JP3660957B2

JP3660957B2 - 相対湿度検出装置及びそれを備える空調室内機

Info

Publication number: JP3660957B2
Application number: JP37723398A
Authority: JP
Inventors: 太郎黒田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 1998-12-29
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2018-12-29
Also published as: JP2000199641A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空調室内機によって空気調和が行われている室内の相対湿度、正確には人が居る居住空間の相対湿度を検出することができる相対湿度検出装置に関するものであり、さらに検出された相対湿度に基づいて空調運転を行う空調室内機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空調室内機は、内蔵されている温度検出手段や相対湿度検出手段などを用いて空気調和をしようとする室内の空気の状態を検出し、空気の状態が一定の範囲内で維持されるように、熱交換器などの運転状態を制御している。そして、室内の空気の状態をユーザに報知するために、検出した温度を操作パネルやワイヤレスリモコンが備える表示部に表示させるように構成したものがある。さらに、最近では、室内の空気の状態をより正確に報知しようという観点から、検出した相対湿度も併せて表示させようという試みがなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
相対湿度は、絶対湿度（空気中の水蒸気量）が一定であっても、温度の変化に伴って変化する。これは、図５に示すように、空気中の飽和水蒸気量は雰囲気温度によって大きく異なるからである。そのため、空調室内機に内蔵されている相対湿度検出手段によって検出された相対湿度が、居住空間の相対湿度と一致していない場合がある。これは、相対湿度検出手段の近傍空間の温度と居住空間の温度とに差があるからである。
【０００４】
このような温度差が生じる原因の１つは、空調室内機の設置場所と居住空間とが離れていることにある。即ち、一般的に、空調室内機は室内の天井付近の壁面などに設置されるが、居住空間は室内のほぼ中央で床の近傍に位置しており、そのために温度差が生じるからである。また、相対湿度検出手段は、電装品箱の下側、室内空気の吸込口、室温サーミスタの側方などに設置されているが、いずれの設置場所であっても電装品や熱交換器から発生する熱の影響を受け易く、このことも温度差が生じる原因の１つである。
【０００５】
さらに、空調室内機においては、サーモオフや霜取り運転の開始のように運転状態が変更されたときに機内温度が大きく変化し易いため、運転状態の変更に伴って相対湿度が変動してしまうという問題もある。
【０００６】
そして、このような不正確な相対湿度に基づいて空調運転の制御を行った場合、居住空間の空気の状態を最適な状態に制御することができず、人が不快感を感じてしまうおそれがある。また、不正確な相対湿度の表示は、ユーザにとっては全く無意味なものである。
【０００７】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであり、その目的は、居住空間の相対湿度を正確に検出することができる相対湿度検出装置を提供すると共に、検出した相対湿度を空調運転の制御や表示に利用して快適な居住空間を実現することができる空調室内機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の相対湿度検出装置は、相対湿度を検出する相対湿度検出手段７と、上記相対湿度検出手段７の検出相対湿度を空調室内機１の運転状態に応じて予め設定されている補正係数又は補正量に基づいて補正して出力する補正手段２とを備え、上記補正手段２は、空調室内機１の現在選択されている運転状態に応じた補正係数又は補正量に基づく補正を行うことを特徴としている。
