JPH0621723B2 - Heat pump device for dehumidifying and drying air - Google Patents

Heat pump device for dehumidifying and drying air

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JPH0621723B2
JPH0621723B2 JP61192293A JP19229386A JPH0621723B2 JP H0621723 B2 JPH0621723 B2 JP H0621723B2 JP 61192293 A JP61192293 A JP 61192293A JP 19229386 A JP19229386 A JP 19229386A JP H0621723 B2 JPH0621723 B2 JP H0621723B2
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JP
Japan
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air
heat
carnot cycle
reverse carnot
drying
Prior art date
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JP61192293A
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Japanese (ja)
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JPS6349668A (en
Inventor
敬介 笠原
順介 遠藤
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Mayekawa Manufacturing Co
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Mayekawa Manufacturing Co
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、低温度で観桜しなければならない物質例え
ば、食品、医薬品、粉粒体剤、汚泥等を処理するための
空気を除湿乾燥するためのヒートポンプ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention is for treating substances that must be observed at low temperatures, such as foods, pharmaceuticals, granular agents, sludge and the like. The present invention relates to a heat pump device for dehumidifying and drying air.

(従来の技術) 従来、低温度で乾燥しなければならない物質例えば、食
品、医薬品、粉粒体剤、汚泥等の乾燥における除湿は、
一般には塩化リチュームやエチレングリコール等の溶液
をスプレーして空気と熱交換して除湿空気を作っている
が、吸湿して稀釈した溶液は、コンセントレータによっ
て加熱して濃縮し更に空冷によって冷却している。ま
た、被乾燥物の前冷却室は別に設けた冷凍機を使用して
いる。
(Prior Art) Conventionally, substances that must be dried at a low temperature, for example, dehumidification in drying foods, pharmaceuticals, granular materials, sludge, etc.
Generally, a solution such as lithium chloride or ethylene glycol is sprayed to exchange heat with air to make dehumidified air, but the solution that has absorbed and diluted is heated by a concentrator, concentrated, and then cooled by air cooling. . Further, a refrigerator provided separately is used for the pre-cooling chamber of the dried object.

(発明が解決しようとする問題点) 従来技術ではクーリングタワーによるファン動力、ポン
プ動力等と加熱濃縮のための余分の濃縮装置が必要とな
る。また、溶液は循環空気に混って飛散してしまうの
で、常に溶液を補給しなければならないし、溶液は消耗
品であり、更に加熱と濃縮に必要な熱はボイラ効率から
言っても80%以下の熱効率である。したがって、装置
の維持管理は大変厄介なものであり、経済的にも負担が
大きい。また、空気中に混入した塩化チリュームやエチ
レングリコール等が被乾燥物に付着すると言うような欠
点もあり、腐敗の弊害もあった。また、加熱のためには
ボイラを、冷却のためには冷凍機を、それぞれ備えなけ
ればならないので、省エネルギ上問題であり、設備費も
かさむ等の欠点があった。本発明は、これらの欠点を解
決しようとするものであって、除湿のために塩化リチュ
ームやエチレングリコール等を使用せず、冷凍式除湿方
式を採用し、低温除湿乾燥空気を作って送風または循環
し、また同時にヒートポンプ利用の加熱を行うことによ
り、省エネルギを達成し、従来技術の欠点を解消するこ
とを目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) In the prior art, fan power, pump power, etc. by a cooling tower and an extra concentrating device for heating and concentrating are required. Also, since the solution mixes with the circulating air and scatters, the solution must be constantly replenished, the solution is a consumable item, and the heat required for heating and concentrating is 80% from the boiler efficiency. The thermal efficiency is as follows. Therefore, the maintenance of the device is very troublesome and economically burdensome. In addition, there is a drawback that thulium chloride, ethylene glycol, etc. mixed in the air adheres to the material to be dried, and there is also a bad effect of rotting. In addition, since a boiler must be provided for heating and a refrigerator must be provided for cooling, there is a problem in terms of energy saving, and there are drawbacks such as increased equipment cost. The present invention is intended to solve these drawbacks, and does not use lithium chloride or ethylene glycol for dehumidification, adopts a refrigeration dehumidification method, and creates low temperature dehumidified dry air to blow or circulate. In addition, the present invention aims to achieve energy saving and eliminate the drawbacks of the prior art by simultaneously performing heating using a heat pump.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

