JPH076642B2

JPH076642B2 - 除湿機の使用方法

Info

Publication number: JPH076642B2
Application number: JP59247910A
Authority: JP
Inventors: クイエルダールバククリステン
Original assignee: Hokoku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Hokoku Kogyo Co Ltd
Priority date: 1983-11-23
Filing date: 1984-11-22
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: DK534783D0; JPS60133240A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は除湿機を最適な条件で運転する除湿機の使用方
法に関する。

（従来の技術）このような従来の除湿機は、例えば実開昭59−123287号
の考案の冷凍式除湿乾燥機がある。これは蒸発器、凝縮
器、圧縮機を備えて、除湿乾燥空気を発生させ、送風機
により被乾燥物へ送風するものである。

（発明が解決しようとする問題点）上記従来のものは、外気温度を検知する温度センサによ
る信号に応じて冷媒回路を制御しているが、この装置で
は外気の湿度は考慮しておらず除湿機の最適な運転条件
は達成できない。

そこで、本発明は従来の装置をさらに改良して、最良の
除湿用空気を作り出すために外気の湿度を考慮して除湿
機の最適な使用方法を提供することを目的とするもので
ある。

（問題を解決するための手段）この目的を達成するために、本発明による方法では、外
気を取入れる流入口側に蒸発器を設け、該蒸発器から間
隔をおいて空気の流出口側に凝縮器を設けてなる除湿機
において、流入口の温度と、前記蒸発器と前記凝縮器の
間の温度と、流出口の温度とにより前記除湿機の最適運
転条件を決定することを特徴とする構成にしたものであ
る。

（作用）このような構成とすることにより、取入れられる外気の
温度をＴ、外気が蒸発器を通過後の温度をT₁、さらに凝
縮器を通過後の温度をT₂とすれば、T,T₁，T₂を検出する
ことにより、湿度計を使用せず、外気の湿度を考慮した
除湿機の最大運転効率を示す最適な運転状態を維持でき
る。

（実施例）以下に本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。

まず、本発明に使用される除湿機１は第１図に示すよう
に通常のヒートポンプの構成であり、空気の流入口側に
蒸発器２、また空気の流出口側の凝縮器３との間には冷
媒を循環させるコンプレッサ４と膨張弁５が位置し、除
湿機１で作られた空気を送り出す送風機６とからなって
いる。さらに、除湿機１の外気流入口には、外気温度セ
ンサ７（温度Ｔを検出）と、外気が蒸発器２を通過し、
冷却された空気の温度を検出する第１温度センサ８（温
度T₁を検出）と、凝縮器３を通過し、加温された空気の
温度を検出する第２温度センサ９（温度T₂を検出）とが
電子制御部10に接続されている。さらに、電子制御部10
から湿度調節弁11を開閉するサーボモータ12が接続さ
れ、湿度調節弁11の位置する空洞は外気に通じている。

このような構成の除湿機１を使用することにより、送風
機６が回転して外気が蒸発器２に導入され、かつ冷却さ
れて温度T₁になる。Ｆは外気の関係湿度、T_Dは外気の露
点温度、Foは送風空気の関係湿度である。

イ）このとき、外気温度（乾球温度）Ｔおよび露点温度
（湿球温度）T_Dの外気（取入空気）は、空中に含まれる
水分Δｍを凝縮するために、外気が蒸発器２を通過し、
冷却された温度T₁はT₁＜T_Dの関係になければならない。

このとき蒸発器２に与えられる熱量をQ₁、とすれば
（Q₁′：顕熱、Q₁″：潜熱） Q₁＝Q₁′＋Q₁″となり、 Q₁′＝Cp・ΔT₁＝Cp（Ｔ−T₁） Q₁″＝C₁・Δｍで表わされる。

このとき、・Cp:蒸発器２と凝縮器３との間の空気の定圧比熱であ
り、Cp＝1.0Kj/Kg℃＝0.239kcal/Kg℃ ・C₁：水1Kgを蒸発させるための潜熱であって、 C₁＝2.5Kj/Kg＝600kcal/Kg ・Δm:脱水量（Kg）但し、1kcal＝4.1855Kj ロ）外気温度Ｔが０〜25℃の範囲であるとき、露点温度
T_Dの湿り空気の絶対湿度m₁は m₁＝Ao＋BoT_D＋CoT_D ²（g/Kg）である。このときAo,Bo,Coは周知の値をとる。

Ao＝3.85g/Kg Bo＝0.215g/Kg℃ Co＝0.0165g/Kg℃² また、蒸発器２を通過した、空気の温度T₁は乾球および
湿球も同じ温度を示し、その関係湿度は100％として、
蒸発器２を通過した空気の絶対湿度がわかる。これをm₂
とすれば、蒸発器２で除湿される脱水量Δｍは、Δｍ＝
m₁−m₂である。従って、m₂＝Ao＋BoT₁＋CoT₁ ²とすれ
ば、が得られる。

ここで、式を簡略化するために、前述した顕熱Q₁′およ
び潜熱Q₁″の比をQ₁″／Q₁′＝Ｌとすると、Ｌ＝C₁Δm/
Cp（Ｔ−T₁）でありこの式に（１）式を代入すると、が得られる。このとき、Ｔ−T₁＝ΔT₁：外気を冷却した温度差Ｔ−T_D＝S:外気温度と露点温度の差とすると、（２）式は次のように表わされる。

