JP2010281499A

JP2010281499A - Drying device

Info

Publication number: JP2010281499A
Application number: JP2009134859A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nishida; 博史西田; Toshiyuki Kurakake; 敏之倉掛
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2010-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the size of a compressor of a heat pump and to improve energy efficiency. <P>SOLUTION: This drying device includes: an upstream heat exchanger 12 arranged upstream of an evaporator 8 and exchanging heat with drying air made to flow in a circulating air course 3; a downstream heat exchanger 13 arranged downstream of the evaporator 8 and exchanging heat with drying air made to flow in the circulating air course 3; and heat transfer means 14 for circulating a heating medium (not shown in the figure) in the upstream heat exchanger 12 and the downstream heat exchanger 13. Heat of the drying air upstream of the evaporator 8 is moved to the drying air downstream of the evaporator 8 through a heating medium. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒートポンプを用いて、衣類、浴室、室内などを乾燥する乾燥装置に関するものである。 The present invention relates to a drying apparatus for drying clothes, a bathroom, a room, and the like using a heat pump.

従来、この種のヒートポンプを用いた乾燥装置は、図５に示すような構成が一般的である。すなわち、コンプレッサー１０１と凝縮器１０２と蒸発器１０３からなるヒートポンプを備え、凝縮器１０２から放熱される熱を空気に与え、送風装置１０４によって温風とし、乾燥室１０５に送り込む。乾燥室１０５内の被乾燥物である衣類１０６などに温風があたり加熱乾燥される。衣類１０６を通過し湿った温風は、ヒートポンプの蒸発器１０３を通って熱が奪われ、露点以下になると水分が凝縮しドレン水となって回収される。蒸発器１０３を通った風は再び凝縮器１０２に導入されて加熱され、乾燥した温風となって再び衣類１０６を乾燥する。このように乾燥用空気の冷却（除湿）と加熱を繰り返し、循環しながら被乾燥物から水分を奪って乾燥をおこなうものである（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a drying apparatus using this type of heat pump is generally configured as shown in FIG. That is, a heat pump including a compressor 101, a condenser 102, and an evaporator 103 is provided, heat radiated from the condenser 102 is given to the air, and the air is blown into the drying chamber 105 by the blower 104. Warm air hits the clothes 106 and the like, which are the objects to be dried, in the drying chamber 105 and is dried by heating. The warm hot air that has passed through the clothing 106 is deprived of heat through the evaporator 103 of the heat pump, and when the temperature falls below the dew point, the water is condensed and recovered as drain water. The wind passing through the evaporator 103 is again introduced into the condenser 102 and heated to become dry hot air, and the clothes 106 are dried again. In this way, drying (dehumidification) and heating of the drying air are repeated, and moisture is removed from the material to be dried while circulating (for example, see Patent Document 1).

特開平７−１７８２８９号公報JP 7-178289 A

しかしながら、前記従来の構成では、被乾燥物を通過し湿った温風を露点以下まで冷却し、再び加熱して乾燥した温風としているので、多くの熱を移動させる必要があり、それだけヒートポンプの圧縮機にかかる負担が大きく、圧縮機の小型化を困難にしている。また、圧縮機を駆動するために大きなエネルギーを必要とするという問題があった。 However, in the conventional configuration, the hot air that has passed through the object to be dried is cooled to a dew point or lower, and is heated again to obtain a dry hot air. The burden placed on the compressor is large, making it difficult to reduce the size of the compressor. There is also a problem that a large amount of energy is required to drive the compressor.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮機にかかる負担を少なくしてエネルギー効率を向上したヒートポンプを用いた乾燥装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide a drying apparatus using a heat pump that reduces the burden on the compressor and improves the energy efficiency.

前記従来の課題を解決するために、本発明の乾燥装置は、蒸発器の上流側に配設し循環風路を流れる乾燥用空気と熱交換する上流側熱交換器と、前記蒸発器の下流側に配設し前記循環風路を流れる乾燥用空気と熱交換する下流側熱交換器と、前記上流側熱交換器と前記下流側熱交換器に熱媒体を循環する熱移動手段とを有し、前記熱媒体を介して前記蒸発器上流側の乾燥用空気の熱を前記蒸発器下流側の乾燥用空気へ移動させるようにしたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a drying apparatus according to the present invention includes an upstream heat exchanger that is disposed upstream of an evaporator and exchanges heat with drying air that flows through a circulation air passage, and downstream of the evaporator. And a downstream heat exchanger that exchanges heat with the drying air that flows through the circulation air passage, and a heat transfer means that circulates a heat medium to the upstream heat exchanger and the downstream heat exchanger. The heat of the drying air upstream of the evaporator is transferred to the drying air downstream of the evaporator via the heat medium.