(問題点を解決するための手段) 前記の問題点を解決するための手段として、本発明のヒ
ートポンプ装置は、乾燥空気による乾燥室と乾燥空気を
作る空気チャンバーと空気チャンバー内の加熱及び冷却
手段としての一次及び二次の逆カルノーサイクルの手段
を有し、乾燥室と空気チャンバーとは乾燥空気を導入す
る回路と吸湿空気を還流させる回路とを以て連結され、
また、空気チャンバー内には、その空気チャンバーの空
気入口側及び空気出口側にそれぞれ最も近い位置に、二
次逆カルノーサイクルの吸熱用熱交換器と発熱用熱交換
器とを設け、更に一次逆カルノーサイクルの吸熱用熱交
換器と発熱用熱交換器とを、前記二次逆カルノーサイク
ルの吸熱用熱交換器と熱用熱交換器のそれぞれ内側に設
ける。
(Means for Solving Problems) As means for solving the above problems, the heat pump device of the present invention is a drying chamber with dry air, an air chamber for producing dry air, and heating and cooling means in the air chamber. As a primary and secondary reverse Carnot cycle means, the drying chamber and the air chamber are connected by a circuit for introducing dry air and a circuit for refluxing the absorbed air,
In the air chamber, a heat exchanger for heat absorption and a heat exchanger for heat generation of the secondary reverse Carnot cycle are provided at positions closest to the air inlet side and the air outlet side of the air chamber, respectively. A Carnot cycle heat absorption heat exchanger and a heat generation heat exchanger are provided inside the secondary reverse Carnot cycle heat absorption heat exchanger and heat generation heat exchanger, respectively.

更に、前記の逆カルノーサイクルの放熱器から得られる
熱を吸熱源とする三次逆カルノーサイクルを形成し、こ
れにより吸収した熱を前記乾燥室の最終側に導入する回
路を設ける。
Further, a circuit for forming a third reverse Carnot cycle using heat obtained from the radiator of the reverse Carnot cycle as a heat absorption source and introducing the absorbed heat to the final side of the drying chamber is provided.

(作用) 空気チャンバー内において、吸湿した循環空気または外
気を二組のヒートポンプ装置を用いて先ず冷却除湿し、
次にこれを前記ヒートポンプ装置を用いて加熱して適宜
の温度に調整して乾燥室に導入する。
(Operation) In the air chamber, the absorbed circulating air or the outside air is first cooled and dehumidified by using two sets of heat pump devices,
Next, this is heated using the heat pump device, adjusted to an appropriate temperature, and introduced into a drying chamber.

二次逆カルノーサイクルと一次逆カルノーサイクルの吸
熱用熱交換器と発熱用熱交換器を相互に特定の配置にお
くことにより、両サイクルの圧縮比を何れも小とし、加
熱及び冷却の成績係数を共に大とする。
By placing the heat exchanger for heat absorption and the heat exchanger for heat generation of the secondary reverse Carnot cycle and the primary reverse Carnot cycle in mutually specific arrangements, the compression ratio of both cycles can be made small and the coefficient of performance of heating and cooling can be reduced. Together with each other.

更に必要に応じ、前記逆カルノーサイクルから得られる
熱を吸熱源とする三次逆カルノーサイクルを働かせるこ
とにより、より高い温度の熱風を効率よく得ることがで
きる。
Further, if necessary, a third-order reverse Carnot cycle using the heat obtained from the reverse Carnot cycle as an endothermic source is operated to efficiently obtain hot air at a higher temperature.

(実施例) 本発明の1実施例を第1図により説明する、本実施例は
所謂「空気循環式閉サイクル方式」と「外気(新鮮空
気)取入式開放サイクル方式」に併用できる。
(Embodiment) One embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. This embodiment can be used in combination with a so-called "air circulation closed cycle system" and "outside air (fresh air) intake type open cycle system".

1は乾燥室であって、乾燥されるべき物例えば食品、医
薬品、粉粒体剤、汚泥等の原料6がコンベヤにより乾燥
室1の予冷室2に導入され、均一粉砕機3により均質粒
にされてネットコンベア4上に供給され、乾燥室1内を
移動中に乾燥され食品、医薬品、粉粒体剤、汚泥等の完
成品7となって導出される。乾燥室1内は上下の隔板1
4,15により多数の区割16に分割され、各区割16内を上
下方向に空気が流れるようになっている。
Reference numeral 1 denotes a drying chamber in which a material 6 to be dried, such as food, medicine, powdery or granular material, and sludge, is introduced into a precooling chamber 2 of the drying chamber 1 by a conveyor and made into uniform particles by a uniform crusher 3. It is then supplied onto the net conveyor 4, dried while moving in the drying chamber 1, and discharged as a finished product 7 such as food, medicine, powdery or granular material, sludge and the like. Upper and lower partition plates 1 in the drying chamber 1
It is divided into a large number of divisions 16 by 4 and 15, and air flows vertically in each division 16.

乾燥室1の乾燥空気の導入は次のように行われる。先
ず、5〜7℃の冷風は送風機9により流入管11a ,11b
を経て予冷前室2に流入される。30〜40℃/6g/
kgの低温乾燥空気は送風機8により流入管13a ,13b を
経て23箇の区割16に分留して乾燥を行い、更に流入管
13c から3箇の他の区割16に分流して乾燥を行った後、
還流管13d から流出し、フィルタ70で除塵され送風機8a
によって循環空気ダクト18から再び空気チャンバー17
に流入される。
The introduction of dry air in the drying chamber 1 is performed as follows. First, the cool air of 5 to 7 ° C. is blown by the blower 9 into the inflow pipes 11a and 11b.
Through the precooling front chamber 2. 30-40 ° C / 6g /
The low-temperature dry air of kg is fractionated by the blower 8 through the inflow pipes 13a and 13b into 23 divisions 16 to be dried, and further the inflow pipes
After dividing from 13c to 3 other divisions 16 and drying,
It flows out from the reflux pipe 13d, is dust-removed by the filter 70, and is a blower 8a.
Circulating air duct 18 again from air chamber 17
Is flowed into.

