JP5003697B2 - 加湿装置、加湿装置の制御方法、及び加湿装置を有する空気調和機 - Google Patents
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また、本発明の加湿装置は、室外の低温空気から水分を吸着し高温空気により前記水分を放出する吸着剤が担持された水分吸着手段と、周囲の空気を加熱して前記高温空気を生成する加熱手段と、前記加熱手段および前記水分吸着手段を経由する前記高温空気を室内に送風する再生空気送風手段と、前記室外の低温空気の湿度又は温度を検出する空気センサと、前記空気センサが検出した前記室外の低温空気の湿度又は温度が高い場合は運転開始時の前記再生空気送風手段の送風量を所定の目標設定値より高い第1の送風量に設定し、前記室外の低温空気の湿度又は温度が低い場合は運転開始時の前記再生空気送風手段の送風量を前記第1の送風量より小さく前記目標設置値より大きい第2の送風量に設定し、運転開始後に前記再生空気送風手段の送風量を小さくして前記目標設定値に設定する制御手段と、を備えたものである。
また、本発明の加湿装置の制御方法は、室外の低温空気から水分を吸着し高温空気により前記水分を放出して高湿空気を発生させる水分吸着手段と、周囲の空気を加熱して前記高温空気を発生させる加熱手段と、前記加熱手段および前記水分吸着手段を経由する高温空気を室内に送風する再生空気送風手段と、前記室外の低温空気の湿度又は温度を検出する空気センサと、前記再生空気送風手段の送風量を制御する制御手段を備えた加湿装置の制御方法であって、前記空気センサが検出した前記室外の低温空気の湿度又は温度が高い場合、前記制御手段が運転開始時の前記再生空気送風手段の送風量を所定の目標設定値より大きい第1の送風量に設定し、前記室外の低温空気の湿度又は温度が低い場合、前記制御手段が運転開始時の前記再生空気送風手段の送風量を前記第1の送風量より小さく前記目標設定値より大きい第2の送風量に設定する第1工程と、前記制御手段が運転開始後に前記再生空気送風手段の送風量を小さくして前記目標設定値に設定する第2工程と、を備えたものである。
図1及び図3は本発明の加湿装置の一実施形態を説明する概略構成図であり、加湿機能の他に除湿機能を備えた除加湿装置を示している。実施の形態1の基本的な構成要素として、1は水分吸着手段、2は水分吸着手段1に水分を吸着される低温の吸着空気を送風する吸着空気送風手段、3は加熱手段4によって加熱され水分吸着手段1から水分を放出させる高温の再生空気を送風する再生空気送風手段、4は加熱手段、6は制御回路である。水分吸着手段1は、図示しないが仕切板や隔壁などによって吸着領域1aと再生領域1bに分割されており、吸着領域1a側には吸着空気送風手段2が、再生領域1b側には再生空気送風手段3および加熱手段4が配置されている。制御回路6は、メモリ7に組み込まれ加湿装置の使用環境に対して予め定められた除加湿量の設定値に基づいて、加熱手段4に入力する電力供給量(制御値)を決める電力供給手段13、吸着空気送風手段2の駆動モータ2a又は再生空気送風手段3の駆動モータ3aの少なくとも一つを制御するものである。また、この制御回路6は電源が投入されると水分吸着手段回転ロータ12aを駆動させ、水分吸着手段1を回転させる。図2は加熱手段4に電力を供給する電力供給手段の一例であり、AC電源14が電力を供給し、抵抗切換え装置15が加熱手段4に接続されたスイッチを切換えることによって加熱手段4の抵抗値(制御値)を変化させることで、加熱手段4の加熱量を変化させるものである。
