WO2003025467A1 - Humidifier and air conditioner using the humidifier - Google Patents

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Takashi Tokui
Yukimasa Yano
Hitoshi Kawashima
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    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a humidifying device for supplying humidified air to a room and an air conditioner using the same.
  • the present applicant provides a humidifying device that alternates between a humidifying operation in which humidified air is blown into a room through a transfer passage and a drying operation in which dry air is blown into a transfer passage, and discharges dew water generated in the transfer passage.
  • a humidifier provided with a discharge unit has been proposed (this humidifier is described for the purpose of making the present invention easier to understand, and is not a known technology and not a conventional technology).
  • an object of the present invention is to provide a humidifying device and a humidifying device that can easily prevent dew condensation in a transport passage with a simple configuration without increasing the thickness of a heat insulating material in the transport passage or providing a heater or a discharge unit in the transport passage. It is to provide an air conditioner used.
  • a humidifying device for supplying humidified air from the outside of a room to a room via a transfer passage, wherein the absolute humidity of the humidified air is controlled so that dew condensation does not occur in the transfer passage. It is characterized by having absolute humidity adjustment means for adjustment.
  • the absolute humidity of the humidified air is adjusted by the absolute humidity adjusting means so that the inside of the transport passage is prevented from dew condensation.
  • Dew condensation in the transport passage can be easily prevented with a simple configuration without providing a heater or a discharge unit in the passage.
  • the humidifying device further includes a humidified air humidity sensor that detects a relative humidity of the humidified air in the transport passage, and a humidified air in the transport passage that is detected by the humidified air humidity sensor has a relative humidity.
  • the absolute humidity of the humidified air is adjusted by the absolute humidity adjusting means so that the target relative humidity becomes equal to or lower than the target relative humidity.
  • the relative humidity of the humidified air in the transport passage detected by the humidified air humidity sensor is adjusted by adjusting the absolute humidity of the humidified air by the absolute humidity adjusting means.
  • the target relative humidity is set at or below the target relative humidity where no condensation occurs, so that dew condensation in the transport path can be reliably prevented.
  • the humidifier includes an outdoor temperature sensor that detects the temperature of the outdoor air, an outdoor humidity sensor that detects the relative humidity of the outdoor air, and a temperature of the outdoor air detected by the outdoor temperature sensor.
  • a special relative humidity determining means for determining the target relative humidity based on the relative humidity of the outdoor air detected by the outdoor humidity sensor is provided.
  • the humidifying device of the above embodiment it is possible to obtain the relationship between the temperature of the humidified air and the absolute humidity based on the predetermined humidifying ability under various conditions of the temperature of the outdoor air and the relative humidity by experiments and the like. . Therefore, the outdoor air temperature detected by the outdoor temperature sensor
  • the target relative humidity determining means determines the target relative humidity at which no dew condensation occurs in the transport path based on the air temperature and the relative humidity of the outdoor air detected by the outdoor humidity sensor. And a target relative humidity that can more reliably prevent the occurrence of the above.
  • the humidifying device further includes a humid air temperature sensor for detecting a temperature of the humidified air in the transfer passage, and a temperature of the humidified air in the transfer passage detected by the humidified air temperature sensor.
  • the absolute humidity of the humidified air is adjusted by the absolute humidity adjusting means such that the temperature becomes a target temperature corresponding to a target relative humidity that does not cause dew condensation in the transport passage or becomes higher than the target temperature.
  • a temperature corresponding to the relative humidity of the humidified air in which the inside of the transport passage does not dew is set as the target temperature, and the absolute humidity of the humidified air is adjusted by the absolute humidity adjusting means. Since the temperature of the humidified air in the transport passage detected by the humidified air temperature sensor is set to a target temperature or higher than the target temperature, dew condensation in the transport passage can be reliably prevented. Also, dew condensation in the transport passage can be prevented by using an inexpensive temperature sensor without a humidity sensor for detecting the relative humidity of the humidified air in the transport passage.
  • the humidifying device further includes an outdoor temperature sensor that detects a temperature of the outdoor air, and a temperature of the outdoor air detected by the outdoor temperature sensor under a predetermined humidifying operation condition and a temperature detected by the humidified air temperature sensor. And a target temperature determining means for determining the target temperature based on the temperature of the humidified air in the transport passage.
  • the humidifier of the above embodiment it is possible to obtain the relationship between the relative humidity of the outdoor air and the temperature and the relative humidity of the outdoor air in advance under a predetermined force [I under the humid operation condition.
  • the relative humidity of the outdoor air can be estimated based on the temperature of the outdoor air and the temperature of the humidified air in the transfer passage under the predetermined humidifying operation condition.
  • the target temperature at which the humidified air of the relative humidity that does not cause dew condensation in the transfer passage is actually obtained when the wet operation is performed. By doing so, a target temperature that can more reliably prevent dew condensation in the transport passage is obtained.
  • the humidifier of one embodiment includes a humidifier rotor, an adsorption fan provided in an adsorption passage passing through the humidification rotor, a desorption fan provided in a desorption passage passing through the humidification rotor, A heater provided upstream of the humidification rotor in the desorption passage, wherein the absolute humidity adjustment means includes a rotation speed of the humidification rotor, a rotation speed of the suction fan, and a rotation speed of the desorption fan. It is characterized by controlling at least one of a rotation speed, an input of the heater, an on / off time of rotation of the humidifying rotor, an on / off time of rotation of the suction fan, and an on / off time of rotation of the desorption fan. I have.
  • the amount of water adsorbed and desorbed to the humidifying rotor can be increased or decreased by increasing or decreasing the rotation speed of the humidification rotor or turning the rotation on and off, thereby making it possible to raise or lower the absolute humidity of the carohumid air.
  • the absolute humidity of the humidified air can be raised or lowered by raising or lowering the fan speed or turning the fan on or off to increase or decrease the amount of moisture adsorbed on the humidifying rotor.
  • the amount of water desorbed from the humidification rotor can be increased or decreased to raise or lower the absolute humidity of the humidification air.
  • the absolute humidity of humidified air can be raised or lowered by increasing or decreasing the amount of water desorbed from the humid rotor.