【０００９】
上記請求項１の相対湿度表示装置では、検出された相対湿度は、現在選択されている空調室内機１の運転状態に応じて設定された補正係数又は補正量に基づいて補正されて出力される。この補正は、基本的には、相対湿度検出手段７の近傍空間と居住空間との間の温度差や相対湿度検出手段７の近傍空間の温度を考慮したものであるが、温度差や温度を直接求めて補正するのではなく、予め設定しておいた空調室内機１の運転状態毎の補正係数又は補正量で補正するものであり、大まかな補正ではあるけれども、簡単な構成で補正処理を行うことができる。これによって、運転状態の相違に起因する誤差が補正された正確な居住空間の相対湿度を検出することができる。ここで、運転状態とは、冷房、暖房、送風、加湿、除湿、換気、霜取などの運転の種類だけではなく、風量も含まれる。尚、検出された相対湿度の高低によって補正係数又は補正量を変更するように設定すれば、より正確に居住空間の相対湿度を求めることができる。
【００１０】
請求項２の相対湿度検出装置は、出力された相対湿度を表示する表示手段５を備えることを特徴としている。
【００１１】
上記請求項２の相対湿度検出装置では、最終的に出力された相対湿度は表示手段５に表示される。これによって、ユーザは居住空間の正確な相対湿度を知ることができる。
【００１２】
請求項３の空調室内機は、請求項１又は請求項２の相対湿度検出装置と、上記相対湿度検出装置によって検出された相対湿度に基づいて空調運転を行わせる運転制御手段２とを備えることを特徴としている。
【００１３】
上記請求項３の空調室内機では、最終的に出力された相対湿度に基づいて空調運転が制御される。ここで、空調運転とは、調湿運転と、温調運転と、調湿・温調運転との３種類を意味する。そして、調湿運転とは、加湿運転と、除湿運転と、換気運転とをいい、温調運転とは、暖房運転と、冷房運転とをいう。また、調湿・温調運転とは、調湿運転と温調運転とを適宜組み合わせて行う運転をいう。このように求めた相対湿度に基づいて空調運転を行うことによって、快適な居住空間を実現できる。また、ユーザは表示された相対湿度を基準にして空調室内機１の運転の開始・停止や運転状態の選択を行うことができるようになるので、空調室内機１の使い勝手がよくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の相対湿度検出装置及びそれを備える空調室内機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、相対湿度検出装置を備える空調室内機１の電気的構成の概略を示すブロック図である。
【００１５】
空調室内機１は、マイクロコンピュータで実現される制御手段２を備え、リモコン（リモート・コントロール装置）３の操作手段４からの操作信号に従って所望の空調運転を行うものである。ユーザは操作手段４を操作して、運転状態として冷房、暖房、送風、加湿、除湿、換気などの種類と共に、設定温度や風量などを選択する。選択された運転状態は、リモコン３の表示手段５に表示される。制御手段２は、メモリ６に格納されている制御プログラムに従って、ユーザが選択した運転状態を実現するために運転制御を実行する。運転制御とは、図示しない熱交換器やファン、加湿器、室外機の圧縮機などを制御することである。
【００１６】
また、制御手段２には、相対湿度検出手段７、温度検出手段８が接続されると共に、リモコン３が備える室温検出手段９も接続されている。相対湿度検出手段７は、制御手段２などの電装品を収納する電装品箱の下側や、室内空気の吸込口などに配置される。また、温度検出手段８は、相対湿度検出手段７の近傍に配置される。尚、リモコン３は、ワイヤードタイプの場合は空調室内機１が据付けられた壁面であってユーザが使用しやすい位置に自由に設置することができ、ワイヤレスタイプの場合はユーザが自由に持ち運ぶことができる。
【００１７】
