JPH05306826A - 除湿空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空調対象域２からの還気ＲＡを冷却除湿する
冷却手段４、その冷却除湿空気ＳＡを空調対象域２に循
環供給する循環手段３，５，１３、及び、空調対象域２
の域内温度検出に基づいて、検出域内温度ｔｉが設定下
限値ｔｉｕにまで低下すると冷却手段４の運転を停止す
ることと、検出域内温度ｔｉが設定上限値ｔｉｏにまで
上昇すると冷却手段４の運転を再開することとを繰り返
す運転制御手段１８を備える除湿空調装置において、快
適性の向上を図りながら能率良く域内湿度を低下させ
る。 【構成】 空調対象域２の域内湿度検出に基づいて、検
出域内湿度ｒが低下するほどの設定下限値ｔｉｕと設定
上限値ｔｉｏとの温度巾を縮小するように設定値変更す
る設定変更手段１８ｃを設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空調対象域からの還気
を冷却除湿する冷却手段、その冷却除湿空気を前記空調
対象域に循環供給する循環手段、及び、前記空調対象域
の域内温度検出に基づいて、検出域内温度が設定下限値
にまで低下すると前記冷却手段の運転を停止すること
と、検出域内温度が設定上限値にまで上昇すると前記冷
却手段の運転を再開することとを繰り返す運転制御手段
を備える除湿空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記形式の除湿空調装置では、図
５に示すように、上記の設定下限値ｔｉｕ及び設定上限
値ｔｉｏの夫々を一定値に固定し、それら設定下限値ｔ
ｉｕと設定上限値ｔｉｏとの温度巾を常に一定にして、
冷却手段４の運転停止及び運転再開を繰り返す構成とし
ていた。

【０００３】図５において太実線が上記の繰り返しによ
る域内状態の変化過程を示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、設定下限値ｔ
ｉｕ及び設定上限値ｔｉｏをそれらの温度巾を大きくし
て設定すると、当然のことながら域内温度ｔｉが、それ
ら両設定値ｔｉｕ，ｔｉｏにわたって大きく繰り返し変
化するため、体感温度的に域内者に不快感を与える問題
があった。

【０００５】又、この不快感を回避すべく、設定下限値
ｔｉｕ及び設定上限値ｔｉｏをそれらの温度巾を小さく
して設定すると、１期間の冷却手段運転により低下する
湿度の低下量が小さくなって、域内湿度ｒを所望の値ｒ
ｍに低下させるまでにおける冷却手段４の発停回数が多
くなり、このため、冷却手段４の運転再開時において冷
却手段４が所期の能力で冷却除湿機能するようになるま
での立ち上がりロス時間の発生頻度が多くなって、域内
湿度ｒの低下能率が悪くなる、即ち、域内湿度ｒを所望
の値ｒｍにまで低下させるのに要する時間が長くなる問
題があった。

【０００６】本発明の目的は、合理的な運転制御によ
り、域内者の不快感を防止しながら域内湿度を能率良く
低下させる点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による除湿空調装
置の第１の特徴構成は、空調対象域からの還気を冷却除
湿する冷却手段、その冷却除湿空気を前記空調対象域に
循環供給する循環手段、及び、前記空調対象域の域内温
度検出に基づいて、検出域内温度が設定下限値にまで低
下すると前記冷却手段の運転を停止することと、検出域
内温度が設定上限値にまで上昇すると前記冷却手段の運
転を再開することとを繰り返す運転制御手段を備える構
成において、前記空調対象域の域内湿度検出に基づい
て、検出域内湿度が低下するほど前記の設定下限値と設
定上限値との温度巾を縮小するように設定値変更する設
定変更手段を設けたことにあり、その作用・効果は次の
通りである。

【０００８】

【作用】つまり、上記第１特徴構成では（図３参照）、
冷却手段４の運転停止と運転再開とを繰り返しながら冷
却手段４による冷却除湿で域内湿度ｒが次第に低下する
に伴い、その繰り返しの各回における設定下限値ｔｉｕ
と設定上限値ｔｉｏとの温度巾が次第に小さく変更さ
れ、これにより、域内湿度低下過程における実際域内温
度ｔｉの上下変動が域内湿度ｒの低下に伴い（即ち、域
内湿度ｒが所望の値ｒｍに近づくに伴い）次第に小さく
なる。

【０００９】

【発明の効果】即ち、本発明の第１特徴構成によれば、
域内湿度が未だ高い状態では域内温度の上下変動巾は大
きいが、そもそも域内湿度が未だ高い状態では域内は未
だ充分な快適状態ではなくて域内者は空調性感知の上で
域内温度に対し鈍感な状態にあり、従って、この高湿度
状態で多少域内温度が大きく変動したとしても、その温
度変動による不快感の発生・助長は少ないものですむ。

