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JP3693582B2 - Dry storage device and method for drying stored product - Google Patents
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JP3693582B2 - Dry storage device and method for drying stored product - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾燥貯蔵装置及び貯蔵物の乾燥方法、特に穀物などの貯蔵物を乾燥させる冷却除湿形乾燥貯蔵装置及び乾燥方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、穀物など、例えば大豆やタマネギ、ニンニクなどを貯蔵ビンに入れ、この貯蔵ビン内の貯蔵物を冷却除湿により乾燥させて貯蔵する乾燥貯蔵装置(ドライエアジェネレータ:DAG)が知られている。このような従来の乾燥貯蔵装置の構成を図10に示す。図10に示すように、乾燥貯蔵装置は、穀物などの貯蔵物400を貯蔵する貯蔵ビン401と、この貯蔵ビン401内に乾燥空気を送る乾燥機402とから構成されている。この乾燥機402は、冷媒を圧縮する昇圧機411と、圧縮された冷媒を凝縮し外気OAを加熱する凝縮器412と、凝縮した冷媒を絞り413で減圧し、これを蒸発させて外気OAを露点温度以下に冷却する蒸発器414と、外気OAを蒸発器414に送り込む送風機415とを備えている。蒸発器414は外気OAを露点以下に冷却して、外気OA中の水分を除去する。露点以下に冷却された外気OAは凝縮器412で加熱され、貯蔵ビン401に供給される。これら昇圧機411、凝縮器412、絞り413及び蒸発器414によって、蒸発器414を流れる外気OAから凝縮器412を流れる外気OAに熱を汲み上げるヒートポンプHPが構成されている。
【0003】
図11は、従来の乾燥貯蔵装置における空調サイクルを示す湿り空気線図である。図11において、符号K〜M、OA、EXは、図10においてそれぞれの符号を付した経路状態に対応している。図11に示すように、従来の乾燥貯蔵装置において、外気OAは送風機415により蒸発器414に送られる(状態K)。蒸発器414において、外気OAは露点温度以下に冷却され、乾球温度が低下すると共に絶対湿度が低下して状態Lに至る。この状態Lは湿り空気線図において飽和線上にある。状態Lの空気は凝縮器412で加熱され、絶対湿度一定のまま乾球温度が上昇して状態Mに至り、貯蔵ビン401に供給される。貯蔵ビン401の内部に供給された乾燥空気は、貯蔵物400の水分を吸着することで絶対湿度を上げると共に吸着熱により乾球温度を下げて、貯蔵ビン401の上部から排気される(EX)。
【0004】
このような乾燥貯蔵装置を用いれば、ゆっくりと無理せずに貯蔵ビン内の貯蔵物を乾燥することができ、貯蔵乾燥における結露や厚い穀層における急激な乾燥能力の低下などの心配がない。また、でんぷん質を変質させない温度で穀物を乾燥させることができるため、穀物の品質を損なわずに貯蔵することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の乾燥貯蔵装置においては、露点までの冷却量が多いためヒートポンプの蒸発器における冷凍効果のうち半分程度が顕熱負荷を奪うのに消費され、圧縮機の入力当たりの除湿能力(除湿性能)が低かった。
【0006】
また、蒸発器414を出た空気を再熱する熱量は凝縮器412で放出される熱量であり、熱量が十分でないため、貯蔵ビン401に供給される空気の温度は余り高くなく、その相対湿度が低いため乾燥能力が低かった。更に、貯蔵ビン401内の穀物などの貯蔵物400を乾燥させる工程は等エンタルピ変化であるが、供給される空気の温度が低い場合にはすぐに相対湿度が上昇してしまい、空気の単位流量当たりの乾燥能力が低く、このため貯蔵ビン401に供給する空気の送風量を多くする必要があった。
【0007】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、動作係数(COP)が高く、圧縮機の入力当たりの除湿能力(除湿性能)の高い乾燥貯蔵装置及び貯蔵物の乾燥方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、本発明の一態様は、貯蔵物が貯蔵される貯蔵ビンと、上記貯蔵ビン内に設置され、内部に流体が流通する伝熱管と、冷媒を昇圧する昇圧機と、上記冷媒を凝縮させて上記伝熱管の内部の流体を加熱する凝縮器と、上記冷媒を蒸発させて外部空気を露点以下の温度まで冷却する蒸発器と、上記凝縮器と上記蒸発器とを接続する冷媒経路中に設けられ、上記凝縮器の凝縮圧力と上記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を蒸発させて外部空気を冷却する第1の熱交換手段と、上記凝縮器と上記蒸発器とを接続する冷媒経路中に設けられ、上記凝縮器の凝縮圧力と上記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を凝縮させて外部空気を加熱する第2の熱交換手段と、上記第1の熱交換手段と上記蒸発器と上記第2の熱交換手段と上記貯蔵ビンとをこの順番で接続する空気経路とを備えたことを特徴とする乾燥貯蔵装置である。
【0009】
また、本発明の他の態様は、貯蔵物が貯蔵された貯蔵ビンと、冷媒を昇圧する昇圧機と、上記冷媒を凝縮させて外部空気を加熱する凝縮器と、上記冷媒を蒸発させて外部空気を露点以下の温度まで冷却する蒸発器と、上記凝縮器と上記蒸発器とを接続する冷媒経路中に設けられ、上記凝縮器の凝縮圧力と上記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を蒸発させて外部空気を冷却する第1の熱交換手段と、上記凝縮器と上記蒸発器とを接続する冷媒経路中に設けられ、上記凝縮器の凝縮圧力と上記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を凝縮させて外部空気を加熱する第2の熱交換手段と、上記第1の熱交換手段と上記蒸発器と上記第2の熱交換手段と上記凝縮器と上記貯蔵ビンとをこの順番で接続する空気経路とを備えたことを特徴とする乾燥貯蔵装置である。
【0010】
更に、本発明の他の態様は、貯蔵物を貯蔵ビンの内部に貯蔵すると共に、該貯蔵ビンに設置された伝熱管の内部に流体を流通させ、冷媒を昇圧し、凝縮器において、上記冷媒を凝縮させて上記伝熱管の内部の流体を加熱し、蒸発器において、上記冷媒を蒸発させて外部空気を露点以下の温度まで冷却し、第1の熱交換手段において、上記凝縮器の凝縮圧力と上記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を蒸発させて外部空気を冷却し、第2の熱交換手段において、上記凝縮器の凝縮圧力と上記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を凝縮させて外部空気を加熱し、上記第1の熱交換手段と上記蒸発器と上記第2の熱交換手段と上記貯蔵ビンとの間をこの順番で空気経路によって接続し、上記第2の熱交換手段において加熱された外部空気を上記貯蔵ビンに供給すると共に、上記凝縮器において加熱された上記伝熱管の内部の流体を上記貯蔵ビンに供給し、上記貯蔵物を乾燥することを特徴とする貯蔵物の乾燥方法である。
【0011】
また、本発明の他の態様は、貯蔵物を貯蔵ビンの内部に貯蔵し、冷媒を昇圧し、凝縮器において、上記冷媒を凝縮させて外部空気を加熱し、蒸発器において、上記冷媒を蒸発させて外部空気を露点以下の温度まで冷却し、第1の熱交換手段において、上記凝縮器の凝縮圧力と上記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を蒸発させて外部空気を冷却し、第2の熱交換手段において、上記凝縮器の凝縮圧力と上記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を凝縮させて外部空気を加熱し、上記第1の熱交換手段と上記蒸発器と上記第2の熱交換手段と上記凝縮器との間をこの順番で空気経路により接続し、上記凝縮器において加熱された外部空気を上記貯蔵ビンに供給し、上記貯蔵物を乾燥することを特徴とする貯蔵物の乾燥方法である。
【0012】
本発明によれば、空気を冷却する熱量のうち、露点までの冷却工程においては除湿後の空気と熱交換でまかなうため、蒸発器で冷却する熱量の大部分を除湿工程に使用することができるため、圧縮機の入力当たりの除湿能力が高くなる。
【0013】
また、ヒートポンプの高熱源を乾燥工程途中の加熱源としても使用するため、乾燥工程が等エンタルピ過程とはならず等温過程に近くなる。従って、乾燥工程中の空気の相対湿度の上昇が少ないため乾燥作用が持続するので、送風量を節約することができる。また、同じ熱量の加熱量に対して、空気の最高温度を低くできるので、ヒートポンプの凝縮温度を下げることができる。従って、ヒートポンプの圧縮比が下がり、動作係数(COP)が向上するので動力費を節約できる。
【0014】
更に、熱交換手段を予冷・予熱熱交換器として使用した場合に、熱交換手段の作動媒体とヒートポンプの作動媒体が同じになり、冷媒チャージの工程が共通化できるので熱交換器の製造コスト、メンテナンスが安い。また、予冷・予熱熱交換器が一体として製造可能であり、しかもヒートパイプが有する内部のウィックを必要とせず、内部にウィックのない通常の空気・冷媒熱交換器コイルの生産設備で製造できるため、製造コストが安い。
【0015】
また、ヒートポンプのマルチエコノマイザ効果により、蒸発器入口の冷媒エンタルピが小さくなり、単位流量あたりの冷媒の冷凍効果が高いため、除湿効果、及びエネルギ効率が高くなる。
【0016】
また、本発明の好ましい一態様においては、上記第1の熱交換手段と上記第2の熱交換手段とは、上記各熱交換手段を流れる空気同士が互いに対向して流れるように構成され、上記冷媒経路は上記第1の熱交換手段と上記第2の熱交換手段内で、上記空気の流れにほぼ直交する第1の面内に少なくとも一対の第1の貫通部と第2の貫通部とを有し、上記第1の面とは異なる上記空気の流れにほぼ直交する第2の面内に少なくとも一対の第1の貫通部と第2の貫通部とを有し、上記第1の面内から上記第2の面内に移動する位置に中間絞りを備えたことを特徴とする。
【0017】
