JPS6354920A - 除湿機 - Google Patents
除湿機Info
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- JPS6354920A JPS6354920A JP61199787A JP19978786A JPS6354920A JP S6354920 A JPS6354920 A JP S6354920A JP 61199787 A JP61199787 A JP 61199787A JP 19978786 A JP19978786 A JP 19978786A JP S6354920 A JPS6354920 A JP S6354920A
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 13
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は空気中の水分を除去する除湿機、特に水茎気
分隔膜を利用した除湿機に関するものである。
分隔膜を利用した除湿機に関するものである。
水蒸気分離膜を利用した除湿機の従来例を第３図に示す
、すなわち、従来の除１ｇＩ機は水芸気分離１）１２に
よって分割された水戸気分ｍ室１の一方の高圧部Ａへ除
湿すべき空気を導入し、他方の低圧部Ｂを真空ポンプ３
で減圧し、水蒸気を多量に含んだ気体を高圧部Ａと低圧
部Ｂ間の水蒸気分圧の差に応じて透過させるようにした
ものである。かかる水蒸気分離膜２を透過し水蒸気を多
量に含んだ気体は真空ポンプ３により雰囲気温度Ｔ１に
おける飽和水蒸気圧Ｐ、以上の圧力まで昇圧される。
、すなわち、従来の除１ｇＩ機は水芸気分離１）１２に
よって分割された水戸気分ｍ室１の一方の高圧部Ａへ除
湿すべき空気を導入し、他方の低圧部Ｂを真空ポンプ３
で減圧し、水蒸気を多量に含んだ気体を高圧部Ａと低圧
部Ｂ間の水蒸気分圧の差に応じて透過させるようにした
ものである。かかる水蒸気分離膜２を透過し水蒸気を多
量に含んだ気体は真空ポンプ３により雰囲気温度Ｔ１に
おける飽和水蒸気圧Ｐ、以上の圧力まで昇圧される。
このときの昇圧により気体の温度はＴ２まで昇温する。
ついで、この昇手された気体は冷却用熱交換器４でファ
ン５により雰囲気温度Ｔ、まで冷却され、水蒸気は凝縮
してタンク６に溜まる。残った気体は真空ポンプ７によ
り大気圧まで昇圧され、大気へ放出される。
ン５により雰囲気温度Ｔ、まで冷却され、水蒸気は凝縮
してタンク６に溜まる。残った気体は真空ポンプ７によ
り大気圧まで昇圧され、大気へ放出される。
以上のように水蒸気分離室２と真空ポンプ３を組み合せ
た除湿機で、多湿な居住空間あるいはそれと同等な環境
で除湿を行う場合、空気の水蒸気分圧はせいぜい２０ｍ
Ｈｇ程度しかないために、真空ポンプ３の吸込圧力も数
＋ｎＨｇから数１０ｍ１）ｇ程度にする必要がある。し
かし、真空ポンプ３の効率は、一般に第４図に示すごと
く低圧域で非常に低くなるため、除湿機の単位所要動力
当りの除湿能力も低くなるという欠点があった。
た除湿機で、多湿な居住空間あるいはそれと同等な環境
で除湿を行う場合、空気の水蒸気分圧はせいぜい２０ｍ
Ｈｇ程度しかないために、真空ポンプ３の吸込圧力も数
＋ｎＨｇから数１０ｍ１）ｇ程度にする必要がある。し
かし、真空ポンプ３の効率は、一般に第４図に示すごと
く低圧域で非常に低くなるため、除湿機の単位所要動力
当りの除湿能力も低くなるという欠点があった。
この発明は単位所要動力当りの除湿能力が向上した除湿