次に空気チャンバー17いついて説明する。空気チャンバ
ー17内には空気流れの方向に、プレクーラ21、第1クー
ラ22、第2クーラ23、エリミネータ24、中間加熱器54、
リヒータ25、温水ヒータ26がそれぞれ設けられている。
循環空気ダクト18から空気チャンバー17に35℃/1
3.5g/kgの吸湿空気が流入し、プレクーラ21で19
℃に予冷され、第1クーラ22で15.5℃に冷却され水
分を凝縮され、次いで第2クーラ23により6.5℃まで
冷却され、更に水分を凝縮され、エリミネータ24におい
て水分を除去される。28はドレントラップである。次い
で除湿空気は中間加熱器54とリヒータ25において加熱さ
れた後、更に温水ヒータ26により加熱されて40〜50
℃/6g/kgの乾燥空気となる。この乾燥空気は流入管
13a ,13b を経て再び乾燥室1内に導入される。
Next, the air chamber 17 will be explained. In the air chamber 17, in the direction of air flow, a precooler 21, a first cooler 22, a second cooler 23, an eliminator 24, an intermediate heater 54,
A reheater 25 and a hot water heater 26 are provided respectively.
Circulating air duct 18 to air chamber 17 at 35 ° C / 1
The pre-cooler 21 19
It is pre-cooled to ℃, cooled to 15.5 ℃ in the first cooler 22 to condense water, then cooled to 6.5 ℃ in the second cooler 23, further condensed to remove water in the eliminator 24. . 28 is a drain trap. Next, the dehumidified air is heated in the intermediate heater 54 and the reheater 25 and then further heated by the hot water heater 26 to 40-50.
It becomes dry air of ℃ / 6g / kg. This dry air is inflow pipe
It is again introduced into the drying chamber 1 through 13a and 13b.

次に、空気チャンバー17を流れる空気からのまたは空気
に対しての熱の授受について説明する。
Next, transfer of heat from or to the air flowing through the air chamber 17 will be described.

プレクーラ21とリヒータ25とは、ポンプ30によって冷媒
液(エチレングリコールまたはブライン等)が循環する
ように閉サイクルに形成されており、リヒータ25内で冷
媒は6.5℃の冷風によって約11.5℃まで冷却され
てポンプ30によりプレクーラ21に流入し、35℃の吸湿
空気を予冷し30℃前後の冷媒液となってリヒータ25に
戻り、6.5℃の空気を中間加熱器54を経て約25℃ま
で昇温させる。
The precooler 21 and the reheater 25 are formed in a closed cycle so that a coolant liquid (ethylene glycol, brine, etc.) is circulated by the pump 30, and the coolant in the reheater 25 is cooled to about 11.5 by the cool air of 6.5 ° C. After being cooled to ℃, it flows into the pre-cooler 21 by the pump 30, pre-cools the 35 ℃ absorbed air and becomes a refrigerant liquid of about 30 ℃ and returns to the reheater 25, and the 6.5 ℃ air is passed through the intermediate heater 54 to about Raise the temperature to 25 ° C.

Hは高段側の二次逆カルノーサイクル即ちヒートポンプ
サイクルで、冷媒は圧縮機31で圧縮され温水加熱器(凝
縮器)32で凝縮し、液冷媒は液管62を経て中間冷却器と
しての放熱器(凝縮器)35に流入し、冷却された液冷媒
は液管64を通り主膨脹弁33を介して第1クーラ22に流入
して蒸発し、プレクータ21により流出した19℃の空気
を15.5℃まで冷却した後、再び圧縮機31に吸入され
る。Rは低段側の一次逆カルノーサイクル即ち冷凍サイ
クルで、圧縮機34で圧縮された冷媒は、三方弁47c を介
してガス管60から中間加熱器54に導入され第2クーラ23
からの空気を加熱してて自らは冷却され一部凝縮し、ガ
ス管53を経て放熱器35に流入し、次いでガス管61を通
り、蒸発圧力調整弁37を経て第1クーラ22からの冷媒と
ともに圧縮機31に吸入される。ガス管53から放熱器35に
流入した液冷媒は、弁49を経て液管62の冷媒に合流す
る。また液管64から分流した液冷媒は液管52を経て熱交
換器30に流入し冷却され、次いで膨脹弁36を経て第2ク
ーラ23に流入して蒸発し、第1クーラ22より流出した1
5.5℃の空気を更に6.5℃まで冷却する。蒸発した
冷媒は、蒸発圧力調整弁38を経て熱交換器30に流入し、
冷熱を与えた後、再び圧縮機34に吸入される。
H is a secondary reverse Carnot cycle on the high-stage side, that is, a heat pump cycle, in which the refrigerant is compressed by the compressor 31 and condensed by the hot water heater (condenser) 32, and the liquid refrigerant passes through the liquid pipe 62 and radiates heat as an intercooler. The liquid refrigerant that has flowed into the condenser (condenser) 35 and has passed through the liquid pipe 64 flows into the first cooler 22 through the main expansion valve 33 and evaporates, and the air at 19 ° C. that has flowed out by the pre-cooter 21 is After cooling to 0.5 ° C., it is sucked into the compressor 31 again. R is a low-stage primary reverse Carnot cycle, that is, a refrigeration cycle, and the refrigerant compressed by the compressor 34 is introduced from the gas pipe 60 to the intermediate heater 54 through the three-way valve 47c and the second cooler 23.
From the first cooler 22 through the gas pipe 61, the vapor pressure adjusting valve 37, and the evaporator 35 through the gas pipe 53. At the same time, it is sucked into the compressor 31. The liquid refrigerant flowing from the gas pipe 53 into the radiator 35 merges with the refrigerant in the liquid pipe 62 via the valve 49. The liquid refrigerant branched from the liquid pipe 64 flows into the heat exchanger 30 via the liquid pipe 52 and is cooled, then flows into the second cooler 23 via the expansion valve 36, evaporates, and flows out from the first cooler 22.
The 5.5 ° C air is further cooled to 6.5 ° C. The evaporated refrigerant flows into the heat exchanger 30 via the evaporation pressure adjusting valve 38,
After the cold heat is applied, it is sucked into the compressor 34 again.