これによって、循環風路を流れる乾燥用空気は、蒸発器の前後で温度差があり、蒸発器の上流側の熱の一部は蒸発器の下流側へ流れることになり、圧縮機が担う熱移動の量が軽減されてエネルギー効率は向上する。つまり、蒸発器の上流側では温風が通過するので上流側熱交換器が暖められ、蒸発器の下流側では蒸発器によって冷却された後の風が通過するので下流側熱交換器が冷やされる。ここに温度差が発生するので、これらの熱交換器を循環するように通っている熱移動手段の中の熱媒体は、温度差が無くなるよう移動するので蒸発器上流側の熱が蒸発器下流側へ移動し、この熱の移動分だけ圧縮機による熱移動ではないので、圧縮機への負担を軽減することができる。 As a result, there is a temperature difference between the drying air flowing through the circulation air path before and after the evaporator, and a part of the heat upstream of the evaporator flows to the downstream side of the evaporator. The amount of movement is reduced and energy efficiency is improved. That is, since the warm air passes on the upstream side of the evaporator, the upstream heat exchanger is warmed, and on the downstream side of the evaporator, the wind that has been cooled by the evaporator passes so that the downstream heat exchanger is cooled. . Since a temperature difference occurs here, the heat medium in the heat transfer means passing through these heat exchangers moves so as to eliminate the temperature difference, so that the heat upstream of the evaporator is downstream of the evaporator. Since it moves to the side and is not the heat transfer by the compressor by this heat transfer, the burden on the compressor can be reduced.

本発明の乾燥装置は、ヒートポンプの圧縮機の負担を軽減することができ、圧縮機の小型化とエネルギー効率を高めることができる。 The drying apparatus of the present invention can reduce the burden on the compressor of the heat pump, and can increase the size and energy efficiency of the compressor.

本発明の第１の実施の形態における乾燥装置の模式図The schematic diagram of the drying apparatus in the 1st Embodiment of this invention 同乾燥装置のヒートポンプの要部を上から見た模式図Schematic view of the main part of the heat pump of the dryer as seen from above 同乾燥装置の上流側熱交換器および下流側熱交換器の側面模式図Side surface schematic diagram of upstream heat exchanger and downstream heat exchanger of the drying device 本発明の第２の実施の形態における乾燥装置の模式図Schematic diagram of the drying device in the second embodiment of the present invention 従来のヒートポンプを用いた乾燥装置の模式図Schematic diagram of a drying device using a conventional heat pump

第１の発明は、被乾燥物を収容する乾燥室と、前記乾燥室に乾燥用空気を送風するファンと、前記乾燥室と循環風路で連結したヒートポンプとを備え、前記ヒートポンプは、冷媒を圧縮するコンプレッサーと、前記循環風路を流れる乾燥用空気を冷却する蒸発器と、前記蒸発器で冷却された乾燥用空気を加熱する凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器に冷媒を流す管路と、冷媒の圧力を減圧する減圧弁と、前記蒸発器の上流側に配設し前記循環風路を流れる乾燥用空気と熱交換する上流側熱交換器と、前記蒸発器の下流側に配設し前記循環風路を流れる乾燥用空気と熱交換する下流側熱交換器と、前記上流側熱交換器と前記下流側熱交換器に熱媒体を循環する熱移動手段とを有し、前記熱媒体を介して前記蒸発器上流側の乾燥用空気の熱を前記蒸発器下流側の乾燥用空気へ移動させるようにしたことにより、蒸発器の上流側を流れる乾燥用空気の熱の一部を、蒸発器の下流側を流れる乾燥用空気へ移動させることができ、圧縮機が担う熱移動の量が軽減されてエネルギー効率を向上することができる。 1st invention is equipped with the drying chamber which accommodates to-be-dried material, the fan which ventilates drying air to the said drying chamber, and the heat pump connected with the said drying chamber by the circulation air path, The said heat pump is a refrigerant | coolant. A compressor for compressing, an evaporator for cooling the drying air flowing through the circulation air passage, a condenser for heating the drying air cooled by the evaporator, and a pipe for flowing a refrigerant through the evaporator and the condenser A pressure reducing valve for reducing the pressure of the refrigerant, an upstream heat exchanger disposed on the upstream side of the evaporator and exchanging heat with the drying air flowing through the circulation air path, and on the downstream side of the evaporator A downstream heat exchanger that exchanges heat with drying air that flows through the circulation air path, and a heat transfer means that circulates a heat medium to the upstream heat exchanger and the downstream heat exchanger, The heat of the drying air upstream of the evaporator is passed through the heat medium. By moving to the drying air downstream of the generator, part of the heat of the drying air flowing upstream of the evaporator can be transferred to the drying air flowing downstream of the evaporator. The amount of heat transfer carried by the compressor is reduced and energy efficiency can be improved.

第２の発明は、特に、第１の発明の熱移動手段は、上流側熱交換器の上部から下流側熱交換器の上部へ熱媒体が流れるように設けるとともに、前記下流側熱交換器の下部から前記上流側熱交換器の下部へ熱媒体が流れるように構成したことにより、上流側熱交換器内では熱媒体が下から上へ上昇しながら流れ、上部の熱交換配管を通って下流側熱交換器に入り、下流側熱交換器内では熱媒体は上から下へ下降しながら流れ、下部の熱交換配管を通って上流側熱交換器へ導入されるので、効率の良い循環経路が形成されて多くの熱移動量が得られ、圧縮機が担う熱移動量が軽減されるのでエネルギー効率が向上する。 In the second invention, in particular, the heat transfer means of the first invention is provided so that a heat medium flows from the upper part of the upstream heat exchanger to the upper part of the downstream heat exchanger, and Since the heat medium flows from the lower part to the lower part of the upstream heat exchanger, the heat medium flows from the lower part to the upper part in the upstream heat exchanger, and flows downstream through the upper heat exchange pipe. The heat medium enters the side heat exchanger, flows in the downstream side heat exchanger while descending from top to bottom, and is introduced to the upstream side heat exchanger through the lower heat exchange pipe, so an efficient circulation path As a result, a large amount of heat transfer is obtained and the amount of heat transfer carried by the compressor is reduced, so that energy efficiency is improved.

