JPH0373813B2 - - Google Patents
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- JPH0373813B2 JPH0373813B2 JP57022316A JP2231682A JPH0373813B2 JP H0373813 B2 JPH0373813 B2 JP H0373813B2 JP 57022316 A JP57022316 A JP 57022316A JP 2231682 A JP2231682 A JP 2231682A JP H0373813 B2 JPH0373813 B2 JP H0373813B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- enthalpy
- relative humidity
- signal
- humidity
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
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
る必要があつた。 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
していた。その他、湿球温度、相対湿度、を求め
る方法では演算式が複雑で、したがつてその演算
を実行する装置も複雑になるという欠点を有して
いた。 本発明は住環境の空気条件の要素として重要な
乾球温度と相対湿度とから、保健用空気調和にお
ける室内空気条件（約20℃〜30℃）および、外気
条件など広い温度範囲において、エンタルピ演算
式(ハ)を設定し、この演算式の演算を行ないエンタ
ルピを出力する装置を提供するものである。 ｉ＝（at2＋bt＋ｃ）＋mt＋ｎ ……(ハ) ここにａ，ｂ，ｃ，ｍ，ｎは定数である。 本発明による演算式(ハ)式を実行する演算装置に
よつてエンタルピ値を求めれば、(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１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＝α＋β ……(ニ) ここでα，β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
て各係数α，βの温度に対する変化を考察する
と、係数αは第２図のごとく温度ｔの二次関数(ホ)
で近似ができ、係数βは第３図のごとく温度ｔの
一次関数(ヘ)で近似ができることが判明した。 α＝at2＋bt＋ｃ ……(ホ) β＝mt＋ｎ ……(ヘ) ここでａ，ｂ，ｃ，ｍ，ｎ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
近を対象にして定数を求めた演算式である。 ｉ＝（1.692×10-4t2−8.140×10-4t ＋0.03753）＋0.2326t＋0.1054 ……(ト) 次に(ト)式の求め方を説明する。基本式(イ)，(ロ)に
おいて乾球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。
例えば乾球温度20℃の場合にはエンタルピｉと相
対湿度との関係は(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。次に温度ごとの係数α，
βを最小２乗法で近似することにより、αは(リ)
式、βは(ヌ)式で表わせる。 α＝1.692×10-4t2−8.140 ×10-4＋0.03753 ……(リ) β＝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。
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
る必要があつた。 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
していた。その他、湿球温度、相対湿度、を求め
る方法では演算式が複雑で、したがつてその演算
を実行する装置も複雑になるという欠点を有して
いた。 本発明は住環境の空気条件の要素として重要な
乾球温度と相対湿度とから、保健用空気調和にお
ける室内空気条件（約20℃〜30℃）および、外気
条件など広い温度範囲において、エンタルピ演算
式(ハ)を設定し、この演算式の演算を行ないエンタ
ルピを出力する装置を提供するものである。 ｉ＝（at2＋bt＋ｃ）＋mt＋ｎ ……(ハ) ここにａ，ｂ，ｃ，ｍ，ｎは定数である。 本発明による演算式(ハ)式を実行する演算装置に
よつてエンタルピ値を求めれば、(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１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＝α＋β ……(ニ) ここでα，β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
て各係数α，βの温度に対する変化を考察する
と、係数αは第２図のごとく温度ｔの二次関数(ホ)
で近似ができ、係数βは第３図のごとく温度ｔの
一次関数(ヘ)で近似ができることが判明した。 α＝at2＋bt＋ｃ ……(ホ) β＝mt＋ｎ ……(ヘ) ここでａ，ｂ，ｃ，ｍ，ｎ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
近を対象にして定数を求めた演算式である。 ｉ＝（1.692×10-4t2−8.140×10-4t ＋0.03753）＋0.2326t＋0.1054 ……(ト) 次に(ト)式の求め方を説明する。基本式(イ)，(ロ)に