吸湿空気の導入側の第1クーラ22の蒸発温度は10℃前
後であり、第2クーラ23の蒸発温度は0℃からそれより
僅かに高い。これは0℃以下では熱交換器のフィンコイ
ルに霜が付着し弊害となるからである。
The evaporation temperature of the first cooler 22 on the intake side of the absorbed air is around 10 ° C., and the evaporation temperature of the second cooler 23 is from 0 ° C. to slightly higher. This is because frost adheres to the fin coil of the heat exchanger at 0 ° C. or lower, which is an adverse effect.

空気チャンバー17の出口における空気の加熱は、次のよ
うに行われる。ヒートポンプサイクルHの温水加熱器32
で約42℃±2℃まで加熱された温水は循環ポンプ46に
より温水管45、温水管45a を経て温水ヒータ26に流入す
る。47は温水供給電動三方弁で、温水の流量を調整す
る。温水ヒータ26で放熱した温水は還流管44,44a を経
て温水加熱器32に戻る。温水供給電動三方弁47から分岐
した温水は放熱器48によってヒートポンプの余分の熱を
系外に放出して、乾燥空気の送風温度を適温に保持調整
する。
The heating of the air at the outlet of the air chamber 17 is performed as follows. Heat pump cycle H hot water heater 32
The warm water heated to about 42 ° C. ± 2 ° C. flows into the warm water heater 26 through the warm water pipe 45 and the warm water pipe 45a by the circulation pump 46. 47 is a hot water supply electric three-way valve that adjusts the flow rate of hot water. The hot water radiated by the hot water heater 26 returns to the hot water heater 32 via the return pipes 44, 44a. The hot water branched from the hot water supply electric three-way valve 47 releases excess heat of the heat pump to the outside of the system by the radiator 48, and adjusts the blowing temperature of the dry air at an appropriate temperature.

以上の実施例は、空気が乾燥室1と空気チャンバー17を
閉サイクルで循環する方式であるが、乾燥室1から出る
吸湿空気の湿度より外気の湿度が低いときは、外気を送
風機8aにより新鮮空気取入口50から、直接空気チャンバ
ー17に吸入し、吸湿空気は吸湿空気出口51から排出し、
外気取入式開放サイクル方式とすることもできる。しか
し、一般には外気を取入れ排出を繰返す場合は、雑菌、
塵埃が混入する恐れが多く、また物品を酸化させる弊害
もあるので注意が必要である。
The above embodiment is a system in which the air circulates in the drying chamber 1 and the air chamber 17 in a closed cycle. However, when the humidity of the outside air is lower than the humidity of the hygroscopic air discharged from the drying chamber 1, the outside air is freshened by the blower 8a. From the air intake 50, the air is sucked directly into the air chamber 17, and the absorbed air is discharged from the absorbed air outlet 51.
It is also possible to adopt an open air intake type open cycle method. However, in general, when taking in outside air and repeating discharge,
It is necessary to be careful because dust is likely to be mixed in and there is a harmful effect of oxidizing the article.