このように構成すると、空気同士の熱交換という観点から見ると、対向流熱交換であるので、高い熱交換効率を達成できる。第1の面内に少なくとも一対の第1の貫通部と第2の貫通部とを有し、一対の冷媒経路となし、第1の面とは異なる再生空気の流れにほぼ直交する第2の面内に少なくとも一対の第1の貫通部と第2の貫通部とを有し、一対の冷媒経路となすので、熱交換器を全体として小型コンパクトに形成することができる。また、第1の面内から第2の面内に移動する箇所に中間絞りを有するので、第2の面内の第1、第2の貫通部の蒸発あるいは凝縮の圧力を、第1の面内の第1、第2の貫通部の蒸発あるいは凝縮の圧力より低い値とすることができるので、各貫通部を流れる空気同士の熱交換を対向流熱交換に近いものとすることができ、熱交換効率を高くすることができる。なお、第1の面と、第2の面の形状は、典型的には矩形の平面である。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る乾燥貯蔵装置の第1の実施形態について図1乃至図5を参照して詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施形態における乾燥貯蔵装置内のフローを模式的に示す図、図2は図1の乾燥貯蔵装置の乾燥機の一構成例を示す図である。本実施形態における乾燥貯蔵装置は、外気をその露点温度以下に冷却して除湿すると共に凝縮器により循環水を加熱するものであり、内部にヒートポンプHP1を含んでいる。乾燥貯蔵装置によって湿度が下げられた外気と、加熱された循環水とをそれぞれ貯蔵ビンに供給して、貯蔵物を乾燥貯蔵する。
【0019】
乾燥貯蔵装置は、図1に示すように、貯蔵物100を貯蔵するための貯蔵ビン101と、貯蔵ビン101に乾燥空気及び温水を供給する乾燥機102とを備えている。この乾燥機102は、図1及び図2に示すように、外部から空気OAを導入するための送風機1と、冷媒を加熱して蒸発させる冷媒蒸発器2と、蒸発器2で蒸発してガスになった冷媒を圧縮する昇圧機3と、冷媒を冷却して凝縮する冷媒凝縮器4と、エコノマイザとして作用する熱交換器5とを備えている。熱交換器5は、蒸発器2に流入する前後の空気同士の間で、冷媒を介して間接的に熱交換を行うものであり、冷媒を蒸発させて空気を冷却する第1の熱交換部51と、冷媒を凝縮させて空気を加熱する第2の熱交換部52とを備えている。これらの機器はキャビネット10の内部に収容されており、このキャビネット10は、例えば、薄い鋼板で作られた直方体の筐として形成される。
【0020】
キャビネット10の前面最上部には吸気口11が開口しており、この吸気口11を介して外部からの空気OAが乾燥機102内に導入される。吸気口11の近傍には、外部から埃が装置内に進入しないようにフィルタ12が設けられている。キャビネット10内には、水平又は鉛直方向に延びる仕切板によって空気が流通する空気経路が形成されており、吸気口11から導入された空気OAは最上段の空気経路13aを通って中段の空気経路13bに流れ、中段の空気経路13bから更に最下段の空気経路13cに流れる。最下段の空気経路13cに流れ込んだ空気はキャビネット10の後面最下部に形成された供給口16から貯蔵ビン101に供給される。
【0021】
上述した中段の空気経路13bには、空気の流れ方向に沿って、熱交換器5の第1の熱交換部51、送風機1、蒸発器2が順番に配置されている。ここで、蒸発器2は、外部から導入された空気をその露点温度以下に冷却し空気中の水分を結露水にして回収するものであり、その下方にはドレンパン14が設置されている。ドレンパン14の下方に位置する最下段の空気経路13cには、ドレンタンク15が配置されており、蒸発器2によって結露された外気OA中の水分は、ドレンパン14によって集められてドレンタンク15内に蓄積される。なお、このドレンパン14は蒸発器2だけでなく、熱交換器5の下方もカバーするように設けるのが好ましい。熱交換器5の第1の熱交換部51においては空気を主として予冷するが、一部の水分はここで結露することがあるので、特に第1の熱交換部51の下方に設けるのが好ましい。
【0022】
最下段の空気経路13cには、空気の流れ方向に沿って、ドレンタンク15、熱交換器5の第2の熱交換部52が順番に配置されている。また、キャビネット10の後方上部には、昇圧機3と、凝縮器4と、循環水を貯留した水タンク17と、水タンク17から凝縮器4に循環水を汲み上げるポンプ18とを収容した部屋13dが形成されている。この部屋13dの後面には配管を接続するためのフランジ19が設けられている。
【0023】
貯蔵ビン101には、複数の通気孔が形成されたフロアメッシュ103が設置されている。このフロアメッシュ103の上方には貯蔵物100が貯留され、下方には予熱室104が形成されている。また、貯蔵ビン101の内部には迂曲した伝熱管105が設けられている。この伝熱管105は上述した乾燥機102のフランジ19に接続されており、この伝熱管105の内部には上記乾燥機102の凝縮器4で加熱された温水が流通する。加熱された温水は伝熱管105を介して貯蔵ビン101に供給される。なお、本実施形態の伝熱管105の内部には、水を流通させることとしているが、これに限らず他の流体を流通させることとしてもよい。
【0024】
乾燥機102において冷媒が流通する冷媒経路は、図1に示すように、蒸発器2と昇圧機3とを接続する経路40と、昇圧機3と凝縮器4とを接続する経路41と、凝縮器4と熱交換器5とを接続する経路42と、熱交換器5と蒸発器2とを接続する経路43とから構成されている。また、熱交換器5内において冷媒経路は第1の熱交換部51と第2の熱交換部52とをそれぞれ貫通しており、第1の熱交換部51内には、冷媒を蒸発させることによって第1の熱交換部51を流れる空気OAを冷却する蒸発セクション61が形成され、第2の熱交換部52内には、冷媒を凝縮させることによって第2の熱交換部52を流れる空気Rを加熱する凝縮セクション62が形成されている。また、熱交換器5の第1の熱交換部51の上流側の冷媒経路42には絞り48が配置され、第2の熱交換部52の下流側の冷媒経路43には絞り49が配置されている。これらの絞り48、49として、例えば、オリフィス、キャピラリチューブ、膨張弁などを用いることができる。
【0025】
図3は、図1の乾燥機の熱交換器5内の冷媒経路を示す拡大図である。蒸発セクション61と凝縮セクション62とを含んで構成される冷媒経路は、第1の熱交換部51と第2の熱交換部52とを交互に繰り返し貫通する。即ち、熱交換器5内の冷媒経路は、図3に示すように、凝縮器4側から順番に、蒸発セクション61a、凝縮セクション62a、凝縮セクション62b、蒸発セクション61b、蒸発セクション61c、凝縮セクション62c、凝縮セクション62d、蒸発セクション61d、蒸発セクション61e、凝縮セクション62eを有している。
【0026】
ここで、蒸発器2を通過する前の空気OAを流す第1の熱交換部51と、蒸発器2を通過した後の空気Rを流す第2の熱交換部52とは、別々の直方体空間に収容されている。これらの直方体空間内には、空気の流れに直交する面に複数本の熱交換チューブが冷媒経路として平行に配置されている。第1の熱交換部51と第2の熱交換部52とは、隔壁510と隔壁520とが隣接してそれぞれ設けられており、熱交換チューブはこの2つの隔壁510、520を貫通して設けられている。熱交換器5は、別の形態として1つの直方体の空間を1つの隔壁で分割して、熱交換チューブがこの隔壁を貫通して、第1の熱交換部と第2の熱交換部とを交互に貫通するように構成してもよい。
【0027】
蒸発セクション61bと蒸発セクション61cの端部、蒸発セクション61dと蒸発セクション61eの端部はそれぞれUチューブ(ユーチューブ)63によって接続されている。同様に、凝縮セクション62aと凝縮セクション62bの端部、凝縮セクション62cと凝縮セクション62dの端部もそれぞれUチューブ64によって接続されている。このような構成によって、冷媒経路42において、蒸発セクション61aから凝縮セクション62aに向かって流れた冷媒は、Uチューブ64により凝縮セクション62bに導かれる。凝縮セクション62bに導かれた冷媒は、更に蒸発セクション61bに流入し、Uチューブ63により蒸発セクション61cに導入され、更に凝縮セクション62cに流入する。このように熱交換器5内の冷媒経路は蛇行する細管群により構成され、この細管群は蛇行しながら第1の熱交換部51と第2の熱交換部52内部を通過し、温度の高い空気と温度の低い空気に交互に接触するようになっている。
【0028】
次に、乾燥機102における各機器間の冷媒の流れについて図1及び図2を参照して説明する。
昇圧機3により圧縮された冷媒ガスは、昇圧機3の吐出口に接続された冷媒ガス配管41を経由して凝縮器4に導かれる。凝縮器4において、昇圧機3で圧縮された冷媒ガスは、水タンク17からポンプ18によって凝縮器4に供給された循環水により冷却され凝縮し、この循環水はこの冷媒によって加熱される。
【0029】
凝縮器4を出た冷媒液は、絞り48で減圧され膨張して一部の冷媒液が蒸発(フラッシュ)する。その液とガスの混合した冷媒は第1の熱交換部51の蒸発セクション61aに至り、ここで冷媒液は蒸発セクション61aのチューブの内壁を濡らすように流れる。冷媒液は蒸発セクション61aを流れる間に外部から導入された空気OAによって加熱されて蒸発し、蒸発器2に流入する前の空気OAが冷却(予冷)される。このとき冷媒自身は加熱され気相を増やす。
【0030】
上述したように、蒸発セクション61aと凝縮セクション62aは一連のチューブにより構成されているので、上記蒸発セクション61aにおいて蒸発した冷媒ガス(及び蒸発しなかった冷媒液)は凝縮セクション62aに流入する。凝縮セクション62aでは、蒸発器2で冷却除湿され、蒸発セクション61aの空気よりも温度の低くなった空気Rが加熱(再熱)され、冷媒自身は熱を奪われ気相冷媒を凝縮させながら、次の凝縮セクション62bに流入する。冷媒は、凝縮セクション62bを流れる間に、低温の空気Rで更に熱を奪われ気相冷媒を凝縮させる。
【0031】
凝縮された冷媒液は、次の蒸発セクション61b及びこれに続く蒸発セクション61cに流入し、上記と同様にして蒸発器2に流入する前の空気OAが冷却(予冷)される。更に凝縮セクション62c及び凝縮セクション62dに冷媒ガスが流入して空気Rが加熱される。このように、冷媒は気相と液相の相変化を繰り返しながら熱交換器内の冷媒経路を流れ、蒸発器2で冷却される前の空気OAと、蒸発器2で冷却されて絶対湿度を低下させた空気Rとの間で間接的に熱交換が行われる。
【0032】
最後の凝縮セクション62eにおいて凝縮した冷媒液は、第2の熱交換部52の下流側に配置された絞り49で減圧され膨張して温度が下がる。そして、冷媒は蒸発器2に至り、この蒸発器2において蒸発する。この冷媒の蒸発熱で第1の熱交換部51を通った空気Qが冷却される。蒸発器2で蒸発してガス化した冷媒は、昇圧機3の吸込側に導かれる。そして、上述のサイクルが繰り返される。
【0033】
次に、本実施形態における乾燥貯蔵装置に含まれるヒートポンプHP1の作用について説明する。図4は図1の乾燥貯蔵装置に含まれるヒートポンプHP1の冷媒モリエ線図である。なお、図4に示す線図においては、冷媒としてHFC134aを用いており、横軸にエンタルピ、縦軸に圧力が取られている。HFC134aに限らず、HFC407CやHFC410Aを冷媒として利用することもでき、これらの冷媒を用いた場合には、作動圧力領域がHFC134aの場合よりも高圧側にシフトする。
【0034】
図4において、点aは図1の蒸発器2で蒸発した冷媒の状態を示しており、このときの冷媒は飽和ガスの状態にある。冷媒の圧力は0.30MPa、温度は1℃、エンタルピは399.2kJ/kgである。点bはこのガスを昇圧機3で吸込圧縮した状態、即ち昇圧機3の吐出口での状態を示しており、このときの冷媒は、圧力が1.89MPaであり、過熱ガスの状態にある。
【0035】
