JPH0210897B2 - - Google Patents
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- JPH0210897B2 JPH0210897B2 JP459382A JP459382A JPH0210897B2 JP H0210897 B2 JPH0210897 B2 JP H0210897B2 JP 459382 A JP459382 A JP 459382A JP 459382 A JP459382 A JP 459382A JP H0210897 B2 JPH0210897 B2 JP H0210897B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
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Description
本発明は湿り空気の温度および相対湿度からエ
ンタルピを算出し出力するエンタルピ出力装置に
関する。 湿り空気のエンタルピを求めるには、一般の空
気調和で用いられる温度および圧力の範囲内では
一般に次の式が使用されている。 i=0.240t+(597.3+0.441t)x ……(イ) x=0.622hs/(P−hs・) ……(ロ) ここでtは乾球温度〔℃〕、xは絶対湿度
〔Kg/Kg′〕Pは大気圧〔mmHg〕、hsは飽和蒸気圧
〔mmHg〕、は相対湿度〔%〕、iはエンタルピ
〔kcal/Kg′〕である。 したがつて従来、空気のエンタルピを求めるた
めには測定項目として乾球温度の他に絶対湿度、
あるいは湿球温度、相対湿度、露点温度等を求め
る方法があつた。 ここで露点温度または絶対湿度を求める方法で
は演算は比較的容易であるが、検出素子の反応速
度が遅く、また素子が高価であるなどの欠点を有
しており、湿球温度、相対湿度、を求める方法で
は演算式が複雑になるという欠点を有していた。 本発明は、環境指数として重要な要素である乾
球温度および相対湿度から直接にエンタルピを演
算できるように、乾球温度を変数とする一次関数
をべき数とする指数関数と、相対湿度との積の項
と、温度を変数とする一次関数の項との和からな
る演算式によつて容易に、高精度の演算を可能に
するものである。 次に本発明の一実施例であるエンタルピ出力装
置を第1図〜第3図により説明する。 第1図は本実施例の基本構成図であり、1は温
度信号部で、温度を変数とする一次関数で表わさ
れる温度信号発生部2および温度を変数とする一
次関数をべき数とする指数によつて表わされる温
度信号変換部3よりなる。4は乗算部で相対湿度
信号部5と、温度信号部1とからの信号の乗算を
行なう。6は加算部で温度を変数とする一次関数
で表わされる温度信号部7からの信号と乗算部4
からの信号を加算してエンタルピ値を電気信号と
して出力部8へ出力する。 第2図において、Aは温度を電気信号に変換す
る変換部であり、合成抵抗9は温度変化を抵抗と
して検出する温度センサ10から構成する。端子
11の電位は電源電圧を合成抵抗9と抵抗12の
比率に分割した値で、温度の一次関数として表わ
される電位となる。Bは端子11の電圧をべき数
とする指数関数で表わされる電圧に変換する回路
であり、オペアンプ13の反転入力端子にトラン
ジスタ14のコレクタを接続するとコレクタ電流
がベース−エミツタ電圧の指数関数で表わされる
ことから、オペアンプの出力端子15からは入力
電圧をべき数とする指数関数で表わされる電圧が
出力される。変換部Aと回路Bとにより温度信号
部1を構成する。Cはオペアンプ16および相対
湿度変化を抵抗変化として検出する湿度センサ1
7で構成する乗算部で、端子15の入力電圧に対
して抵抗17および抵抗18によつて定まる増幅
度に応じた電圧が端子19に出力される。すなわ
ち、端子19の電圧は温度を変数とする一次関数
をべき数とする指数関数と相対湿度の乗算で表さ
れる電圧値を出力する。Dは乗算部Cからの出力
信号と温度を変数とする一次関数で表わされる電
圧との加算を行なう加算部である。20は温度変
化を抵抗変化として検出する温度センサ21から