ステップS1−1で電源がONになると、ステップS1−2で制御回路が吸着空気送風手段2と再生空気送風手段3、水分吸着手段1の回転ロータ12a、加熱手段の電力供給手段13を駆動させる。ステップS1−3とステップS1−4乃至7で、制御回路6が予めメモリ7に組みこまれた表1で表されるような設置環境や使用場所によって異なる時刻tと加熱手段制御値(Q)の設定値を読み出して、S1−1で電源が入ってからの時刻tに基づいて読み出したt1、t2、t3、tsetの値に対して読み出した加熱手段制御値(Q)の値を基づいて電力供給手段13に制御する。0<t≦t1では加熱手段制御値(Q)はQ1に設定され、t1<t≦t2では加熱手段制御値(Q)はQ2に設定され、t2<t≦t3では加熱手段制御値(Q)はQ3に設定される。t>tsetになるまでこの制御はフィードバックをかけられ、t>tsetのときは加熱手段制御値(Q)はQsetに設定される。その後、加湿装置の加熱手段制御値(Q)はQsetで一定運転される。尚、制御回路が図2の抵抗切換え装置を制御することによって加熱手段4に接続されたスウィッチを切換えて可変抵抗である加熱手段4の抵抗を変化させることによって、加熱手段制御値(Q)をQ1、Q2、Q3、Qsetに設定する。
実施の形態2は実施の形態1と同様の構成であり、構成の概略の説明は割愛する。図10は、本発明の実施の形態における、除加湿量制御方法の概念図であり、22は再生空気風量(Vde)の時系列変化であり、実施の形態1の加熱手段制御値(Q)の時系列変化に対して、実施の形態2では再生空気風量(Vde)の変化により、除加湿量(W)および再生出口空気相対湿度(Φdeo)が変化することを意味している。また、Vde_setは再生空気風量の設定値であり、再生空気風量(Vde)を設定値(Vde_set)とすることにより、図1と図3に示した除加湿装置において、設定値(Wset)の除加湿量(W)が得られることを示している。その他については実施の形態1と同一であるため、説明を割愛する。
図11は実施の形態3の除加湿装置の概略構成図である。制御回路6は吸着空気送風手段2の駆動モータ2aと再生空気送風手段3の駆動モータ3aと風路切換ダンパの回転モータ12bと加熱手段4への電力供給手段13を制御する。また、制御回路6は予めメモリ7に設定した時間に応じて風路切換ダンパ34及び35を切換えるという制御を行う。
図17は実施の形態4の構成を示したものである。本実施の形態は実施の形態3の構成に室外空気センサ49を設置し、室外空気センサ49の検出値に応じて予めメモリ7に組み込まれた設定を読み出し、加熱手段4、吸着空気送風手段2の駆動モータ2a又は再生空気送風手段3の駆動モータ3aの少なくとも一つを制御することを制御回路6に加えたものである。
なお、加熱量、再生空気の風量、吸着空気の風量の1つを制御するだけでなく、これらを2以上組み合わせて加湿量を調整することも可能である。
図22は実施の形態5の構成図である。本実施の形態は実施の形態3の図11の構成に加えて吸着入口空気センサ11、吸着出口空気センサ51、吸着入口空気センサ11と吸着出口空気センサ51の検出値の経時変化から水分吸着手段1の劣化を検出する劣化検出手段52と劣化を検出した場合に表示する表示部10を備え、さらに劣化検出手段7の検出値に応じて予めメモリ7に組み込んだ設定値を変更する制御を制御回路6に加えたものである。
ステップS4−7では制御回路6が吸着空気と温度差の積の値を吸着空気と温度差のそれぞれの初期値の積で割った値を劣化度とし、劣化度が予め定めた値cより小さいか否かを判定する。cは1未満の任意の実数であり、予め定めてメモリ7に組み込んでおく。もちろんこれと異なる劣化度の算出式を用いてもよい。劣化度が予め定めた値より小さい場合はステップS4−8に進み予めメモリ7に組み込まれた設定値を劣化度に基づいて変更する。この変更は加熱手段制御値(Q)又は吸着空気風量(Vad)に対してはt1、t2、t3、tsetにそれぞれ劣化度を掛ける、あるいはQ1、Q2、Q3、Qset、Vad1、Vad2、Vad3、Vadsetをそれぞれ劣化度で割った値に変更し、再生空気風量Vdeに対してはt1、t2、t3、tset、Vde1、Vde2、Vde3、Vdesetにそれぞれ劣化度を掛けた値に変更してもよいが、もちろんこれと異なる関係式を用いて予めメモリ7に組み込んだ設定値を変更してもよい。ステップS4−9で表示部10に「フィルター交換時期です」といった内容の表示を行う。またステップS4−7で劣化度が予め定めた値より小さくない場合は、ステップS4−2に戻る。