点bの状態にある冷媒ガスは、凝縮器4内で冷却され、点cで示される状態に至る。このときの冷媒は飽和ガスの状態であり、その圧力は1.89MPa、温度は65℃である。冷媒はこの圧力下で更に冷却され凝縮して点dで示される状態に至る。このときの冷媒は飽和液の状態であり、その圧力と温度は点cにおける圧力及び温度と同じである。このときのエンタルピは295.8kJ/kgである。
【0036】
この冷媒液は、絞り48で減圧され、第1の熱交換部51の蒸発セクション61aに流入する。このときの状態は点eで示されており、一部の液が蒸発して液とガスが混合した状態となっている。このときの圧力は、凝縮器4の凝縮圧力と蒸発器2の蒸発圧力との中間圧力であり、本実施形態では、0.30MPaと1.89MPaの間の値となる。
【0037】
蒸発セクション61a内で、上記中間圧力下で冷却液が蒸発して、同圧力で飽和液線と飽和ガス線の中間に位置する点f1の状態となる。この状態では液の一部が蒸発しているが、冷媒液はかなり残っている。そして、点f1で示される状態の冷媒が、凝縮セクション62a及び62bに流入する。凝縮セクション62a及び62bでは、冷媒は第2の熱交換部52を流れる低温の空気Rにより熱を奪われ、点g1の状態に至る。
【0038】
点g1の状態の冷媒は、蒸発セクション61b及び61cに流入し、ここで熱を奪われ液相を増やして点f2の状態に至り、更に、凝縮セクション62c及び62dに流入する。凝縮セクション62c及び62dにおいて、冷媒は液相を増やして点g2の状態に至る。点g2はモリエ線図では飽和液線上に位置しており、このときの冷媒の温度は15℃、エンタルピは220.5kJ/kgである。同様に、更に蒸発セクション61d及び61e、凝縮セクション62eでの蒸発、凝縮を繰り返すが、図4のモリエ線図では、蒸発セクション61d及び61e、凝縮セクション62eを省略して、凝縮セクション62dが絞り49に接続してあるものとして示している。
【0039】
点g2の状態の冷媒液は、絞り49で、温度15℃の飽和圧力である0.30MPaまで減圧されて点hで示される状態に至る。点hの状態における冷媒は、1℃の冷媒液とガスの混合物として蒸発器2に至り、ここで空気Qから熱を奪い、蒸発して点aで示される状態の飽和ガスとなる。この飽和ガスは再び昇圧機3に吸入され、上述したサイクルが繰り返される。
【0040】
このように、熱交換器5内において、冷媒は蒸発セクション61では点eから点f1、あるいは点g1から点f2までといったように蒸発の状態変化を、凝縮セクション62では、点f1から点g1、あるいは点f2から点g2までといったように凝縮の状態変化をしており、蒸発伝熱と凝縮伝熱が行われているため、熱伝達率が非常に高く、また熱交換効率が高い。
【0041】
ここで、昇圧機3、凝縮器4、絞り48、49及び蒸発器2を含む圧縮ヒートポンプHP1として考えると、本発明に係る熱交換器5を設けない場合には、凝縮器4における点dの状態の冷媒を、絞りを介して蒸発器2に戻すため、蒸発器2で利用できるエンタルピ差は399.2−295.8=103.4kJ/kgしかない。しかし、本発明に係る熱交換器5を設けた場合には、399.2−2205=178.7kJ/kgとなり、同一冷却負荷に対して昇圧機に循環するガス量を、ひいては所要動力を42%(=1−103.4/178.7)も小さくすることができる。即ち、サブクールサイクルと同様な作用を持たせることができる。このように、本発明の乾燥貯蔵装置は、ヒートポンプHP1のエコノマイザ効果により、蒸発器2の入口の冷媒エンタルピが小さくなり、単位流量あたりの冷媒の冷凍効果が高いため、除湿効果、及びエネルギ効率が高くなる。
【0042】
図5は図1の乾燥貯蔵装置における空調サイクルを示す湿り空気線図である。図5において、符号P〜T、OA、EXは、図1においてそれぞれの符号を付した空気の状態に対応している。
外部から導入された空気OAは、図2の最上段の空気経路13aを通り、熱交換器5の第1の熱交換部51に送り込まれ(空気P)、蒸発セクション61内で蒸発する冷媒によりある程度まで冷却され、絶対湿度一定のまま乾球温度を下げる(空気Q)。これは蒸発器2で露点温度以下まで冷却される前の予備的冷却であるので予冷と呼ぶことができる。
【0043】
蒸発器2では、低温で蒸発する冷媒によって、空気Qがその露点温度以下に冷却され、水分を奪われながら、絶対湿度を5g/kgDAに低下させつつ乾球温度を5℃に下げる(空気R)。なお、絶対湿度の単位中のDAは乾燥空気であることを示す。
【0044】
空気R(絶対湿度5g/kgDA、乾球温度5℃)は、熱交換器5の第2の熱交換部52に流入し、凝縮セクション62内で凝縮する冷媒により、ある程度まで加熱され、絶対湿度一定のまま乾球温度を(5℃と60℃の中間の温度にまで)上げる(空気S)。これは、貯蔵ビン101内の予熱室104で加熱される前の予備的加熱であるので予加熱と呼ぶことができる。
【0045】
凝縮器4において加熱された温水は、ポンプ18によって貯蔵ビン101の予熱室104に送られるが、第2の熱交換部52を出た空気Sは、この予熱室104において加熱されて絶対湿度一定のまま更に乾球温度を60℃に上げる(空気T)。空気Tは、フロアメッシュ103の通気孔を通って上方に吹き出し、貯蔵ビン101内の貯蔵物100に含まれる水分を奪い、自分自身は絶対湿度を上げて、貯蔵ビン101の上部から排気される(EX)。
【0046】
ここで、図5の湿り空気線図上に示す空気側のサイクルでは、予熱室104で空気Sを加熱した熱量ΔQが、排熱利用による加熱であり、蒸発器2で空気Qを冷却した熱量Δiが、除湿冷却効果であり、エコノマイザとしての熱交換器による熱回収が、ΔHである。
【0047】
上述したように、熱交換器5では、蒸発セクション61での冷媒の蒸発により外部から導入された空気OAを予冷し、凝縮セクション62での冷媒の凝縮により空気Rを加熱する。そして蒸発セクション61で蒸発した冷媒は、凝縮セクション62で凝縮する。このように同じ冷媒の蒸発と凝縮作用により、蒸発器2で冷却される前後の空気同士の熱交換が間接的に行われる。
【0048】
上述したように、本発明に係る乾燥貯蔵装置では、熱交換器5は予冷・予加熱熱交換器として使用され、熱交換器5の作動流体と、ヒートポンプHP1の作動流体が同じとなり、冷媒チャージの工程の共通化ができるので製造コスト、メンテナンスコストが低い。また、予冷・予加熱熱交換器が一体として製造可能であり、しかもヒートパイプが有する内部のウィックを必要とせず、内部にウィックのない通常の空気・冷媒熱交換器コイルの生産設備で製造できるため、製造コストが安い。
【0049】
更に、ヒートポンプHP1を用いて、空気の予冷と、除湿後の空気の加熱を、内部の作動媒体を用いて行うため、装置が簡単で、しかもヒートポンプの冷却能力の大部分を空気中の水分を凝縮させるために用いることができるため、除湿能力が高い。
【0050】
空気を冷却除湿する場合、そのまま露点まで冷却すると冷却量が多いため、ヒートポンプの冷却効果のうちかなりの部分をそのために消費し、圧縮機の入力当たりの除湿能力(除湿性能)が低い。そこで、蒸発器2の前後に空気・空気熱交換器5を設けて、空気の予冷とレヒート(予加熱)を行って、顕熱比を小さくし露点までの冷却量を減少させた。
【0051】
次に、本発明に係る乾燥貯蔵装置の第2の実施形態について図6乃至図8を参照して詳細に説明する。図6は、第2の実施形態における乾燥貯蔵装置内のフローを模式的に示す図、図7は図6の乾燥貯蔵装置に含まれるヒートポンプHP2の冷媒モリエ線図である。なお、上述の第1の実施形態における部材又は要素と同一の作用又は機能を有する部材又は要素には同一の符号を付し、特に説明しない部分については第1の実施形態と同様である。
【0052】
本実施形態における乾燥機202内の熱交換器150においては、第2の熱交換部152の凝縮セクション162aと162bとの間、凝縮セクション162cと162dとの間に、それぞれ中間絞り163、164が設けられている点で上述の第1の実施形態と異なっている。その他の構成は上述の第1の実施形態と同様である。このような中間絞りは、第1の熱交換器151の蒸発セクション側に設けることもできる。
【0053】
図7において点aから点eまでは、図4に示される第1の実施形態の場合と同様であるので説明を省略する。なお、熱交換器150の蒸発セクション161aに流入した点eの状態の冷媒は図4で説明した通り、一部の液が蒸発して液とガスが混合した状態にある。
【0054】
この冷媒は、蒸発セクション161aで蒸発し、図7のモリエ線図上では湿り領域において飽和ガス線に近づいた点f1で示される状態に至る。この状態の冷媒が凝縮セクション162aに入り、ここで凝縮され、点g1aで示される状態に至る。点g1aの状態の冷媒は、中間絞り163を介して減圧され、点g1bで示される状態に至る。即ち、凝縮セクション162aから絞り163を経て凝縮セクション162bに流入する。
【0055】
凝縮セクション162bに流入した冷媒はここで凝縮され、湿り領域ではあるが飽和液線に近い点h1で示される状態に至る。その後、蒸発セクション161bに入りここで凝縮されると共に、Uチューブで反転して蒸発セクション161cに入りここで更に凝縮され、点f2で示される状態に至る。
【0056】
その後、冷媒は、凝縮セクション162c、中間絞り164、凝縮セクション162dを経由して、点g2a、点g2b、点h2で示される状態に至り、更に、蒸発セクション161d、161e、凝縮セクション162eを経由して、点f3、点h3で示される状態に至る。この点h3は、モリエ線図において飽和液線上にあり、温度は11℃、エンタルピは215.0kJ/kgである。
【0057】
点h3の冷媒液は、第1の実施形態の場合と同様に、絞り49で温度1℃の飽和圧力である0.30MPaまで減圧され、点iの状態になり、1℃の冷媒液とガスの混合物として蒸発器2に至り、ここで空気Qから熱を奪い、蒸発してモリエ線図上の点aの状態で示される状態の飽和ガスとなる。この飽和ガスは再び昇圧機3に吸入され、上述したサイクルが繰り返される。
【0058】
ここで、昇圧機3、凝縮器4、絞り48、49、163、164及び蒸発器2を含む圧縮ヒートポンプHP2として考えると、本発明に係る熱交換器150を設けない場合には、凝縮器4における点dの状態の冷媒を、絞りを介して蒸発器2に戻すため、蒸発器2で利用できるエンタルピ差は399.2−295.8=103.4kJ/kgしかない。しかし、本発明に係る熱交換器150を設けた場合には、399.2−215.0=184.2kJ/kgとなり、同一冷却負荷に対して昇圧機に循環するガス量を、ひいては所要動力を44%(=1−103.4/184.2)も小さくすることができる。即ち、サブクールサイクルと同様な作用を持たせることができる。
【0059】
図8は、本実施形態における熱交換器150の構造の一例を示すものである。図8(a)は空気の流れ方向に見た正面図、図8(b)は空気の流れに直角な方向から見た側面図であり、図8(a)は図8(b)のA−A矢視図である。図8(a)において、空気OAは紙面の手前から先方に流れ、空気Rは先方から手前側に流れる。この熱交換器150におけるチューブは、空気の流れに直交する4つの平面内にそれぞれ8列に配列されている。即ち、空気の流れに沿って4行8列に配列されている。図1及び図6においては、便宜上、熱交換チューブが各行1列であるものとして説明したが、典型的にはこのように各行に複数のチューブ列が含まれる。また、このような熱交換器を、空気の流量に対応させて、それらの流れに対して並列に並べてもよいし、直列に並べてもよい。