本発明は、室内で人が居る空間である居住空間の相対湿度をより正確に検出することが目的であり、以下に具体的な参考例と実施の形態を説明する。
【００１８】
〔第１の参考例〕
第１の参考例は、補正手段である制御手段２において、相対湿度検出手段７で検出した相対湿度を、居住空間と相対湿度検出手段７の近傍空間との温度差に基づいて補正して出力しようとするものである。これは、常温付近においては空気中の水蒸気量が一定であっても温度が１℃変化すると、相対湿度は約６％変化するという温度差依存性を考慮したものである。
【００１９】
温度差は、相対湿度検出手段７の近傍に配置した温度検出手段８とリモコン３に配置した室温検出手段９とを用いて直接計測して求める。これによって、正確に温度差を検出することができる。特に、リモコン３がワイヤレスタイプの場合は、一般にリモコン３はユーザの近傍に置かれていることが多いため、より正確に温度差を検出することができる。
【００２０】
また、温度差の他の検出方法としては、予め測定した空調室内機１の運転状態毎の温度差を、メモリ６に記憶させておき、現在選択されている運転状態に対応する温度差を読み出す方法もある。例えば、暖房運転の場合は＋３℃、冷房運転の場合は＋１．５℃というような方法である。この方法は、正確さの点では直接測定する場合に比べて劣るけれども、２つの検出手段８、９が不要となるので、簡単な構成で実現することができる。
【００２１】
次に、検出した相対湿度の補正は、温度差ΔＴ（＝温度検出手段８の検出温度−室温検出手段９の検出温度）を関数とする下記の補正式に従って行う。即ち、上述したように常温付近においては温度が１℃変化すると相対湿度は約６％変化するため、温度差ΔＴが検出できれば、下式によって相対湿度を算出できる。
居住空間の相対温度（％）＝相対湿度検出手段７の検出相対湿度（％）×（１−０．０６×ΔＴ）
【００２２】
また、他の補正方法としては、検出相対湿度と、温度差と、居住空間の相対湿度との対応関係を計算で求めて作成した表をメモリ６に記憶させておき、この表を参照して居住空間の相対湿度を読み出す方法もある。図２は、温度差１℃毎に検出相対湿度が６％上昇しているものとして作成した検出相対湿度と居住空間の相対湿度との関係を示すグラフである。このグラフに基づいて、上記の表を作成する。
【００２３】
以上のように第１の参考例によれば、空調室内機１の運転状態にかかわらず、温度差に起因する誤差が補正された正確な居住空間の相対湿度を求めることができる。
【００２４】
〔第２の参考例〕
第２の参考例は、補正手段である制御手段２において、相対湿度検出手段７で検出した相対温度を、居住空間と相対湿度検出手段７の近傍空間との温度差と、相対湿度検出手段７の近傍空間の温度とに基づいて補正して出力しようとするものである。これは、基本的には第１の実施形態のように常温付近では空気中の水蒸気量が一定であっても、温度が１℃変化すると相対湿度は約６％変化するという温度差依存性を考慮したものであるが、さらに温度変化に伴う相対湿度の変化率は相対湿度検出手段７の近傍空間の温度に従って変化するという温度依存性をも考慮したものである。
【００２５】
即ち、図３に示すように相対湿度の変化率は、温度差は１℃であっても、高温の場合は６％よりも小さくなり、低温の場合は６％よりも大きくなるという温度依存性ｆ（ｔ）を有しており、第２実施形態ではこの温度依存性も考慮している。尚、ｔは、相対湿度検出手段７の近傍空間の温度である。
【００２６】
温度差ΔＴの検出方法は、第１の実施形態と同じである。また、温度の検出は、相対湿度検出手段７の近傍に配置された温度検出手段８を用いて行う。そして、検出した相対湿度の補正は、下記の補正式に従って行う。
居住空間の相対湿度（％）＝相対湿度検出手段７の検出相対湿度（％）×（１−ｆ（ｔ）×ΔＴ）
【００２７】
また、以下の補正式に従って行うようにしてもよい。
居住空間の相対湿度（％）＝相対湿度検出手段７の検出相対湿度（％）×（１−０．０６×ΔＴ×ｇ（ｔ））
ここで、ｇ（ｔ）は、図４に示すように温度２０℃における相対湿度変化率０．０６を基準（＝１）としたときの相対湿度変化率の温度依存性を示している。尚、ｆ（ｔ）と０．０６×ｇ（ｔ）とは、ほぼ等価である。