  • the rotation speed of the humidifying rotor, the rotation speed of the suction fan, the rotation speed of the desorption fan, the heater input, the on / off time of the rotation of the humidification rotor, the on / off time of the rotation of the suction fan, or the on / off time of the rotation of the desorption fan are controlled.
  • the control may be performed by combining two or more of the humidifying rotor, the suction fan, the desorption fan, and the heater.
  • an air conditioner of the present invention is characterized by using the above humidifier.
  • the air conditioner having the above configuration humidification that can easily prevent dew condensation in the transport passage with a simple configuration without increasing the thickness of the heat insulating material in the transport passage or providing a heater / discharge unit in the transport passage.
  • An air conditioner using the device can be realized.
  • FIG. 1 is a block diagram of a main part of an air conditioner using a humidifier according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the humidifier. 9249
  • FIG. 3 is a diagram showing changes in the dry bulb temperature and the relative humidity of the humidified air blown out from the humidifier.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the humidifier in the air conditioner using the humidifier of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing changes in the dry bulb temperature and the relative humidity of the humidified air blown out from the humidifier.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of an air conditioner using a humidifier according to a first embodiment of the present invention.
  • This air conditioner includes an indoor unit 1, an outdoor unit 2, and an outdoor unit 2. And a humidifier 3A arranged at the top.
  • the power of the indoor unit 1 and the humidifier 3 A as a transport passage! ] Connected via wet duct 4.
  • the air conditioner using the humidifying device 3A supplies humidified air from the power B device 3A to the indoor unit 1 via the humidifying duct 4 to humidify the room.
  • a disc-shaped humidifying rotor 11 is disposed in a casing (not shown).
  • the humidifying rotor 11 is made of an adsorbent such as silica gel, zeolite, alumina, or the like, for example, formed in the shape of a cam, two cams, or a multi-grained porous material. Rotate. Further, the inside of the casing is partitioned by a partition plate (not shown) to form an adsorption passage A and a desorption passage B that pass through each part of the humidification rotor 11.
  • a suction fan 13 is provided downstream of the humidification rotor 11 in the suction passage A, and a suction fan motor 14 for driving the suction fan 13 is provided.
  • the humidifying rotor 11 absorbs moisture (adsorbs moisture) from the air flowing in the suction passage A in the direction of the arrow. .
  • a desorption fan 15 is provided downstream of the humidification rotor 11 in the desorption passage B, and a desorption fan motor 16 for driving the desorption fan 15 is provided to suck air as shown by an arrow. To make it flow. From the humidifying rotor 1 1 in the above desorption passage B PT / JP02 / 09249
  • the 6 is also provided with a heater 17 on the upstream side, and the air heated by the heater 17 is humidified by the humidification rotor 11 when passing through the humidification rotor 11 (moisture from the humidification rotor 11 1). To desorb). As described above, the moisture adsorbed by the humidifying rotor 11 from the air in the adsorption passage A is desorbed by the air heated by the heater 17, and the air is humidified. The humidified air is sent to the humidification duct 4 by the desorption fan 15.
  • reference numeral 21 denotes an inlet humidity as a humidified air humidity sensor which is disposed near the downstream side of the dehumidifying fan 15 of the humidifying duct 4 and detects the relative humidity of the humidified air at the inlet side of the humidifying duct 4.
  • a sensor 22 is an outdoor temperature sensor for detecting the temperature of outdoor air
  • 23 is an outdoor humidity sensor for detecting the relative humidity of the outdoor air.
  • Reference numeral 31 denotes an indoor control unit for controlling an indoor fan (not shown) and the like.
  • Reference numeral 32 denotes a compressor which receives signals from the inlet humidity sensor 21, the outdoor temperature sensor 22 and the outdoor temperature sensor 23, and receives a signal from the compressor.
  • An outdoor control unit 33 (not shown) controls the humidification operation by receiving signals from the outdoor control unit 32 and controlling the humidification operation.
  • the humidification operation control unit 33 controls the absolute humidity of the humidified air by controlling the power P motor 12, the suction fan motor 14, the desorption fan motor 16, and the heater 17. It has absolute humidity adjusting means 33 a and target relative humidity determining means 33 b for determining the target relative humidity of the humidified air on the inlet side of the humidifying duct 4.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the humidification operation process of the humidification operation control unit 33.
  • the humidification operation process that does not cause dew condensation in the humidification duct 4 will be described with reference to FIG.
  • step S1 when the process is started, a blowing operation is performed in step S1.
  • step S2 the outdoor temperature detected by the outdoor temperature sensor 22 is recognized, and in step S3, the outdoor humidity detected by the outdoor humidity sensor 23 is recognized.
  • the target relative humidity determination means 33b determines the target relative humidity RH at the humidification duct inlet such that the outlet of the humidification duct 4 does not condense. .
  • step S5 the humidification operation is started, and whether or not the humidification duct entrance humidity detected by the entrance humidity sensor 21 in step S6 is lower than the target relative humidity RH.
  • step 7 If it is determined in step 7 that the humidification duct inlet humidity is lower than the target relative humidity RH, the process proceeds to step S7, in which the rotation speed of the suction fan 13 is increased so as to increase the supplied water, and the process proceeds to step S9. move on.
  • step S6 determines whether the humidification duct inlet humidity is higher than the target relative humidity RH. If it is determined in step S6 that the humidification duct inlet humidity is higher than the target relative humidity RH, the process proceeds to step S8, in which the rotation speed of the adsorption fan 13 is reduced so as to reduce the supplied water, and the process proceeds to step S9. .
  • Step S9 it is determined whether or not there is a driving stop command. If it is determined that there is a driving stop command, the process is terminated. .
  • Fig. 3 shows the changes in the dry-bulb temperature and the relative humidity of the humidified air blown out from the humidifier 3A.
  • the dry-bulb temperature was increased by humidifying the outdoor air ("1" with a ⁇ ).
  • Humidified air with a high absolute humidity (“2” marked with ⁇ ) reaches the inlet of the humidifying duct 4.
  • the temperature of the humidified air (“2” indicated by ⁇ ) decreases at the outlet of the humidification duct 4 due to heat loss, and the relative humidity of the humidified air (“3” indicated by ⁇ ) near the outlet becomes the humidified air at the inlet. ("2" in the triangle).
