れる冷却用の外気の流れを示し、矢印Cは、管路6を流れる冷媒の流れを示している。
The arrow A indicates the flow of air flowing through the
以上のように構成された除湿加温装置は、凝縮器3の一部を加熱部7とし、他の部分を排熱部8としているので、別途排熱器を設ける必要がなく、排熱器を繋ぐ配管がなくなり、除湿加温装置をコンパクトに構成することができる。
In the dehumidifying / heating apparatus configured as described above, a part of the
また、凝縮器3内を流れる冷媒は過熱蒸気の状態で流入し、温度を下げて気液二相状態となり飽和温度で流動し、完全に液化するとさらに温度を下げて過冷却状態となり、凝縮器3から流出する。このため、冷媒温度は凝縮器3の冷媒流入側3dがもっとも高温となる。排熱部8は、この高温冷媒が流れる冷媒流入側3dを含んでおり、外気との温度差を大きくとることができるので効率よく排熱ができ、排熱部8をさらにコンパクトにすることができる。
Further, the refrigerant flowing in the
次に、このように構成された除湿加温装置を衣類乾燥機に用いた場合の動作について説明する。加熱部7を設置した第1の風回路9は、衣類等の乾燥対象を収容する乾燥庫14と連結され、第1の送風機10で送風された空気が循環する循環風路を形成している。排熱部8を設置した第2の風回路11は、第2の送風機12で外気を吸い込み、排熱部8を通過して外部に排気する。
Next, an operation when the dehumidifying / heating apparatus configured as described above is used in a clothes dryer will be described. The
乾燥運転を開始すると圧縮機2および第1の送風機10が作動する。第1の送風機10によって乾燥用空気が加熱部7を通過し、加熱部7からの放熱で加熱されて温風となり、乾燥庫14に送られる。乾燥庫14内で衣類と接触した乾燥用空気は、衣類から水分を奪って衣類を乾燥する。
When the drying operation is started, the
乾燥用空気は、蒸発のための熱量として顕熱を与えられるため温度が低下するが、衣類から放出されたほぼ同等の潜熱を有する水蒸気を含んで高湿の空気となる。衣類と接触する前後の乾燥空気のエンタルピはほぼ一定である。高湿となった乾燥用空気は、蒸発器5において冷却され、潜熱を奪われ結露して除湿される。除湿されて絶対湿度が低下した乾燥用空気は再び加熱部7で加熱される。
The drying air is given a sensible heat as an amount of heat for evaporation, and thus the temperature is lowered. However, the drying air contains water vapor having substantially the same latent heat released from the clothing and becomes high-humidity air. The enthalpy of dry air before and after coming into contact with clothing is almost constant. The drying air that has become highly humid is cooled in the
一方、ヒートポンプサイクルは、圧縮機2で圧縮された高温高圧のガス冷媒が凝縮器3の排熱部8に流入し、第2の風回路11を流れる外気に排熱し、気液二相冷媒となって加熱部7に流入する。加熱部7では、第1の風回路9を流れる乾燥用空気を加温し、冷媒は凝縮し液化する。
On the other hand, in the heat pump cycle, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the
この際、乾燥運転開始直後等、加熱量が多く必要な場合は、第2の送風機12を停止もしくは回転数を低減することにより排熱量を低減し、加熱量を増やすことができる。また、夏季のように外部空気温度が高い場合でも冷媒温度が高く排熱することができる。
At this time, when a large amount of heating is required, such as immediately after the start of the drying operation, the amount of exhaust heat can be reduced and the amount of heating can be increased by stopping the
次に、高圧の冷媒が絞り手段4で減圧され、低温低圧となり、蒸発器5で乾燥用空気から熱を奪い再び圧縮機2に戻る。冷媒によって蒸発器5で奪った熱量に圧縮機2の入力から得られる熱量を加えた熱量が、凝縮器3から放熱されるが、排熱部8によって圧縮機2の入力に相当する熱量を予め外部に放出するため、加熱部7からの加熱量は一定の値でバランスしている。