また、乾燥されるべき物の種類又は乾燥条件によっては
乾燥室1に更に高温度例えば70℃位の熱風を供給する
必要が生ずる。このような場合のために、三次逆カルノ
ーサイクルMが設けられている。冷媒蒸発器94内を流れ
る冷媒は、放熱器(凝縮器)35において得られる熱(2
0℃〜30℃前後)を吸収して圧縮機81により圧縮さ
れ、冷媒凝縮器83において液化し、空気加熱器82を流れ
る空気を加熱し70℃前後の熱風を得る。この熱風は、
送風機90により流入管91を経て乾燥室1の最終側93に流
入し、被乾燥物を添加乾燥した後、還流管92へ流出し再
び空気加熱器82に戻る。
Further, depending on the type of material to be dried or the drying conditions, it becomes necessary to supply hot air having a higher temperature, for example, about 70 ° C. to the drying chamber 1. For such a case, a third-order inverse Carnot cycle M is provided. The refrigerant flowing in the refrigerant evaporator 94 is heated by the heat (2) obtained in the radiator (condenser) 35.
0 ° C to 30 ° C) is absorbed and compressed by the compressor 81, liquefied in the refrigerant condenser 83, and the air flowing through the air heater 82 is heated to obtain hot air at about 70 ° C. This hot air is
The air blower 90 flows into the final side 93 of the drying chamber 1 through the inflow pipe 91 to add and dry the material to be dried, and then flows out to the reflux pipe 92 and returns to the air heater 82 again.

空気熱源吸熱用のヒーテングタワー87は吸熱源に不足の
あるとき外気よりその不足分を補充するためのものであ
る。88は冷媒蒸発器であり、85,89は膨脹弁である。
The heating tower 87 for absorbing heat from the air heat source is for replenishing the shortage with respect to the outside air when the heat absorption source has a shortage. Reference numeral 88 is a refrigerant evaporator, and 85 and 89 are expansion valves.

第2図は第1図の実施例を部分的に変更した第2の実施
例である。第1の実施例においては、ヒートポンプサイ
クルHの圧縮機31から吐出された高圧冷媒は、空気チャ
ンバー17の出口にある温水ヒータ26から還流管44a を経
て還流する温水(温度が低下している)により冷却され
る温水加熱器(凝縮器)32内で凝縮するように構成され
ているが、第2の実施例においては、前記高圧冷媒は、
ガス管45,45a を経て直接に冷媒凝縮器26a に流入して
冷却凝縮させるように構成されている点において、第1
の実施例と異なるが、その他の構成においては同一であ
るので、その説明は省略する。
FIG. 2 is a second embodiment in which the embodiment of FIG. 1 is partially modified. In the first embodiment, the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 31 of the heat pump cycle H flows back from the hot water heater 26 at the outlet of the air chamber 17 through the reflux pipe 44a (the temperature is lowered). Although it is configured to condense in the warm water heater (condenser) 32 that is cooled by the above, in the second embodiment, the high pressure refrigerant is
In the point that the refrigerant condenser 26a is configured to be directly cooled and condensed through the gas pipes 45 and 45a,
Although it is different from the embodiment described above, the other configurations are the same, and the description thereof will be omitted.

第3図は第1の実施例(第1図)を部分的に変更した第
3の実施例である。第1図と同一符号部分はそれと同一
名称の同一構造の部分であり、その機能も同一であるか
らその説明を省略する。この実施例においては、中間冷
却器としての放熱器(凝縮器)35を補助的に外気または
井水により冷却する手段を付設した点において、第1の
実施例と異なっている。すなわち、放熱器35は冷却水配
管39,40、ポンプ42を介して外気放熱器(クーリングタ
ワー)41に連結され、井水56がポンプ55、井水流入管57
を介して冷却水配管40に、また井水流出管58が冷却水配
管39に、夫々連結され、外気または井水の何れか一方に
切換えることができるようになっている。したがって、
中間加熱器54を使用しない場合に、三方弁47c を切換え
て圧縮機34より吐出された冷媒を直接に中間冷却器とし
ての放熱器35に流入させ、外気放熱器41または井水56の
冷却系統を運転して、それを冷却させることができる。
また、この実施例では、液管62及び65の弁を適宜調整す
ることにより、温水加熱器32で凝縮した冷媒液の一部
が、放熱器35に流入することなく液管65、66を経て第1
クーラ22に流入し、前記冷媒液の他部のみが液管62、放
熱器35、液管67,63を経て第2クーラ23に流入できるよ
うにした点においても第1の実施例と異なっている。
FIG. 3 shows a third embodiment in which the first embodiment (FIG. 1) is partially modified. The same reference numerals as those in FIG. 1 are the portions having the same names and the same structures, and the functions thereof are also the same, so that the description thereof is omitted. This embodiment is different from the first embodiment in that a radiator (condenser) 35 as an intercooler is additionally provided with means for auxiliary cooling by outside air or well water. That is, the radiator 35 is connected to the outside air radiator (cooling tower) 41 via the cooling water pipes 39 and 40 and the pump 42, and the well water 56 is the pump 55 and the well water inflow pipe 57.
The cooling water pipe 40 and the well water outflow pipe 58 are connected to the cooling water pipe 39 via the pipes, respectively, so that either the outside air or the well water can be switched. Therefore,
When the intermediate heater 54 is not used, the three-way valve 47c is switched to allow the refrigerant discharged from the compressor 34 to directly flow into the radiator 35 as an intermediate cooler, and to cool the outside air radiator 41 or the well water 56. Can be driven to cool it.
Further, in this embodiment, by appropriately adjusting the valves of the liquid pipes 62 and 65, a part of the refrigerant liquid condensed in the hot water heater 32 passes through the liquid pipes 65 and 66 without flowing into the radiator 35. First
Also different from the first embodiment in that only the other part of the refrigerant liquid can flow into the second cooler 23 through the liquid pipe 62, the radiator 35, and the liquid pipes 67 and 63. There is.