  • the humidity of the caro-humidity duct 4 is controlled so that the relative humidity of the humidified air (“3” indicated by ⁇ ) at the outlet of the humidification duct 4 does not become the dew point (100 ° / 0 line). Controls the relative humidity of the humidified air at the inlet ("2" marked with ⁇ ). That is, the relative humidity of the caro-humid air at the entrance of the humidification duct 4 (“2” indicated by ⁇ ) is detected by the entrance humidity sensor 21 so that the detected relative humidity does not exceed the dew condensation limit relative humidity. is there.
  • the dew condensation limit relative humidity (relative humidity at the inlet of the humidification duct 4) in which the outlet side in the humidification duct 4 does not condense is determined in advance according to the outdoor temperature and the outdoor humidity. Then, by setting the above target relative humidity RH to be equal to or less than the dew condensation limit relative humidity, and by preventing condensation at the outlet side in the humidification duct 4, the entire target in the humidification duct 4 can be prevented. No condensation occurs.
  • the humidification duct 4 in the humidification duct 4 has a simple configuration without increasing the thickness of the heat insulating material in the transfer passage or providing a heater or a discharge unit in the transfer passage. Dew condensation can be easily prevented. Also, compared to a humidifier that alternates between drying and humidification, the operation rate is improved due to the elimination of drying. As a result, the humidification capacity can be improved, and dew condensation in the humidification duct 4 can be prevented, thereby preventing the generation of power rubbing due to residual moisture.
  • the humidifier of the second embodiment has the same configuration as the humidifier of the first embodiment except for the processing of the inlet temperature sensor and the humidification operation control unit, and the same components are denoted by the same reference numerals. Therefore, the description is omitted and FIG.
  • the humidifier of the second embodiment has an inlet temperature sensor 24 as a force U humid air temperature sensor in the vicinity of the downstream side of the desorption fan 15 of the humidification duct 4 instead of the inlet humidity sensor 21 shown in FIG. Have been placed.
  • the humidification operation control unit 33 controls the humidification rotor motor 12, the suction fan motor 14, the desorption fan motor 16 and the heater 17 so that the power [1 It has an absolute humidity adjusting means 33 a for adjusting and a target temperature determining means 33 c for determining a target temperature of the humidified air on the inlet side of the caro-humidity duct 4.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the humidifier 3B.
  • step S11 when the process starts, a weak humidification operation is performed in step S11.
  • the humidification amount is reduced by lowering the rotation speed of the humidification rotor 11, lowering the rotation speed of the desorption fan 15, lowering the input of the heater 17, or lowering the rotation speed of the suction fan 13. Make it less than during normal humidification operation.
  • step S12 the outdoor temperature detected by the outdoor temperature sensor 22 is recognized.
  • step S13 the process proceeds to step S13 to recognize the humidifying duct inlet temperature detected by the humidifying duct 4 inlet temperature sensor 24.
  • step S14 based on the outdoor temperature detected by the outdoor temperature sensor 22 and the humidifying duct inlet temperature detected by the inlet temperature sensor 24, the humidifying duct is set by the target temperature determining means 33c. Determine the target temperature T at the inlet of the humidifying duct so that the outlet at 4 does not cause condensation.
  • step S15 the humidifying operation is started, and in step S16, it is determined whether or not the humidifying duct inlet temperature detected by the inlet temperature sensor 24 is lower than the target temperature. If it is determined that the inlet temperature is lower than the target temperature T, Proceed to 17 to increase the number of revolutions of the adsorption fan 13 so as to increase the supplied water, and then proceed to step S19.
  • step S16 determines whether the inlet temperature of the humidifying duct is higher than the target temperature T. If it is determined in step S16 that the inlet temperature of the humidifying duct is higher than the target temperature T, the process proceeds to step S18, in which the number of revolutions of the suction fan 13 is reduced so as to reduce the supplied water, Go to 9.
  • step S 19 it is determined whether or not there is a stop command, and if it is determined that there is a stop command, the process is terminated. If it is determined that there is no stop command, the process proceeds to step S 19. Return to 6.
  • Fig. 5 shows the changes in the dry-bulb temperature and the relative humidity of the humidified air blown out from the humidifier 3B.
  • the outdoor humidity is low, the outdoor air ("A" marked with ⁇ ) and the outdoor humidity are high.
  • the two conditions of the outdoor air ("AA" marked with ⁇ ) are described below.
  • the temperature of the humidified air (“C” indicated by ⁇ ) decreases at the outlet of the humidification duct 4 due to heat loss, and the relative humidity of the humidified air (“D” indicated by ⁇ ) near the outlet becomes the humidified air at the inlet.
  • C in ⁇
  • the temperature of the humidified air (“CC” indicated by ⁇ ) decreases at the outlet of the caro-humidity duct 4 due to heat loss, and the relative humidity of the humidified air near the outlet (“DD” indicated by ⁇ ) changes to the humidified air at the inlet.
  • DD relative humidity of the humidified air near the outlet
  • the humidified air at the outlet of the humidifying duct 4 (marked with ⁇ ) Control the temperature of the humidified air (“C” and “CC” marked with ⁇ ) at the inlet of the humidifying duct 4 so that the relative humidity of “D” and “DD” does not become the dew point (100% line). I do. That is, the temperature of the humidified air (“2” indicated by ⁇ ) at the inlet of the humidifying duct 4 is detected by the inlet temperature sensor 24 so that the detected temperature does not fall below the dew condensation limit temperature. is there.
  • the latent heat of moisture that is, steam in the enthalpy of the air increases, so that the sensible heat tends to decrease.
  • the enthalpy of the supplied air does not change significantly and the temperature decreases.
  • the relationship between the outdoor temperature and the temperature of the humidified air at the entrance of the humidification duct 4 and the outdoor humidity at the time of the weak humidification operation, which is the predetermined humidification operation condition, is examined in advance, and using the relationship,
  • the outdoor humidity is estimated based on the outdoor temperature during the humidification operation and the temperature of the humidified air at the inlet of the humidification duct 4.
  • the estimated outdoor humidity is low, the humidification amount is reduced and the dew condensation limit temperature is lowered.