機を提供することを目的とする。
機を提供することを目的とする。
この発明の除湿機は、
水蒸気分Ｍ膜によって高圧部と低圧部とに分割され、被
除湿空気が通過する高圧部から低圧部へと水蒸気を多量
に含んだ気体を透過させる水蒸気分離室と、 前記低圧部に接続され前記水蒸気を多量に含んだ気体を
吸引する真空ポンプと、 この真空ポンプを通過した前記気体を冷却し水蒸気を凝
縮させる冷却用熱交換器と、 前記水戸気分１）１室の高圧部に設けられ前記被除湿空
気の温度と湿度を検知する温度センサおよび湿度センサ
と、 これらの温度センサおよび湿度センサで検知した前記被
除湿空気の温度と湿度から前記真空ポンプの吸込圧力を
制御する制御手段 とを備えたものである。
除湿空気が通過する高圧部から低圧部へと水蒸気を多量
に含んだ気体を透過させる水蒸気分離室と、 前記低圧部に接続され前記水蒸気を多量に含んだ気体を
吸引する真空ポンプと、 この真空ポンプを通過した前記気体を冷却し水蒸気を凝
縮させる冷却用熱交換器と、 前記水戸気分１）１室の高圧部に設けられ前記被除湿空
気の温度と湿度を検知する温度センサおよび湿度センサ
と、 これらの温度センサおよび湿度センサで検知した前記被
除湿空気の温度と湿度から前記真空ポンプの吸込圧力を
制御する制御手段 とを備えたものである。
このように、この発明によれば、被除湿空気の温度と湿
度を検知し、その温度と湿度に応じて真空ポンプの吸込
圧力を制御するようにしたので、所要動力当りの除６ｉ
量が最大となる除湿を行うことができる。
度を検知し、その温度と湿度に応じて真空ポンプの吸込
圧力を制御するようにしたので、所要動力当りの除６ｉ
量が最大となる除湿を行うことができる。
実施例
この発明の一実施例を第１図および第２図に基づいて説
明する。なお、第３図に示したと同じ構成部材について
は同一符号を付して説明を省略する。
明する。なお、第３図に示したと同じ構成部材について
は同一符号を付して説明を省略する。
すなわち、この除湿機は、第１図に示すように、水蒸気
分離膜２によって高圧部Ａと低圧部Ｂとに分割され、被
除湿空気が通過する高圧部Ａから低圧部Ｂへと水蒸気を
多量に含んだ気体を透過させる水蒸気分離室１と、前記
低圧部Ｂに接続され前記水蒸気を多量に含んだ気体を吸
引する真空ポンプ３と、この真空ポンプ３を通過した前
記気体を冷却し水蒸気を凝縮させる冷却用熱交換器４と
、前記水蒸気分離室１の高圧部Ａに設けられ被除湿空気
の温度と湿度を検知する温度センサ８および湿度センサ
９と、これらの温度センサ８および湿度センサ９で検知
した被除湿空気の温度と湿度から単位所要動力当りの除
１）ｉ１がその温度と湿度において最大となる前記真空
ポンプ３の吸込圧力を演算する演算回路１２と、前記水
蒸気分離室１の低圧部Ｂに設けられ前記真空ポンプ３の
吸込圧力を検知する圧力センサ１０と、この圧力センサ
ｌＯで検知した前記真空ポンプ３の吸込圧力と前記演算
回路１２で演算した吸込圧力とを比較する比較回路１３
と、この比較回路１３からの信号を受けて前記真空ポン
プ３の吸込圧力を制御する制御装置１４（たとえばイン
バータ、電圧変換層等）とを備えたものである。
分離膜２によって高圧部Ａと低圧部Ｂとに分割され、被
除湿空気が通過する高圧部Ａから低圧部Ｂへと水蒸気を
多量に含んだ気体を透過させる水蒸気分離室１と、前記
低圧部Ｂに接続され前記水蒸気を多量に含んだ気体を吸
引する真空ポンプ３と、この真空ポンプ３を通過した前
記気体を冷却し水蒸気を凝縮させる冷却用熱交換器４と
、前記水蒸気分離室１の高圧部Ａに設けられ被除湿空気