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の熱移動手段は、上流側熱交換器あるいは下流側熱交換器の中を上下方向に蛇行するように構成したことにより、上流側熱交換器および下流側熱交換器内に流れる熱媒体の流れがスムーズになり速くなるので、熱移動量が多くなり、熱媒体との熱交換効率をよくして熱移動量を増加することができる。 In the third invention, in particular, the heat transfer means of the first or second invention is configured to meander in the up-down direction in the upstream heat exchanger or the downstream heat exchanger, so that the upstream heat Since the flow of the heat medium flowing in the exchanger and the downstream heat exchanger becomes smoother and faster, the amount of heat transfer increases, and the heat transfer efficiency with the heat medium can be improved to increase the amount of heat transfer. .

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の上流側熱交換器は、下流側熱交換器より下方に配設したことにより、上流側熱交換器で暖められた熱媒体は、比重が小さくなって上方に位置する下流側熱交換器へ移動しやすくなり、下流側熱交換器で冷やされた熱媒体は比重が大きくなって下方に位置する上流側熱交換器へ移動しやすくなる。したがって、熱媒体が上流側熱交換器と下流側熱交換器を循環して、熱を移動させることができる。 In the fourth aspect of the invention, in particular, the upstream heat exchanger of any one of the first to third aspects is warmed by the upstream heat exchanger by being disposed below the downstream heat exchanger. The heat medium has a lower specific gravity and can easily move to the downstream heat exchanger, and the heat medium cooled by the downstream heat exchanger has a higher specific gravity and is located at the lower side. It becomes easy to move to. Therefore, a heat medium can circulate through an upstream heat exchanger and a downstream heat exchanger, and can move heat.

第５の発明は、特に、第１の発明の熱移動手段に循環ポンプを設け、前記循環ポンプによって熱媒体を上流側熱交換器と下流側熱交換器に循環させるようにしたことにより、熱移動量の設定を容易にすることができる。 In the fifth invention, in particular, a heat pump is provided in the heat transfer means of the first invention, and the heat medium is circulated between the upstream heat exchanger and the downstream heat exchanger by the circulation pump, The movement amount can be easily set.

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明の熱媒体は、塩化ナトリウム、
塩化カルシウム、塩化カリウム、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコールの少なくとも１つからなる水溶液としたことにより、熱媒体が凍結することがなく、安定した熱移動をおこなうことができる。 In the sixth invention, in particular, the heat medium of any one of the first to fifth inventions is sodium chloride,
By using an aqueous solution composed of at least one of calcium chloride, potassium chloride, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, and propylene glycol, the heat medium is not frozen and stable heat transfer can be performed.

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明の熱移動手段は、上流側熱交換器および下流側熱交換器からの露出部を断熱材で被覆したことにより、熱交換配管からの放熱を抑えることができ、熱媒体による熱移動量の減少を少なくすることができる。 In the seventh aspect of the invention, in particular, the heat transfer means of any one of the first to sixth aspects of the present invention is obtained by coating the exposed portions from the upstream heat exchanger and the downstream heat exchanger with a heat insulating material. Heat dissipation from the exchange pipe can be suppressed, and a decrease in the amount of heat transfer due to the heat medium can be reduced.

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、本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 present embodiment.

（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乾燥装置を衣類乾燥機とした模式図、図２は、同乾燥装置のヒートポンプの要部を上から見た模式図、図３は、同乾燥装置の上流側熱交換器および下流側熱交換器の側面模式図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic view in which the drying apparatus according to the first embodiment of the present invention is a clothes dryer, FIG. 2 is a schematic view of the main part of the heat pump of the drying apparatus, and FIG. It is a side surface schematic diagram of the upstream heat exchanger and downstream heat exchanger of a drying apparatus.

図１〜図３において、１は衣類Ａ等の被乾燥物を収容する乾燥室、２は乾燥室１と循環風路３で連結したヒートポンプで、乾燥室１には循環風路３から乾燥用空気が供給される給気口４と、乾燥用空気が排出される排気口５を設けている。ヒートポンプ２は、冷媒を圧縮するコンプレッサー６と、循環風路３を流れる乾燥用空気を冷却する蒸発器８と、蒸発器８で冷却された乾燥用空気を加熱する凝縮器７と、蒸発器８と凝縮器７に冷媒を流す管路９と、冷媒の圧力を減圧する減圧弁１０を有し、蒸発器８および凝縮器７は循環風路３に設けて循環する乾燥用空気が通過するようにしている。 1 to 3, reference numeral 1 is a drying chamber for storing an object to be dried such as clothing A, 2 is a heat pump connected to the drying chamber 1 by a circulation air passage 3, and the drying chamber 1 is for drying from the circulation air passage 3. An air supply port 4 to which air is supplied and an exhaust port 5 from which drying air is discharged are provided. The heat pump 2 includes a compressor 6 that compresses the refrigerant, an evaporator 8 that cools the drying air that flows through the circulation air passage 3, a condenser 7 that heats the drying air cooled by the evaporator 8, and an evaporator 8. And a conduit 9 for flowing the refrigerant to the condenser 7 and a pressure reducing valve 10 for reducing the pressure of the refrigerant. The evaporator 8 and the condenser 7 are provided in the circulation air passage 3 so that the drying air circulated can pass therethrough. I have to.

