JPH0373814B2 - - Google Patents

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JPH0373814B2
JPH0373814B2 JP57022317A JP2231782A JPH0373814B2 JP H0373814 B2 JPH0373814 B2 JP H0373814B2 JP 57022317 A JP57022317 A JP 57022317A JP 2231782 A JP2231782 A JP 2231782A JP H0373814 B2 JPH0373814 B2 JP H0373814B2
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    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/56Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
    • G01N25/62Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content by psychrometric means, e.g. wet-and-dry bulb thermometers
    • GPHYSICS
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
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温度、
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り、従つてエンタルピ出力装
置の構造が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)を作成し、この演算式の演算を行なう構成を
実現し、エンタルピを出力する装置を提供するも
のである。 i=(aebt−c)(t+d)+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)式によつてエンタルピ値
を求める方法によれば、(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比較的簡単な構成の
装置でありながら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。 次にある温度を中心とする狭い温度範囲(例え
ば±1℃)においては、第2図,第3図に示すご
とくα,βは温度tの一次関数の近似式(ホ),(ヘ)で
表すことができる。 α=pt+q=P(t+q/P) ……(ホ) β=rt+s ……(ヘ) 各温度を中心とする温度範囲ごとに(ホ),(ヘ)式を
作成して係数の変化を検討すると、pは第4図に
示すごとく指数関数(ト)式、q/Pは第5図に示す
ごとく一次関数(チ)式、またβは第6図に示すごと
く比較的広い各温度範囲にわたつて一次式(リ)式で
近似ができることが判明した。 P=A・eBt+C ……(ト) qP=Dt+E ……(チ) β=mt+n ……(リ) 以上(ト),(チ),(リ)式を(ホ),(ヘ)式に代入し、(
ニ)式に
代入して整理すれば(ヌ)式を得る。 i=(aebt−c)(t+d)・+mt+n ……(ヌ) 次に示す(ル)式は(ヌ)式を温度範囲5℃〜35℃
を対象にして作成した演算式である。 i=(2059×10-4・e0.05267t−5.2755×10-5) (t+145.81)+0.2326t+0.1054
……(ル) (ル)式の求め方を説明する。基本式(イ),(ロ)式
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%、70%の時
のエンタルピ値より、一次式で近似をする。次に
ある温度範囲で(ホ),(ヘ)式を求めるが、例えば乾球
温度20℃を中心として±1℃の範囲で近似式を作
成する場合、まずt1=19℃,t2=21℃の時のエン
タルピiと相対湿度の関係を一般式(ニ)で近似す
る。 t1=19℃の場合 i=0.08345+4.5215 t2=21℃の場合 i=0.09485+4.9915 次にαおよびβを温度の一次関数で近似をする
とα,βは次の(ヲ),(ワ)式で表わせる。 α=5.707×10-3t−0.02500 ……(ヲ) β=0.2346t+0.06545 ……(ワ) 同様に中心温度5℃、10℃、15℃、25℃、30
℃、35℃の場合のα,βを求め、各係数を最小2
乗法によつて(ト),(チ),(リ)式を求めると(カ),(ヨ
),
(タ)式を得る。 P=21860×10-3・e0.05267t−5.6×10-4 ……(カ) q/P=−0.9058t+13.7359 ……(ヨ) β=0.2326t+0.1054 ……(タ) (カ),(ヨ),(タ),式より(ル)式を得る。 演算式(ル)と基本式(イ),(ロ)との精度比較を表
1に示すが広範囲にわたつてエンタルピ差を0.5
以下にすることができ、実用上の温度、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(ヌ)式で表わされる演算の演算装置の
一実施例を第7図にもとづいて説明する。A部は
温度信号出力部である。1は温度変化を抵抗変化
として検出する温度センサ2からなる合成抵抗で