の温度と湿度を検知する温度センサ８および湿度センサ
９と、これらの温度センサ８および湿度センサ９で検知
した被除湿空気の温度と湿度から単位所要動力当りの除
１）ｉ１がその温度と湿度において最大となる前記真空
ポンプ３の吸込圧力を演算する演算回路１２と、前記水
蒸気分離室１の低圧部Ｂに設けられ前記真空ポンプ３の
吸込圧力を検知する圧力センサ１０と、この圧力センサ
ｌＯで検知した前記真空ポンプ３の吸込圧力と前記演算
回路１２で演算した吸込圧力とを比較する比較回路１３
と、この比較回路１３からの信号を受けて前記真空ポン
プ３の吸込圧力を制御する制御装置１４（たとえばイン
バータ、電圧変換層等）とを備えたものである。
以下、除Ｓ機の単位所要動力当りの除？ａ量が最大とな
るように真空ポンプ３の吸込圧力を設定する原理を説明
する。
るように真空ポンプ３の吸込圧力を設定する原理を説明
する。
水蒸気分Ｍ膜２を用いて水蒸気を分離する時、低圧部Ｂ
側圧力と高圧部Ａ側圧力の比をγ、水蒸気の選択率をα
、高圧部Ａ側の水蒸気濃度をＸ、、低圧部Ｂ側での水蒸
気濃度ＸＬとすると、ＸＬ−（（α−１） （γ十ＸＦ
Ｉ） ＋１） ／２ｒ （α−１）−／２Ｔ （α−１
） ・・・・・・ ＋１）α： 選択率
〔−〕 Ｔ： 低圧部Ｂ側圧力／高圧部Ａ側圧力〔−〕ＸＨ：
高圧部ＡＯＩ１）水蒸気濃度 ＸＬ： 低圧部Ｂ（ＩＩＩ水莫気濃度 のような関係が成立する。
側圧力と高圧部Ａ側圧力の比をγ、水蒸気の選択率をα
、高圧部Ａ側の水蒸気濃度をＸ、、低圧部Ｂ側での水蒸
気濃度ＸＬとすると、ＸＬ−（（α−１） （γ十ＸＦ
Ｉ） ＋１） ／２ｒ （α−１）−／２Ｔ （α−１
） ・・・・・・ ＋１）α： 選択率
〔−〕 Ｔ： 低圧部Ｂ側圧力／高圧部Ａ側圧力〔−〕ＸＨ：
高圧部ＡＯＩ１）水蒸気濃度 ＸＬ： 低圧部Ｂ（ＩＩＩ水莫気濃度 のような関係が成立する。
そして、ある温度における飽和水蒸気量は、次のＡｎｔ
Ｏ４ｎｅの式によって求めることができる。
Ｏ４ｎｅの式によって求めることができる。
１０９＋ｏＰｆｌ）Ｉｇ＝Ａ−Ｂ／ （ｃ ＋ ｔ
（℃） ） −−ｆ２＋Ａ麿８．１０７６５ 、Ｂ巽１
７５０．２８６、Ｃ−２３５（ただし、温度範囲は０〜
６０℃） そこで、除湿する空気の相対湿度がわかれば、高圧部Ａ
側の水蒸気温度ＸＨを求めることができる０次に選択率
αと低圧部Ｂ側の圧力（真空ポンプの吸込圧力）とが決
まれば、上記（１）式より低圧ＩＢ側の水蒸気濃度ＸＬ
を求めることができる。
（℃） ） −−ｆ２＋Ａ麿８．１０７６５ 、Ｂ巽１
７５０．２８６、Ｃ−２３５（ただし、温度範囲は０〜
６０℃） そこで、除湿する空気の相対湿度がわかれば、高圧部Ａ
側の水蒸気温度ＸＨを求めることができる０次に選択率
αと低圧部Ｂ側の圧力（真空ポンプの吸込圧力）とが決
まれば、上記（１）式より低圧ＩＢ側の水蒸気濃度ＸＬ
を求めることができる。
水蒸気分離膜の水蒸気透過量Ｆｗ （ｍｏｌ ／ｓ
）は、 ＦＷ＝ＡＲ（ＰＷＨＰＷＬ） −−−−−・ ｆ３
１Ｆｗ＋ 水蒸気透過量（ｍｏｌ ／ｓ ）Ａ ：
膜の面積（ｍ） Ｒ： 水蒸気の透過速度（＋＋ｏｌ ／ ｒｔｒ −ｓ
−Ｐａ）ＰＷＲ： 水蒸気の高圧側分圧（Ｐａ）Ｐ
ＷＬ： 水蒸気の低圧側分圧［Ｐａ ）で求めること
ができ、水蒸気透過速度Ｒは水戸気分ＭＩＮそれぞれ固
有の値をもつ。
）は、 ＦＷ＝ＡＲ（ＰＷＨＰＷＬ） −−−−−・ ｆ３
１Ｆｗ＋ 水蒸気透過量（ｍｏｌ ／ｓ ）Ａ ：
膜の面積（ｍ） Ｒ： 水蒸気の透過速度（＋＋ｏｌ ／ ｒｔｒ −ｓ
