JPH0241701B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、空気調和機の湿度制御に用いる湿
度測定方法に関する。

（従来の技術） 湿度を測定する方法として、たとえば毛髪、塩
化リチウム、セラミツクなどの感湿素子を用いた
湿度センサを利用することが知られている。

このような湿度センサを空気調和機の湿度制御
に応用するには、湿度センサは勿論のこと、その
周辺回路などの付加する必要がある。

（発明が解決しようとする課題） 湿度センサやその周辺回路を付加すると、制御
回路の複雑化およびコスト高を招くなどの問題が
ある。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、湿度センサを用いるこ
となく、室内フアンの駆動モータの回転数変化に
よつて室内の湿度を測定することができる全く新
規な湿度測定方法を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 室内熱交換器およびこの室内熱交換器に室内空
気を循環させる室内フアンを備えた空気調和機に
おいて、室内の湿度が所定の状態にあるときの上
記室内フアンの駆動モータの回転数を基準回転数
として第１記憶手段にあらかじめ記憶しておき、
かつ室内の湿度が上記所定の状態から変化すると
きに生じる上記室内フアンの駆動モータの回転数
変化を第２記憶手段にあらかじめ記憶しておき、
上記室内フアンの駆動モータの回転数を求め、こ
の求めた回転数と上記第１記憶手段の記憶内容と
の偏差を求め、この求めた偏差と上記第２記憶手
段の記憶内容との比較により室内の湿度を求め
る。

（作用） 空気調和機の運転時、室内フアンの駆動モータ
の回転数を求め、この求めた回転数と第１記憶手
段にあらかじめ記憶している基準回転数との偏差
を求め、この求めた偏差と第２記憶手段にあらか
じめ記憶している湿度−回転数変化の条件との比
較により室内の湿度を求める。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。

第１図にたとえばルームクーラなどの空気調和
機における室内熱交換器１の外観を概略的に示
し、第２図および第３図に上記室内熱交換器１の
表面一部分（Ａ部）を拡大して示す。

ここに、第２図は室内熱交換器１が乾き状態に
あるときを示し、第３図は室内熱交換器１に露が
付着して湿り状態にあるときを示す。

なお、図中２は冷却パイプ、３は冷却フイン、
４は冷却パイプ３および冷却フイン３に付着した
露である。

また、室内熱交換器１の近傍には同室内熱交換
器１に室内空気を循環させるための室内フアンが
設けられており、その室内フアンを駆動するのに
必要なフアン負荷トルクと同室内フアンの駆動モ
ータが発生する出力トルクとの関係を第４図に示
す。

図において、５は室内熱交換器１が乾き状態に
あるときのフアン負荷トルクカーブ、６は室内熱
交換器１が湿り状態にあるときのフアン負荷トル
クカーブ、７は室内フアンの駆動モータとして誘
導モータを用いた場合の出力トルクカーブ、８は
室内フアンの駆動モータとして直流モータを用い
た場合の出力トルクカーブである。

すなわち、室内フアンの駆動モータは、フアン
負荷トルクと出力トルクとが釣り合う点（各カー
ブの交点）の回転数で動作する。

そして、誘導モータの場合、乾き状態のときの
回転数をNi₀、湿り状態のときの回転数をNi₁と
すれば、その乾き状態と湿り状態との間に（Ni₁
−Ni₀）の回転数偏差が生じる。

直流モータの場合、乾き状態のときの回転数を
Nd₀、湿り状態のときの回転数をNd₁とすれば、
その乾き状態と湿り状態との間に（Nd₁−Nd₀）
の回転数偏差が生じる。

なお、乾き状態での回転数よりも湿り状態での
回転数の方が高くなるが、これは次の理由によ
る。

まず、乾き状態では、室内熱交換器１に露が付
いていないため室内フアンの吸込む空気の量が多
くなる。これに対し、湿り状態では、室内熱交換
器１に露が付いているため室内フアンの吸込む空
気の量が少なくなる。

よつて、室内フアンの１回転における仕事量
は、乾き状態の方が湿り状態よりも大きい。つま
り、室内フアンを１回転させるための力は、乾き
状態の方が湿り状態よりも多く必要である。

こうして、乾き状態のときのフアン負荷トルク
は湿り状態のときのフアン負荷トルクよりも大き
くなる。これに対して、駆動モータの特性は出力
トルクが増加するに従つて回転数が低下する。そ
して、フアン負荷トルクと出力トルクのバランス
点で回転数が決定されるため、乾き状態での回転
数よりも湿り状態での回転数の方が高くなる。