おいて乾球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。
例えば乾球温度20℃の場合にはエンタルピｉと相
対湿度との関係は(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。次に温度ごとの係数α，
βを最小２乗法で近似することにより、αは(リ)
式、βは(ヌ)式で表わせる。 α＝1.692×10-4t2−8.140 ×10-4＋0.03753 ……(リ) β＝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。
【表】
次に演算式(ト)で表わされる演算を行なうエンタ
ルピ演算装置の実施例を第４図〜第５図にもとづ
いて説明する。演算回路で演算を行なう場合には
(ハ)式を書き直した（ル）式が便利である。 ｉ＝（at2＋bt＋ｃ）＋mt＋ｎ ＝ａ・｛（ｔ＋ｐ）2＋ｑ｝・＋mt＋ｎ
……（ル） 次に本発明の一実施例について説明する。 第４図は本発明の基本図であり、図中１は湿度
センサを備えた湿度信号出力部で、相対湿度に比
例した電圧を出力する。２および３は温度信号出
力部で温度を変数とする一次関数で表わされる抵
抗によつて増幅度を変化させる。５，６は第１及
び第２の乗算部で温度信号と相対湿度信号との乗
算を行なう。ここで乗算部５，６を直列に設置し
てあるため、乗算部６の出力は、相対湿度信号
と、温度信号の２乗との積で表わせる。７は加算
器で、乗算部６の出力信号と温度信号出力部４の
出力信号との加算を行ない、エンタルピ値を出力
部８に電圧値として出力する。 第５図は第４図に示す本発明の一実施例の具体
構成を示すもので、９は湿度変化を抵抗変化とし
て検出する湿度センサ１０と直列に接続した抵抗
１３とからなる湿度信号出力部である。端子１１
の電圧値は端子１２にかかる電圧値を湿度センサ
１０の抵抗９および抵抗１３の比率に分割した値
で、湿度センサ１０すなわち、相対湿度に比例し
た電圧として表わすことが可能である。１４，１
５，１６は各温度センサ１７，１８，１９およ
び、それぞれに接続する抵抗などの素子と協同し
て作用する抵抗で、おのおの温度の一次関数で表
わされる抵抗値を示すもので乗算器として使用す
る第１の乗算器としてのオペアンプ２０の入力端
子１１に相対湿度に比例した電圧を入力すると、
抵抗２１および温度センサ１４の抵抗１７によつ
て定まる増幅度に応じた電圧が端子２２に出力さ
れる。ここで温度センサの合成抵抗１４を温度を
変数とする一次関数で表わすと、端子２２の出力
電圧は相対湿度と、温度の一次関数の乗算で表わ
すことができる。同様に、第２の乗算器としての
オペアンプ２３での乗算により、オペアンプ２３
の出力端子２４の電圧は相対湿度と温度の一次関
数の２乗の積で表わすことができる。ここでオペ
アンプ２３の負帰還回路中に電圧出力部２５を置
くことにより、演算式（ル）のβに相当する定数
補正を行なえる。オペアンプ２６は加算器であつ
て、端子２４の電圧と、端子２７にかかる電圧を
温度センサ１６の抵抗１６と直列抵抗２８の比率
に分割した電圧で表わされる端子２９の電圧値と
の加算を行ない、端子３０にエンタルピ値を電圧
値として出力する。 上述のように、演算式（ル）を実行してエンタ
ルピ値を導く方式による本発明のエンタルピ出力
装置は実施例に示すごとく、温度センサ、湿度セ
ンサと演算部でなる構成で、電子計算機を必要と
せずしかも構成素子の少ない、簡易な演算回路か
らなる安価な演算装置を作成することができる。 以上の通り、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
変数とする簡単な演算式から演算をする方式のｎ
装置であるため、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、直接演算でき
る。また本発明によるエンタルピ出力装置は、温
度信号、湿度信号の演算部をプログラム化するこ
とにより、電子計算機などで演算する場合にも容
易にしかも精度の高い値を演算することが可能で
ある。また本演算装置によれば空気調和を行なう
場合に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を電気
信号として出力することができるため、空気調和
の自動制御に展開することが容易であることなど
利点の大なるものである。また、この装置は構成
要素が少ないので、簡単な構成のエンタルピ出力
装置の実現が可能となる。
ルピ演算装置の実施例を第４図〜第５図にもとづ
いて説明する。演算回路で演算を行なう場合には
(ハ)式を書き直した（ル）式が便利である。 ｉ＝（at2＋bt＋ｃ）＋mt＋ｎ ＝ａ・｛（ｔ＋ｐ）2＋ｑ｝・＋mt＋ｎ
……（ル） 次に本発明の一実施例について説明する。 第４図は本発明の基本図であり、図中１は湿度
センサを備えた湿度信号出力部で、相対湿度に比
例した電圧を出力する。２および３は温度信号出
力部で温度を変数とする一次関数で表わされる抵
抗によつて増幅度を変化させる。５，６は第１及
び第２の乗算部で温度信号と相対湿度信号との乗
算を行なう。ここで乗算部５，６を直列に設置し
てあるため、乗算部６の出力は、相対湿度信号
と、温度信号の２乗との積で表わせる。７は加算
器で、乗算部６の出力信号と温度信号出力部４の
出力信号との加算を行ない、エンタルピ値を出力
部８に電圧値として出力する。 第５図は第４図に示す本発明の一実施例の具体
構成を示すもので、９は湿度変化を抵抗変化とし
て検出する湿度センサ１０と直列に接続した抵抗
１３とからなる湿度信号出力部である。端子１１
の電圧値は端子１２にかかる電圧値を湿度センサ
１０の抵抗９および抵抗１３の比率に分割した値
で、湿度センサ１０すなわち、相対湿度に比例し
た電圧として表わすことが可能である。１４，１
５，１６は各温度センサ１７，１８，１９およ