図25乃至27は実施の形態6の構成を示したものであり、実施の形態1乃至5で説明した構成の除加湿装置を備えた空気調和機の構成を示したものである。
2 吸着空気送風手段
2a 吸着空気送風手段駆動モータ
3 再生空気送風手段
3a 再生空気送風手段駆動モータ
4 加熱手段
5a 基材
5b 吸着剤
6 制御回路
7 メモリ
8a 吸着入口空気
8b 吸着出口空気
9a 再生入口空気
9b 再生出口空気
10 表示部
11 吸着入口空気センサ
12a 水分吸着手段回転ロータ
12b 風路切換ダンパ回転ロータ
13 加熱手段への電力供給手段
14 AC電源
15 抵抗切換え装置
16 加熱手段制御値Qの時系列変化
17 除加湿量Wの時系列変化
18 再生出口空気相対湿度φdeoの時系列変化
19 除加湿量W/設定除加湿量Wsetの時系列変化(実測値)
19a 加熱手段制御値Q/設定加熱手段制御値Qset=0.2のとき
19b 加熱手段制御値Q/設定加熱手段制御値Qset=0.3のとき
19c 加熱手段制御値Q/設定加熱手段制御値Qset=0.4のとき
19d 加熱手段制御値Q/設定加熱手段制御値Qset=0.5のとき
19e 加熱手段制御値Q/設定加熱手段制御値Qset=0.6のとき
19f 加熱手段制御値Q/設定加熱手段制御値Qset=0.8のとき
20 再生出口空気相対湿度φdeoの時系列変化(実測値)
20a 加熱手段制御値Q/設定加熱手段制御値Qset=0.2のとき
20b 加熱手段制御値Q/設定加熱手段制御値Qset=0.3のとき
20c 加熱手段制御値Q/設定加熱手段制御値Qset=0.4のとき
20d 加熱手段制御値Q/設定加熱手段制御値Qset=0.5のとき
20e 加熱手段制御値Q/設定加熱手段制御値Qset=0.6のとき
20f 加熱手段制御値Q/設定加熱手段制御値Qset=0.8のとき
21 吸着空気風量Vadの時系列変化
22 再生空気風量Vdeの時系列変化
23a 吸着空気入口
23b 吸着空気出口
24a 再生空気入口
24b 再生空気出口
25 加湿ユニット
26 第1層
27 第2層
28 第3層
29 第4層
30 第1の風路仕切板
31 第2の風路仕切板
32 第3の風路仕切板
33 第4の風路仕切板
34 第1の風路切換ダンパ
35 第2の風路切換ダンパ
36 第1の吸気口
37 第1の排気口
38 第2の吸気口
39 第2の排気口
40 第1の風路仕切板の突起
41 第2の風路仕切板の突起
42 第3の風路仕切板の突起
43 第4の風路仕切板の突起
44 第1の風路切換ダンパの上部突起
45 第1の風路切換ダンパの下部突起
46 第2の風路切換ダンパの上部突起
47 第2の風路切換ダンパの下部突起
48 室外空気
49 室外空気センサ
50 風路切換ダンパ切換時間tdump
51 吸着出口空気センサ
52 劣化検出手段
53 再生入口空気センサ
54 再生出口空気センサ
55 室外機
56 圧縮機
57 室外機熱交換器
58 室外機送風機
59 膨張弁
60 建物の外壁
61 壁穴
62 室外排気口
63 室内接続口
64 建物の内壁
65 室内空気
Claims (13)
- 室外の低温空気から水分を吸着し高温空気により前記水分を放出する吸着剤が担持された水分吸着手段と、
周囲の空気を加熱して前記高温空気を生成する加熱手段と、
前記加熱手段および前記水分吸着手段を経由する前記高温空気を室内に送風する再生空気送風手段と、
前記室外の低温空気の湿度又は温度を検出する空気センサと、