高温度の熱風を必要とするときに運転する三次逆カルノ
ーサイクル系統は、第1図のものと全く同じである。
The third-order reverse Carnot cycle system that operates when hot air of high temperature is required is exactly the same as that of FIG.

第4図は第3の実施例を部分的に変更した第4の実施例
である。この実施例においては、高段側のヒートポンプ
サイクルHと低段側の冷凍サイクルRが冷媒の流れの上
では全く切離された別個のものとなり、また放熱器35a
と中間加熱器54が冷凍サイクルRにおいてパラレルに系
統に組込まれているい点において第3の実施例と異なっ
ている。この実施例によれば、ヒーポンプサイクルHと
冷凍サイクルRにおいて夫々に異なる冷媒を使用するこ
とができる。その他の構成においては第3の実施例と同
一である。
FIG. 4 shows a fourth embodiment in which the third embodiment is partially modified. In this embodiment, the heat pump cycle H on the high stage side and the refrigeration cycle R on the low stage side are completely separated from each other in the flow of the refrigerant, and the radiator 35a.
The intermediate heater 54 is different from the third embodiment in that the intermediate heater 54 is incorporated into the system in parallel in the refrigeration cycle R. According to this embodiment, different refrigerants can be used in the heat pump cycle H and the refrigeration cycle R, respectively. The other structure is the same as that of the third embodiment.

高温度の熱風を必要とするときに運転てする三次逆カル
ノーサイクル系統は、第1図のものと全く同じ構成であ
るが、この場合は一次逆カルノーサイクルの高段側サイ
クルとして働き、ヒートポンプサイクルとして機能する
ものである。
The third-order reverse Carnot cycle system, which operates when high-temperature hot air is required, has exactly the same configuration as that of Fig. 1, but in this case, it works as the higher-stage cycle of the primary reverse Carnot cycle, and the heat pump cycle It functions as.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、除湿のために塩化チリュームやエチレングリ
コール等を使用せず、冷凍式除湿方式を採用し、低温の
乾燥空気を作って送風または循環し、ヒートポンプによ
る除湿効率を上げ省エネルギ効率を計ることができ、同
時に冷風乾燥のための冷凍機を用いているときは原料の
冷却を行うこともできる。そして加湿した循環空気また
は外気をヒートポンプを用いて冷却して除湿し、更にヒ
ートポンプによる加熱によって乾燥室に吹出口条件まで
空気を加熱し、相対湿度を下げて省エネルギの乾燥を計
ることができる。
The present invention adopts a refrigerating dehumidification method without using thylium chloride, ethylene glycol, etc. for dehumidification, creates low-temperature dry air and blows or circulates it, and improves dehumidification efficiency by a heat pump to measure energy saving efficiency. At the same time, the raw material can be cooled when a refrigerator for cold air drying is used. Then, the humidified circulating air or the outside air is cooled by using a heat pump to dehumidify it, and further the air is heated in the drying chamber up to the outlet condition by heating by the heat pump, and the relative humidity can be lowered to achieve energy-saving drying.