  • the outdoor humidity is high, increase the dew condensation limit temperature to increase the humidification capacity S.
  • the above target temperature T is set to be equal to or higher than the dew condensation limit temperature so that dew condensation does not occur at the outlet side in the humidification duct 4 where dew condensation is most likely to occur, and dew condensation occurs in all of the humidification duct 4 Does not occur.
  • the dew condensation in the transport passage can be performed with a simple configuration without increasing the thickness of the heat insulating material in the transport passage or providing a heater or a discharge unit in the transport passage. Can be easily prevented.
  • the operation rate is improved by eliminating the drying operation, the humidification capacity can be improved, and the residual moisture is prevented by preventing the dew condensation in the humidification duct 4. This can also prevent the generation of force-induced vibration.
  • the rotation speed of the suction fan 13 is controlled as the actuator control for adjusting the absolute humidity of the humidified air.
  • the rotation speed of the humidification rotor 11 is controlled. It may be controlled to raise and lower.
  • the humidifying device of the invention may adjust the absolute humidity of the humidified air by controlling at least one of the number of rotations of the humidification rotor, the number of rotations of the suction fan, the number of rotations of the desorption fan, and the input of the heater.
  • an air conditioner using a humidifier has been described.
  • the humidifier of the present invention may be used for another heating device, or may be used alone.
  • the present invention may be applied to a humidifying device or the like.
  • the inlet humidity sensor 21 as a humidified air humidity sensor and the inlet temperature sensor 24 as a humidified air temperature sensor are arranged on the inlet side of the humidifying duct 4 as a transfer passage.
  • the humidified air humidity sensor and the humidified air temperature sensor need only be arranged in the transport passage.
  • the humidifying device of the present invention is not limited to the configuration disclosed in the first and second embodiments, and it is needless to say that the present invention may be applied to a humidifying device having another configuration. It is.

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Description

明 細 書 加湿装置おょぴそれを用いた空気調和機 技術分野
この発明は、 室内に加湿空気を供給する加湿装置およびそれを用いた空気調和 機に関する。 背景技術
従来、 加湿装置としては、 室外から水分を取り込んで加湿された空気を室内に 搬送するものがある。 この加湿装置では、 加湿空気を室外から搬送通路 (加湿ダ クト等)を介して室内に供給するが、 搬送通路内に発生する結露が大きな問題と なっていた。
そこで、 このような搬送通路の結露の問題を解決するため、 搬送通路の断熱材 の厚さを増やして断熱効果を高めたり、 搬送通路に加湿空気を温めるためのヒー タを設けたりする加湿装置が提案されている。
また、 本出願人により、 加湿空気を搬送通路を介して室内に吹き出す加湿運転 と乾燥空気を搬送通路に吹き込む乾燥運転とを交互に繰り返す加湿装置や、 搬送 通路内に発生した結露水を排出する排出部を設けた加湿装置が提案されている (なお、 この加湿装置は、 この発明を理解しやすくするために説明するものであ つて、 公知技術ではなく、 従来技術ではない)。
ところが、 上記搬送通路の断熱材の厚さを増やした加湿装置では、 コストが高 くなると共に施工性が悪いという問題がある。 また、 上記搬送通路にヒータを設 けた加湿装置では、 消費電力が増大するという問題がある。 また、 上記加湿運転 と乾燥運転を交互に行う加湿装置では、 運転率低下により加湿能力が低下すると いう問題があり、 さらに、 上記排出部を設けた加湿装置では、 排出部から加湿空 気が漏れたり、 残留水分により力ビが発生したりするという問題がある。 発明の開示 そこで、 この発明の目的は、 搬送通路の断熱材を厚くしたり搬送通路にヒータ や排出部を設けたりすることなく、 簡単な構成で搬送通路内の結露を容易に防止 できる加湿装置およびそれを用いた空気調和機を提供することにある。
上記目的を達成するため、 請求項 1の加湿装置は、 加湿空気を室外から搬送通 路を介して室内に供給する加湿装置において、 上記搬送通路内が結露しないよう に上記加湿空気の絶対湿度を調整する絶対湿度調整手段を備えたことを特徴とし ている。