【００１０】又、域内湿度が低くなって域内が湿度的に
快適な状態となると域内者は空調性感知の上で域内温度
に敏感となって、域内温度により域内快適性が更に大き
く左右されるが、前述の作用の如く域内湿度の低下に伴
い域内温度の変動巾を小さくすることで、低湿度状態で
の域内温度変動による不快感の発生を抑制できる。

【００１１】そして、域内湿度の低下能率については、
域内湿度が未だ高い状態において前述の如く設定下限値
と設定上限値との温度差を大きくすることで、域内湿度
が所望の値に低下するまでの全体としての冷却手段発停
回数を少なくできて、各回における冷却手段の運転再開
に伴う冷却手段立ち上がりロス時間の発生頻度を平均と
して少なくでき、これによって、域内湿度を所望の値に
まで低下させるのに要する時間を短いものにすることが
できる。

【００１２】以上要するに、本発明の第１特徴構成によ
れば、体感性と除湿性能とを両立できて、域内者の不快
感を回避し快適性を高くしながら域内湿度を能率良く低
下し得るに至った。

【００１３】〔本発明の第２及び第３特徴構成〕本発明
による除湿空調装置の第２の特徴構成は、検出域内湿度
が低下するほど前記循環手段による前記空調対象域への
給気風量を減少させる風量制御手段を設けたことにあ
る。

【００１４】つまり、この第２特徴構成によれば、域内
湿度が未だ高い状態、即ち、域内が充分な快適状態では
なく域内温度の上下変動も大きい状態において、給気風
量を大きくすることにより域内での所謂気流効果を大き
くして快適性の良化を図ることができる。

【００１５】そして、このように高湿度状態において給
気風量の増大により快適性の良化を図りながらも、域内
湿度の低下に伴い給気風量を減少させることにより、湿
度的に快適で、又、域内温度の変動も小さくして快適性
の向上を図った低湿度状態において、当初の高湿度状態
と同等の気流効果が相対的に過大となってかえって快適
性を損なうことを防止でき、これによって、域内湿度低
下過程の全体についての快適性向上を効果的に達成でき
る。

【００１６】本発明による除湿空調装置の第３の特徴構
成は、前記設定変更手段は、前記の温度巾縮小において
検出域内湿度が低下するほど前記の設定下限値を上昇側
に変更する構成としてあることにある。

【００１７】つまり、前述の如く域内湿度が低下すると
域内者は域内温度に敏感となって域内温度の変動が快適
性に大きな影響を与えるが、殊に、域内湿度が低い状態
で域内温度が低くなることに対し寒いといった不快感を
感じ易い、この点、上記の第３特徴構成によれば、域内
湿度が低下するほど設定下限値を上昇側に変更すること
で、この低湿度状態で感じ易い寒さの不快感を効果的に
防止でき、これにより、低湿度状態において域内温度の
変動による不快感を抑制することと相まって、更に高い
快適性を確保できる。

【００１８】

【実施例】次に実施例を説明する。

【００１９】図１において、１はパッケージ型の空調機
であり、空調対象域２から還気路３により機内へ導かれ
る還気ＲＡを温調用熱交換器４で温調し、その温調空気
を給気ＳＡとして給気路５を介し対象域２へ給送し、こ
れに並行して、外気路６により屋外から機内へ導かれる
外気ＯＡを熱源用熱交換器７に対し通過させ、その通過
空気を排気路８を介し屋外へ廃棄する構成としてある。

【００２０】９は温調用熱交換器４に対し通過させる還
気ＲＡに外気ＯＡの一部を混合する外気分流路、１０は
熱源用熱交換器７に対し通過させる外気ＯＡに還気ＲＡ
の一部を混合する還気分流路であり、これら混合により
空調対象域２に対する換気を合わせ実施するようにして
ある。

【００２１】温調用熱交換器４、及び、熱源用熱交換器
７は圧縮機１１、膨張弁１２とともにヒートポンプを構
成し、冷媒循環形態の切り換えにより、冷房では温調用
熱交換器４を蒸発器として機能させ、かつ、熱源用熱交
換器７を凝縮機として機能させ、一方、暖房では逆に温
調用熱交換器４を凝縮器として機能させ、かつ、熱源用
熱交換器７を蒸発器として機能させる。