【００２８】
さらに他の補正方法としては、検出相対湿度と、温度差と、温度と、居住空間の相対湿度との対応関係を予め計算で求めて作成した表をメモリ６に記憶させておき、この表を参照して居住空間の相対湿度を読み出す方法もある。
【００２９】
以上のように第２の参考例によれば、温度差だけでなく温度に起因する誤差も補正されるので、第１の参考例よりも正確な居住空間の相対湿度を求めることができる。
【００３０】
〔第１の実施形態〕
第１の実施形態は、補正手段である制御手段２において、相対湿度検出手段７で検出した相対温度を、空調室内機１の運転状態に応じて設定した補正係数Ｆ１（ｘ）又は補正量Ｆ２（ｘ）に基づいて補正して出力しようとするものである。これは、基本的には上記の第１又は第２の実施形態と同様に温度差や温度を考慮したものであるが、温度差や温度を直接求めて補正するのではなく、予め設定しておいた補正係数Ｆ１（ｘ）又は補正量Ｆ２（ｘ）に基づいて大まかに補正するものである。尚、ｘは運転状態を表している。
【００３１】
補正係数Ｆ１（ｘ）又は補正量Ｆ２（ｘ）は、空調室内機１の運転状態毎に測定されてメモリ６に記憶されている。運転状態とは、冷房、暖房、送風、加湿、除湿、換気、霜取などの運転の種類だけではなく、風量も含まれる。そして、検出した相対湿度の補正は、下記補正式に従って行う。
居住空間の相対湿度（％）＝相対湿度検出手段７の検出相対湿度（％）×Ｆ１（ｘ）
又は、居住空間の相対湿度（％）＝相対湿度検出手段７の検出相対湿度（％）＋Ｆ２（ｘ）
【００３２】
以上のように第１の実施形態によれば、運転状態の相違に起因した誤差を簡単な構成で補正して正確な居住空間の相対湿度を求めることができる。尚、検出相対湿度の高低によって補正係数Ｆ１（ｘ）又は補正量Ｆ２（ｘ）を変更するように設定すれば、さらに正確に居住空間の相対湿度を求めることができる。
【００３３】
〔第３の参考例〕
第３の参考例は、相対湿度導出手段である制御手段２において、上記の各実施形態のように検出相対湿度を補正するのではなく、検出した絶対湿度と居住空間の温度とに基づいて居住空間の相対湿度を求めて出力しようとするものである。これは、室内空間（空調室内機１の内部も含む。）内においては、温度や相対湿度に比べて絶対湿度は偏りが小さいことに注目したものである。
【００３４】
絶対湿度は、相対湿度検出手段７の検出相対湿度と温度検出手段８の検出温度とに基づいて、制御手段２において下記の数式に従って算出される。
絶対湿度（ｇ／ｍ³）＝検出相対湿度（％）×検出温度での飽和水蒸気量（ｇ／ｍ³）÷１００ここで、飽和水蒸気量は、図５に示すグラフに基づいて作成された計算式又は表に従って求める。尚、絶対湿度を直接検出することができる絶対湿度検出手段を用いてもよいが、高価なものであるので、低コスト化を図る観点からは、相対湿度と温度から計算で求めるようにした方がよい。
【００３５】
そして、居住空間の相対湿度は、算出した絶対湿度と居住空間の温度とに基づいて、下記の数式に従って算出される。
居住空間の相対湿度（％）＝絶対湿度（ｇ／ｍ³）÷居住空間の温度での飽和水蒸気量（ｇ／ｍ³）×１００
ここで居住空間の温度は、リモコン３の室温検出手段９を用いて直接検出してもよいし、第１の実施形態と同様に温度検出手段８の検出温度と予め記憶した運転状態ごとの温度差とに基づいて間接的に検出してもよい。正確な相対湿度を求めたいときは直接検出し、構成の簡素化を図りたいときは間接的に検出すればよい。
【００３６】
以上のように第３の参考例によれば、検出した相対湿度を補正する場合に比べて、正確な居住空間の相対湿度を求めることができる。
【００３７】
また、上記の各実施形態に従って求めた相対湿度は、リモコン３の表示手段５に表示される。これによって、ユーザは居住空間の正確な相対湿度を知ることができると共に、この相対湿度を基準にして空調室内機１の運転の開始・停止や運転状態の選択を行うことができるようになるので、空調室内機１の使い勝手がよくなる。尚、表示手段５以外に、例えば空調室内機１の前面に配置した表示手段に相対湿度を表示させるようにしてもよい。また、相対湿度を補正するために検出した居住空間の温度を表示手段５に表示するようにすれば、温度表示のための構成と共用できるので、構成の簡素化を図ることができる。