なる合成抵抗である。端子22は電源電圧を抵抗
20と抵抗23の比率に分割した電位で温度を変
数とする一次関数で表わすことが可能である。オ
ペアンプ24は、端子19および22にかかる電
圧の加算器で出力端子25から、エンタルピ値を
電圧として出力する。 以上説明したエンタルピ出力装置の演算器は、
エンタルピ値をiとしたとき i=eat+c・+bt+d ……(ハ) で表わされる式(ハ)を実行するものである。 ここにa、b、c、dは定数である。 この演算式(ハ)式は前述の(イ)、(ロ)式による従来の
複雑な演算を行なうことなく、またエンタルピ演
算を行なう実用温度範囲内では湿り空気線図によ
る読み取りよりも容易に、精度の高い値を求める
ことができる。 次に演算式(ハ)の導き方を説明する。 湿り空気線図(i−x線図)およびエンタルピ
演算の基本式(イ)、(ロ)では、エンタルピを相対湿度
と乾球温度の簡易な関係式で表わすことは難しい
が、乾球温度を一定とした時、第3図に示す如く
エンタルピiは相対湿度の一次関数で近似でき
るため(ニ)式で表し得る。 i=m+n ……(ニ) ここでm、nは定数である。 次に各温度ごとに(ニ)で示される近似式を作成し
て係数m、nの温度に対する変化を考察すると、
係数mは温度tの指数関数(ホ)で近似ができ、係数
nは温度tの一次関数(ヘ)で近似ができる。 m=eat+c……(ホ) n=bt+c ……(ヘ) ここでa、b、c、dは定数である。 したがつて(ホ)、(ヘ)式を(ニ)式に代入すると(ハ)式
が
得られる。次に示す(ト)式は、温度範囲5℃〜35℃
付近を対象にして求めた演算式である。 i=e(0.06333t-3.699)・ +0.2326t+0.1054 ……(ト) (ト)式の求め方を説明すると、基本式(イ)、(ロ)にお
いて乾式温度を一定として相対湿度とエンタル
ピiの関係を求め、相対湿度30%、および70%の
時のエンタルピ値より、一次式で近似をする。例
えば乾救温度20℃の場合にはエンタルピiと相対
湿度の関係は(チ)式で示される。 i=0.08898+4.757 ……(チ) 同様に乾球温度10℃、15℃、25℃、30℃の場合
の関係一次式を求める。次に各係数m、nを最小
2乗法により近似式を求めるとmは(リ)式、nは
(ヌ)式で表わせる。 m=e0.06333t-3.699 ……(リ) n=0.2326t+0.1054 ……(ヌ) したがつて、(リ)、(ヌ)式より(ト)式が求められ
る。 演算式(ト)と基本式(イ)、(ロ)との精度比較を表1に
示すが全範囲にわたつてエンタルピ差が0.5以下
と高精度であり、実用の温度、相対湿度の範囲内
では十分に精度の高いものである。(ト)式は5℃〜
35℃付近を「所定の温度範囲」として求めた演算
式である。この温度範囲は室内空気条件(約20℃
〜30℃)と、その近傍の室外温度を包含する約30
℃の温度領域である。この温度領域におけるエン
タルピ値は空気調和とくに換気条件の判定に際し
て省エネルギ運転を実現するために必要である。 以上の説明は空調制御に用いる5℃〜35℃の範
囲を対象に説明したが、たとえば乾燥に用いる温
度範囲はより高温領域にある。したがつて(ハ)式に
おいて定数a、b、c、dを新たに設定しなおす
ことが必要である。この場合の手順は(ト)式を導い
た場合と同様となる。
ンタルピを算出し出力するエンタルピ出力装置に
関する。 湿り空気のエンタルピを求めるには、一般の空
気調和で用いられる温度および圧力の範囲内では
一般に次の式が使用されている。 i=0.240t+(597.3+0.441t)x ……(イ) x=0.622hs/(P−hs・) ……(ロ) ここでtは乾球温度〔℃〕、xは絶対湿度
〔Kg/Kg′〕Pは大気圧〔mmHg〕、hsは飽和蒸気圧
〔mmHg〕、は相対湿度〔%〕、iはエンタルピ
〔kcal/Kg′〕である。 したがつて従来、空気のエンタルピを求めるた
めには測定項目として乾球温度の他に絶対湿度、
あるいは湿球温度、相対湿度、露点温度等を求め
る方法があつた。 ここで露点温度または絶対湿度を求める方法で
は演算は比較的容易であるが、検出素子の反応速