【００２２】１３は給気ファン、１４は排気ファンであ
る。

【００２３】１５は還気ＲＡの温度（即ち、対象域２の
域内温度ｔｉ）を検出するセンサ、１６は還気ＲＡの相
対湿度（即ち、対象域２の域内相対湿度ｒ）を検出する
センサ、１７は温調用熱交換器４の表面温度ｔｐを検出
するセンサであり、１８はこれらセンサの検出情報に基
づき空調機１を制御する運転制御器である。

【００２４】次に冷房における運転制御形態を図２及び
図３に基づいて説明する。

【００２５】運転開始指令が与えられると、運転制御器
１８は給気ファン１３及び排気ファン１４の運転を開始
し、又、冷房用の冷媒循環形態において圧縮機１１を最
大出力で運転して温調用熱交換器４を最大出力Ｈｍａｘ
で冷却機能させる立ち上げ運転を開始する。

【００２６】又、運転制御器１８におけるファン制御部
１８ａは、給気ファン１３の出力調整により、温調用熱
交換器４の出力Ｈに応じて空調対象域２への給気風量Ｑ
を下記（イ）式で算出される値Ｑｋに調整（具体的には
圧縮機出力Ｃに応じて所定の関係で給気ファン１３の出
力を調整）し、

【００２７】Ｑｋ＝ｋ１・Ｈ＋ｋ２ ……（イ） （ｋ１，ｋ２は夫々、定数）

【００２８】立ち上げ運転において温調用熱交換器４が
最大出力Ｈｍａｘに調整されることに対し、給気風量Ｑ
も最大給気風量Ｑｍａｘとなる。

【００２９】この立ち上げ運転により、対象域２は図３
の空気線図において点ｓで示す初期状態（冷房運転開始
前の高温高湿状態）から域内温度ｔｉが次第に低下し、
又、それに伴い温調用熱交換器４の付随除湿機能により
域内絶対湿度も次第に低下する。

【００３０】立ち上げ運転により域内温度ｔｉが目標温
度ｔｉｉにまで低下（状態点ａ）すると、運転制御器１
８は検出還気温度ｔｉが目標温度ｔｉｉにまで低下した
ことに基づき、立ち上げ運転を完了し続いて除湿運転を
開始する。

【００３１】除湿運転では、先の立ち上げ運転で装置露
点温度ｔｐを成り行きとしていたのに代えて、運転制御
器１８は演算部１８ｂで還気ＲＡの検出温度ｔｉ及び検
出相対湿度ｒに応じた目標装置露点温度ｔｐｍを逐次決
定し、これに対し、温調用熱交換器４を最大出力Ｈｍａ
ｘに維持した状態で、ファン制御部１８ａが、目標装置
露点温度ｔｐｍと温調用熱交換器４の検出表面温度ｔｐ
との偏差Δｔｐに応じて、温調用熱交換器４の表面温度
ｔｐ（即ち、装置露点温度に相当する温度）を目標装置
露点温度ｔｐｍにするように、給気ファン１３の出力調
整により給気風量Ｑを調整する。

【００３２】尚、除湿運転への切り換えにおいて、温調
用熱交換器４が最大出力Ｈｍａｘにある状態での給気量
調整では表面温度ｔｐを目標装置露点温度ｔｐｍへ調整
できない状況、即ち、温調用熱交換器４が最大出力Ｈｍ
ａｘで、かつ、給気風量Ｑが最大給気風量Ｑｍａｘであ
る状態において表面温度ｔｐが目標装置露点温度ｔｐｍ
未満となる状況では、運転制御器１８は、給気風量Ｑを
最大給気風量Ｑｍａｘに維持した状態で、目標装置露点
温度ｔｐｍと温調用熱交換器４の検出表面温度ｔｐとの
偏差Δｔｐに応じて、温調用熱交換器４の表面温度ｔｐ
を目標装置露点温度ｔｐｍにするように、圧縮機１１の
出力調整をもって温調用熱交換器４の出力Ｈを調整す
る。

【００３３】演算部１８ｂは、図４に示す如き、還気Ｒ
Ａの相対湿度ｒ（域内相対湿度）、還気ＲＡの温度ｔｉ
（域内温度）、及び、目標装置露点温度ｔｐｍとの三者
についての設定関係に基づき、目標装置露点温度ｔｐｍ
を決定するようにしてあり、例えば、域内状態が図３中
で点ａにあって温度ｔｉ１（＝ｔｉｉ）、相対湿度ｒ１
であることに対し、目標装置露点温度をｔｐｍ１とす
る。