び、それぞれに接続する抵抗などの素子と協同し
て作用する抵抗で、おのおの温度の一次関数で表
わされる抵抗値を示すもので乗算器として使用す
る第１の乗算器としてのオペアンプ２０の入力端
子１１に相対湿度に比例した電圧を入力すると、
抵抗２１および温度センサ１４の抵抗１７によつ
て定まる増幅度に応じた電圧が端子２２に出力さ
れる。ここで温度センサの合成抵抗１４を温度を
変数とする一次関数で表わすと、端子２２の出力
電圧は相対湿度と、温度の一次関数の乗算で表わ
すことができる。同様に、第２の乗算器としての
オペアンプ２３での乗算により、オペアンプ２３
の出力端子２４の電圧は相対湿度と温度の一次関
数の２乗の積で表わすことができる。ここでオペ
アンプ２３の負帰還回路中に電圧出力部２５を置
くことにより、演算式（ル）のβに相当する定数
補正を行なえる。オペアンプ２６は加算器であつ
て、端子２４の電圧と、端子２７にかかる電圧を
温度センサ１６の抵抗１６と直列抵抗２８の比率
に分割した電圧で表わされる端子２９の電圧値と
の加算を行ない、端子３０にエンタルピ値を電圧
値として出力する。 上述のように、演算式（ル）を実行してエンタ
ルピ値を導く方式による本発明のエンタルピ出力
装置は実施例に示すごとく、温度センサ、湿度セ
ンサと演算部でなる構成で、電子計算機を必要と
せずしかも構成素子の少ない、簡易な演算回路か
らなる安価な演算装置を作成することができる。 以上の通り、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
変数とする簡単な演算式から演算をする方式のｎ
装置であるため、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、直接演算でき
る。また本発明によるエンタルピ出力装置は、温
度信号、湿度信号の演算部をプログラム化するこ
とにより、電子計算機などで演算する場合にも容
易にしかも精度の高い値を演算することが可能で
ある。また本演算装置によれば空気調和を行なう
場合に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を電気
信号として出力することができるため、空気調和
の自動制御に展開することが容易であることなど
利点の大なるものである。また、この装置は構成
要素が少ないので、簡単な構成のエンタルピ出力
装置の実現が可能となる。
第１図は相対湿度とエンタルピとの関係を示す
グラフ、第２図は乾球温度と係数を示すグラフ、
第３図は乾球温度と係数βとの関係を示すグラ
フ、第４図は本発明実施例の基本構成図、第５図
は同実施例の電気回路図である。 １０……湿度センサ、１７，１８，１９……温
度センサ、２０，２１，２６……オペアンプ。
グラフ、第２図は乾球温度と係数を示すグラフ、
第３図は乾球温度と係数βとの関係を示すグラ
フ、第４図は本発明実施例の基本構成図、第５図
は同実施例の電気回路図である。 １０……湿度センサ、１７，１８，１９……温
度センサ、２０，２１，２６……オペアンプ。
Claims (1)
- １ 相対湿度を湿度信号に変換する湿度センサ
と、温度を温度信号に変換する温度センサと、前
記温度信号を入力とし、温度信号の二次関数を導
く第１の演算手段と、前記第１の演算手段の出力
と前記湿度信号との積信号を導く第２の演算手段
と、前記温度信号の一次関数も導く第３の演算手
段と前記第２の演算手段の出力と前記第３の演算
手段の出力とを加算し、その結果をエンタルピ値
として出力をする第４の演算手段よりなる演算部
を有するエンタルピ出力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57022316A JPS58139018A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | エンタルピ出力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57022316A JPS58139018A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | エンタルピ出力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58139018A JPS58139018A (ja) | 1983-08-18 |
| JPH0373813B2 true JPH0373813B2 (ja) | 1991-11-25 |
Family
ID=12079320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57022316A Granted JPS58139018A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | エンタルピ出力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58139018A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5723846A (en) * | 1980-07-21 | 1982-02-08 | Kazuhiro Miyamoto | Measuring device for a thermodynamic function |
-
1982
- 1982-02-15 JP JP57022316A patent/JPS58139018A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58139018A (ja) | 1983-08-18 |
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