上記構成の加湿装置によれば、 上記絶対湿度調整手段により上記加湿空気の絶 対湿度を調整することによって、 上記搬送通路内が結露しないようにするので、 搬送通路の断熱材を厚くしたり搬送通路にヒータや排出部を設けたりすることな く、 簡単な構成で搬送通路内の結露を容易に防止できる。
また、 一実施形態の加湿装置は、 上記搬送通路内の加湿空気の相対湿度を検出 する加湿空気湿度センサを備え、 上記加湿空気湿度センサにより検出される上記 搬送通路内の加湿空気の相対湿度が上記目標相対湿度になるかまたは上記目標相 対湿度よりも低くなるように、 上記絶対湿度調整手段により上記加湿空気の絶対 湿度を調整することを特徴としている。
上記実施形態の加湿装置によれば、 上記絶対湿度調整手段により上記加湿空気 の絶対湿度を調整することによって、 上記加湿空気湿度センサにより検出される 搬送通路内の加湿空気の相対湿度を搬送通路内を結露させない目標相対湿度にす るかまたは目標相対湿度よりも低くするので、 搬送通路内の結露を確実に防止で きる。
また、 一実施形態の加湿装置は、 室外空気の温度を検出する室外温度センサと、 室外空気の相対湿度を検出する室外湿度センサと、 上記室外温度センサにより検 出された室外空気の温度と上記室外湿度センサにより検出された室外空気の相対 湿度に基づいて上記目標相対湿度を決定する目標相対湿度決定手段とを備えたこ とを特 ί敷としている。
上記実施形態の加湿装置によれば、 室外空気の温度と相対湿度の様々な条件下 で所定の加湿能力に基づく加湿空気の温度と絶対湿度との関係を実験等により得 ることが可能である。 したがって、 上記室外温度センサにより検出された室外空 気の温度と上記室外湿度センサにより検出された室外空気の相対湿度に基づいて、 上記目標相対湿度決定手段により搬送通路内が結露しない上記目標相対湿度を決 定することで、 搬送通路内の結露をより確実に防止できる目標相対湿度が得られ る。
また、 一実施形態の加湿装置は、 上記搬送通路内の加湿空気の温度を検出する 力 Π湿空気温度センサを備え、 上記加湿空気温度センサにより検出される上記搬送 通路内の加湿空気の温度が、 上記搬送通路内を結露させない目標相対湿度に応じ た目標温度になるかまたは上記目標温度よりも高くなるように、 上記絶対湿度調 . 整手段により上記加湿空気の絶対湿度を調整することを特徴としている。
上記実施形態の加湿装置によれば、 搬送通路内が結露しない加湿空気の相対湿 度に応じた温度を上記目標温度とし、 上記絶対湿度調整手段により上記加湿空気 の絶対湿度を調整することによって、 上記加湿空気温度センサにより検出される 搬送通路内の加湿空気の温度を目標温度にするかまたは目標温度よりも高くする ので、 搬送通路内の結露を確実に防止できる。 また、 上記搬送通路内の加湿空気 の相対湿度を検出する湿度センサなしに安価な温度センサを用いて搬送通路内の 結露を防止できる。
また、 一実施形態の加湿装置は、 室外空気の温度を検出する室外温度センサと、 所定の加湿運転条件における上記室外温度センサにより検出された室外空気の温 度と上記加湿空気温度センサにより検出された上記搬送通路内の加湿空気の温度 に基づいて上記目標温度を決定する目標温度決定手段とを備えたことを特徴とし ている。
したがって、 上記実施形態の加湿装置によれば、 予め所定の力 [I湿運転条件で室 外空気の温度おょぴ相対湿度に対する室外空気の相対湿度の関係を実験等により 得ることが可能であり、 その関係を利用することによって、 所定の加湿運転条件 における室外空気の温度および搬送通路内の加湿空気の温度に基づいて、 室外空 気の相対湿度を推定することができる。 そうして推定された室外空気の相対湿度 において実際に力 U湿運転を行うときに、 搬送通路内が結露しない相対湿度の加湿 空気になる目標温度を得る。 そうすることによって、 上記搬送通路内の結露をよ り確実に防止できる目標温度が得られる。 4 また、 一実施形態の加湿装置は、 加湿ロータと、 上記加湿ロータを経由する吸 着通路に設けられた吸着フアンと、 上記加湿ロータを経由する脱着通路に設けら れた脱着フアンと、 上記脱着通路の上記加湿ロータよりも上流側に設けられたヒ 一タとを備え、 上記絶対湿度調整手段は、 上記加湿ロータの回転数,上記吸着フ ァンの回転数,上記脱着フ了ンの回転数,上記ヒータの入力,上記加湿ロータの回 転のオンオフ時間,上記吸着ファンの回転のオンオフ時間おょぴ上記脱着ファの 回転のオンオフ時間のうちの少なくとも 1つを制御することを特徴としている。 上記実施形態の加湿装置によれば、 上記加湿ロータの回転数を上げ下げまたは 回転をオンオフすることにより加湿ロータに吸脱着する水分量を増減させてカロ湿 空気の絶対湿度を高低にでき、 上記吸着ファンの回転数を上げ下げまたは回転を オンオフすることにより加湿ロータに吸着させる水分量を増減させて加湿空気の 絶対湿度を高低にできる。 また、 上記脱着ファンの回転数を上げ下げまたは回転 をオンオフすることにより加湿ロータから脱着される水分量を増減させて加湿空 気の絶対湿度を高低にでき、 上記ヒータの入力を大小にすることにより力 [I湿ロー タから脱着される水分量を増減させて加湿空気の絶対湿度を高低にできる。 この ように加湿ロータの回転数,吸着ファンの回転数,脱着ファンの回転数,ヒータの 入力,加湿ロータの回転のオンオフ時間,吸着ファンの回転のオンオフ時間または 脱着ファの回転のオンオフ時間を制御することにより、 カロ湿空気の絶対湿度を容 易に調整することができる。 なお、 これら加湿ロータ,吸着ファン,脱着ファンお よびヒータのうちの 2つ以上を組み合わせて制御してもよい。
また、 この発明の空気調和機は、 上記加湿装置を用いたことを特徴としている。 上記構成の空気調和機によれば、 搬送通路の断熱材を厚くしたり搬送通路にヒ ータゃ排出部を設けたりすることなく、 簡単な構成で搬送通路内の結露を容易に 防止できる加湿装置を用いた空気調和機を実現できる。 図面の簡単な説明
図 1はこの発明の第 1実施形態の加湿装置を用いた空気調和機の要部のプロッ ク図である。
図 2は上記加湿装置の動作を説明するフローチャートである。 9249
5 図 3は上記加湿装置から吹き出す加湿空気の乾球温度と相対湿度の変化を示す 図である。
図 4はこの発明の第 2実施形態の加湿装置を用いた空気調和機における加湿装 置の動作を説明するフローチャートである。
図 5は上記加湿装置から吹き出す加湿空気の乾球温度と相対湿度の変化を示す 図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明の加湿装置およびそれを用いた空気調和機を図示の実施の形態 により詳細に説明する。
(第 1実施形態)
図 1はこの発明の第 1実施形態の加湿装置を用いた空気調和機の要部の構成図 であり、 この空気調和機は、 室内ュニット 1と、 室外ュニット 2と、 上記室外ュ ニット 2の上部に配置された加湿装置 3 Aとを備えている。 上記室内ュニット 1 と加湿装置 3 Aとを搬送通路としての力!]湿ダクト 4を介して接続している。 この 加湿装置 3 Aを用いた空気調和機は、 力 B 装置 3 Aから加湿ダクト 4を介して室 内ュニット 1に加湿空気を供給して、 室内を加湿する。
また、 上記加湿装置 3 Aは、 ケーシング(図示せず)内に円板状の加湿ロータ 1 1を配置している。 この加湿ロータ 1 1は、 シリカゲル, ゼォライト, アルミナ 等の吸着材が例えばノ、二カム状または多孔多粒状に成形されており、 軸 1 1 aを 中心に力 [I湿ロータ用モータ 1 2によって回転する。 また、 上記ケーシング内を仕 切り板 (図示せず)で仕切って、 加湿ロータ 1 1の各部を経由する吸着通路 Aと脱 着通路 Bとを形成している。 上記吸着通路 Aの加湿ロータ 1 1よりも下流側に吸 着ファン 1 3を設け、 その吸着ファン 1 3を駆動する吸着ファン用モータ 1 4を 設けている。 上記加湿ロータ 1 1は、 吸着通路 Aを矢印の方向に流れる空気から 吸湿する(水分を吸着する)。 .