ある。端子3の電圧値は端子4と端子5間の電圧
を抵抗1と抵抗6の抵抗値の比率に分割する値で
あつて、温度センサ2の抵抗値すなわち温度の一
次関数で表わすことが可能である。B部は入力電
圧を、指数関数のべき数として出力する変換部で
ある。オペアンプ7の反転入力端子にトランジス
タ8のコレクタを接続すれば、トランジスタ8の
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9には
入力電圧すなわちベース・エミツタ電圧をべき数
とする指数関数で表わされる電圧を出力する。こ
こでオペアンプ7の負帰還回路中に電圧出力部1
0をおくと演算式(ヌ)の定数cに相当する電圧補正
を行なうことができる。 C部は乗算部で(ヌ)式の温度変数をべき数とする
指数関数からなる項と、温度変数の一次関数との
乗算を行なう。オペアンプ11の負帰還回路中
に、温度変化を抵抗変化として検出する温度セン
サ12からなり、温度変数の一次関数で表わされ
る抵抗変化をする合成抵抗13をおけば、オペア
ンプの増幅度は合成抵抗13と抵抗14の比率で
決まり、オペアンプ11の出力端子15の電圧は
端子9の電圧と前記増幅度の乗算で表わされる。
D部は湿度信号の乗算部で、オペアンプ16の負
帰還回路中に湿度変化を抵抗変化として検出する
湿度センサ17からなり、湿度変数の一次関数で
表わされる抵抗変化をする合成抵抗18をおくこ
とにより、D部の出力端子19の電圧値は、端子
15の電圧値と合成抵抗18および抵抗27との
比率を乗算して表わされる。E部は温度信号の出
力部で、20は温度変化を抵抗変化として検出す
る温度センサ21から合成抵抗である。端子22
の電圧値は端子23にかかる電圧を抵抗24の抵
抗値の比率に分割する値であつて、抵抗21の抵
抗値すなわち温度の一次関数で表わすことが可能
である。F部は加算部でオペアンプ25からな
り、端子19と端子22の電圧値の加算を行な
い、端子26に(ル)式で表わされるエンタルピ
値を電圧値として出力する。 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
変数とする簡単な演算式から演算をするため、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
演算手段の構成は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
を演算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
なるもので構成素子の少ない、簡易な演算回路が
可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は相対湿度とエンタルピとの関係を示す
図、第2図は乾球温度と係数αとの関係を示す
図、第3図及び第6図は乾球温度と係数βとの関
係を示す図、第4図,第5図は乾球温度と係数
P,q/Pとの関係を示す図、第7図は本発明の
一実施例におけるエンタルピ出力装置の電気回路
図である。 2,12,21……温度センサ、17……湿度
センサ、8……トランジスタ、7,11,16,
25……オペアンプ、10……電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 温度を変数とする1次関数の信号を発生する
    第1の温度信号部と、前記第1の温度信号部の信
    号を入力とし、前記信号をべき数とする指数関数
    に変換し出力するべき数演算部と、温度を信号に
    変換し、温度を変数とする1次関数の信号を発生
    する第2の温度信号部と、前記べき数演算部の信
    号と前記第2の温度信号部の信号との積を演算し
    出力する第1の乗算部と、相対湿度値を信号に変
    換する湿度信号部と、前記第1の乗算部の信号と
    前記湿度信号部の信号との積を演算し出力する第
    2の乗算部と、温度と信号に変換し、温度を変数
    とする1次関数の信号を発生する第3の温度信号
    部と、前記第2の乗算部の信号と前記第3の温度
    信号部の信号と加算し、エンタルピ値として出力
    する加算部を備えたエンタルピ出力装置。 2 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、第1の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1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、第2の温度信号部は温度を抵抗変化に変
    換し温度を変数とする1次関数で表わされる抵抗
    によつて増幅度を変化させる温度信号出力部と
    し、第3の温度信号部は温度を抵抗変化に変換し
    温度を変数とする1次関数で表わされる電圧出力
    部とした特許請求の範囲第1項記載のエンタルピ
    出力装置。
JP57022317A 1982-02-15 1982-02-15 エンタルピ出力装置 Granted JPS58139019A (ja)

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JPS58139019A JPS58139019A (ja) 1983-08-18
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