乾燥用空気は送風装置を構成するファン１１によって送風され、蒸発器８の前後には上流側熱交換器１２と下流側熱交換器１３が配置され、熱移動手段を構成する熱交換配管１４によって上流側熱交換器１２と下流側熱交換器１３の上部と下部を結び、内部に設けた熱媒体（図示せず）が上流側熱交換器１２と下流側熱交換器１３を循環するように構成している。 The drying air is blown by a fan 11 that constitutes a blower. An upstream heat exchanger 12 and a downstream heat exchanger 13 are arranged before and after the evaporator 8, and a heat exchange pipe 14 that constitutes a heat transfer means. The upper and lower portions of the upstream heat exchanger 12 and the downstream heat exchanger 13 are connected to each other so that a heat medium (not shown) provided therein circulates through the upstream heat exchanger 12 and the downstream heat exchanger 13. It is composed.

熱交換配管（熱移動手段）１４は、蒸発器８を迂回して循環風路３外で上流側熱交換器１２と下流側熱交換器１３を結んでいる。上流側熱交換器１２および下流側熱交換器１３は、多数の良熱伝導性の金属製薄板（例えば、アルミニウム等）で積層されたフィン１５の間を熱交換配管１４が上下方向に蛇行するように配設している。 The heat exchange pipe (heat transfer means) 14 bypasses the evaporator 8 and connects the upstream heat exchanger 12 and the downstream heat exchanger 13 outside the circulation air passage 3. In the upstream heat exchanger 12 and the downstream heat exchanger 13, the heat exchange pipe 14 meanders in the vertical direction between the fins 15 laminated with a large number of thin metal plates (for example, aluminum) having good heat conductivity. They are arranged as follows.

以上のように構成された乾燥装置について、以下その動作、作用を説明する。使用者は乾燥室１に洗濯後脱水された衣類Ａを収納する。図示していないスタートスイッチが押されると、コンプレッサー６が起動し、ファン１１の送風が始まり乾燥が開始される。 About the drying apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below. The user stores the clothes A dehydrated after washing in the drying chamber 1. When a start switch (not shown) is pressed, the compressor 6 is activated, and the fan 11 starts blowing and drying is started.

コンプレッサー６では冷媒を圧縮し管路９を通して凝縮器７に送り込む。凝縮器７では冷媒が凝縮して熱を放出し循環風路３を流れる乾燥用空気を加熱する。冷媒は減圧弁１０で減圧されて蒸発器８において蒸発して熱を吸収し循環風路３を流れる乾燥用空気を冷却する。 In the compressor 6, the refrigerant is compressed and sent to the condenser 7 through the conduit 9. In the condenser 7, the refrigerant condenses, releases heat, and heats the drying air flowing through the circulation air passage 3. The refrigerant is depressurized by the pressure reducing valve 10 and evaporated in the evaporator 8 to absorb heat and cool the drying air flowing through the circulation air passage 3.

このサイクルを繰り返して、凝縮器７の温度は上昇し、蒸発器８の温度は低下する。凝縮器７と蒸発器８は、冷媒が通る管路９と積層されたフィン（図示せず）から構成されており、循環風路３を流れる乾燥用空気と冷媒が熱交換するようになっている。 By repeating this cycle, the temperature of the condenser 7 increases and the temperature of the evaporator 8 decreases. The condenser 7 and the evaporator 8 are configured by fins (not shown) laminated with a pipe line 9 through which the refrigerant passes, and heat is exchanged between the drying air flowing through the circulation air passage 3 and the refrigerant. Yes.

ファン１１で送風された乾燥用空気が凝縮器７を通ると乾燥用空気の温度が上昇し、蒸発器８を通ると乾燥用空気の温度が低下する。本実施の形態においては、凝縮器７の出口
温度が７５℃になるようコンプレッサー６の出力を調整する。 When the drying air blown by the fan 11 passes through the condenser 7, the temperature of the drying air rises, and when passing through the evaporator 8, the temperature of the drying air decreases. In the present embodiment, the output of the compressor 6 is adjusted so that the outlet temperature of the condenser 7 becomes 75 ° C.

乾燥開始後約３０分で凝縮器７の出口温度が７５℃となると、乾燥室１には約７０℃の温風が給気口４から導入され、衣類Ａを加熱し水分を奪って、温風は４０〜５０℃の湿った空気となって排気口５から循環風路３に入り蒸発器８へ戻る。 When the outlet temperature of the condenser 7 reaches 75 ° C. about 30 minutes after the start of drying, warm air of about 70 ° C. is introduced into the drying chamber 1 from the air supply port 4 to heat the clothing A and take moisture away. The wind becomes moist air of 40 to 50 ° C., enters the circulation air passage 3 from the exhaust port 5 and returns to the evaporator 8.

従来の衣類乾燥機であれば、この湿った温風（乾燥用空気）は直接蒸発器８へ戻る構成であるが、本発明ではその前に上流側熱交換器１２を通過し、乾燥用空気の熱を上流側熱交換器１２へ与える。この上流側熱交換器１２は、図３のように、熱交換配管１４が上下方向に蛇行して配置されその間をフィン１５が積層している構成であり、フィン１５の間を通った乾燥用空気と熱交換配管１４内部の熱媒体と熱交換して、乾燥用空気から熱媒体に熱が与えられる。これによって乾燥用空気の温度は３０〜４０℃まで低下する。 In the case of a conventional clothes dryer, the wet warm air (drying air) is configured to return directly to the evaporator 8, but in the present invention, the air passes through the upstream heat exchanger 12 before the drying air. To the upstream heat exchanger 12. As shown in FIG. 3, the upstream heat exchanger 12 has a configuration in which the heat exchange pipes 14 meander in the vertical direction and the fins 15 are stacked between the heat exchange pipes 14. Heat is exchanged between the air and the heat medium in the heat exchange pipe 14, and heat is applied from the drying air to the heat medium. This reduces the temperature of the drying air to 30-40 ° C.