一方、 上記脱着通路 Bの加湿ロータ 1 1よりも下流側に脱着ファン 1 5を設け、 その脱着ファン 1 5を駆動する脱着ファン用モータ 1 6を設けて、 空気を矢印に 示すように吸引して流すようにしている。 上記脱着通路 Bの加湿ロータ 1 1より P T/JP02/09249
6 も上流側の部分にヒータ 1 7を設けて、 このヒータ 1 7でカ卩熱された空気が加湿 ロータ 1 1を通るときに、 加湿ロータ 1 1によって加湿される(加湿ロータ 1 1 から水分を脱着する)。 このように、 上記吸着通路 Aの空気から加湿ロータ 1 1 が吸着した水分は、 ヒータ 1 7によって加熱された空気によって脱着されて、 こ の空気が加湿される。 そうして加湿された空気は、 脱着ファン 1 5によって加湿 ダクト 4に送られる。
また、 図 1において、 2 1は上記加湿ダクト 4の脱着フアン 1 5の下流側近傍 に配置され、 加湿ダクト 4の入口側の加湿空気の相対湿度を検出する加湿空気湿 度センサとしての入口湿度センサ、 2 2は室外空気の温度を検出する室外温度セ ンサ、 2 3は室外空気の相対湿度を検出する室外湿度センサである。 また、 3 1 は室内ファン(図示せず)等を制御する室内制御部、 3 2は上記入口湿度センサ 2 1,室外温度センサ 2 2および室外温度センサ 2 3からの信号を受けて、 圧縮機 (図示せず)等を制御する室外制御部、 3 3は上記室外制御部 3 2カゝらの信号を受 けて、 加湿運転を制御する加湿運転制御部である。 上記加湿運転制御部 3 3は、 力 P湿ロータ用モータ 1 2,吸着ファン用モータ 1 4,脱着ファン用モータ 1 6およ びヒータ 1 7を制御して、 加湿空気の絶対湿度を調整する絶対湿度調整手段 3 3 aと、 加湿ダクト 4の入口側の加湿空気の目標相対湿度を決定する目標相対湿度 決定手段 3 3 bとを有している。
図 2は上記加湿運転制御部 3 3の加湿運転処理を説明するフローチャートを示 している。 以下、 図 2に従って加湿ダクト 4内を結露させない加湿運転処理につ いて説明する。
まず、 処理がスタートすると、 ステップ S 1で送風運転を行う。
次に、 ステップ S 2で室外温度センサ 2 2により検出された室外温度を認識し、 ステップ S 3で室外湿度センサ 2 3により検出された室外湿度を認識する。
次に、 ステップ S 4に進み、 上記室外温度と室外湿度に基づいて、 目標相対湿 度決定手段 3 3 bにより加湿ダクト 4の出口が結露しないような加湿ダクト入口 の目標相対湿度 R Hを決定する。
次に、 ステップ S 5に進み、 加湿運転を開始し、 ステップ S 6で入口湿度セン サ 2 1により検出された加湿ダクト入口湿度が目標相対湿度 R Hより低いか否か P T/JP02/09249
7 を判別して、 加湿ダクト入口湿度が目標相対湿度 R Hより低いと判別すると、 ス テツプ S 7に進み、 供給水分を増加させるように吸着フアン 1 3の回転数を上げ て、 ステップ S 9に進む。
一方、 ステップ S 6で加湿ダクト入口湿度が目標相対湿度 R Hより高いと判別 すると、 ステップ S 8に進み、 供給水分を低減するように吸着フアン 1 3の回転 数を下げて、 ステップ S 9に進む。
そして、 ステップ S 9で運転停止指令が有る力否かを判別して、 運転停止指令 が有ると判別すると、 この処理を終了する一方、 運転停止指令がないと判別する と、 ステップ S 6に戻る。
また、 図 3は上記加湿装置 3 Aから吹き出す加湿空気の乾球温度と相対湿度の 変化を示しており、 室外空気(〇印の " 1 " )を加湿することにより乾球温度が高 くかつ絶対湿度が高い加湿空気(〇印の " 2 " )が加湿ダクト 4の入口に到達する。 そして、 上記加湿空気(〇印の " 2 " )は、 加湿ダクト 4の出口ではヒートロスに より温度低下して、 出口近傍の加湿空気 (〇印の " 3 " )の相対湿度が入口の加湿 空気(〇印の " 2 " )よりも高くなる。 そこで、 上記加湿装置 3 Aでは、 加湿ダク ト 4の出口の加湿空気(〇印の " 3 " )の相対湿度が露点(1 0 0 °/0線)とならない ように、 カロ湿ダクト 4の入口の加湿空気 (〇印の " 2 " )の相対湿度を制御する。 すなわち、 加湿ダクト 4の入口のカロ湿空気(〇印の " 2 " )の相対湿度を入口湿度 センサ 2 1により検出して、 検出された相対湿度が結露限界相対湿度を越えない ようにするのである。
ここで、 実験により、 室外温度と室外湿度に応じて、 加湿ダクト 4内の出口側 が結露しない結露限界相対湿度 (加湿ダクト 4の入口の相対湿度)を予め決めてお く。 そうして、 上記目標相対湿度 R Hを結露限界相対湿度以下になるように設定 して、 最も結露しゃす 、加湿ダクト 4内の出口側で結露しないようにすることで、 加湿ダクト 4内の全てで結露が発生しない。
このように、 上記加湿装置 3 Aを用いた空気調和機では、 搬送通路の断熱材を 厚くしたり搬送通路にヒータや排出部を設けたりすることなく、 簡単な構成で加 湿ダクト 4内の結露を容易に防止することができる。 また、 乾燥運転と加湿運転 を交互に行う加湿装置に比べて、 乾燥運転がなくなることにより運転率がよくな り、 加湿能力を向上できると共に、 加湿ダクト 4内の結露を防止することにより 残留水分による力ビの発生も防ぐことができる。
(第 2実施形態)
