JP2002235946A - 空気調和機の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加湿器の汚れを効果的に防ぎ、また加湿器の
メンテナンスの容易化を図ることのできる機能を備えた
空気調和機の運転制御装置を提供する。 【解決手段】 空気調和機１０の運転を制御する運転制
御装置３０は、空気調和機の運転を停止しようとする時
刻までの残り時間が予め設定された時間に達したとき、
加湿器１７への給水を停止して空気調和機を乾燥運転す
る乾燥運転制御機能３５を備える。また運転制御装置
は、空気調和機の休止時を利用して加湿器への給水を開
始すると共に、送風機を作動させて加湿器を洗浄した
後、乾燥運転を実行する洗浄運転制御機能３６を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器、送風
機、および加湿器を備えて構成される空気調和機の運転
制御装置に係り、特に上記加湿器の汚れを効果的に防ぐ
ことができ、また加湿器のメンテナンスの容易化を図る
ことのできる機能を備えた空気調和機の運転制御装置に
関する。

【０００２】

【関連する背景技術】建物（ビル）等に設備される空気
調和機（空調機）は、通常、熱媒体と空気との熱交換を
行う熱交換器、この熱交換器に空気を通流させて温風や
冷風を生成して外部（所定の空調環境）に出力する送風
機（ファン）を備えて構成される。そして空気調和機か
ら出力される温風または冷風からなる調和空気を、給気
ダクトを介して建物内の各部に送風する如く構成され
る。またより極め細かい空気調和を実現するべく、上記
空気調和機に前記送風機により外部に出力される温風ま
たは冷風を加湿する加湿器を組み込み、その湿度を調整
することも行われる。

【０００３】このような空気調和機は、専ら、予め定め
られた運転スケジュールに従って自動運転制御され、建
物内への空調が不要となる夜間や休日には、その運転を
停止させることで省エネルギ化が図られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで前述した加湿
器は、特に気化式の加湿器は、湿潤性と空気の流通性と
を兼ね備えた加湿材（加湿セル）に水を含ませて送風通
路内に置き、空気との熱交換により水を気化させること
で空気を加湿するものであり、空気中の潜熱（絶対温
度）を増加させる作用を呈する。このような気化式の加
湿器における上記加湿材（セル）への給水は、当該セル
の上部から適量の水滴を滴下して浸透させたり、或いは
給水皿に適量の水を供給しながらセルの下端を給水皿中
に浸漬し、毛細管現象によりその水分をセルの全体に浸
透させて行われる。

【０００５】しかしながらこのような気化式の加湿器に
おいては、空気調和機の運転を停止しても、セルが多量
の水分を含有した状態で放置されることになる。しかも
空気調和機の運転停止に伴って送風機も停止するので、
上記セルの周囲に空気が滞留し、セルから蒸発した水蒸
気が飽和するので、加湿器の周辺を含めて空気調和機本
体の内部が湿潤状態となり易い。

【０００６】このような湿潤環境においては、空気中に
浮遊しているカビの胞子や細菌が加湿材（セル）等に付
着し易くなり、更にはセルに付着した細菌等が増殖し易
くなると言う問題が生じる。また空気調和機の運転を再
開した際、セルに付着したカビ等の異臭や胞子によって
空気調和機から送風される空気が汚染されることも懸念
される。しかしながらこのような不具合を未然に防ぐに
は、加湿器（セル）をこまめに清掃する等のメンテナン
スが必要であり、その設備管理の労力が多大である等の
問題がある。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、加湿器の汚れを効果的に防ぐこ
とができ、またそのメンテナンスの容易化を図ることの
できる機能を備えた空気調和機の運転制御装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る空気調和機の運転制御装置は、熱媒体
と空気との熱交換を行う熱交換器、この熱交換器に空気
を通流させて温風または冷風を生成して外部に出力する
送風機、およびこの送風機により外部に出力される温風
または冷風を加湿する加湿器を備えた空気調和機の運転
を制御する運転制御装置であって、特にその機能とし
て、例えば自動運転制御により前記空気調和機を予め設
定された時刻に停止させるに際し、該空気調和機の運転
を停止させるまでの残り時間が予め設定された時間に達
したとき、前記加湿器への給水を停止して前記空気調和
機を乾燥運転する乾燥制御手段を備えることを特徴とし
ている（請求項１）。

【０００９】即ち、空気調和機の運転を停止する予定の
時刻から所定時間前に加湿器への給水を停止させ、送風
機だけを上記運転停止の予定時刻まで運転することで加
湿器を乾燥させ、これによって空気中に浮遊しているカ
ビの胞子や細菌の加湿器への付着を防止し、またその繁
殖を防止することで、加湿器の清掃やそのメンテナンス
の負担を軽減することを特徴としている。