熱交換配管１４内の熱媒体は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等の水溶液が用いられ、熱媒体の凍結防止効果を有しており、安価でもあるので望ましい。本実施の形態では塩化カルシウム１０％水溶液を用いた。 The heat medium in the heat exchange pipe 14 is an aqueous solution such as sodium chloride, calcium chloride, potassium chloride, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, etc., and has an effect of preventing the heat medium from freezing. This is desirable. In this embodiment, a 10% calcium chloride aqueous solution is used.

熱交換配管１４は上流側熱交換器１２に上下方向に蛇行して設けているので、上流側熱交換器１２で暖められた内部の熱媒体は徐々に温度が上昇し、温度の上昇した熱媒体は、図１の熱交換配管１４の上部側を通り矢印イ方向へ流れて、下流側熱交換器１３へ導入される。 Since the heat exchange pipe 14 is provided to meander up and down in the upstream heat exchanger 12, the temperature of the internal heat medium warmed by the upstream heat exchanger 12 gradually rises, and the heat that has risen in temperature. The medium passes through the upper side of the heat exchange pipe 14 in FIG. 1, flows in the direction of arrow A, and is introduced into the downstream heat exchanger 13.

一方、循環風路３を図１の矢印方向へ流れる乾燥用空気は、上流側熱交換１２を通った後、蒸発器８に導入され、前述のように乾燥用空気の熱を奪って温度を低下せしめ、その温度が露点以下になると結露し水となって排水口（図示せず）から排水される。蒸発器８を出た乾燥用空気は温度が２０〜３０℃ほどになって下流側熱交換器１３に導入される。 On the other hand, the drying air flowing in the direction of the arrow in FIG. 1 through the circulation air passage 3 passes through the upstream heat exchange 12 and is then introduced into the evaporator 8 to remove the heat of the drying air and raise the temperature as described above. When the temperature drops below the dew point, condensation occurs and water is drained from a drain (not shown). The drying air leaving the evaporator 8 has a temperature of about 20-30 ° C. and is introduced into the downstream heat exchanger 13.

下流側熱交換器１３は上流側熱交換器１２と同様に、熱交換配管１４が上下方向に蛇行して配置されその間をフィン１５が積層している構成であり、フィン１５の間を通った乾燥用空気と熱交換配管１４内部の熱媒体と熱交換して、熱媒体から乾燥用空気に熱が与えられる。つまり、下流側熱交換器１３内部の熱媒体を冷やすことになる。 Similarly to the upstream heat exchanger 12, the downstream heat exchanger 13 has a configuration in which the heat exchange pipes 14 meander in the vertical direction and the fins 15 are stacked between the heat exchange pipes 14. Heat is supplied to the drying air from the heat medium by exchanging heat with the drying medium and the heat medium in the heat exchange pipe 14. That is, the heat medium inside the downstream heat exchanger 13 is cooled.

下流側熱交換器１３での熱交換配管１４も上下方向に蛇行して配置しているので、冷やされた内部の熱媒体は徐々に下降する。一方で上流側熱交換器１２から上部の熱交換配管１４を通って熱媒体が流れてくるので、熱媒体は上流側熱交換器１２の中を上昇し、上流側熱交換器１２から上部の熱交換配管１４を通って下流側熱交換器１３へ流れ、下流側熱交換器１３の中を下降し、熱交換配管１４の下部を通り矢印ロ方向へ流れて、再び上流側熱交換器１２へ流れるという循環経路が形成される。 Since the heat exchanging pipe 14 in the downstream heat exchanger 13 is also arranged meandering in the vertical direction, the cooled internal heat medium gradually descends. On the other hand, since the heat medium flows from the upstream heat exchanger 12 through the upper heat exchange pipe 14, the heat medium rises in the upstream heat exchanger 12, and the upper heat exchanger 12 The heat flows through the heat exchange pipe 14 to the downstream heat exchanger 13, descends in the downstream heat exchanger 13, passes through the lower part of the heat exchange pipe 14, flows in the direction of arrow B, and again flows into the upstream heat exchanger 12. A circulation path is formed that flows to

本実施の形態では、図１のように下流側熱交換器１３を上流側熱交換器１２より上下方向で高い位置に配置しているので、上流側熱交換器１２で暖められて上昇する熱媒体を効率よく下流側熱交換器１３へ流すことができるとともに、下流側熱交換器１３で冷やされて下降する熱媒体を効率よく上流側熱交換器１２へ流すことができるようになる。この熱交換配管１４の上流側熱交換器１２と下流側熱交換器１３の間の部分は、熱交換配管１４の外周をグラスウールなどで断熱することが望ましい。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the downstream heat exchanger 13 is arranged at a higher position in the vertical direction than the upstream heat exchanger 12, so that the heat that is heated by the upstream heat exchanger 12 and rises. The medium can be efficiently flowed to the downstream heat exchanger 13, and the heat medium cooled and lowered by the downstream heat exchanger 13 can be efficiently flowed to the upstream heat exchanger 12. As for the part between the upstream heat exchanger 12 and the downstream heat exchanger 13 of this heat exchange pipe 14, it is desirable to insulate the outer periphery of the heat exchange pipe 14 with glass wool or the like.