度が遅く、また素子が高価であるなどの欠点を有
しており、湿球温度、相対湿度、を求める方法で
は演算式が複雑になるという欠点を有していた。 本発明は、環境指数として重要な要素である乾
球温度および相対湿度から直接にエンタルピを演
算できるように、乾球温度を変数とする一次関数
をべき数とする指数関数と、相対湿度との積の項
と、温度を変数とする一次関数の項との和からな
る演算式によつて容易に、高精度の演算を可能に
するものである。 次に本発明の一実施例であるエンタルピ出力装
置を第1図〜第3図により説明する。 第1図は本実施例の基本構成図であり、1は温
度信号部で、温度を変数とする一次関数で表わさ
れる温度信号発生部2および温度を変数とする一
次関数をべき数とする指数によつて表わされる温
度信号変換部3よりなる。4は乗算部で相対湿度
信号部5と、温度信号部1とからの信号の乗算を
行なう。6は加算部で温度を変数とする一次関数
で表わされる温度信号部7からの信号と乗算部4
からの信号を加算してエンタルピ値を電気信号と
して出力部8へ出力する。 第2図において、Aは温度を電気信号に変換す
る変換部であり、合成抵抗9は温度変化を抵抗と
して検出する温度センサ10から構成する。端子
11の電位は電源電圧を合成抵抗9と抵抗12の
比率に分割した値で、温度の一次関数として表わ
される電位となる。Bは端子11の電圧をべき数
とする指数関数で表わされる電圧に変換する回路
であり、オペアンプ13の反転入力端子にトラン
ジスタ14のコレクタを接続するとコレクタ電流
がベース−エミツタ電圧の指数関数で表わされる
ことから、オペアンプの出力端子15からは入力
電圧をべき数とする指数関数で表わされる電圧が
出力される。変換部Aと回路Bとにより温度信号
部1を構成する。Cはオペアンプ16および相対
湿度変化を抵抗変化として検出する湿度センサ1
7で構成する乗算部で、端子15の入力電圧に対
して抵抗17および抵抗18によつて定まる増幅
度に応じた電圧が端子19に出力される。すなわ
ち、端子19の電圧は温度を変数とする一次関数
をべき数とする指数関数と相対湿度の乗算で表さ
れる電圧値を出力する。Dは乗算部Cからの出力
信号と温度を変数とする一次関数で表わされる電
圧との加算を行なう加算部である。20は温度変
化を抵抗変化として検出する温度センサ21から
なる合成抵抗である。端子22は電源電圧を抵抗
20と抵抗23の比率に分割した電位で温度を変
数とする一次関数で表わすことが可能である。オ
ペアンプ24は、端子19および22にかかる電
圧の加算器で出力端子25から、エンタルピ値を
電圧として出力する。 以上説明したエンタルピ出力装置の演算器は、
エンタルピ値をiとしたとき i=eat+c・+bt+d ……(ハ) で表わされる式(ハ)を実行するものである。 ここにa、b、c、dは定数である。 この演算式(ハ)式は前述の(イ)、(ロ)式による従来の
複雑な演算を行なうことなく、またエンタルピ演
算を行なう実用温度範囲内では湿り空気線図によ
る読み取りよりも容易に、精度の高い値を求める
ことができる。 次に演算式(ハ)の導き方を説明する。 湿り空気線図(i−x線図)およびエンタルピ
演算の基本式(イ)、(ロ)では、エンタルピを相対湿度
と乾球温度の簡易な関係式で表わすことは難しい
が、乾球温度を一定とした時、第3図に示す如く
エンタルピiは相対湿度の一次関数で近似でき
るため(ニ)式で表し得る。 i=m+n ……(ニ) ここでm、nは定数である。 次に各温度ごとに(ニ)で示される近似式を作成し
て係数m、nの温度に対する変化を考察すると、
係数mは温度tの指数関数(ホ)で近似ができ、係数
nは温度tの一次関数(ヘ)で近似ができる。 m=eat+c……(ホ) n=bt+c ……(ヘ) ここでa、b、c、dは定数である。 したがつて(ホ)、(ヘ)式を(ニ)式に代入すると(ハ)式
が
得られる。次に示す(ト)式は、温度範囲5℃〜35℃
付近を対象にして求めた演算式である。 i=e(0.06333t-3.699)・ +0.2326t+0.1054 ……(ト) (ト)式の求め方を説明すると、基本式(イ)、(ロ)にお
いて乾式温度を一定として相対湿度とエンタル