ハ）次に温度T₁の空気が凝縮器３を通過して加温される
とき、凝縮器３に与える熱量Q₂は、 Q₂＝Q₁＋ｗ Q₂＝Q₁′＋Q₁″＋ｗ＝（Ｔ−T₁）Cp＋Δｍ・C₁＋ｗ凝縮器３から空気に与える熱量Q₂′は、 Q₂′＝（T₂＋T₁）×Cp＝（T₂−Ｔ）Cp＋（Ｔ−T₁）Cp ここで、Q₂＝Q₂′であるから、 ΔｍC₁＋ｗ＝（T₂−Ｔ）Cp＝Qoを得ることができる。こ
れは凝縮器３で外気温より正味加温される正味の熱量Qo
である。ここでコンプレッサの電気エネルギをｗとする
と蒸発機能力ＫはＫ＝Q₁/wである。これを温度で表わす
と、次式が適用される。

このとき、・T₂：凝縮器３で加温された空気の温度・ΔTk:冷却コンプレッサ４の運転効率ηのときの温度・ΔTkは通常のヒートポンプでは15℃、またコンプレッ
サ４の運転効率ηは0.5が適当と思われる。

したがって、凝縮器３で加温された温度の増加分はΔT₂
＝T₂−Ｔであって、その正味の熱量はQo＝Q₁″＋ｗで表
わされるのでΔT₂は、 ΔT₂＝Qo/Cp ………（５）となり、ΔT₂とΔT₁の比はＫ＝Q₁/w,（５）式およびL,Qo＝C₁Δｍ＋ｗ等から、（４）式および（６）式からＫを消去すると、が得られる。

但し、Ta＝η（T₁＋273℃） ………（８）ニ）また、蒸発器２に要求される冷却能力Q₁は Q₁＝CpΔT₁（１＋Ｌ） ………（９）除湿機効率Ke＝Qo/wであるから、ｗ＝Q₁/k,（５），（６），（９）式より、 Ke＝１＋KL/（１＋Ｌ） ………（10）除湿量Ｍは、Ｍ＝Q₁″／C₁としてＭ＝（Ke−１）w/C₁ ………（11）以上、求めた式（２），（４），（５），（７），
（８），（９），（10），（11）の関係からT,S,T₁で除
湿機効率Keを求めたものが第２図であって、外気温度Ｔ
＝20℃と、露点温度T_D＝17℃の取入空気に対するT₁の関
数として、除湿機効率Keを示し、T₁＝14.8℃の時、最大
除湿機効率Ke＝3.4が得られる。また、この時T₂は25.6
℃であることも計算される。

さらに、T,S,T₁をパラメータとして最大除湿量の時のT₂
を求めて行くと、第３図が求まる。ここで最大除湿効率
を示す時最大除湿量が得られるのである。この第３図
は、最大除湿機効率の時のＴ＝10,15,20℃、またＳ＝1,
2,3,4,5,6℃の全ての組合わせに対し、T₁およびT₂の相
関値を示している。但し、Ｓ＝Ｔ−T_Dである。

さらに、第３図から最大除湿機効率を示すT₂をプロット
すると、３本の平行な等距離で、ほぼ直線が得られる。
これは３本の直線に共通する実験式で表わすことができ
る。

T₂＋0.55T₁−1.7T＋0.25℃＝０ ……（12）よって、温度T₂，T₁,Tの直線の組合せが零であるという
特徴を有する。

この（12）式は、除湿機１が最大効率で運転されるため
の条件式であって、外気温度Ｔ、冷却後の温度T₁、加温
後の温度T₂を各温度センサが検出することにより、除湿
機１が式（12）で示す関係になるように運転されるが、
式（12）の関係にならなければ、電子制御部12によって
湿度調節弁11を開き、式（12）の関係が得られるように
外気を導入する。この導入量は各温度センサから検出さ
れた温度の式（12）から導かれた端数により決定され
る。従って、この端数により湿度調節弁11の開度が調節
されるのである。

第４図には、第３図に最大除湿機効率を示す直線Ｂと除
湿機１を通過する空気割合いによって変化するT₁、およ
びT₂の関係を表わす直線Ａを表わし、その交点Ｐは、除
湿機１の最適運転の負荷を示す。

第５図は外気の関係湿度Ｆと、送風される空気の関係湿
度Foの変化を示す。送風される空気は湿度調節弁11を開
くことにより、外気を蒸発器２と凝縮器３をバイパスし
て取入れ、混合空気としている。この混合空気によっ
て、60〜70％のほぼ一定な関係湿度を得ることがわか
る。

このように、除湿機１の最適な運転条件は、その除湿機
効率Keが最大値を示すように、即ち、除湿量Ｍが最大値
を示すように、外気の湿度を考慮した条件式（12）に示
すT,T₁，T₂によって制御されるのである。

（発明の効果）本発明による方法は以上述べたことから、除湿機の最適
な運転条件が外気温度Ｔ、蒸発器で冷却された空気温度
T₁、凝縮器で加温された空気温度T₂の温度で決定される
ので、その制御は湿度計を使わず簡便であり、かつ、外
気の湿度が考慮されているので適確な除湿用空気を発生
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は除湿機を示す概略図、第２図は最大除湿効率を示す特性曲線図、第３図は本発明に係わるT,T₁，T₂で示す特性直線図、第４図は除湿機の負荷特性を示す特性曲線図、第５図は外気と混合空気の関係湿度を示す曲線図であ
る。１…除湿機、２……蒸発器、３……凝縮器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外気を取入れる流入口側に蒸発器を設け、
該蒸発器から間隔をおいて空気の流出口側に凝縮器を設
けてなる除湿機において、流入口の温度と、前記蒸発器と前記凝縮器の間の温度
と、流出口の温度とにより前記除湿機の最適運転条件を
決定することを特徴とする除湿機の使用方法。