前記空気センサが検出した前記室外の低温空気の湿度又は温度が高い場合は運転開始時の前記加熱手段の加熱量を所定の目標設定値より小さい第1の加熱量に設定し、前記室外の低温空気の湿度又は温度が低い場合は運転開始時の前記加熱手段の加熱量を前記第1の加熱量より大きく前記目標設定値より小さい第2の加熱量に設定し、運転開始後に前記加熱手段の加熱量を大きくして前記目標設定値に設定する制御手段と、
を備えたことを特徴とする加湿装置。 - 室外の低温空気から水分を吸着し高温空気により前記水分を放出する吸着剤が担持された水分吸着手段と、
周囲の空気を加熱して前記高温空気を生成する加熱手段と、
前記加熱手段および前記水分吸着手段を経由する前記高温空気を室内に送風する再生空気送風手段と、
前記室外の低温空気の湿度又は温度を検出する空気センサと、
前記空気センサが検出した前記室外の低温空気の湿度又は温度が高い場合は運転開始時の前記再生空気送風手段の送風量を所定の目標設定値より高い第1の送風量に設定し、前記室外の低温空気の湿度又は温度が低い場合は運転開始時の前記再生空気送風手段の送風量を前記第1の送風量より小さく前記目標設置値より大きい第2の送風量に設定し、運転開始後に前記再生空気送風手段の送風量を小さくして前記目標設定値に設定する制御手段と、
を備えたことを特徴とする加湿装置。 - 前記水分吸着手段に前記低温空気を送風し前記水分吸着手段に水分を吸着させる吸着空気送風手段と、
運転開始時は所定の目標設定値よりも小さく設定した前記吸着空気送風手段の送風量で運転を行い、運転開始後に大きくして前記目標設定値に設定する制御手段
を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の加湿装置。 - 前記低温空気の風路において前記水分吸着手段よりも風下側に設けられ温度又は湿度を検出する出口空気センサと、
前記空気センサと前記出口空気センサとの検出値の差の経時的な変化から、前記水分吸着手段に担持された吸着剤の劣化を検出する劣化検出手段
を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の加湿装置。 - 前記制御手段は前記劣化検出手段の検出値に基づいて加湿量を制御することを特徴とする請求項4に記載の加湿装置。
- 前記水分吸着手段の前方に設けられ、開口している第1の領域、閉塞している第2の領域、閉塞している第3の領域、開口している第4の領域を有し、前記第2の領域と前記第3の領域が対角の位置に配置している第1の風路切換ダンパと、
前記水分吸着手段の後方に設けられ、閉塞している第1の領域、開口している第2の領域、開口している第3の領域、閉塞している第4の領域を有し、前記第1の領域と前記第4の領域が対角の位置に配置している第2の風路切換ダンパと、
前記第1の風路切換ダンパの前方に設けられ、前記第1の領域及び前記第2の領域並びに前記第3の領域及び前記第4の領域を仕切る第1の仕切板と、
前記第1の風路切換ダンパの後方、且つ前記水分吸着手段の前方に設けられ、前記第1の領域及び前記第3の領域並びに前記第2の領域及び前記第4の領域を仕切る第2の仕切板と、
前記水分吸着手段の後方、且つ前記第2の風路切換ダンパの前方に設けられ、前記第1の領域及び前記第3の領域並びに前記第2の領域及び前記第4の領域を仕切る第3の仕切板と、
前記第2の風路切換ダンパの後方に設けられ、前記第1の領域及び前記第2の領域並びに前記第3の領域及び前記第4の領域を仕切る第4の仕切板と、を備え、
前記第1の風路切換ダンパ及び前記第2の風路切換ダンパが回転することにより、前記第1の風路切換ダンパ及び前記第2の風路切換ダンパの前記第1の領域が前記第2の領域に移動し、前記第2の領域が前記第4の領域に移動し、前記第3の領域が前記第1の領域に移動し、前記第4の領域が前記第3の領域に移動する
ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の加湿装置。 - 前記風路切換ダンパを切換える時間間隔を、運転開始時は所定値よりも大きく設定し、前記風路切換ダンパを切換える毎に前記時間間隔を小さくして前記所定値に設定する前記制御手段を備えたことを特徴とする請求項6に記載の加湿装置。