【００３４】又、上記の設定関係としては、空気線図上
において域内状態点から飽和線Ｌに対し引いた接線にお
ける接点ｐの温度を目標装置露点温度ｔｐｍとして与え
るように決定してある。

【００３５】除湿運転により域内温度ｔｉが更に低下
し、又、それに伴い温調用熱交換器４の付随除湿機能に
より域内絶対湿度も更に低下することに対し、運転制御
器１８は、検出還気温度ｔｉが設定下限値ｔｉｕにまで
低下すると圧縮機１１の運転を停止して温調用熱交換器
４の冷却機能を停止することと、この停止による域内温
度ｔｉの上昇で検出還気温度ｔｉが設定上限値ｔｉｏに
まで上昇すると圧縮機１１の運転を再開して温調用熱交
換器４を再び冷却機能させることとを繰り返す。

【００３６】即ち、温調用熱交換器４のこの繰り返し発
停により、図３において太実線で示すように、域内温度
ｔｉを設定下限値ｔｉｕと設定上限値ｔｉｏとの間で往
復変化させながら、域内相対湿度ｒを次第に低下させ
る。

【００３７】尚、図３においては冷却機能の停止期間に
おける域内状態の変化を等絶対湿度変化（太実線の水平
部分）として示しているが、冷却機能の停止期間におい
て域内での水蒸気発生や域内への水蒸気侵入等、いわゆ
る潜熱負荷により域内状態は図中において多少右上がり
勾配に変化する。

【００３８】除湿運転における上記の繰り返し発停に対
し、運転制御器１８における設定変更部１８ｃは、設定
下限値ｔｉｕ、及び、設定上限値ｔｉｏと還気ＲＡの相
対湿度ｒとの設定関係に基づいて、還気ＲＡの検出相対
湿度ｒが低下するほど、設定下限値ｔｉｕを上昇側へ変
更し、かつ、設定上限値ｔｉｏを低下側へ変更して、設
定下限値ｔｉｕと設定上限値ｔｉｏとの温度巾を縮小す
る。

【００３９】つまり、この設定値変更により、除湿運転
において域内相対湿度ｒが低下するほど前記の繰り返し
による域内温度ｔｉの上下変動を小さくして域内快適性
を向上するようにしてあり、殊に、この設定値変更にお
いて域内湿度ｒが低下するほど設定下限値ｔｉｕを上昇
側へ変更することにより、域内が低湿雰囲気となった状
態において寒いといった不快感を感じることがないよう
にしてある。

【００４０】又、繰り返し発停において域内相対湿度ｒ
が低下するほど、演算部１８ｂはより低い目標装置露点
温度ｔｐｍを指定（ｔｐｍ１→ｔｐｍ２→ｔｐｍ３…
…）するが、これに対し、ファン制御部１８ａは給気フ
ァン１３の出力調整により、給気風量Ｑを除湿運転への
切り換え時点の風量から次第に低下させて、温調用熱交
換器４の表面温度ｔｐを目標装置露点温度ｔｐｍに逐次
調整する。

【００４１】そして、このように域内相対湿度ｒの漸次
低下に伴い対象域２への給気風量Ｑを低下させる形態を
採ることにより、未だ域内相対湿度ｒが高くて充分に快
適と言えない域内状況においては、給気風量Ｑを大きく
して域内の気流効果を大きくすることで域内快適性の良
化を図りながら、域内相対湿度ｒが次第低下して湿度的
に快適となる低湿度状態においては、給気風量Ｑを減少
させることで、当初の高湿度状態と同等の気流効果が相
対的に過大となることによる快適性低下を防止し、これ
をもって、域内湿度低下過程の全体についての快適性向
上を図るようにしてある。

【００４２】上記除湿運転により還気ＲＡの検出相対湿
度ｒが目標値ｒｍにまで低下すると、運転制御器１８は
除湿運転を完了し通常運転での冷房に運転状態を切り換
える。

【００４３】そして、この通常運転では運転制御器１８
は、検出還気温度ｔｉと目標温度ｔｉｉとの偏差Δｔｉ
に基づき、域内温度ｔｉを目標温度ｔｉｉに調整・維持
するように圧縮機１１の出力調整により温調用熱交換器
４の出力Ｈを調整し、これに伴い、運転制御器１８にお
けるファン制御部１８ａは、温調用熱交換器４の出力Ｈ
に応じ、給気ファン１３の出力調整により空調対象域２
への給気風量Ｑを前述の（イ）式で算出される値Ｑｋに
調整する。