次に、 この発明の第 2実施形態の加湿装置を用いた空気調和機について説明す る。 この第 2実施形態の加湿装置は、 入口温度センサおよび加湿運転制御部の処 理を除いて第 1実施形態の加湿装置と同一の構成をしており、 同一構成部は同一 参照番号を付して説明を省略し、 図 1を援用する。 この第 2実施形態の加湿装置 は、 図 1に示す入口湿度センサ 2 1の代わりに、 加湿ダクト 4の脱着フアン 1 5 の下流側近傍に力 U湿空気温度センサとしての入口温度センサ 2 4を配置している。 また、 加湿運転制御部 3 3は、 加湿ロータ用モータ 1 2,吸着フ了ン用モータ 1 4 ,脱着ファン用モータ 1 6およびヒータ 1 7を制御して、 力 [1湿空気の絶対湿度 を調整する絶対湿度調整手段 3 3 aと、 カロ湿ダクト 4の入口側の加湿空気の目標 温度を決定する目標温度決定手段 3 3 cとを有している。
図 4は上記加湿装置 3 Bの動作を説明するフローチャートである。
まず、 処理がスタートすると、 ステップ S 1 1で弱めの加湿運転を行う。 この 場合、 加湿ロータ 1 1の回転数を下げたり、 脱着フアン 1 5の回転数を下げたり、 ヒータ 1 7の入力を下げたり、 吸着ファン 1 3の回転数を下げたりして、 加湿量 を通常の加湿運転時よりも少なくする。
次に、 ステップ S 1 2に進み、 室外温度センサ 2 2により検出された室外温度 を認識する。
次に、 ステップ S 1 3に進み、 加湿ダクト 4の入口温度センサ 2 4により検出 された加湿ダクト入口温度を認識する。
次に、 ステップ S 1 4に進み、 室外温度センサ 2 2により検出された室外温度 と入口温度センサ 2 4により検出された加湿ダクト入口温度に基づいて、 目標温 度決定手段 3 3 cにより加湿ダクト 4の出口が結露しないような加湿ダクトの入 口における目標温度 Tを決定する。
次に、 ステップ S 1 5に進み、 加湿運転を開始し、 ステップ S 1 6で入口温度 センサ 2 4により検出された加湿ダクト入口温度が目標温度丁より低いか否かを 判別して、 加湿ダクト入口温度が目標温度 Tより低いと判別すると、 1 7に進み、 供給水分を増加させるように吸着フアン 1 3の回転数を上げて、 ス テツプ S 1 9に進む。
一方、 ステップ S 1 6で加湿ダクト入口温度が目標温度 Tより高いと判別する と、 ステップ S 1 8に進み、 供給水分を低減するように吸着ファン 1 3の回転数 を下げて、 ステップ S 1 9に進む。
そして、 ステップ S 1 9で運転停止指令が有る力否かを判別して、 運転停止指 令が有ると判別すると、 この処理を終了する一方、 運転停止指令がないと判別す ると、 ステップ S 1 6に戻る。
また、 図 5は上記加湿装置 3 Bから吹き出す加湿空気の乾球温度と相対湿度の 変化を示しており、 室外湿度が低いときの室外空気 (〇印の "A" )と室外湿度が 高いときの室外空気(〇印の "AA" )の 2つの条件について説明する。
まず、 弱めの加湿運転において、 室外空気(〇印の "A" )を加湿することによ り乾球温度が高く力つ絶対湿度が高い加湿空気(〇印の " B " )が加湿ダクト 4の 入口に到達する。 一方、 弱めの加湿運転において、 室外空気(〇印の "AA" )を カロ湿することにより乾球温度が高くかつ絶対湿度が高レヽ加湿空気(〇印の "B
B" )が加湿ダクト 4の入口に到達する。 このとき、 室外湿度が低い方が加湿量 が減るため、 加湿空気(〇印の " B " )の方が加湿空気(〇印の "B B" )よりも温 度が高くなる。
そして、 通常の加湿運転を行うときは、 室外空気(〇印の "A":)を加湿するこ とにより乾球温度が高くかつ絶対湿度が高い加湿空気(〇印の " C" )が加湿ダク ト 4の入口に到達する。 一方、 弱めの加湿運転において、 室外空気(〇印の "A A" )を加湿することにより乾球温度が高くかつ絶対湿度が高い加湿空気(〇印の "C C" )が加湿ダクト 4の入口に到達する。
そして、 上記加湿空気(〇印の " C" )は、 加湿ダクト 4の出口ではヒートロス により温度低下して、 出口近傍の加湿空気(〇印の "D" )の相対湿度が入口の加 湿空気 (〇印の "C" )よりも高くなる。 一方、 上記加湿空気(〇印の "C C" )は、 カロ湿ダクト 4の出口ではヒートロスにより温度低下して、 出口近傍の加湿空気 (〇印の "D D" )の相対湿度が入口の加湿空気(〇印の " C C" )よりも高くなる。 そこで、 上記加湿装置 3 Bでは、 加湿ダクト 4の出口の加湿空気(〇印の "D" および "D D" )の相対湿度が露点(1 0 0 %線)とならないように、 加湿 ダクト 4の入口の加湿空気(〇印の "C" および "C C" :)の温度を制御する。 す なわち、 加湿ダクト 4の入口の加湿空気 (〇印の " 2 " )の温度を入口温度センサ 2 4により検出して、 その検出された温度が結露限界温度よりも下がらないよう にするのである。
室内に供給する加湿空気の絶対湿度を増加させると、 その空気のェンタルビの うち、 水分、 即ち、 蒸気の潜熱が増えるため、 顕熱である温度は低下する傾向に なる。 具体的には、 脱着ファン 1 5による空気の流量やヒータ 1 7による加熱量 を大きく変化させないで、 吸着ファン 1 3の回転数をあげたり加湿ロータ 1 1の 回転数をあげたりすることにより、 搬送通路を通じて室内に供給する加湿空気の 絶対湿度をあげることにより、 供給する空気のェンタルピーは大きく変化せず、 温度は低下する。