【0060】
このような熱交換器は安価であり、高価なヒートパイプの代わりに用いると、経済的である。また、ヒートパイプと異なり、作動流体をヒートポンプと同じにすることができるのでメンテナンスに手間がかからない。
【0061】
さてこれまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいものである。例えば、各冷媒経路の第1の熱交換部における蒸発セクションの数、第2の熱交換部における凝縮セクションの数は図示のものに限られるものではない。
【0062】
また、上述の実施形態においては凝縮器4で循環水を加熱し、これを貯蔵ビン101に供給することとしたが、第2の熱交換部において加熱された空気を凝縮器で直接加熱し、これを貯蔵ビン101に供給して貯蔵ビン101内の貯蔵物100を乾燥することとしてもよい。図9には、上述の第1の実施形態の乾燥貯蔵装置において、第2の熱交換部52で加熱された空気を凝縮器4で加熱して、これを貯蔵ビン101に供給する場合の構成例を示す。この乾燥機302の場合には、上述した乾燥機のフランジ(図1及び図6において符号19で示す)やポンプ(図1及び図6において符号18で示す)、伝熱管(図1及び図6において104で示す)は不要である。
【0063】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、蒸発器での冷却の前に第1の熱交換手段により空気を予冷でき、その予冷の冷熱を、蒸発器で一旦冷却された空気から回収することができ、動作係数の高いヒートポンプを備えた乾燥貯蔵装置を提供することが可能となる。また、エネルギ消費量当たりの除湿能力の高い乾燥貯蔵装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における乾燥貯蔵装置内のフローを模式的に示す図である。
【図2】図1の乾燥貯蔵装置の乾燥機の一構成例を示す図である。
【図3】図1の乾燥貯蔵装置の熱交換器における冷媒経路を示す拡大図である。
【図4】図1の乾燥貯蔵装置に含まれるヒートポンプの冷媒モリエ線図である。
【図5】図1の乾燥貯蔵装置における湿り空気線図である。
【図6】本発明の第2の実施形態における乾燥貯蔵装置内のフローを模式的に示す図である。
【図7】図6の乾燥貯蔵装置に含まれるヒートポンプの冷媒モリエ線図である。
【図8】図6の乾燥貯蔵装置の熱交換器の構造の一例を示す図である。
【図9】本発明の他の実施形態における乾燥貯蔵装置内のフローを模式的に示す図である。
【図10】従来の乾燥貯蔵装置内のフローを模式的に示す図である。
【図11】従来の乾燥貯蔵装置における湿り空気線図である。
【符号の説明】
1 送風機
2 蒸発器
3 昇圧機
4 凝縮器
5、150 熱交換器
10 キャビネット
11 吸気口
12 フィルタ
13a、13b、13c 空気経路
14 ドレンパン
15 ドレンタンク
16 供給口
17 水タンク
18 ポンプ
19 フランジ
51 第1の熱交換部
52 第2の熱交換部
61 蒸発セクション
62 凝縮セクション
63、64 Uチューブ
40〜43 経路
48、49、163、164 絞り
100 貯蔵物
101 貯蔵ビン
102、202 乾燥機
103 フロアメッシュ
104 予熱室
105 伝熱管
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dry storage device and a method for drying a stored product, and more particularly to a cooling and dehumidifying dry storage device and a drying method for drying a stored product such as grain.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a dry storage device (dry air generator: DAG) is known in which grains, such as soybeans, onions, garlic, and the like are put in a storage bin, and the storage in the storage bin is dried by cooling and dehumidification. The structure of such a conventional dry storage apparatus is shown in FIG. As shown in FIG. 10, the dry storage device includes a storage bin 401 that stores a stored product 400 such as grain, and a dryer 402 that sends dry air into the storage bin 401. The dryer 402 includes a booster 411 that compresses the refrigerant, a condenser 412 that condenses the compressed refrigerant and heats the outside air OA, and depressurizes the condensed refrigerant using the throttle 413, and evaporates the condensed refrigerant to reduce the outside air OA. An evaporator 414 that cools below the dew point temperature and a blower 415 that sends outside air OA to the evaporator 414 are provided. The evaporator 414 cools the outside air OA below the dew point and removes moisture in the outside air OA. The outside air OA cooled below the dew point is heated by the condenser 412 and supplied to the storage bottle 401. The booster 411, the condenser 412, the throttle 413, and the evaporator 414 constitute a heat pump HP that pumps heat from the outside air OA flowing through the evaporator 414 to the outside air OA flowing through the condenser 412.
[0003]
FIG. 11 is a moist air diagram showing an air conditioning cycle in a conventional dry storage apparatus. In FIG. 11, symbols K to M, OA, and EX correspond to the path states with the respective symbols in FIG. 10. As shown in FIG. 11, in the conventional dry storage device, the outside air OA is sent to the evaporator 414 by the blower 415 (state K). In the evaporator 414, the outside air OA is cooled below the dew point temperature, and the dry bulb temperature is lowered and the absolute humidity is lowered to reach the state L. This state L is on the saturation line in the wet air diagram. The air in the state L is heated by the condenser 412, the dry bulb temperature rises with the absolute humidity being constant, reaches the state M, and is supplied to the storage bin 401. The dry air supplied to the inside of the storage bin 401 increases the absolute humidity by adsorbing moisture in the stored product 400 and lowers the dry bulb temperature by heat of adsorption, and is exhausted from the upper portion of the storage bin 401 (EX). .
[0004]
By using such a dry storage device, it is possible to dry the storage in the storage bottle without overdoing it slowly, and there is no concern about dew condensation during storage drying or a sudden decrease in drying capacity in a thick grain layer. Moreover, since the grain can be dried at a temperature that does not alter the starch quality, it can be stored without impairing the quality of the grain.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional dry storage device, since the amount of cooling to the dew point is large, about half of the refrigeration effect in the evaporator of the heat pump is consumed to take away the sensible heat load, and the dehumidification capacity per unit of the compressor (dehumidification) Performance) was low.