循環風路３を流れ蒸発器８で冷却された乾燥用空気は、下流側熱交換器１３において温められ、その温度は３０〜４０℃ほどになる。この熱はもともと上流側熱交換器１２に導入される空気が持っていた熱の一部であり、この熱が蒸発器８を迂回して凝縮器７へ送ら
れることになる。 The drying air that flows through the circulation air passage 3 and is cooled by the evaporator 8 is warmed in the downstream heat exchanger 13, and the temperature is about 30 to 40 ° C. This heat is part of the heat that the air originally introduced into the upstream heat exchanger 12 has, and this heat bypasses the evaporator 8 and is sent to the condenser 7.

循環風路３を流れる乾燥用空気の温度の変化を見ると、上流側熱交換器１２に導入される乾燥用空気の温度は４０〜５０℃であり、上流側熱交換器１２を通過すると３０〜４０℃に低下する。その後蒸発器８を通過すると、さらに冷却され、２０〜３０℃となる。そして、下流側熱交換器１３を通過すると３０〜４０℃に加熱されて、最後には凝縮器７において７５℃まで加熱される。 Looking at the change in the temperature of the drying air flowing through the circulation air passage 3, the temperature of the drying air introduced into the upstream heat exchanger 12 is 40 to 50 ° C. and 30 when passing through the upstream heat exchanger 12. Decrease to ~ 40 ° C. Thereafter, when it passes through the evaporator 8, it is further cooled to 20-30 ° C. And if it passes the downstream heat exchanger 13, it will be heated to 30-40 degreeC and will be finally heated to 75 degreeC in the condenser 7. FIG.

本実施の形態において、蒸発器８では３０〜４０℃の空気を２０〜３０℃まで冷却するだけでよいことになるが、従来構成では４０〜５０℃の空気を２０〜３０℃に冷却しているので、それだけ蒸発器１０３の負担が大きいことになる。また、本実施の形態の凝縮器７では、３０〜４０℃の乾燥用空気を７５℃まで加熱するのに対し、従来構成では２０〜３０℃の空気を７５℃まで加熱しなければならず、それだけ凝縮器１０２の負担が大きい。 In the present embodiment, the evaporator 8 only needs to cool the air at 30 to 40 ° C. to 20 to 30 ° C. In the conventional configuration, the air at 40 to 50 ° C. is cooled to 20 to 30 ° C. Therefore, the burden on the evaporator 103 is large accordingly. Further, in the condenser 7 of the present embodiment, the drying air at 30 to 40 ° C. is heated to 75 ° C., whereas in the conventional configuration, the air at 20 to 30 ° C. must be heated to 75 ° C., Therefore, the burden on the condenser 102 is large.

エネルギー収支の観点から説明する。従来の構成では、定常時（乾燥開始後１時間〜２時間の乾燥が安定している時間帯）における蒸発器１０３の冷却能力（除湿能力）が約１８００Ｗ、凝縮器１０２の加熱能力（乾燥能力）が約２４００Ｗ、コンプレッサー１０１の消費電力が約６００Ｗであるような衣類乾燥機を、本実施の形態の図１の構成にして乾燥試験をおこなったところ、蒸発器８の冷却能力が約１７００Ｗ、凝縮器７の加熱能力が約２３００Ｗ、コンプレッサー６の消費電力が約５７０Ｗとなった。 Explain from the perspective of energy balance. In the conventional configuration, the cooling capacity (dehumidification capacity) of the evaporator 103 is about 1800 W in the steady state (a time period in which drying is stable for 1 to 2 hours after the start of drying), and the heating capacity (drying capacity) of the condenser 102. ) Is about 2400 W, and the clothes dryer in which the power consumption of the compressor 101 is about 600 W is subjected to a drying test with the configuration of FIG. 1 of the present embodiment. As a result, the cooling capacity of the evaporator 8 is about 1700 W, The heating capacity of the condenser 7 was about 2300 W, and the power consumption of the compressor 6 was about 570 W.

また、上流側熱交換器１２と下流側熱交換器１３の間を流れる熱輸送量は、熱媒体の流量と温度差と比熱から算出すると約１８０Ｗであった。つまり、冷却能力は、１７００Ｗ＋１８０Ｗの１８８０Ｗであり、加熱能力は、２３００Ｗ＋１８０Ｗの２４８０Ｗである。加熱能力だけをとっても、従来構成では、消費電力６００Ｗで２４００Ｗの加熱能力であるのに対し、本実施の形態の構成では、消費電力５７０Ｗで２４８０Ｗの加熱能力があるということで、効率が９％アップしていることになる。 Further, the heat transport amount flowing between the upstream heat exchanger 12 and the downstream heat exchanger 13 was about 180 W when calculated from the flow rate of the heat medium, the temperature difference, and the specific heat. That is, the cooling capacity is 1880 W of 1700 W + 180 W, and the heating capacity is 2480 W of 2300 W + 180 W. Even if only the heating capacity is taken, the conventional configuration has a heating capacity of 2400 W with a power consumption of 600 W, whereas the configuration of the present embodiment has a heating capacity of 2480 W with a power consumption of 570 W, so that the efficiency is 9%. It will be up.