【００３８】
さらに、求めた相対湿度は、運転制御手段である制御手段２において、空調室内機１の空調運転の制御に使用される。空調運転には、調湿運転と、温調運転と、調湿・温調運転との３種類がある。
【００３９】
調湿運転とは、加湿・除湿運転の他に、換気運転も含む。換気運転は、室内（居住空間も含む）の相対湿度が高く、室外の相対湿度が低い場合に、室内の相対湿度を低減するために行う。求めた相対湿度に基づいて調湿運転を行うことによって、居住空間の相対湿度を予め設定された最適相対湿度又はユーザが設定した相対湿度に調節することができる。これによって、快適な居住空間を実現できると共に、結露を防止できる。
【００４０】
温調運転とは、暖房運転と、冷房運転とをいう。検出した相対湿度に基づいて温調運転を行うのは、例えば、相対湿度が低ければ温度が高くても人の不快感は小さいというように、居住空間の相対湿度の高低によって人が快適と感じる温度条件が異なるからである。これによって、快適な居住空間を実現できる。
【００４１】
調湿・温調運転とは、調湿運転と温調運転とを適宜組み合わせて行う運転である。この調湿・温調運転を行うことによって、調湿運転のみ又は温調運転のみを行う場合に比べて、ユーザにとってより快適な居住空間を実現できる。また、お年寄り、子供、病人のように、ユーザの年齢、性別、体調によって体に良い温度・相対湿度条件が異なるので、ユーザに対する負担の小さい温度・相対湿度条件を設定することができる。さらに、調湿運転をしない場合と比較して、快適な居住空間を実現するために必要となる温度変更幅は減少するので、省エネ化を図ることができる。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１の相対湿度検出装置によれば、空調室内機の運転状態の相違に起因する誤差を簡単な構成で補正して正確な居住空間の相対湿度を検出することができる。
【００４３】
請求項２の相対湿度検出装置によれば、ユーザは居住空間の正確な相対湿度を知ることができる。
【００４４】
請求項３の空調室内機によれば、快適な居住空間を実現できる。また、ユーザは表示された相対湿度を基準にして空調室内機の運転の開始・停止や運転状態の選択を行うことができるようになるので、空調室内機の使い勝手がよくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】相対湿度検出装置を備える空調室内機の電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図２】検出相対湿度と居住空間の相対湿度との関係を示すグラフである。
【図３】雰囲気温度と相対湿度上昇率との関係を示すグラフである。
【図４】補正係数の雰囲気温度依存性を示すグラフである。
【図５】雰囲気温度と飽和水蒸気量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１空調室内機
２制御手段
３リモコン
５表示手段
６メモリ
７相対湿度検出手段
８温度検出手段
９室温検出手段

Claims

相対湿度を検出する相対湿度検出手段（７）と、上記相対湿度検出手段（７）の検出相対湿度を空調室内機（１）の運転状態に応じて予め設定されている補正係数又は補正量に基づいて補正して出力する補正手段（２）とを備え、上記補正手段（２）は、空調室内機（１）の現在選択されている運転状態に応じた補正係数又は補正量に基づく補正を行うことを特徴とする相対湿度検出装置。
出力された相対湿度を表示する表示手段（５）を備えることを特徴とする請求項１の相対湿度検出装置。
請求項１又は請求項２の相対湿度検出装置と、上記相対湿度検出装置によって検出された相対湿度に基づいて空調運転を行わせる運転制御手段（２）とを備えることを特徴とする空調室内機。