[0006]
In addition, the amount of heat that reheats the air that has exited the evaporator 414 is the amount of heat released by the condenser 412, and since the amount of heat is not sufficient, the temperature of the air supplied to the storage bin 401 is not very high, and its relative humidity The drying ability was low because of Furthermore, the process of drying the stored matter 400 such as grain in the storage bin 401 is an isenthalpy change, but if the temperature of the supplied air is low, the relative humidity immediately increases, and the unit flow rate of air Therefore, it was necessary to increase the amount of air supplied to the storage bin 401.
[0007]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and has a high coefficient of operation (COP), a drying storage device with high dehumidifying capacity (dehumidifying performance) per compressor input, and drying of stored items. It aims to provide a method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such problems in the prior art, one aspect of the present invention includes a storage bin in which stored items are stored, a heat transfer tube installed in the storage bin and through which a fluid flows, and a refrigerant. A condenser that condenses the refrigerant and heats the fluid inside the heat transfer tube, an evaporator that evaporates the refrigerant and cools external air to a temperature below the dew point, and the condenser A first heat exchanging means that cools the external air by evaporating the refrigerant at a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator. And a refrigerant path that connects the condenser and the evaporator, and heats the external air by condensing the refrigerant with a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator. 2 heat exchanging means and the first heat exchanging means The evaporator and the second heat exchange means and the said storage bin is a dry storage apparatus characterized by comprising an air path connecting in this order.
[0009]
In another aspect of the present invention, a storage bin in which stored items are stored, a booster that pressurizes the refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant and heats external air, and evaporates the refrigerant to the outside. An evaporator that cools the air to a temperature below the dew point; and a refrigerant path that connects the condenser and the evaporator, and has an intermediate pressure between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator. Provided in a refrigerant path connecting the first heat exchanging means for evaporating the refrigerant to cool the external air and the condenser and the evaporator, and the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator A second heat exchange means for condensing the refrigerant at an intermediate pressure to heat the external air, the first heat exchange means, the evaporator, the second heat exchange means, the condenser, and the storage bin. And an air path that connects them in this order. It is a 燥貯 built apparatus.
[0010]
Furthermore, in another aspect of the present invention, the stored product is stored in the storage bin, the fluid is circulated through the heat transfer pipe installed in the storage bin, the pressure of the refrigerant is increased, and the refrigerant To heat the fluid inside the heat transfer tube, evaporate the refrigerant in the evaporator to cool the external air to a temperature below the dew point, and in the first heat exchange means, the condensation pressure of the condenser And the external air is cooled by evaporating the refrigerant at a pressure intermediate between the evaporation pressure of the evaporator and the evaporation pressure of the evaporator, and in the second heat exchange means, a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator The refrigerant is condensed in order to heat the external air, and the first heat exchange means, the evaporator, the second heat exchange means, and the storage bin are connected in this order by an air path, The external air heated in the heat exchange means of 2 Supplies to the serial storage bin, the internal fluid of the heat transfer tube heated in the condenser is supplied to the storage bin, a drying method of storage items, characterized in that drying the reservoir.
[0011]
In another aspect of the present invention, the stored item is stored in a storage bin, the pressure of the refrigerant is increased, the refrigerant is condensed in the condenser to heat the external air, and the refrigerant is evaporated in the evaporator. The external air is then cooled to a temperature below the dew point, and the first heat exchange means evaporates the refrigerant at a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator to cool the external air. In the second heat exchange means, the refrigerant is condensed at a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator to heat external air, and the first heat exchange means and the evaporator And the second heat exchanging means and the condenser are connected in this order by an air path, the external air heated in the condenser is supplied to the storage bottle, and the stored product is dried. It is a method for drying a stored product.
[0012]
According to the present invention, among the amount of heat for cooling the air, in the cooling step up to the dew point, heat is exchanged with the air after dehumidification, so that most of the amount of heat cooled by the evaporator can be used for the dehumidifying step. Therefore, the dehumidifying capacity per input of the compressor is increased.
[0013]
Moreover, since the high heat source of the heat pump is also used as a heating source in the middle of the drying process, the drying process does not become an isoenthalpy process and is close to an isothermal process. Therefore, since the increase in the relative humidity of the air during the drying process is small, the drying action is continued, so that the amount of air blow can be saved. Moreover, since the maximum temperature of air can be lowered with respect to the heating amount of the same amount of heat, the condensation temperature of the heat pump can be lowered. Accordingly, the compression ratio of the heat pump is lowered and the coefficient of operation (COP) is improved, so that the power cost can be saved.
[0014]
Furthermore, when the heat exchanging means is used as a precooling / preheating heat exchanger, the working medium of the heat exchanging means and the working medium of the heat pump are the same, and the refrigerant charging process can be shared, so the manufacturing cost of the heat exchanger, Maintenance is cheap. In addition, the precooling / preheating heat exchanger can be manufactured as one piece, and it does not require the internal wick of the heat pipe, and can be manufactured with a normal air / refrigerant heat exchanger coil production facility without an internal wick. The manufacturing cost is cheap.
[0015]
Further, due to the multi-economizer effect of the heat pump, the refrigerant enthalpy at the evaporator inlet is reduced and the refrigerant refrigeration effect per unit flow rate is high, so that the dehumidification effect and energy efficiency are increased.
[0016]
In a preferred aspect of the present invention, the first heat exchange means and the second heat exchange means are configured such that air flowing through the heat exchange means flows opposite to each other, and In the first heat exchange means and the second heat exchange means, the refrigerant path includes at least a pair of first and second penetration portions in a first plane substantially orthogonal to the air flow. And having at least a pair of a first penetrating portion and a second penetrating portion in a second plane substantially orthogonal to the air flow different from the first plane, and the first plane An intermediate stop is provided at a position that moves from the inside to the second plane.
[0017]
If comprised in this way, from the viewpoint of heat exchange between air, since it is counter flow heat exchange, high heat exchange efficiency can be achieved. The second surface has at least a pair of first and second penetrating portions in the first surface, forms a pair of refrigerant paths, and is substantially orthogonal to the flow of regeneration air different from the first surface. Since it has at least a pair of 1st penetration parts and a 2nd penetration part in a field and serves as a pair of refrigerant paths, a heat exchanger can be formed small and compact as a whole. In addition, since the intermediate diaphragm is provided at a position that moves from the first plane to the second plane, the evaporation or condensation pressure of the first and second through portions in the second plane is set to the first plane. Since it can be a value lower than the pressure of evaporation or condensation of the first and second penetrations in the inside, the heat exchange between the air flowing through each penetration can be close to the countercurrent heat exchange, Heat exchange efficiency can be increased. Note that the shapes of the first surface and the second surface are typically rectangular planes.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of a dry storage apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a flow in a drying storage device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a dryer of the drying storage device in FIG. The dry storage device in the present embodiment cools the outside air below its dew point temperature and dehumidifies it, and heats the circulating water using a condenser, and includes a heat pump HP1 inside. The storage air is stored in a dry state by supplying outside air whose humidity has been lowered by the dry storage device and heated circulating water to the storage bottles, respectively.
[0019]
As shown in FIG. 1, the dry storage device includes a storage bin 101 for storing the stored item 100, and a dryer 102 that supplies dry air and hot water to the storage bin 101. As shown in FIGS. 1 and 2, the dryer 102 includes a blower 1 for introducing air OA from the outside, a refrigerant evaporator 2 that heats and evaporates the refrigerant, and an evaporator 2 that evaporates the gas. The booster 3 compresses the refrigerant, the refrigerant condenser 4 that cools and condenses the refrigerant, and the heat exchanger 5 that acts as an economizer. The heat exchanger 5 exchanges heat indirectly between the air before and after flowing into the evaporator 2 via a refrigerant, and cools the air by evaporating the refrigerant. 51 and a second heat exchange unit 52 that condenses the refrigerant and heats the air. These devices are accommodated in a cabinet 10, and the cabinet 10 is formed as a rectangular parallelepiped casing made of, for example, a thin steel plate.
[0020]
An air inlet 11 is opened at the uppermost front portion of the cabinet 10, and air OA from the outside is introduced into the dryer 102 through the air inlet 11. A filter 12 is provided in the vicinity of the air inlet 11 so that dust does not enter the apparatus from the outside. An air path through which air flows is formed in the cabinet 10 by a partition plate extending in the horizontal or vertical direction, and the air OA introduced from the intake port 11 passes through the uppermost air path 13a and is a middle air path. 13b, and flows from the middle air path 13b to the lowermost air path 13c. The air that has flowed into the lowermost air path 13 c is supplied to the storage bin 101 from a supply port 16 formed at the lowermost rear surface of the cabinet 10.
[0021]
In the middle air path 13b described above, the first heat exchanging part 51, the blower 1, and the evaporator 2 of the heat exchanger 5 are arranged in this order along the air flow direction. Here, the evaporator 2 cools the air introduced from the outside below its dew point temperature and recovers the moisture in the air as condensed water, and a drain pan 14 is installed below it. A drain tank 15 is disposed in the lowermost air path 13 c located below the drain pan 14, and moisture in the outside air OA condensed by the evaporator 2 is collected by the drain pan 14 into the drain tank 15. Accumulated. The drain pan 14 is preferably provided so as to cover not only the evaporator 2 but also the lower part of the heat exchanger 5. In the first heat exchanging part 51 of the heat exchanger 5, air is mainly precooled. However, since some moisture may condense here, it is particularly preferable to be provided below the first heat exchanging part 51. .
[0022]
In the lowermost air path 13c, the drain tank 15 and the second heat exchange part 52 of the heat exchanger 5 are arranged in this order along the air flow direction. Further, in the upper rear part of the cabinet 10, a room 13 d that houses a booster 3, a condenser 4, a water tank 17 that stores circulating water, and a pump 18 that pumps the circulating water from the water tank 17 to the condenser 4. Is formed. A flange 19 for connecting a pipe is provided on the rear surface of the room 13d.