- 圧縮機、室外側熱交換器、膨張弁を備えた室外機と、室内側熱交換器を備えた室内機を冷媒配管にて接続した空気調和機において、請求項1乃至7のいずれかに記載の加湿装置を室外機に備えたことを特徴とする加湿機能を有する空気調和機。
- 前記加湿装置が建物の外壁又は室内の内壁に密接するように設置されたことを特徴とする請求項8記載の空気調和機。
- 室外の低温空気から水分を吸着し高温空気により前記水分を放出して高湿空気を発生させる水分吸着手段と、
周囲の空気を加熱して前記高温空気を発生させる加熱手段と、
前記加熱手段および前記水分吸着手段を経由する前記高温空気を室内に送風する再生空気送風手段と
前記室外の低温空気の湿度又は温度を検出する空気センサと、
前記加熱手段の加熱量を制御する制御手段と、
を備えた加湿装置の制御方法であって、
前記空気センサが検出した前記室外の低温空気の湿度又は温度が高い場合、前記制御手段が運転開始時の前記加熱手段の加熱量を所定の目標設定値より小さい第1の加熱量に設定し、前記室外の低温空気の湿度又は温度が高い場合、前記制御手段が運転開始時の前記加熱手段の加熱量を前記第1の加熱量より大きく前記目標設定値より小さい第2の加熱量に設定する第1工程と、
前記制御手段が運転開始後に前記加熱手段の加熱量を大きくして前記目標設定値に設定する第2工程と、
を有することを特徴とする加湿装置の制御方法。 - 室外の低温空気から水分を吸着し高温空気により前記水分を放出して高湿空気を発生させる水分吸着手段と、
周囲の空気を加熱して前記高温空気を発生させる加熱手段と、
前記加熱手段および前記水分吸着手段を経由する高温空気を室内に送風する再生空気送風手段と、
前記室外の低温空気の湿度又は温度を検出する空気センサと、
前記再生空気送風手段の送風量を制御する制御手段
を備えた加湿装置の制御方法であって、
前記空気センサが検出した前記室外の低温空気の湿度又は温度が高い場合、前記制御手段が運転開始時の前記再生空気送風手段の送風量を所定の目標設定値より大きい第1の送風量に設定し、前記室外の低温空気の湿度又は温度が低い場合、前記制御手段が運転開始時の前記再生空気送風手段の送風量を前記第1の送風量より小さく前記目標設定値より大きい第2の送風量に設定する第1工程と、
前記制御手段が運転開始後に前記再生空気送風手段の送風量を小さくして前記目標設定値に設定する第2工程と、
を有することを特徴とする加湿装置の制御方法。 - 前記水分吸着手段に低温空気を送風し前記水分吸着手段に水分を吸着させる吸着空気送風手段
を備えた加湿装置の制御方法であって、
前記吸着空気送風手段の送風量を所定の目標設定値より小さい値で運転する第4工程と、この第4工程終了後に前記吸着空気送風手段の送風量を前記目標設定値まで段階的若しくは連続的に大きくする第5工程と
この第5工程終了後に前記吸着空気送風手段の送風量を前記目標設定値で運転する第6工程と
を前記第1工程〜前記第3工程と並列に有することを特徴とする請求項10又は11に記載の加湿装置の制御方法。 - 前記水分吸着手段よりも風上側に、入口空気温度検出手段又は入口空気湿度検出手段を備えた加湿装置の制御方法であって、
前記第1工程および前記第4工程の前の電源投入時に、前記入口空気温度検出手段又は前記入口空気湿度検出手段が温度又は湿度を検出する第7工程と、
前記第7工程にて検出された温度又は湿度に基づいて、予め定められた前記加熱手段の加熱量、前記再生空気送風手段の送風量又は前記吸着空気送風手段の送風量の少なくとも一つの前記目標設定値及び運転開始時の値を設定する第8工程と
を有することを特徴とする請求項12に記載の加湿装置の制御方法。
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