また、実際の乾燥能力を比較する。従来の構成における乾燥試験の結果は、消費電力あたりの乾燥重量が１．２８（ｇ／Ｗｈ）であるのに対し、本実施の形態の構成における乾燥試験の結果は、１．３６（ｇ／Ｗｈ）であり、効率が７％アップするという結果であった。エネルギー収支の結果より少し小さい値を示しているのは、エネルギー収支計算が定常時の計算結果であり、乾燥能力計算は乾燥開始から乾燥終了までの全工程の時間帯の計算結果であることの違いによるものと思われる。 Also compare the actual drying capacity. The result of the drying test in the conventional configuration is that the dry weight per power consumption is 1.28 (g / Wh), whereas the result of the drying test in the configuration of the present embodiment is 1.36 (g / W). Wh), which is a result that the efficiency is increased by 7%. The value that is slightly smaller than the energy balance result is the calculation result when the energy balance is steady, and the drying capacity calculation is the calculation result of the time zone of all processes from the start of drying to the end of drying. It seems to be due to the difference.

以上のように本発明によれば、コンプレッサー６の負担を軽くして乾燥効率を高めることができる。 As described above, according to the present invention, the burden on the compressor 6 can be reduced and the drying efficiency can be increased.

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における乾燥装置の模式図である。この構成の特徴は、熱交換配管（熱移動手段）１４の循環経路に循環ポンプ１６を設け、この循環ポンプ１６により熱媒体を上流側熱交換器１２と下流側熱交換器１３に循環させるようにしたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。 (Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic diagram of a drying apparatus according to the second embodiment of the present invention. A feature of this configuration is that a circulation pump 16 is provided in the circulation path of the heat exchange pipe (heat transfer means) 14 so that the heat medium is circulated to the upstream heat exchanger 12 and the downstream heat exchanger 13 by the circulation pump 16. It is a thing. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and those in the first embodiment are used for the detailed description.

循環ポンプ１６は、下流側熱交換器１３の下部の熱交換配管１４から熱媒体を吸引し、上流側熱交換器１２の下部の熱交換配管１４へ熱媒体を圧送する構成である。乾燥開始と同時に循環ポンプ１６は作動し、１〜２（Ｌ／ｍｉｎ）ほどで送れば十分である。循環ポンプは、ＤＣブラシレスモータによるマグネットカップリング遠心ポンプを用いた。 The circulation pump 16 is configured to suck the heat medium from the heat exchange pipe 14 below the downstream heat exchanger 13 and pump the heat medium to the heat exchange pipe 14 below the upstream heat exchanger 12. The circulation pump 16 operates simultaneously with the start of drying, and it is sufficient to send it at about 1-2 (L / min). As the circulation pump, a magnetic coupling centrifugal pump using a DC brushless motor was used.

第１の実施の形態の図１の装置に循環ポンプ１６を取り付けて乾燥試験をした結果、エネルギー収支は、蒸発器８の冷却能力が約１６００Ｗ、凝縮器７の加熱能力が約２１５０Ｗ、コンプレッサー６の消費電力が約５４０Ｗとなった。また、上流側熱交換器１２と下流側熱交換器１３の間を流れる熱輸送量は、熱媒体の流量と温度差と比熱から算出すると約４００Ｗであった。つまり、冷却能力が１６００Ｗ＋４００Ｗの、２０００Ｗであり、加熱能力は２１５０Ｗ＋４００Ｗの２５５０Ｗである。加熱能力だけをとっても、従来構成では消費電力６００Ｗで２４００Ｗの加熱能力であるのに対し、本実施の形態では、消費電力５４０Ｗで２５５０Ｗの加熱能力があり、効率が１８％アップしていることになる。 As a result of performing a drying test with the circulation pump 16 attached to the apparatus of FIG. 1 of the first embodiment, the energy balance is that the cooling capacity of the evaporator 8 is about 1600 W, the heating capacity of the condenser 7 is about 2150 W, and the compressor 6 Power consumption of about 540W. The amount of heat transported between the upstream heat exchanger 12 and the downstream heat exchanger 13 was about 400 W when calculated from the flow rate of the heat medium, the temperature difference, and the specific heat. That is, the cooling capacity is 1600 W + 400 W, 2000 W, and the heating capacity is 2150 W + 400 W, 2550 W. Even if only the heating capacity is taken, the conventional configuration has a heating capacity of 2400 W at a power consumption of 600 W, whereas this embodiment has a heating capacity of 2550 W at a power consumption of 540 W, and the efficiency is increased by 18%. Become.

また、実際の乾燥能力を比較する。従来の構成における乾燥試験の結果は、消費電力あたりの乾燥重量が１．２８（ｇ／Ｗｈ）であるのに対し、本実施の形態の構成における乾燥試験の結果は、１．４５（ｇ／Ｗｈ）であり、効率が１３％アップするという結果であった。エネルギー収支の結果より少し小さい値を示しているのは、第１の実施の形態と同じ理由によるものと思われる。 Also compare the actual drying capacity. The result of the drying test in the conventional configuration is that the dry weight per power consumption is 1.28 (g / Wh), whereas the result of the drying test in the configuration of the present embodiment is 1.45 (g / W). Wh), and the efficiency increased by 13%. The reason why the value slightly smaller than the result of the energy balance is considered to be due to the same reason as in the first embodiment.

本実施の形態ではかなり乾燥効率が向上しているが、循環ポンプも電力を消費するので、その分を差し引いて評価する必要がある。本実施の形態においては２５Ｗの循環ポンプを用い、効率の低下分は約３％であった。つまり乾燥能力において、従来構成よりも１０％高い乾燥効率という評価である。 Although the drying efficiency is considerably improved in the present embodiment, the circulation pump also consumes electric power, so it is necessary to subtract that amount for evaluation. In this embodiment, a 25 W circulating pump was used, and the decrease in efficiency was about 3%. In other words, in terms of drying capacity, the evaluation is that the drying efficiency is 10% higher than the conventional configuration.