[0023]
The storage bin 101 is provided with a floor mesh 103 in which a plurality of ventilation holes are formed. A stored material 100 is stored above the floor mesh 103, and a preheating chamber 104 is formed below the floor mesh 103. Further, a detoured heat transfer tube 105 is provided inside the storage bin 101. The heat transfer tube 105 is connected to the flange 19 of the dryer 102 described above, and hot water heated by the condenser 4 of the dryer 102 circulates inside the heat transfer tube 105. The heated hot water is supplied to the storage bin 101 via the heat transfer tube 105. In addition, although it is supposed that water will distribute | circulate inside the heat exchanger tube 105 of this embodiment, it is good also as distribute | circulating not only this but another fluid.
[0024]
As shown in FIG. 1, the refrigerant path through which the refrigerant flows in the dryer 102 includes a path 40 that connects the evaporator 2 and the booster 3, a path 41 that connects the booster 3 and the condenser 4, and condensation. It comprises a path 42 connecting the heat exchanger 4 and the heat exchanger 5 and a path 43 connecting the heat exchanger 5 and the evaporator 2. In the heat exchanger 5, the refrigerant path passes through the first heat exchange unit 51 and the second heat exchange unit 52, and the refrigerant is evaporated in the first heat exchange unit 51. The evaporation section 61 for cooling the air OA flowing through the first heat exchanging part 51 is formed by the air R, and the air R flowing through the second heat exchanging part 52 by condensing the refrigerant in the second heat exchanging part 52. Is formed. In addition, a throttle 48 is disposed in the refrigerant path 42 upstream of the first heat exchange unit 51 of the heat exchanger 5, and a throttle 49 is disposed in the refrigerant path 43 downstream of the second heat exchange unit 52. ing. As these restrictors 48 and 49, for example, an orifice, a capillary tube, an expansion valve, or the like can be used.
[0025]
FIG. 3 is an enlarged view showing a refrigerant path in the heat exchanger 5 of the dryer of FIG. The refrigerant path including the evaporation section 61 and the condensation section 62 passes through the first heat exchange unit 51 and the second heat exchange unit 52 alternately and repeatedly. That is, as shown in FIG. 3, the refrigerant path in the heat exchanger 5 is in order from the condenser 4 side in the order of the evaporation section 61a, the condensation section 62a, the condensation section 62b, the evaporation section 61b, the evaporation section 61c, and the condensation section 62c. , A condensing section 62d, an evaporating section 61d, an evaporating section 61e, and a condensing section 62e.
[0026]
Here, the first heat exchanging part 51 that flows the air OA before passing through the evaporator 2 and the second heat exchanging part 52 that flows the air R after passing through the evaporator 2 are separate rectangular parallelepiped spaces. Is housed in. In these rectangular parallelepiped spaces, a plurality of heat exchange tubes are arranged in parallel as refrigerant paths on a plane orthogonal to the air flow. In the first heat exchange unit 51 and the second heat exchange unit 52, a partition wall 510 and a partition wall 520 are provided adjacent to each other, and a heat exchange tube is provided through the two partition walls 510 and 520. It has been. As another form, the heat exchanger 5 divides one rectangular parallelepiped space into one partition, and a heat exchange tube passes through the partition to connect the first heat exchange unit and the second heat exchange unit. You may comprise so that it may penetrate alternately.
[0027]
The ends of the evaporation section 61b and the evaporation section 61c, and the ends of the evaporation section 61d and the evaporation section 61e are connected by a U tube 63, respectively. Similarly, the end portions of the condensing section 62a and the condensing section 62b and the end portions of the condensing section 62c and the condensing section 62d are also connected by the U tube 64, respectively. With such a configuration, the refrigerant that has flowed from the evaporation section 61 a toward the condensation section 62 a in the refrigerant path 42 is guided to the condensation section 62 b by the U tube 64. The refrigerant guided to the condensing section 62b further flows into the evaporating section 61b, is introduced into the evaporating section 61c by the U tube 63, and further flows into the condensing section 62c. Thus, the refrigerant path in the heat exchanger 5 is constituted by a meandering narrow tube group, and the narrow tube group passes through the first heat exchanging part 51 and the second heat exchanging part 52 while meandering, and has a high temperature. It comes into contact with air and air of low temperature alternately.
[0028]
Next, the flow of the refrigerant between the devices in the dryer 102 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
The refrigerant gas compressed by the booster 3 is guided to the condenser 4 via the refrigerant gas pipe 41 connected to the discharge port of the booster 3. In the condenser 4, the refrigerant gas compressed by the booster 3 is cooled and condensed by the circulating water supplied from the water tank 17 to the condenser 4 by the pump 18, and this circulating water is heated by this refrigerant.
[0029]
The refrigerant liquid exiting the condenser 4 is decompressed and expanded by the throttle 48, and a part of the refrigerant liquid is evaporated (flashed). The refrigerant in which the liquid and gas are mixed reaches the evaporation section 61a of the first heat exchange section 51, where the refrigerant liquid flows so as to wet the inner wall of the tube of the evaporation section 61a. The refrigerant liquid is heated and evaporated by the air OA introduced from the outside while flowing through the evaporation section 61a, and the air OA before flowing into the evaporator 2 is cooled (precooled). At this time, the refrigerant itself is heated to increase the gas phase.
[0030]
As described above, since the evaporating section 61a and the condensing section 62a are constituted by a series of tubes, the refrigerant gas evaporated in the evaporating section 61a (and the refrigerant liquid that has not evaporated) flows into the condensing section 62a. In the condensing section 62a, the air R cooled and dehumidified by the evaporator 2 is heated (reheated) at a temperature lower than the air in the evaporating section 61a. It flows into the next condensing section 62b. While the refrigerant flows through the condensing section 62b, the refrigerant is further deprived of heat by the low-temperature air R to condense the gas-phase refrigerant.
[0031]
The condensed refrigerant liquid flows into the next evaporation section 61b and the subsequent evaporation section 61c, and the air OA before flowing into the evaporator 2 is cooled (precooled) in the same manner as described above. Further, the refrigerant gas flows into the condensing section 62c and the condensing section 62d, and the air R is heated. Thus, the refrigerant flows through the refrigerant path in the heat exchanger while repeating the phase change between the gas phase and the liquid phase, and the air OA before being cooled by the evaporator 2 and the absolute humidity by being cooled by the evaporator 2. Heat exchange is indirectly performed with the lowered air R.
[0032]
The refrigerant liquid condensed in the final condensing section 62e is depressurized and expanded by the throttle 49 disposed on the downstream side of the second heat exchanging section 52, and the temperature decreases. Then, the refrigerant reaches the evaporator 2 and evaporates in the evaporator 2. The air Q that has passed through the first heat exchanging portion 51 is cooled by the heat of evaporation of the refrigerant. The refrigerant evaporated and gasified in the evaporator 2 is guided to the suction side of the booster 3. Then, the above cycle is repeated.
[0033]
Next, the effect | action of heat pump HP1 contained in the dry storage apparatus in this embodiment is demonstrated. 4 is a refrigerant Mollier diagram of the heat pump HP1 included in the dry storage device of FIG. In the diagram shown in FIG. 4, HFC134a is used as the refrigerant, and the horizontal axis represents enthalpy and the vertical axis represents pressure. Not only HFC134a but also HFC407C and HFC410A can be used as refrigerants, and when these refrigerants are used, the operating pressure region shifts to a higher pressure side than in the case of HFC134a.
[0034]
In FIG. 4, a point a indicates the state of the refrigerant evaporated in the evaporator 2 of FIG. 1, and the refrigerant at this time is in a saturated gas state. The pressure of the refrigerant is 0.30 MPa, the temperature is 1 ° C., and the enthalpy is 399.2 kJ / kg. Point b shows the state in which this gas is sucked and compressed by the booster 3, that is, the state at the discharge port of the booster 3, and the refrigerant at this time has a pressure of 1.89 MPa and is in a superheated gas state. .
[0035]
The refrigerant gas in the state of point b is cooled in the condenser 4 and reaches the state indicated by point c. The refrigerant at this time is in a saturated gas state, the pressure is 1.89 MPa, and the temperature is 65 ° C. The refrigerant is further cooled and condensed under this pressure to reach the state indicated by point d. The refrigerant at this time is in a saturated liquid state, and its pressure and temperature are the same as the pressure and temperature at point c. The enthalpy at this time is 295.8 kJ / kg.
[0036]
The refrigerant liquid is depressurized by the throttle 48 and flows into the evaporation section 61 a of the first heat exchange unit 51. The state at this time is indicated by a point e, in which a part of the liquid is evaporated and the liquid and the gas are mixed. The pressure at this time is an intermediate pressure between the condensing pressure of the condenser 4 and the evaporating pressure of the evaporator 2, and is a value between 0.30 MPa and 1.89 MPa in this embodiment.
[0037]
In the evaporating section 61a, the cooling liquid evaporates under the above intermediate pressure, and a state of a point f1 located between the saturated liquid line and the saturated gas line is obtained at the same pressure. In this state, a part of the liquid is evaporated, but a considerable amount of the refrigerant liquid remains. And the refrigerant | coolant of the state shown by the point f1 flows in into the condensation sections 62a and 62b. In the condensing sections 62a and 62b, the refrigerant is deprived of heat by the low-temperature air R flowing through the second heat exchanging section 52 and reaches the state of the point g1.
[0038]
The refrigerant in the state of point g1 flows into the evaporation sections 61b and 61c, where heat is taken away and the liquid phase is increased to reach the state of point f2, and further flows into the condensation sections 62c and 62d. In the condensing sections 62c and 62d, the refrigerant increases the liquid phase and reaches the state of the point g2. The point g2 is located on the saturated liquid line in the Mollier diagram. At this time, the temperature of the refrigerant is 15 ° C., and the enthalpy is 220.5 kJ / kg. Similarly, evaporation and condensation in the evaporation sections 61d and 61e and the condensation section 62e are repeated, but in the Mollier diagram of FIG. 4, the evaporation sections 61d and 61e and the condensation section 62e are omitted, and the condensation section 62d is throttled 49. Is shown as being connected.