ところで、室内熱交換器１の露付き量と室内フ
アンの駆動モータの回転数との間には、上記した
ように露付き量が増えると室内フアンの駆動モー
タの回転数が増えるという関係があり、これを実
測値として示したのが第５図である。これは、室
内フアンの駆動モータとして誘導モータを用い、
また室内温度が27℃、室内熱交換器１の温度が10
℃の条件で得たデータである。

なお、第５図から判るように、湿度がある程度
高い状態では室内熱交換器１に付いた露が下に流
れ落ちてしまい、それ以上湿度が高くなつたとし
ても室内熱交換器１の露付き量は増えず、飽和状
態となる。また、露が付き始める湿度、および露
付き量が飽和する湿度は、吸込み空気温度、室内
熱交換器１の温度、および室内熱交換器１を通る
基本的風量（乾き状態での風量）などによつて異
なるが、一般的な家庭用空気調和機であれば、室
内温度が27℃のとき、湿度が30〜35％付近から露
が付き始め、略60％以上のところで露付き量が飽
和する。

一方、室内の湿度と室内熱交換器１の露付き量
との間には第６図に示す条件がある。

したがつて、室内フアンおよびその駆動モータ
の定格が定まれば、第５図のデータと第６図の条
件とから、第７図に示すような回転数変化（回転
数偏差）と湿度との関係を得ることができる。

そして、室内の湿度が所定の状態（乾き状態）
にあるときの室内フアンの駆動モータの回転数を
基準回転数として第１記憶手段にあらかじめ記憶
しておき、かつ室内の湿度が上記所定の状態（乾
き状態）から変化するときに生じる室内フアンの
駆動モータの回転数変化（回転数偏差）つまり第
７図の関係を第２記憶手段にあらかじめ記憶して
おき、実際の運転では、室内フアンの駆動モータ
の回転数を求め、この求めた回転数と上記第１記
憶手段の記憶内容との偏差を求め、この求めた偏
差と上記第２記憶手段の記憶内容とを比較するこ
とにより、室内の湿度を求めることができる。

ただし、第５図のデータに基づいて説明したよ
うに、室内熱交換器１に露が付くのは湿度が略30
％から60％ぐらいの範囲であり、よつてその範囲
内でのみ湿度測定が可能である。

また、第４図で見る限り、誘導モータでは回転
数の上限付近においてその回転数の変化量がわず
かであるが、回転数偏差は下記のように有意な値
を得ることができる。

すなわち、誘導モータを室内フアンの駆動モー
タとして用いる場合、室内フアンのフアン負荷ト
ルクは、標準的なフアン用駆動モータの出力トル
クに対して、その停動トルク（最大出力トルク
点）を若干超えたところにマツチングするように
設定される。このマツチング点の辺りは出力トル
クのカーブが緩やかなところであり、よつて回転
数偏差の有意な値を十分に捕らえることが可能で
ある。

具体例の構成を第８図に示す。

室内熱交換器１の近傍に室内フアン１０が配設
されている。この室内フアン１０は、駆動モータ
１０Ｍを有し、室内熱交換器１を通して室内空気
を循環させるものである。

そして、駆動モータ１０Ｍに回転数センサ１１
が取り付けられる。この回転数センサ１１は、駆
動モータ１０Ｍの回転数を検知するものである。

回転数センサ１１に出力信号はＡ／Ｄ（アナロ
グ／デイジタル）変換器１２でデイジタル信号に
変換され、主制御部であるCPU（セントラル・プ
ロセツシング・ユニツト）２０に供給される。

また、室内熱交換器１に温度センサ１３が取り
付けられ、その温度センサ１３の出力信号が上記
Ａ／Ｄ変換器１２でデイジタル信号に変換され、
CPU２０に供給される。

さらに、室内温度を検知する室内温度センサ１
４が設けられており、その室内温度センサ１４の
出力信号が上記Ａ／Ｄ変換器１２でデイジタル信
号に変換され、CPU２０に供給される。

CPU２０は、空気調和機全般の制御を行なう
もので、前記した第１記憶手段および第２記憶手
段として働くROM（リード・オンリ・メモリ）
２０ａを有し、外部には上記Ａ／Ｄ変換器１２の
モータ制御回路２１および表示装置２２が接続さ
れている。

モータ制御回路２１は、CPU２０の指令に応
じて駆動モータ１０Ｍの動作を制御するものであ
る。

表示装置２２は、CPU２０から与えられるデ
ータを表示するものである。

そして、あらかじめ室内の湿度が所定の状態
（乾き状態）にあるときの駆動モータ１０Ｍの回
転数が回転数センサ１１で検知され、その検知回
転数が基準回転数として上記ROM２０ａの第１
記憶手段領域に記憶される。