−Ｐａ）ＰＷＲ： 水蒸気の高圧側分圧（Ｐａ）Ｐ
ＷＬ： 水蒸気の低圧側分圧［Ｐａ ）で求めること
ができ、水蒸気透過速度Ｒは水戸気分ＭＩＮそれぞれ固
有の値をもつ。
また、水蒸気以外の空気成分の透過Ｉ Ｆ Ａ〔ｍｏｌ
／ｓ ）は、 ＦＡ襄Ａ−Ｒ・ （ＰＡａ−ＰＡＬ）／α ・・・・・
・ （４）ＦＡ ： 水蒸気以外の空気成分の透過量（
ｍｏｌ ／ｓ ）ＰＡＦＩＦ 水蒸気以外の空気成分
の高圧側分圧［Ｐａ ］ＰＡＬ： 水蒸気以外の空気
成分の低圧側分圧（Ｐａ ）α ： 水蒸気の選択率〔
−〕 で求めることができ、水蒸気の選択率αは水蒸気透過量
それぞれ固有の値をもつ。
／ｓ ）は、 ＦＡ襄Ａ−Ｒ・ （ＰＡａ−ＰＡＬ）／α ・・・・・
・ （４）ＦＡ ： 水蒸気以外の空気成分の透過量（
ｍｏｌ ／ｓ ）ＰＡＦＩＦ 水蒸気以外の空気成分
の高圧側分圧［Ｐａ ］ＰＡＬ： 水蒸気以外の空気
成分の低圧側分圧（Ｐａ ）α ： 水蒸気の選択率〔
−〕 で求めることができ、水蒸気の選択率αは水蒸気透過量
それぞれ固有の値をもつ。
また真空ポンプ３の効率はその種類と容量によって異な
るが、一般には第４図のごときグラフと ｉな
る。
Ｂ従って、除湿すべき空気の温度と湿度がわかり・
真空ポンプ３の吸込圧力を定めれば、上記ｆｉｌ、 ｆ
２＋ ；式より高圧側と低圧側の気体の組成
がねかり、上 タ記＋３＋、 ＋４）式より水
蒸気透過量２を透過する気体の 翫流量がわか
る。そして、水蒸気分離膜２を透過する気体の流量から
次の（５）式によって真空ポンプ３ −の理由圧
縮動力が計算できる。
るが、一般には第４図のごときグラフと ｉな
る。
Ｂ従って、除湿すべき空気の温度と湿度がわかり・
真空ポンプ３の吸込圧力を定めれば、上記ｆｉｌ、 ｆ
２＋ ；式より高圧側と低圧側の気体の組成
がねかり、上 タ記＋３＋、 ＋４）式より水
蒸気透過量２を透過する気体の 翫流量がわか
る。そして、水蒸気分離膜２を透過する気体の流量から
次の（５）式によって真空ポンプ３ −の理由圧
縮動力が計算できる。
ン
ｎ−Ｉ ＰＬ
ＬＰ： 真空ポンプの理論圧縮動力（ｈｉｍ／ｓ）ｎ
： ポリトロープ指数〔−〕Ｃ ＰＬ： 真空ポンプの吸込圧力（Ｐａ）ＰＬ’：Ｘ空ポ
ンプの吐出圧力（Ｐａ） Ｈ■Ｌ
： 気体の流ｆ２（ｒｒｒ／ｓ） 真空ポンプ３の実際の動力はその時の吸込圧力
ｔによる効率を考慮することにより求めることかで
−きる。
： ポリトロープ指数〔−〕Ｃ ＰＬ： 真空ポンプの吸込圧力（Ｐａ）ＰＬ’：Ｘ空ポ
ンプの吐出圧力（Ｐａ） Ｈ■Ｌ
： 気体の流ｆ２（ｒｒｒ／ｓ） 真空ポンプ３の実際の動力はその時の吸込圧力
ｔによる効率を考慮することにより求めることかで
−きる。
単位消費動力当りの除湿量は、（３）式の水凛気遇！ｌ
ｉｔと真空ポンプの消費動力の比で表され、第２唖のご
とき最大値をもつ曲線となる。第２図はあ５一定温度に
おける真空ポンプの吸込圧力に対すｂｍ単位消費動力当
の除湿量を示したもので、相吋湿度の変化に伴って最大
の単位消費動力当りの５ｌｌＩｉｔを示す真空ポンプの
吸込圧力が変化してゆくことがわかる。従って、ある温
度と湿度においご、この最適な吸込圧力となるように真
空ポンプ３を制御してゆけば、所要動力当りの除６１）
が最（となるのである。
ｉｔと真空ポンプの消費動力の比で表され、第２唖のご
とき最大値をもつ曲線となる。第２図はあ５一定温度に
おける真空ポンプの吸込圧力に対すｂｍ単位消費動力当
の除湿量を示したもので、相吋湿度の変化に伴って最大
の単位消費動力当りの５ｌｌＩｉｔを示す真空ポンプの