ここで、 実験により、 所定の加湿運転条件である弱めの加湿運転時の室外温度 および加湿ダクト 4の入口の加湿空気の温度に対する室外湿度の関係を予め調べ ておき、 その関係を利用して、 弱めの加湿運転時の室外温度および加湿ダクト 4 の入口の加湿空気の温度に基づ 、て室外湿度を推定し、 推定した室外湿度が低レヽ ときは加湿量が減るために結露限界温度を低くし、 室外湿度が高いときは加湿量 力 S増えるために結露限界温度を高くする。 そうして、 上記目標温度 Tを結露限界 温度以上になるように設定して、 最も結露しやすい加湿ダクト 4内の出口側で結 露しないようにすることで、 加湿ダクト 4内の全てで結露が発生しない。
このように、 上記加湿装置 3 Bを用いた空気調和機では、 搬送通路の断熱材を 厚くしたり搬送通路にヒータや排出部を設けたりすることなく、 簡単な構成で搬 送通路内の結露を容易に防止することができる。 また、 乾燥運転と加湿運転を交 互に行う加湿装置に比べて、 乾燥運転がなくなることにより運転率がよくなり、 加湿能力を向上できると共に、 加湿ダクト 4内の結露を防止することにより残留 水分による力ビの発生も防ぐことができる。
上記第 1 ,第 2実施形態では、 加湿空気の絶対湿度を調整するァクチユエータ 制御として吸着ファン 1 3の回転数を制御したが、 吸着ファン 1 3の代わりに例 えば加湿ロータ 1 1の回転数を上げ下げするように制御してもよい。 なお、 この 発明の加湿装置は、 加湿ロータの回転数,吸着ファンの回転数,脱着ファンの回転 数およびヒータの入力のうちの少なくとも 1つを制御することにより、 加湿空気 の絶対湿度を調整すればよい。
また、 上記第 1 ,第 2実施形態では、 加湿装置を用いた空気調和機について説 明したが、 この発明の加湿装置を他の暖房装置に用いてもよいし、 装置単体で使 用される加湿装置等にこの発明を適用してもよい。
また、 上記第 1,第 2実施形態では、 加湿空気湿度センサとしての入口湿度セ ンサ 2 1および加湿空気温度センサとしての入口温度センサ 2 4を搬送通路とし ての加湿ダクト 4の入口側に配置したが、 加湿空気湿度センサおよび加湿空気温 度センサは、 搬送通路内に配置されていればよい。
なお、 この発明の加湿装置は、 上記第 1,第 2実施形態に開示された構成に限 定されるものではなく、 他の構成の加湿装置にこの発明を適用してもよいのは勿 論である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 加湿空気を室外から搬送通路(4 )を介して室内に供給する加湿装置におい て、
上記搬送通路(4 )内が結露しないように上記加湿空気の絶対湿度を調整する絶 対湿度調整手段( 3 3 a)を備えたことを特徴とする加湿装置。
2. 請求項 1に記載の加湿装置において、
上記搬送通路( 4 )内の加湿空気の相対湿度を検出する加湿空気湿度センサ( 2 1 )を備え、
上記加湿空気湿度センサ( 2 1 )により検出される上記搬送通路( 4 )内の加湿空 気の相対湿度が上記目標相対湿度になるかまたは上記目標相対湿度よりも低くな るように、 上記絶対湿度調整手段( 3 3 a)により上記加湿空気の絶対湿度を調整 することを特徴とする加湿装置。
3 . 請求項 2に記載の加湿装置において、
室外空気の温度を検出する室外温度センサ(2 2 )と、
室外空気の相対湿度を検出する室外湿度センサ( 2 3 )と、
上記室外温度センサ( 2 2 )により検出された室外空気の温度と上記室外湿度セ ンサ(2 3 )により検出された室外空気の相対湿度に基づいて上記目標相対湿度を 決定する目標相対湿度決定手段( 3 3 b)とを備えたことを特徴とする加湿装置。
4. 請求項 1に記載の加湿装置において、
上記搬送通路( 4 )内の加湿空気の温度を検出する加湿空気温度センサ( 2 4 )を 備え、
上記加湿空気温度センサ( 2 4 )により検出される上記搬送通路( 4 )内の加湿空 気の温度が、 上記搬送通路( 4 )内を結露させない目標相対湿度に応じた目標温度 になるかまたは上記目標温度よりも高くなるように、 上記絶対湿度調整手段 ( 3 3 a)により上記加湿空気の絶対湿度を調整することを特徴とする加湿装置。
5 . 請求項 4に記載の加湿装置において、
室外空気の温度を検出する室外温度センサ(2 2 )と、
所定の加湿運転条件における上記室外温度センサ( 2 2 )により検出された室外 空気の温度と上記加湿空気温度センサ( 2 4 )により検出された上記搬送通路( 4 ) 内の加湿空気の温度に基づいて上記目標温度を決定する目標温度決定手段(3 3 c)とを備えたことを特徴とする加湿装置。
6. 請求項 1に記載の加湿装置において、
加湿ロータ(1 1 )と、
上記加湿ロータ(1 1 )を経由する吸着通路に設けられた吸着ファン(1 3 )と、 上記加湿ロータ(1 1 )を経由する脱着通路に設けられた脱着ファン(1 5 )と、 上記脱着通路の上記加湿ロータ( 1 1 )よりも上流側に設けられたヒータ ( 1 7 ) とを備え、
上記絶対湿度調整手段は、 上記加湿ロータ(1 1 )の回転数,上記吸着ファン(1 3 )の回転数,上記脱着フアン( 1 5 )の回転数,上記ヒータ( 1 7 )の入九上記加湿 ロータ(1 1 )の回転のオンオフ時間,上記吸着ファン(1 3 )の回転のオンオフ時 間および上記脱着フアン( 1 5 )の回転のオンオフ時間のうちの少なくとも 1つを 制御することによって、 上記加湿空気の絶対湿度を調整することを特徴とするカロ
7. 請求項 1乃至 6のいずれか 1つに記載の加湿装置を用いたことを特徴とす る空気調和機。
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