【００１０】また前記運転制御装置が備える機能とし
て、例えば空気調和機の運転を長期に亘って休止してい
るような夜間や休日等の空調環境が問題とならない時間
帯（期間）において、予め設定された時刻に前記加湿器
への給水を開始すると共に、前記送風機を作動させて前
記加湿器を洗浄する洗浄制御手段と、この洗浄制御手段
による前記加湿器の洗浄時間が予め設定された時間に達
したとき、前記前記送風機を所定時間に亘って継続運転
しながら前記加湿器への供水を停止させて前記空気調和
機を乾燥させる乾燥制御手段とを備えることを特徴とし
ている（請求項２）。

【００１１】即ち、空気調和機の運転を停止している期
間を利用して前記加湿器に強制的に給水し、また送風機
を作動させることで該加湿器からの水分の気化作用を積
極的に促して加湿器（セル）を自動洗浄し、その後、加
湿器への給水を停止させて送風機だけを継続的に作動さ
せることで該加湿器を乾燥させ、これによって加湿器の
清掃やそのメンテナンスの負担を軽減することを特徴と
している。

【００１２】尚、前記乾燥制御手段においては、前記送
風機を最大能力で作動させて空気調和機を乾燥させるこ
とが好ましい。また前記洗浄制御手段においては、前記
加湿器への給水量を最大に設定すると共に、前記送風機
を最大能力で作動させて前記加湿器を洗浄することが好
ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る空気調和機、特に熱交換器や送風機に加
えて加湿器を備えた空気調和機の運転制御装置について
説明する。図１はこの実施形態に係る空気調和システム
の要部概略構成図で、１０は空気調和機である。この空
気調和機１０は、建物に配管された給気ダクト１に連な
る給気室１１と、上記給気ダクト１に並設された還気ダ
クト２に連なる還気室１２とを備える。そして空気調和
機１０は、後述するように給気室１１にて調和された温
風または冷風からなる空気を、該給気室１１に組み込ま
れた送風機（ファン）１３により前記給気ダクト１を介
して所定の空調環境（室内等）に送風し、また還気室１
２に組み込まれた送風機（ファン）１４を用いて前記還
気ダクト２を介して上記空調環境（室内等）からの空気
を吸引して該空調環境を空気調和する役割を果たす。

【００１４】しかして前記給気室１１には、冷熱源３に
て除熱されて供給される熱媒体と該給気室１１内に導か
れた空気との間で熱交換して冷風を生成する冷却用の熱
交換器（冷熱機）１５と、温熱源４にて加熱された熱媒
体と該給気室１１内に導かれた空気との間で熱交換して
温風を生成する加熱用の熱交換器（温熱機）１６とが設
けられている。そしてこれらの熱交換器１５,１６にて
選択的に冷却／加熱して生成された冷風または温風を、
前記送風機１３により前記給気ダクト１を介して送風す
るようになっている。また給気室１１には、例えば気化
式の加湿器１７が設けられており、加湿器１７にて上記
冷風または温風を加湿することでその湿度を調整して空
気調和を実現するものとなっている。

【００１５】ちなみに前記冷熱源３から熱交換器（冷熱
機）１５への熱媒体の供給はバルブ１５ａを介して行わ
れ、後述する運転制御装置３０により上記バルブ１５ａ
の弁開度を調整することで空気との熱交換の度合いが、
つまり熱交換器１５を介して生成される冷風の温度が制
御される。また温熱源４から熱交換器（温熱機）１６へ
の熱媒体の供給はバルブ１６ａを介して行われ、このバ
ルブ１６ａについても前記運転制御装置３０によりその
弁開度を調整することで熱交換器１６を介して生成され
る温風の温度が制御される。また前記加湿器１７へは、
バルブ１７ａを介して水（上水）が供給されるようにな
っており、運転制御装置３０の制御の下でバルブ１７ａ
の弁開度を制御し、その給水量を調整することで上記冷
風または温風の湿度が調整されるようになっている。

【００１６】尚、前記給気室１１への外気の導入量は、
給気室１１を形成する壁面に設けられた外気導入用ダン
パ２１を介して調整され、また前記還気室１２に吸引さ
れた空気の外部への排気量は、排気室１２を形成する壁
面に設けられた排気用ダンパ２２を介して調整される。
また上記前記還気室１２に吸引された空気の一部は、前
記給気室１１と還気室１２とを区画する隔壁に設けられ
た還気用ダンパ２３を介して給気室１１に還流されるよ
うになっている。これらの各ダンパ２１,２２,２３の開
度は、前記運転制御装置３０により互いに関連を以てそ
れぞれ制御される。