[0039]
The refrigerant liquid in the state of the point g2 is depressurized to 0.30 MPa, which is a saturation pressure at a temperature of 15 ° C., by the throttle 49, and reaches the state indicated by the point h. The refrigerant in the state of the point h reaches the evaporator 2 as a mixture of refrigerant liquid and gas at 1 ° C., where heat is taken from the air Q and is evaporated to become a saturated gas shown in the point a. This saturated gas is again sucked into the booster 3, and the above-described cycle is repeated.
[0040]
Thus, in the heat exchanger 5, the refrigerant changes in the evaporation state such as from the point e to the point f1 or from the point g1 to the point f2 in the evaporation section 61, and from the point f1 to the point g1, in the condensation section 62. Or since the state of condensation is changed from point f2 to point g2 and evaporative heat transfer and condensation heat transfer are performed, the heat transfer rate is very high and the heat exchange efficiency is high.
[0041]
Here, when considering as the compression heat pump HP1 including the booster 3, the condenser 4, the throttles 48 and 49, and the evaporator 2, when the heat exchanger 5 according to the present invention is not provided, the point d in the condenser 4 is Since the refrigerant in the state is returned to the evaporator 2 through the throttle, the enthalpy difference usable in the evaporator 2 is only 399.2−295.8 = 103.4 kJ / kg. However, when the heat exchanger 5 according to the present invention is provided, 399.2-2205 = 178.7 kJ / kg, and the amount of gas circulating to the booster with respect to the same cooling load, and hence the required power, is 42. % (= 1-103.4 / 178.7) can also be reduced. That is, it is possible to have the same action as the subcool cycle. As described above, the dry storage device of the present invention has a dehumidifying effect and energy efficiency because the refrigerant enthalpy at the inlet of the evaporator 2 is reduced due to the economizer effect of the heat pump HP1 and the refrigerant refrigeration effect per unit flow rate is high. Get higher.
[0042]
FIG. 5 is a moist air diagram showing an air conditioning cycle in the dry storage apparatus of FIG. In FIG. 5, symbols P to T, OA, and EX correspond to the air states denoted by the respective symbols in FIG.
The air OA introduced from the outside passes through the uppermost air path 13a of FIG. 2 and is sent to the first heat exchanging portion 51 of the heat exchanger 5 (air P), and is generated by the refrigerant that evaporates in the evaporation section 61. It is cooled to a certain level and the dry bulb temperature is lowered while keeping the absolute humidity constant (air Q). Since this is preliminary cooling before the evaporator 2 cools to the dew point temperature or lower, it can be called precooling.
[0043]
In the evaporator 2, the air Q is cooled below its dew point temperature by the refrigerant evaporating at a low temperature, and the dry bulb temperature is lowered to 5 ° C. while reducing the absolute humidity to 5 g / kg DA while depriving moisture (air R ). Note that DA in the unit of absolute humidity indicates dry air.
[0044]
The air R (absolute humidity 5 g / kgDA, dry bulb temperature 5 ° C.) flows into the second heat exchange section 52 of the heat exchanger 5 and is heated to some extent by the refrigerant condensed in the condensing section 62. Raise the dry bulb temperature (to an intermediate temperature between 5 ° C. and 60 ° C.) while keeping constant (air S). This is preheating before being heated in the preheating chamber 104 in the storage bin 101 and can be called preheating.
[0045]
The hot water heated in the condenser 4 is sent to the preheating chamber 104 of the storage bottle 101 by the pump 18, but the air S exiting the second heat exchanging section 52 is heated in the preheating chamber 104 and has a constant absolute humidity. The dry bulb temperature is further raised to 60 ° C. (air T). The air T blows upward through the ventilation holes of the floor mesh 103, deprives the moisture contained in the stored item 100 in the storage bin 101, raises the absolute humidity, and is exhausted from the upper portion of the storage bin 101. (EX).
[0046]
Here, in the air-side cycle shown in the wet air diagram of FIG. 5, the amount of heat ΔQ that heats the air S in the preheating chamber 104 is heating by using exhaust heat, and the amount of heat that cools the air Q in the evaporator 2. Δi is a dehumidifying cooling effect, and heat recovery by a heat exchanger as an economizer is ΔH.
[0047]
As described above, in the heat exchanger 5, the air OA introduced from the outside by the evaporation of the refrigerant in the evaporation section 61 is pre-cooled, and the air R is heated by the condensation of the refrigerant in the condensing section 62. The refrigerant evaporated in the evaporation section 61 is condensed in the condensation section 62. Thus, heat exchange between the air before and after being cooled by the evaporator 2 is indirectly performed by the evaporation and condensation action of the same refrigerant.
[0048]
As described above, in the dry storage device according to the present invention, the heat exchanger 5 is used as a precooling / preheating heat exchanger, the working fluid of the heat exchanger 5 and the working fluid of the heat pump HP1 are the same, and the refrigerant charge Manufacturing process and maintenance cost are low. In addition, the precooling / preheating heat exchanger can be manufactured as one body, and the internal wick of the heat pipe is not required, and it can be manufactured with the normal air / refrigerant heat exchanger coil production facility without the wick inside. Therefore, the manufacturing cost is low.
[0049]
Furthermore, since the pre-cooling of the air and the heating of the air after dehumidification are performed using the internal working medium using the heat pump HP1, the apparatus is simple, and most of the cooling capacity of the heat pump is reduced to the moisture in the air. Since it can be used for condensation, it has a high dehumidifying capacity.
[0050]
When the air is cooled and dehumidified, if the air is cooled to the dew point as it is, the amount of cooling is large. Therefore, a considerable portion of the cooling effect of the heat pump is consumed, and the dehumidifying capacity (dehumidifying performance) per compressor input is low. Therefore, an air / air heat exchanger 5 is provided before and after the evaporator 2 to perform precooling and reheating (preheating) of the air to reduce the sensible heat ratio and reduce the cooling amount to the dew point.
[0051]
Next, a second embodiment of the dry storage apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram schematically showing a flow in the dry storage device according to the second embodiment, and FIG. 7 is a refrigerant Mollier diagram of the heat pump HP2 included in the dry storage device of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member or element which has the same effect | action or function as the member or element in the above-mentioned 1st Embodiment, and the part which is not demonstrated in particular is the same as that of 1st Embodiment.
[0052]
In the heat exchanger 150 in the dryer 202 according to the present embodiment, intermediate throttles 163 and 164 are provided between the condensation sections 162a and 162b and between the condensation sections 162c and 162d of the second heat exchange unit 152, respectively. This is different from the first embodiment described above. Other configurations are the same as those in the first embodiment. Such an intermediate throttle can also be provided on the evaporation section side of the first heat exchanger 151.
[0053]
In FIG. 7, points a to e are the same as those in the first embodiment shown in FIG. Note that the refrigerant in the state of the point e flowing into the evaporation section 161a of the heat exchanger 150 is in a state where a part of the liquid is evaporated and the liquid and the gas are mixed as described with reference to FIG.
[0054]
The refrigerant evaporates in the evaporating section 161a and reaches a state indicated by a point f1 that approaches the saturated gas line in the wet region on the Mollier diagram of FIG. The refrigerant in this state enters the condensing section 162a, where it is condensed and reaches the state indicated by the point g1a. The refrigerant in the state at the point g1a is depressurized through the intermediate throttle 163 and reaches the state indicated by the point g1b. That is, the refrigerant flows from the condensing section 162a through the restrictor 163 into the condensing section 162b.
[0055]
The refrigerant flowing into the condensing section 162b is condensed here, and reaches a state indicated by a point h1 that is in the wet region but close to the saturated liquid line. Thereafter, it enters the evaporation section 161b and is condensed here, and is inverted by the U tube and enters the evaporation section 161c where it is further condensed and reaches a state indicated by a point f2.
[0056]
Thereafter, the refrigerant passes through the condensing section 162c, the intermediate throttle 164, and the condensing section 162d, and reaches the state indicated by the points g2a, g2b, and h2, and further passes through the evaporation sections 161d and 161e and the condensing section 162e. Thus, the state indicated by the points f3 and h3 is reached. This point h3 is on the saturated liquid line in the Mollier diagram, the temperature is 11 ° C., and the enthalpy is 215.0 kJ / kg.
[0057]
Similarly to the case of the first embodiment, the refrigerant liquid at the point h3 is depressurized to 0.30 MPa, which is a saturation pressure at a temperature of 1 ° C., by the restrictor 49, becomes a point i state, and the refrigerant liquid and gas at 1 ° C. To the evaporator 2 where heat is taken from the air Q and evaporated to become a saturated gas in a state indicated by a point a on the Mollier diagram. This saturated gas is again sucked into the booster 3, and the above-described cycle is repeated.
[0058]
Here, when considering as the compression heat pump HP2 including the booster 3, the condenser 4, the throttles 48, 49, 163, 164 and the evaporator 2, the condenser 4 is provided when the heat exchanger 150 according to the present invention is not provided. Since the refrigerant in the state of the point d is returned to the evaporator 2 through the throttle, the enthalpy difference usable in the evaporator 2 is only 399.2−295.8 = 103.4 kJ / kg. However, when the heat exchanger 150 according to the present invention is provided, 399.2-215.0 = 184.2 kJ / kg, and the amount of gas circulated to the booster for the same cooling load, and thus the required power Can be reduced by 44% (= 1-103.4 / 184.2). That is, it is possible to have the same action as the subcool cycle.
[0059]
FIG. 8 shows an example of the structure of the heat exchanger 150 in the present embodiment. 8A is a front view seen in the air flow direction, FIG. 8B is a side view seen from a direction perpendicular to the air flow, and FIG. 8A is A in FIG. 8B. FIG. In FIG. 8A, the air OA flows forward from the front side of the page, and the air R flows from the front side to the front side. The tubes in the heat exchanger 150 are each arranged in 8 rows in four planes orthogonal to the air flow. That is, they are arranged in 4 rows and 8 columns along the air flow. In FIG. 1 and FIG. 6, for convenience, the heat exchange tubes have been described as having one row and one column, but typically, each row includes a plurality of tube columns. Moreover, such a heat exchanger may be arranged in parallel with respect to those flows according to the flow rate of air, or may be arranged in series.