Next, the high-pressure refrigerant is depressurized by the throttle means 4 to become a low temperature and a low pressure, and the
ここで、圧縮機2の入力に相当する熱量、つまり、排熱部8から排出する熱量と、乾燥用空気を加熱する熱量、つまり、加熱部7で乾燥用空気に与える熱量では、後者の方が大きいため、加熱部7を排熱部8より大きくすることにより、加熱と排熱をバランスよくおこなえるため、除湿加温装置をコンパクトにすることができる。
Here, the amount of heat corresponding to the input of the
以上のように、凝縮器3に設けた加熱部7と蒸発器5を配設し、蒸発器5と加熱部7に
送風する第1の送風機10を有した第1の風回路9と、凝縮器3に設けた排熱部8を配設し、排熱部8に送風する第2の送風機12を有した第2の風回路11とを備え、第1の風回路9によって除湿加温し、第2の風回路11によって凝縮器3の熱を排出するとともに、凝縮器3の冷媒流入側3dを排熱部8に配設したものであり、凝縮器3の一部を排熱部8として利用するため、別途排熱器を設ける必要がなく、排熱器を繋ぐ配管がなくなり、構成を簡略にすることができる。また、凝縮器3内を流動する冷媒の温度が最も高い伝熱管3cの冷媒流入側3dを排熱部8に含んでいるため、第2の風回路11を流れる空気と冷媒との温度差を大きくとることができ、効率よく熱交換が行えるため、凝縮器3を小型化でき、除湿加温装置をコンパクトにすることができる。
As described above, the
また、加熱部7の通風断面積イを排熱部8の通風断面積ロより大きくしたものであり、乾燥用空気の加熱量の方が排熱量よりも大きいため、加熱部7の通風断面積を大きくすることにより、乾燥用空気の加熱を不足なく行え、加熱部7と排熱部8がバランスよく熱交換行えるようになり、除湿加温装置のコンパクト化が図れる。
Further, the ventilation cross-sectional area A of the
また、凝縮器3は、加熱部7と排熱部8との間に仕切り板13を設けて隣接する第1の風回路9と第2の風回路11を画成するようにしたものであり、第1の風回路9を流れる乾燥用空気と、第2の風回路11を流れる冷却用外気の混入を防止することができる。
The
また、衣類乾燥機に本発明の除湿加温装置を搭載することにより、衣類乾燥機の小型化を促進することができる。 In addition, by installing the dehumidifying and warming device of the present invention in a clothes dryer, it is possible to promote downsizing of the clothes dryer.
(実施の形態2)
図5は、本発明の第2の実施の形態における除湿加温装置の凝縮器の斜視図、図6は、同除湿加温装置の系統図である。本実施の形態の特徴は、凝縮器3の伝熱管3cを扁平管15で構成したものである。他の構成は実施の形態1と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態1のものを援用する。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a perspective view of the condenser of the dehumidifying and warming device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a system diagram of the dehumidifying and warming device. The feature of this embodiment is that the
上記の構成により、管路6を構成する伝熱管3cに扁平管15を用いて凝縮器3を構成しているため、扁平管15で第1の風回路9と第2の風回路11を仕切ることができ、容易に風路を形成することができる。
With the above configuration, since the
以上のように、本発明にかかる除湿加温装置は、冷媒の熱の一部を効率よく排熱し、除湿加温装置をコンパクトに構成することができるので、除湿加温装置および衣類乾燥機として有用である。 As described above, the dehumidifying / warming device according to the present invention efficiently exhausts a part of the heat of the refrigerant, and the dehumidifying / warming device can be configured compactly. Useful.
1 ヒートポンプ装置
2 圧縮機
3 凝縮器
3d 冷媒流入側
4 絞り手段
5 蒸発器
6 管路
7 加熱部
8 排熱部
9 第1の風回路
10 第1の送風機(第1の送風手段)
11 第2の風回路
12 第2の送風機(第2の送風手段)
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