ピiの関係を求め、相対湿度30%、および70%の
時のエンタルピ値より、一次式で近似をする。例
えば乾救温度20℃の場合にはエンタルピiと相対
湿度の関係は(チ)式で示される。 i=0.08898+4.757 ……(チ) 同様に乾球温度10℃、15℃、25℃、30℃の場合
の関係一次式を求める。次に各係数m、nを最小
2乗法により近似式を求めるとmは(リ)式、nは
(ヌ)式で表わせる。 m=e0.06333t-3.699 ……(リ) n=0.2326t+0.1054 ……(ヌ) したがつて、(リ)、(ヌ)式より(ト)式が求められ
る。 演算式(ト)と基本式(イ)、(ロ)との精度比較を表1に
示すが全範囲にわたつてエンタルピ差が0.5以下
と高精度であり、実用の温度、相対湿度の範囲内
では十分に精度の高いものである。(ト)式は5℃〜
35℃付近を「所定の温度範囲」として求めた演算
式である。この温度範囲は室内空気条件(約20℃
〜30℃)と、その近傍の室外温度を包含する約30
℃の温度領域である。この温度領域におけるエン
タルピ値は空気調和とくに換気条件の判定に際し
て省エネルギ運転を実現するために必要である。 以上の説明は空調制御に用いる5℃〜35℃の範
囲を対象に説明したが、たとえば乾燥に用いる温
度範囲はより高温領域にある。したがつて(ハ)式に
おいて定数a、b、c、dを新たに設定しなおす
ことが必要である。この場合の手順は(ト)式を導い
た場合と同様となる。
【表】
上述のように本発明のエンタルピ出力装置は、
環境指数として最も重要な乾球温度と相対湿度を
入力としてエンタルピ値を電気信号として出力す
るものであり、乾球温度と相対湿度を検出すれ
ば、飽和蒸気圧など他の要素を近似式あるいは換
算表などで検索する必要がなく直接演算ができる
ため、電子計算機などを使用する場合にも容易に
しかも精度の高い値を演算することが可能であ
る。 また空気調和を行なう場合には、直接対象とな
る温度・相対湿度から空気の保有する熱エネルギ
ーであるエンタルピ値が演算できるため、空気調
和の自動制御に展開することが容易であるなど利
点の大なるものである。また、本発明の演算方式
では、温度を変数とする一次関数から構成してい
るが、温度変数の2次関数以上の高次関数を省略
しても、上述したごとく、実用上の精度としては
十分である。また、温度の一次関数から構成して
いることから構成素子が少ない簡易な演算回路に
より構成することが可能である。
環境指数として最も重要な乾球温度と相対湿度を
入力としてエンタルピ値を電気信号として出力す
るものであり、乾球温度と相対湿度を検出すれ
ば、飽和蒸気圧など他の要素を近似式あるいは換
算表などで検索する必要がなく直接演算ができる
ため、電子計算機などを使用する場合にも容易に
しかも精度の高い値を演算することが可能であ
る。 また空気調和を行なう場合には、直接対象とな
る温度・相対湿度から空気の保有する熱エネルギ
ーであるエンタルピ値が演算できるため、空気調
和の自動制御に展開することが容易であるなど利
点の大なるものである。また、本発明の演算方式
では、温度を変数とする一次関数から構成してい
るが、温度変数の2次関数以上の高次関数を省略
しても、上述したごとく、実用上の精度としては
十分である。また、温度の一次関数から構成して
いることから構成素子が少ない簡易な演算回路に
より構成することが可能である。
第1図は本発明の一実施例におけるエンタルピ
出力装置の基本構成図、第2図同電気回路図、第
3図は相対湿度とエンタルピiとの関係を示す図
である。 1……温度信号部、4……乗算部、5……相対
湿度信号部、6……加算部、10,21……温度
センサ、17……湿度センサ。
出力装置の基本構成図、第2図同電気回路図、第
3図は相対湿度とエンタルピiとの関係を示す図
である。 1……温度信号部、4……乗算部、5……相対
湿度信号部、6……加算部、10,21……温度
センサ、17……湿度センサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 相対湿度を電気信号に変換する湿度センサ