【００４４】図３において一点鎖線は上記の通常運転を
継続した場合の平衡状態における冷却除湿過程の状態変
化を例示し、除湿運転から通常運転に切り換わると、域
内状態は除湿運転からの切り換え時点における状態点ｂ
から一点鎖線で示す平衡状態における状態点ｃへ向かっ
て湿度上昇側へ徐々に変化するが、これに対し、運転制
御器１８は通常運転において、還気ＲＡの検出相対湿度
ｒが設定上限湿度ｒｏまで上昇すると、運転状態を通常
運転から再度除湿運転に切り換え、以降、運転停止指令
が与えられるまで通常運転と除湿運転を交互に繰り返
す。

【００４５】尚、除湿運転から通常運転への切り換え、
及び、通常運転から除湿運転への切り換えの夫々におい
て、切り換え後、所定時間ΔＴの間は次の切り換え条件
が整ったとしても次の切り換えを牽制し、これにより、
運転状態のハンチング的な切り換わりを防止するように
してある。

【００４６】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。

【００４７】検出域内温度ｔｉが設定下限値ｔｉｕにま
で低下すると冷却手段４の運転を停止することと、検出
域内温度ｔｉが設定上限値ｔｉｏにまで上昇すると冷却
手段４の運転を再開することとの繰り返しにおいて、検
出域内湿度ｒが低下するほど設定下限値ｔｉｕと設定上
限値ｔｉｏとの温度差を縮小するように設定値変更する
のに、設定下限値ｔｉｕの基準平均値、及び、設定上限
値ｔｉｏの基準平均値を夫々、どの程度の値とするか、
又、湿度低下に対しそれら設定値ｔｉｕ，ｔｉｏの温度
差をどの程度の変更率で縮小するかについては、対象域
２の使用目的等の種々の条件に応じて決定すればよい。

【００４８】上記の設定下限値ｔｉｕと設定上限値ｔｉ
ｏとのいずれか一方を一定として、他方の変更のみによ
り、湿度低下に応じそれら設定値ｔｉｕ，ｔｉｏの温度
差を縮小するようにしてもよく、又、設定下限値ｔｉｕ
や設定上限値ｔｉｏを湿度変化に伴い変更するのに、そ
れら設定値ｔｉｕ，ｔｉｏを一律の変更率で変更するに
代えて、域内湿度ｒに応じ設定値変更の変更率を変化さ
せるようにしてもよい。

【００４９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】装置構成図

【図２】制御フローチャート

【図３】域内状態変化を示す空気線図

【図４】域内の温度及び相対湿度と目標装置露点温度と
の関係を示すグラフ

【図５】従来における域内状態変化を示す空気線図

【符号の説明】

２ 空調対象域 ３，５，１３ 循環手段 ４ 冷却手段 １８ 運転制御手段 １８ａ 風量制御手段 １８ｃ 設定変更手段 Ｑ 給気風量 ＲＡ 還気 ｒ 域内湿度 ＳＡ 冷却除湿空気 ｔｉ 域内温度 ｔｉｏ 設定上限値 ｔｉｕ 設定下限値

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調対象域（２）からの還気（ＲＡ）を
   冷却除湿する冷却手段（４）、その冷却除湿空気（Ｓ
   Ａ）を前記空調対象域（２）に循環供給する循環手段
   （３），（５），（１３）、及び、前記空調対象域
   （２）の域内温度検出に基づいて、検出域内温度（ｔ
   ｉ）が設定下限値（ｔｉｕ）にまで低下すると前記冷却
   手段（４）の運転を停止することと、検出域内温度（ｔ
   ｉ）が設定上限値（ｔｉｏ）にまで上昇すると前記冷却
   手段（４）の運転を再開することとを繰り返す運転制御
   手段（１８）を備える除湿空調装置であって、 前記空調対象域（２）の域内湿度検出に基づいて、検出
   域内湿度（ｒ）が低下するほど前記の設定下限値（ｔｉ
   ｕ）と設定上限値（ｔｉｏ）との温度巾を縮小するよう
   に設定値変更する設定変更手段（１８ｃ）を設けた除湿
   空調装置。
2. 【請求項２】 検出域内湿度（ｒ）が低下するほど前記
   循環手段（３），（５），（１３）による前記空調対象
   域（２）への給気風量（Ｑ）を減少させる風量制御手段
   （１８ａ）を設けた請求項１記載の除湿空調装置。
3. 【請求項３】 前記設定変更手段（１８ｃ）は、前記の
   温度巾縮小において検出域内湿度（ｒ）が低下するほど
   前記の設定下限値（ｔｉｕ）を上昇側に変更する構成と
   してある請求項１又は２記載の除湿空調装置。