また被乾燥物の条件が必要する際には更に別個のヒート
ポンプを用いることにより乾燥用の空気をより高い温度
まで効率よく上昇させることができる。
Further, when the condition of the material to be dried is required, the air for drying can be efficiently raised to a higher temperature by using a separate heat pump.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図ないし第4図は本発明のそれぞれ異なる実施例の
系統図である。 1……乾燥室、13a ,13b ,13c ……乾燥空気を空気チ
ャンバーから乾燥室に導入する回路としての流入管、13
d ……吸湿空気を乾燥室から空気チャンバーに還流させ
る回路としての還流管、17……空気チャンバー、18……
吸湿空気を乾燥室から空気チャンバーに還流させる回路
としての循環空気ダクト、22……吸熱用熱交換器として
の第1クーラ、23……吸熱用熱交換器としての第2クー
ラ、26……発熱用熱交換器としての温水ヒータ、31,34
……圧縮機、35,35a ……放熱器、54……発熱用熱交換
器としての中間加熱器、81……圧縮器、91……放熱器か
ら得られる熱を乾燥室の最終側に導入する回路としての
流入管。 R……一次逆カルノーサイクル、H……二次逆カルノー
サイクル、M……三次逆カルノーサイクル。
1 to 4 are system diagrams of different embodiments of the present invention. 1 ... Drying chamber, 13a, 13b, 13c ... Inflow pipe as a circuit for introducing dry air from the air chamber into the drying chamber, 13
d ...... Recirculation pipe as a circuit for returning the absorbed air from the drying chamber to the air chamber, 17 ...... Air chamber, 18 ......
Circulating air duct as a circuit for returning the absorbed air from the drying chamber to the air chamber, 22 ... the first cooler as an endothermic heat exchanger, 23 ... the second cooler as an endothermic heat exchanger, 26. Water heaters as heat exchangers for water, 31, 34
...... Compressor, 35, 35a …… Radiator, 54 …… Intermediate heater as heat exchanger for heat generation 81 …… Compressor, 91 …… Introduces heat obtained from the radiator to the final side of the drying chamber Inflow pipe as a circuit to do. R: primary reverse Carnot cycle, H: secondary reverse Carnot cycle, M: tertiary reverse Carnot cycle.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】乾燥空気による乾燥室、乾燥空気を作る空
気チャンバー、前記乾燥空気を前記空気チャンバーから
前記乾燥室に導入する回路及び吸湿空気を前記乾燥室か
ら前記空気チャンバーに還流させる回路、一次及び二次
の逆カルノーサイクル、前記空気チャンバー内に前記逆
カルノーサイクルの吸熱用熱交換器及び発熱用熱交換器
を具備し、前記二次逆カルノーサイクルの吸熱用熱交換
器を前記空気チャンバーの空気入口側に最も近く設置
し、前記二次逆カルノーサイクルの発熱用熱交換器を前
記空気チャンバーの空気出口側に最も近く設置し、前記
一次逆カルノーサイクルの吸熱用熱交換器と発熱用熱交
換器を前記二次逆カルノーサイクルの対応する吸熱用熱
交換器と発熱用熱交換器のそれぞれ内側に設置し更に、
前記の逆カルノーサイクルの放熱器から得られる熱を吸
熱源とする三次逆カルノーサイクルを形成し、これによ
り吸収した熱を前記乾燥室の最終側に導入する回路を設
けたことを特徴とする空気の除湿乾燥用のヒートポンプ
装置。
1. A drying chamber with dry air, an air chamber for producing dry air, a circuit for introducing the dry air from the air chamber into the drying chamber, and a circuit for returning hygroscopic air from the drying chamber to the air chamber, a primary And a secondary reverse Carnot cycle, comprising a heat exchanger for heat absorption and heat exchanger for heat generation of the reverse Carnot cycle in the air chamber, the heat exchanger for heat absorption of the secondary reverse Carnot cycle of the air chamber The heat exchanger for heat generation of the secondary reverse Carnot cycle is installed closest to the air inlet side, and the heat exchanger for heat absorption and heat generation for heat generation of the primary reverse Carnot cycle are installed closest to the air outlet side of the air chamber. An exchanger is installed inside each of the heat exchanger for heat absorption and the heat exchanger for heat generation corresponding to the secondary reverse Carnot cycle, and further,
An air characterized by forming a third reverse Carnot cycle using the heat obtained from the radiator of the reverse Carnot cycle as an endothermic source, and introducing the absorbed heat to the final side of the drying chamber. Heat pump device for dehumidifying and drying.
【請求項2】二次逆カルノーサイクルの発熱用熱交換器
が温水ヒータであることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の空気除湿乾燥用のヒートポンプ装置。
2. The heat pump device for air dehumidifying and drying according to claim 1, wherein the heat exchanger for heat generation of the secondary reverse Carnot cycle is a hot water heater.
【請求項3】二次逆カルノーサイクルの発熱用熱交換器
が冷媒凝縮器であることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の空気の除湿乾燥用のヒートポンプ装置。
3. The heat pump apparatus for dehumidifying and drying air according to claim 1, wherein the heat exchanger for heat generation of the secondary reverse Carnot cycle is a refrigerant condenser.
【請求項4】一次逆カルノーサイクル及び二次逆カルノ
ーサイクルの吸熱用熱交換器が冷媒蒸発器であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項の何れか
に記載の空気の除湿乾燥用のヒートポンプ装置。
4. The air according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat exchanger for heat absorption of the primary reverse Carnot cycle and the secondary reverse Carnot cycle is a refrigerant evaporator. Heat pump device for dehumidifying and drying.
【請求項5】一次逆カルノーサイクルの発熱用熱交換器
が圧縮機からの吐出冷媒ガスの熱を利用する中間加熱器
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第
4項の何れかに記載の空気の除湿乾燥用のヒートポンプ