さらに、あらかじめ室内の湿度が上記所定の状
態（乾き状態）から変化するときに生じる駆動モ
ータ１０Ｍの回転数変化（回転数偏差）つまり第
７図の関係がマツプとして上記ROM２０ａの第
２記憶手段領域に記憶される。

また、CPU２０は、空気調和機の運転時に回
転数センサ１１の検知結果つまり駆動モータ１０
Ｍの回転数を取り込む機能手段と、この取り込ん
だ回転数とROM２０ａの第１記憶手段領域の記
憶内容（基準回転数）との偏差を求める機能手段
と、この求めた偏差とROM２０ａの第２記憶手
段領域の記憶内容（第７図の関係）との比較によ
り室内の湿度を求める機能手段と、この求めた湿
度を温度センサ１３の検知温度（室内熱交換器１
の温度）および室内温度センサ１４の検知温度に
よつて補正演算する機能手段と、この補正後の湿
度データを表示装置２２で表示し且つ運転制御に
使用する機能手段とを備えている。

作用を説明する。

運転時、駆動モータ１０Ｍの回転数が回転数セ
ンサ１１によつて検知される。

CPU２０は、検知される回転数とROM２０ａ
内の基準回転数との偏差を求め、この求めた偏差
とROM２０ａ内のマツプ（第７図の関係）との
比較により室内の湿度を求める。

たとえば、第７図に示しているように、求めた
回転数偏差がΔN₁であれば、湿度H₁が求まる。

そして、CPU２０は、求めた湿度H₁を温度セ
ンサ１３の検知温度（室内熱交換器１の温度）お
よび室内温度センサ１４の検知温度によつて補正
演算し、この補正後の湿度データを表示装置２２
で表示し且つ運転制御に使用する。

この場合の補正は、室内熱交換器１の温度およ
び室内温度によつて室内熱交換器１の露付き量が
変化することに対処したものであり、誤差を補う
ために行なつている。

なお、室内温度センサ１４は、専用のものでも
よく、あるいは室内温度制御用の温度センサを共
用してもよい。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、室内熱交
換器およびこの室内熱交換器に室内空気を循環さ
せる室内フアンを備えた空気調和機において、室
内の湿度が所定の状態にあるときの上記室内フア
ンの駆動モータの回転数を基準回転数として第１
記憶手段にあらかじめ記憶しておき、かつ室内の
湿度が上記所定の状態から変化するときに生じる
上記室内フアンの駆動モータの回転数変化を第２
記憶手段にあらかじめ記憶しておき、上記室内フ
アンの駆動モータの回転数を求め、この求めた回
転数と上記第１記憶手段の記憶内容との偏差を求
め、この求めた偏差と上記第２記憶手段の記憶内
容との比較により室内の湿度を求めるようにした
ので、湿度センサを用いることなく、室内フアン
の駆動モータの回転数変化によつて室内の湿度を
測定することができる全く新規な湿度測定方法を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を説明するためのも
ので、第１図は室内熱交換器の概略的な構成図、
第２図は乾き状態のときの第１図の一部分の状態
を拡大して示す図、第３図は湿り状態のときの第
１図の一部分の状態を拡大して示す図、第４図は
室内フアンのフアン負荷トルクと駆動モータの出
力トルクとの関係を示す図、第５図は露付き量と
駆動モータの回転数変化との関係を示す図、第６
図は室内の湿度と露付き量との関係を示す図、第
７図は駆動モータの回転数変化と湿度との関係を
示す図、第８図は具体例の構成を示す図である。 １……室内熱交換器、１０……室内フアン、１
０Ｍ……駆動モータ、１１……回転数センサ、２
０……CPU。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 室内熱交換器およびこの室内熱交換器に室内
   空気を循環させる室内フアンを備えた空気調和機
   において、室内の湿度が所定の状態にあるときの
   上記室内フアンの駆動モータの回転数を基準回転
   数として第１記憶手段にあらかじめ記憶してお
   き、かつ室内の湿度が上記所定の状態から変化す
   るときに生じる上記室内フアンの駆動モータの回
   転数変化を第２記憶手段にあらかじめ記憶してお
   き、上記室内フアンの駆動モータの回転数を求
   め、この求めた回転数と上記第１記憶手段の記憶
   内容との偏差を求め、この求めた偏差と上記第２
   記憶手段の記憶内容との比較により室内の湿度を
   求めることを特徴とする湿度測定方法。