と、温度を電気信号に変換する温度センサと、こ
の温度センサ及び前記湿度センサの信号を入力と
し、下記の式 i=eat+c・+bt+d a、b、c、dは定数 t:乾球温度 :相対湿度 但し、a、b、c、dは i0=0.240t+(597.3+0.441t)x x=0.622・・h/(P−h) とした時、所定の温度範囲において|i−i0|≦
0.5となるよう選んだ定数とし、 P:機器の雰囲気の大気圧 h:Pで示す大気圧における飽和蒸気圧 で表わされる演算を行ない、iを電気信号として
出力する演算器とからなるエンタルピ出力装置。 2 前記演算器は相対湿度値を電気信号に変換す
る相対湿度信号部の出力と、温度を電気信号に変
換し、温度を変数とする一次関数をべき数とする
指数関数で表わされる温度信号部の出力との乗算
部を有すると共に、乗算部の出力信号と、温度を
変数とする一次関数で表わされる温度信号との加
算部を有する特許請求の範囲第1項記載のエンタ
ルピ出力装置。 3 相対湿度信号と乗算を行なう温度信号部は、
温度変化を抵抗変化に変換して温度を変数とする
一次関数をべき数とする指数関数で表わされる電
圧出力部とし、相対湿度信号部は相対湿度を抵抗
変化に変換し、相対湿度変化によつて増幅度を変
化させる相対湿度信号出力部とし、乗算部出力信
号と加算を行なう温度信号部は温度変化を抵抗変
化に変換して温度を変数とする一次関数で表わさ
れる電圧出力部としたことを特徴とする特許請求
の範囲第2項記載のエンタルピ出力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57004593A JPS58122452A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | エンタルピ出力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57004593A JPS58122452A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | エンタルピ出力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58122452A JPS58122452A (ja) | 1983-07-21 |
| JPH0210897B2 true JPH0210897B2 (ja) | 1990-03-12 |
Family
ID=11588336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57004593A Granted JPS58122452A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | エンタルピ出力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58122452A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62146954U (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-17 | ||
| CN109612759B (zh) * | 2018-12-19 | 2020-07-31 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种焓差实验室湿球工况自动控制方法 |
| JP6887537B2 (ja) * | 2019-02-15 | 2021-06-16 | 株式会社中部プラントサービス | 冷却水系統設備及びその制御装置 |
-
1982
- 1982-01-13 JP JP57004593A patent/JPS58122452A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58122452A (ja) | 1983-07-21 |
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