吸込圧力が変化してゆくことがわかる。従って、ある温
度と湿度においご、この最適な吸込圧力となるように真
空ポンプ３を制御してゆけば、所要動力当りの除６１）
が最（となるのである。
次に、この実施例の動作を説明する。温度センナ８およ
び湿度センサ９で検知された被除湿空気引温度と湿度は
信号となってマイクロコンピユー１）１に入力され、演
算回路１２でその温度と湿艷における最適な真空ポンプ
３の吸込圧力が演算きれ、比較回路１３で水蒸気分離膜
ｌの低圧部Ｂｌにつけられた圧力センサ１０からの信号
と一致［るように真空ポンプの吸込圧力が制御される。
び湿度センサ９で検知された被除湿空気引温度と湿度は
信号となってマイクロコンピユー１）１に入力され、演
算回路１２でその温度と湿艷における最適な真空ポンプ
３の吸込圧力が演算きれ、比較回路１３で水蒸気分離膜
ｌの低圧部Ｂｌにつけられた圧力センサ１０からの信号
と一致［るように真空ポンプの吸込圧力が制御される。
か（して、水戸気分ＭＭ２と真空ポンプ３を組み合せた
除湿機の所要動力当たりの除湿量が最大となる除湿シス
テムが構成される。
除湿機の所要動力当たりの除湿量が最大となる除湿シス
テムが構成される。
この発明によれば、被除湿空気の温度と湿度を検知し、
その温度と湿度に応じて真空ポンプの吸込圧力を制御す
るようにしたので、所要動力当りの除６ｉ量が最大とな
る除湿を行うことができる。
その温度と湿度に応じて真空ポンプの吸込圧力を制御す
るようにしたので、所要動力当りの除６ｉ量が最大とな
る除湿を行うことができる。
第１図はこの発明の一実施例の説明図、第２図は真空ポ
ンプの吸引圧力と単位消費動力当りの除ｆＢ量との関係
を示すグラフ、第３図は従来の除湿機の説明図、第４図
は往復式真空ポンプの性能を示すグラフである。 ■・・・水蒸気骨ａ室、２・・・水蒸気分離膜、３・・
・真空ポンプ、４・・・冷却用熱交換器、８・・・温度
センサ、９・・・湿度センサ、１０・・・圧力センサ、
１２・・・演算回路、１３・・・比較回路 第 １ 図 吸込圧力 □ 第 ２ 図
ンプの吸引圧力と単位消費動力当りの除ｆＢ量との関係
を示すグラフ、第３図は従来の除湿機の説明図、第４図
は往復式真空ポンプの性能を示すグラフである。 ■・・・水蒸気骨ａ室、２・・・水蒸気分離膜、３・・
・真空ポンプ、４・・・冷却用熱交換器、８・・・温度
センサ、９・・・湿度センサ、１０・・・圧力センサ、
１２・・・演算回路、１３・・・比較回路 第 １ 図 吸込圧力 □ 第 ２ 図
Claims (2)
- （１）水蒸気分離膜によって高圧部と低圧部とに分割さ
れ、被除湿空気が通過する高圧部から低圧部へと水蒸気
を多量に含んだ気体を透過させる水蒸気分離室と、 前記低圧部に接続され前記水蒸気を多量に含んだ気体を
吸引する真空ポンプと、 この真空ポンプを通過した前記気体を冷却し水蒸気を凝
縮させる冷却用熱交換器と、 前記水蒸気分離室の高圧部に設けられ前記被除湿空気の
温度と湿度を検知する温度センサおよび湿度センサと、 これらの温度センサおよび湿度センサで検知した前記被
除湿空気の温度と湿度から前記真空ポンプの吸込圧力を
制御する制御手段 とを備えた除湿機。 - （２）前記制御手段が、 前記温度センサおよび湿度センサで検知した前記被除湿
空気の温度と湿度から単位所要動力当りの除湿量がその
温度と湿度において最大となる前記真空ポンプの吸込圧
力を演算する演算回路と、前記水蒸気分離室の低圧部に
設けられ前記真空ポンプの吸込圧力を検知する圧力セン
サと、この圧力センサで検知した前記真空ポンプの吸込
圧力と前記演算回路で演算した吸込圧力とを比較する比
較回路と、 この比較回路からの信号を受けて前記真空ポンプの吸込
圧力を制御する制御装置 とを備えた特許請求の範囲第（１）項記載の除湿機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61199787A JPS6354920A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 除湿機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61199787A JPS6354920A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 除湿機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6354920A true JPS6354920A (ja) | 1988-03-09 |
Family
ID=16413602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61199787A Pending JPS6354920A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 除湿機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6354920A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63137729A (ja) * | 1986-12-01 | 1988-06-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 除湿装置 |
| WO2012065141A2 (en) * | 2010-11-12 | 2012-05-18 | The Texas A&M University System | Systems and methods for multi-stage air dehumidification and cooling |
| US8685144B2 (en) | 2010-11-12 | 2014-04-01 | The Texas A&M University System | System and method for efficient air dehumidification and liquid recovery |
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| JP2018031548A (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | 株式会社東芝 | 空気調和装置 |
| JP2018094528A (ja) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | 株式会社東芝 | 水回収装置、水再利用システム及び水回収方法 |
-
1986
- 1986-08-26 JP JP61199787A patent/JPS6354920A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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