第１の実施の形態と比較したとき、本実施の形態では循環ポンプを用いているので、その分コストのかかる方式であるが、ランニングコストの面では優れた方法と言える。 Compared with the first embodiment, the present embodiment uses a circulation pump, which is a costly method, but can be said to be an excellent method in terms of running cost.

以上のように、本発明にかかる乾燥装置は、ヒートポンプの圧縮機の負担を軽減することができ、圧縮機の小型化とエネルギー効率を高めることができるので、ヒートポンプを利用した乾燥装置として有用である。 As described above, the drying device according to the present invention can reduce the burden on the compressor of the heat pump and can reduce the size and energy efficiency of the compressor, so that it is useful as a drying device using a heat pump. is there.

１乾燥室
１１ファン
３循環風路
２ヒートポンプ
６コンプレッサー
８蒸発器
７凝縮器
９管路
１０減圧弁
１２上流側熱交換器
１３下流側熱交換器
１４熱交換配管（熱移動手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drying chamber 11 Fan 3 Circulation air path 2 Heat pump 6 Compressor 8 Evaporator 7 Condenser 9 Pipe line 10 Pressure reducing valve 12 Upstream heat exchanger 13 Downstream heat exchanger 14 Heat exchange piping (heat transfer means)

Claims

被乾燥物を収容する乾燥室と、前記乾燥室に乾燥用空気を送風するファンと、前記乾燥室と循環風路で連結したヒートポンプとを備え、前記ヒートポンプは、冷媒を圧縮するコンプレッサーと、前記循環風路を流れる乾燥用空気を冷却する蒸発器と、前記蒸発器で冷却された乾燥用空気を加熱する凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器に冷媒を流す管路と、冷媒の圧力を減圧する減圧弁と、前記蒸発器の上流側に配設し前記循環風路を流れる乾燥用空気と熱交換する上流側熱交換器と、前記蒸発器の下流側に配設し前記循環風路を流れる乾燥用空気と熱交換する下流側熱交換器と、前記上流側熱交換器と前記下流側熱交換器に熱媒体を循環する熱移動手段とを有し、前記熱媒体を介して前記蒸発器上流側の乾燥用空気の熱を前記蒸発器下流側の乾燥用空気へ移動させるようにした乾燥装置。 A drying chamber that accommodates an object to be dried; a fan that blows drying air to the drying chamber; and a heat pump that is connected to the drying chamber through a circulation air passage, the heat pump including a compressor that compresses a refrigerant; An evaporator for cooling the drying air flowing through the circulation air passage; a condenser for heating the drying air cooled by the evaporator; a conduit for flowing a refrigerant through the evaporator and the condenser; and a pressure of the refrigerant A pressure reducing valve for reducing pressure, an upstream heat exchanger disposed on the upstream side of the evaporator and exchanging heat with drying air flowing through the circulation air passage, and disposed on the downstream side of the evaporator and disposed on the circulating air A downstream heat exchanger that exchanges heat with the drying air flowing through the passage, and an upstream heat exchanger and a heat transfer means that circulates the heat medium to the downstream heat exchanger, and through the heat medium The heat of the drying air upstream of the evaporator is transferred to the downstream side of the evaporator. Drying apparatus that is moved to 燥用 air.

熱移動手段は、上流側熱交換器の上部から下流側熱交換器の上部へ熱媒体が流れるように設けるとともに、前記下流側熱交換器の下部から前記上流側熱交換器の下部へ熱媒体が流れるように構成した請求項１記載の乾燥装置。 The heat transfer means is provided so that a heat medium flows from the upper part of the upstream heat exchanger to the upper part of the downstream heat exchanger, and from the lower part of the downstream heat exchanger to the lower part of the upstream heat exchanger. The drying apparatus according to claim 1, configured to flow.

熱移動手段は、上流側熱交換器あるいは下流側熱交換器の中を上下方向に蛇行するように構成した請求項１または２記載の乾燥装置。 The drying apparatus according to claim 1 or 2, wherein the heat transfer means is configured to meander in the up-down direction in the upstream heat exchanger or the downstream heat exchanger.

上流側熱交換器は、下流側熱交換器より下方に配設した請求項１〜３のいずれか１項に記載の乾燥装置。 The drying apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the upstream heat exchanger is disposed below the downstream heat exchanger.

熱移動手段に循環ポンプを設け、前記循環ポンプによって熱媒体を上流側熱交換器と下流側熱交換器に循環させるようにした請求項１記載の乾燥装置。 The drying apparatus according to claim 1, wherein a circulation pump is provided in the heat transfer means, and the heat medium is circulated to the upstream heat exchanger and the downstream heat exchanger by the circulation pump.

熱媒体は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコールの少なくとも１つからなる水溶液とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の乾燥装置。 The drying apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat medium is an aqueous solution made of at least one of sodium chloride, calcium chloride, potassium chloride, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, and propylene glycol.

熱移動手段は、上流側熱交換器および下流側熱交換器からの露出部を断熱材で被覆した請求項１〜６のいずれか１項に記載の乾燥装置。 The drying apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the heat transfer means covers the exposed portions from the upstream heat exchanger and the downstream heat exchanger with a heat insulating material.