装置。
5. The heat exchanger for heat generation of the primary reverse Carnot cycle is an intermediate heater that utilizes the heat of the refrigerant gas discharged from the compressor, as claimed in any one of claims 1 to 4. A heat pump device for dehumidifying and drying air according to any one of claims.
【請求項6】二次逆カルノーサイクルを高段側サイクル
とし一次逆カルノーサイクルを低段側サイクルとして二
段または二元圧縮機に構成したことを特徴とする特許請
求の範囲第1項ないし第5項の何れかに記載の空気の除
湿乾燥用のヒートポンプ装置。
6. A two-stage or two-stage compressor comprising a secondary reverse Carnot cycle as a high-stage side cycle and a primary reverse Carnot cycle as a low-stage side cycle in a two-stage or dual compressor. A heat pump device for dehumidifying and drying air according to any one of items 5.
【請求項7】一次逆カルノーサイクルの中間加熱器と二
次逆カルノーサイクルの圧縮機の吸入側との間に中間冷
却器としての放熱器を設けたことを特徴する特許請求の
範囲第1項ないし第5項の何れかに記載の空気の除湿乾
燥用のヒートポンプ装置。
7. A radiator as an intercooler is provided between an intermediate heater of a primary reverse Carnot cycle and a suction side of a compressor of a secondary reverse Carnot cycle. A heat pump device for dehumidifying and drying air according to any one of items 1 to 5.
【請求項8】一次逆カルノーサイクルの中間加熱器と二
次逆カルノーサイクルの圧縮機の吸入側との間に設けた
中間冷却器としての放熱器内に三次逆カルノーサイクル
の冷媒蒸発器を設け、前記三次逆カルノーサイクルの冷
媒凝縮器と乾燥室の最終側との間に空気を循環させる回
路を設けた特許請求の範囲第1項ないし第7項の何れか
に記載の空気の除湿乾燥用のヒートポンプ装置。
8. A third reverse Carnot cycle refrigerant evaporator is provided in a radiator as an intermediate cooler provided between a primary reverse Carnot cycle intermediate heater and a secondary reverse Carnot cycle compressor suction side. The dehumidifying and drying air according to any one of claims 1 to 7, wherein a circuit for circulating air is provided between the refrigerant condenser of the tertiary reverse Carnot cycle and the final side of the drying chamber. Heat pump equipment.
【請求項9】一次逆カルノーサイクルの圧縮機と蒸発器
との間に中間加熱器と放熱器をパラレルに設けたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項第4項又は第
5項の何れかに記載の空気の除湿乾燥用のヒートポンプ
装置。
9. An intermediate heater and a radiator are provided in parallel between the compressor of the primary reverse Carnot cycle and the evaporator, and the first, second, or fourth claim. A heat pump device for dehumidifying and drying air according to any one of items 5.
【請求項10】一次逆カルノーサイクルの圧縮機と蒸発
器との間に設けた放熱器内に三次逆カルノーサイクルの
冷媒蒸発器を設け、前記三次逆カルノーサイクルの冷媒
凝縮器と乾燥室の最終側との間に空気を循環させる回路
を設けた特許請求の範囲第1項、第2項、第4項、第5
項又は第9項の何れかに記載の空気の除湿乾燥用のヒー
トポンプ装置。
10. A refrigerant evaporator of a tertiary reverse Carnot cycle is provided in a radiator provided between a compressor and an evaporator of the primary reverse Carnot cycle, and a refrigerant condenser of the tertiary reverse Carnot cycle and a final drying chamber are provided. Claims 1, 2, 4 and 5 in which a circuit for circulating air is provided between the first and second sides.
Item 10. A heat pump device for dehumidifying and drying air according to item 9 or 10.
【請求項11】空気チャンバーの空気入口側と空気出口
側にそれぞれ熱交換器を設け、熱媒が流通する密閉循環
路を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項な
いし第10項の何れかに記載の空気の除湿乾燥用のヒー
トポンプ装置。
11. A heat exchanger is provided on each of an air inlet side and an air outlet side of an air chamber to form a closed circulation path through which a heat medium flows, thereby forming a closed circulation path. A heat pump device for dehumidifying and drying air according to any one of 1.
【請求項12】吸湿空気を乾燥室から空気チャンバーに
還流させる回路に外気導入口と吸湿空気排出口とを設け
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第11
項の何れかに記載の空気の除湿乾燥用のヒートポンプ装
置。
12. A circuit for recirculating the absorbed air from the drying chamber to the air chamber is provided with an outside air introduction port and a absorbed air discharge port, as claimed in any one of claims 1 to 11.
Item 10. A heat pump device for dehumidifying and drying air according to any one of items.
【請求項13】空気チャンバー内における一次逆カルノ
ーサイクルの吸熱用熱交換器の出口側の冷風を乾燥室の
前室または予冷室に導入するようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項ないし第12項の何れかに記載
の空気除湿乾燥用のヒートポンプ装置。
13. The cooling air on the outlet side of the heat exchanger for heat absorption of the primary reverse Carnot cycle in the air chamber is introduced into the front chamber or the precooling chamber of the drying chamber. Item 13. A heat pump device for air dehumidifying and drying according to any one of items 12 to 12.
【請求項14】一次逆カルノーサイクルの冷媒をR12
またはR22とし二次逆カルノーサイクルの冷媒をR1
14としたことを特徴とする特許請求の範囲第9項記載
の空気の除湿乾燥用のヒートポンプ装置。
14. A refrigerant for a primary reverse Carnot cycle is R12.
Or R22 as the refrigerant of the secondary reverse Carnot cycle
14. The heat pump device for dehumidifying and drying air according to claim 9, wherein the heat pump device is 14.
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