[0060]
Such a heat exchanger is inexpensive and economical when used in place of an expensive heat pipe. Also, unlike the heat pipe, the working fluid can be the same as that of the heat pump, so that maintenance is not required.
[0061]
Although one embodiment of the present invention has been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the technical idea. For example, the number of evaporation sections in the first heat exchange section and the number of condensation sections in the second heat exchange section of each refrigerant path are not limited to those shown in the figure.
[0062]
In the above embodiment, the circulating water is heated by the condenser 4 and supplied to the storage bottle 101. However, the air heated in the second heat exchange unit is directly heated by the condenser, This may be supplied to the storage bin 101 to dry the stored item 100 in the storage bin 101. FIG. 9 shows a configuration in the case where the air heated by the second heat exchange unit 52 is heated by the condenser 4 and supplied to the storage bottle 101 in the dry storage device of the first embodiment described above. An example is shown. In the case of the dryer 302, the above-described dryer flange (indicated by reference numeral 19 in FIGS. 1 and 6), pump (indicated by reference numeral 18 in FIGS. 1 and 6), heat transfer tube (in FIGS. 1 and 6). Is indicated by 104).
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, air can be pre-cooled by the first heat exchanging means before cooling in the evaporator, and the pre-cooling heat can be recovered from the air once cooled in the evaporator. It is possible to provide a dry storage device equipped with a heat pump with a high operating coefficient. Moreover, it can be set as the dry storage apparatus with high dehumidification capability per energy consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a flow in a dry storage apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a dryer of the drying storage device of FIG. 1;
3 is an enlarged view showing a refrigerant path in the heat exchanger of the dry storage device of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a refrigerant Mollier diagram of a heat pump included in the dry storage device of FIG.
FIG. 5 is a wet air diagram in the dry storage device of FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram schematically showing a flow in a dry storage apparatus according to a second embodiment of the present invention.
7 is a refrigerant Mollier diagram of a heat pump included in the dry storage device of FIG. 6. FIG.
8 is a diagram showing an example of the structure of a heat exchanger of the dry storage device of FIG. 6. FIG.
FIG. 9 is a diagram schematically showing a flow in a dry storage apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram schematically showing a flow in a conventional dry storage apparatus.
FIG. 11 is a diagram of moist air in a conventional dry storage device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blower 2 Evaporator 3 Booster 4 Condenser 5, 150 Heat exchanger 10 Cabinet 11 Inlet 12 Filter 13a, 13b, 13c Air path 14 Drain pan 15 Drain tank 16 Supply port 17 Water tank 18 Pump 19 Flange 51 First Heat exchanger 52 Second heat exchanger 61 Evaporating section 62 Condensing section 63, 64 U tubes 40-43 Paths 48, 49, 163, 164 Restriction 100 Storage 101 Storage bins 102, 202 Dryer 103 Floor mesh 104 Preheating chamber 105 Heat transfer tube

Claims (5)

貯蔵物が貯蔵される貯蔵ビンと、
前記貯蔵ビン内に設置され、内部に流体が流通する伝熱管と、
冷媒を昇圧する昇圧機と、
前記冷媒を凝縮させて前記伝熱管の内部の流体を加熱する凝縮器と、
前記冷媒を蒸発させて外部空気を露点以下の温度まで冷却する蒸発器と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する冷媒経路中に設けられ、前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を蒸発させて外部空気を冷却する第1の熱交換手段と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する冷媒経路中に設けられ、前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を凝縮させて外部空気を加熱する第2の熱交換手段と、
前記第1の熱交換手段と前記蒸発器と前記第2の熱交換手段と前記貯蔵ビンとをこの順番で接続する空気経路とを備えたことを特徴とする乾燥貯蔵装置。
A storage bin in which stored items are stored;
A heat transfer tube installed in the storage bin and through which a fluid flows;
A booster for boosting the refrigerant;
A condenser for condensing the refrigerant and heating the fluid inside the heat transfer tube;
An evaporator that evaporates the refrigerant and cools external air to a temperature below the dew point;
Provided in a refrigerant path connecting the condenser and the evaporator, and evaporates the refrigerant at a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator to cool external air. Heat exchange means;
Provided in a refrigerant path connecting the condenser and the evaporator, and heats the external air by condensing the refrigerant with a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator. Heat exchange means;
A drying storage device comprising: an air path connecting the first heat exchange means, the evaporator, the second heat exchange means, and the storage bin in this order.
貯蔵物が貯蔵された貯蔵ビンと、
冷媒を昇圧する昇圧機と、
前記冷媒を凝縮させて外部空気を加熱する凝縮器と、
前記冷媒を蒸発させて外部空気を露点以下の温度まで冷却する蒸発器と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する冷媒経路中に設けられ、前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を蒸発させて外部空気を冷却する第1の熱交換手段と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する冷媒経路中に設けられ、前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を凝縮させて外部空気を加熱する第2の熱交換手段と、
前記第1の熱交換手段と前記蒸発器と前記第2の熱交換手段と前記凝縮器と前記貯蔵ビンとをこの順番で接続する空気経路とを備えたことを特徴とする乾燥貯蔵装置。
A storage bin in which stored items are stored;
A booster for boosting the refrigerant;
A condenser that condenses the refrigerant and heats external air;
An evaporator that evaporates the refrigerant and cools external air to a temperature below the dew point;
Provided in a refrigerant path connecting the condenser and the evaporator, and evaporates the refrigerant at a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator to cool external air. Heat exchange means;
Provided in a refrigerant path connecting the condenser and the evaporator, and heats the external air by condensing the refrigerant with a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator. Heat exchange means;
A dry storage apparatus comprising: an air path connecting the first heat exchange means, the evaporator, the second heat exchange means, the condenser, and the storage bin in this order.
前記第1の熱交換手段と前記第2の熱交換手段とは、前記各熱交換手段を流れる空気同士が互いに対向して流れるように構成され、
前記冷媒経路は前記第1の熱交換手段と前記第2の熱交換手段内で、前記空気の流れにほぼ直交する第1の面内に少なくとも一対の第1の貫通部と第2の貫通部とを有し、前記第1の面とは異なる前記空気の流れにほぼ直交する第2の面内に少なくとも一対の第1の貫通部と第2の貫通部とを有し、
前記第1の面内から前記第2の面内に移動する位置に中間絞りを備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の乾燥貯蔵装置。
The first heat exchanging means and the second heat exchanging means are configured such that air flowing through the heat exchanging means flows opposite to each other.
In the first heat exchange means and the second heat exchange means, the refrigerant path has at least a pair of first and second through portions in a first plane substantially orthogonal to the air flow. And having at least a pair of a first penetrating portion and a second penetrating portion in a second surface substantially orthogonal to the air flow different from the first surface,
The dry storage apparatus according to claim 1 or 2, further comprising an intermediate diaphragm at a position that moves from the first plane to the second plane.
貯蔵物を貯蔵ビンの内部に貯蔵すると共に、該貯蔵ビンに設置された伝熱管の内部に流体を流通させ、
冷媒を昇圧し、
凝縮器において、前記冷媒を凝縮させて前記伝熱管の内部の流体を加熱し、
蒸発器において、前記冷媒を蒸発させて外部空気を露点以下の温度まで冷却し、
第1の熱交換手段において、前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を蒸発させて外部空気を冷却し、
第2の熱交換手段において、前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を凝縮させて外部空気を加熱し、
前記第1の熱交換手段と前記蒸発器と前記第2の熱交換手段と前記貯蔵ビンとの間をこの順番で空気経路によって接続し、
前記第2の熱交換手段において加熱された外部空気を前記貯蔵ビンに供給すると共に、前記凝縮器において加熱された前記伝熱管の内部の流体を前記貯蔵ビンに供給し、前記貯蔵物を乾燥することを特徴とする貯蔵物の乾燥方法。
While storing a store thing in the inside of a storage bottle, circulating a fluid through the inside of a heat exchanger tube installed in the storage bottle,
Pressurize the refrigerant,
In the condenser, the refrigerant is condensed to heat the fluid inside the heat transfer tube,
In the evaporator, the refrigerant is evaporated to cool the external air to a temperature below the dew point,
In the first heat exchange means, the refrigerant is evaporated at a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator to cool the external air,
In the second heat exchange means, the refrigerant is condensed at a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator to heat the external air,
The first heat exchange means, the evaporator, the second heat exchange means and the storage bin are connected in this order by an air path,
The external air heated in the second heat exchanging means is supplied to the storage bin, and the fluid inside the heat transfer tube heated in the condenser is supplied to the storage bin to dry the stored product. A method for drying a stored product.
貯蔵物を貯蔵ビンの内部に貯蔵し、
冷媒を昇圧し、
凝縮器において、前記冷媒を凝縮させて外部空気を加熱し、
蒸発器において、前記冷媒を蒸発させて外部空気を露点以下の温度まで冷却し、
第1の熱交換手段において、前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を蒸発させて外部空気を冷却し、
第2の熱交換手段において、前記凝縮器の凝縮圧力と前記蒸発器の蒸発圧力との中間の圧力で冷媒を凝縮させて外部空気を加熱し、
前記第1の熱交換手段と前記蒸発器と前記第2の熱交換手段と前記凝縮器との間をこの順番で空気経路により接続し、
前記凝縮器において加熱された外部空気を前記貯蔵ビンに供給し、前記貯蔵物を乾燥することを特徴とする貯蔵物の乾燥方法。
Store the store in the storage bin,
Pressurize the refrigerant,
In the condenser, the refrigerant is condensed to heat external air,
In the evaporator, the refrigerant is evaporated to cool the external air to a temperature below the dew point,
In the first heat exchange means, the refrigerant is evaporated at a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator to cool the external air,
In the second heat exchange means, the refrigerant is condensed at a pressure intermediate between the condensation pressure of the condenser and the evaporation pressure of the evaporator to heat the external air,
The first heat exchange means, the evaporator, the second heat exchange means and the condenser are connected in this order by an air path,
A method for drying a stored product, comprising supplying external air heated in the condenser to the storage bottle and drying the stored product.
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