【００１７】ところで前記運転制御装置３０は、概略的
には前記送風ダクト１に組み込まれた温度センサ２５と
湿度センサ２６によりそれぞれ検出される送風空気（冷
風または温風）の温度とその湿度、更には還気ダクト２
に組み込まれた湿度センサ２７により検出される還流空
気の温湿度とに従い、予め設定された制御条件（設定温
度、設定湿度、設定風量等）の下で前記空調環境（室
内）に送風する空気の温度とその湿度を調整するように
前記空気調和機１０の運転を制御する。

【００１８】即ち、運転制御装置３０は、例えばマイク
ロプロセッサやシーケンサ等によって構成されるもの
で、その基本的な機能として温度制御機能３１、湿度制
御機能３２、運転管理機能３３、およびタイマー管理機
能３４を備えて構成される。上記温度制御機能３１は、
制御目標値である調和空気の設定温度と、前記温度セン
サ２５により検出される送風空気の温度とに従い、所定
の制御アルゴリズムの下で前記バルブ１５ａ,１６ａを
択一的に開弁して冷却用の熱交換器（冷熱機）１５また
は加熱用の熱交換器（温熱機）１６を選択的に作動させ
る。そして上記バルブ１５ａ,１６ａの弁開度を制御す
ることで熱交換器１５,１６に供給する熱冷媒の熱量を
制御し、送風室１１に導入された空気を熱交換して所定
温度の冷風または温風を生成する。

【００１９】また前記湿度制御機能３２は、制御目標値
である調和空気の設定湿度と前記湿度センサ２６により
検出される送風空気の湿度、更には湿度センサ２７によ
り検出される還流空気の湿度とに従い、所定の制御アル
ゴリズムの下で前記バルブ１７ａを開弁し、且つその弁
開度を調整することで前述した加湿器１７への給水量を
制御し、上述した如く温度制御された空気の湿度を調整
している。

【００２０】ちなみに上記温度制御機能３１による熱交
換器１５,１６の作動制御、および湿度制御機能３２に
よる加湿器１７の作動制御は、送風機１３,１４による
送風量の制御およびダクト２１,２２,２３による外気導
入量、排気量、還流空気量の各制御と互いに関連して実
行される。尚、これらの各部の制御については種々の制
御アルゴリズムを適宜採用可能であるが、例えば実測温
度とその制御目標値とに従い、ＰＩＤ制御を用いて前記
各バルブ１５ａ,１６ａ,１７ａの弁開度、送風機１１,
１２のファン回転数、およびダンパ２１,２２,２３の開
き角度に対する各制御値をそれぞれ求めて実行される。

【００２１】一方、前記運転管理機能３３は、予め設定
された運転スケジュールに従い、タイマー管理機能３４
と協働して前述した温度制御機能３１および湿度制御機
能３２の作動を制御する役割を担う。具体的には運転管
理機能３３は、曜日や時間帯等に応じて予め設定された
空気調和機の運転時間となったときに空気調和機１０を
作動させ、上記運転時間が終了した時点で上記空気長補
機本体１０の作動を停止させることで、その自動運転を
実現する役割を担う。

【００２２】ここで本発明に係る空気調和機が特徴とす
るところは、前記運転制御装置３０が上述した基本機能
（温度制御機能３１,湿度制御機能３２,運転管理機能３
３,タイマー管理機能３４）に加えて乾燥運転制御機能
３５および洗浄運転制御機能３６を備えている点にあ
る。上記乾燥運転制御機能３５は、空気調和機１０の運
転を停止する際、前述した加湿器１７に供給した水分の
全てを気化させて該加湿器１７を乾燥させる役割を担う
ものであり、また洗浄運転制御機能３６は、前述した加
湿器１７に強制的に水分を供給することで該加湿器１
７、特にその加湿材（セル）を洗浄する役割を担う。こ
れらの乾燥運転制御機能３５および洗浄運転制御機能３
６は、以下に説明するように所定の条件下において前記
バルブ１７ａを制御して空気調和機１０における加湿器
１７への給水を制御し、且つ送風機１１の作動を制御す
ることによって達せられる。

【００２３】この乾燥運転制御機能３５による空気調和
機１０の乾燥運転は、例えば図２に示すようにして実行
される。即ち、この乾燥運転は、予め加湿器１７を十分
に乾燥させるに必要な乾燥運転時間を初期設定すること
により、その運転準備が整えられる［ステップＳ１］。
このような条件下において、前述した運転管理機能３３
の管理の下で空気調和機１０が運転されると、乾燥運転
制御機能３５は前記タイマー管理部３４と協働して現在
時刻を求め、その運転を停止する予定の時刻までの残り
時間を逐次求める。そしてこの運転停止までの残り時間
が前述した如く初期設定された乾燥運転時間に至ったか
否かを逐次判定し［ステップＳ２］、その残り時間が乾
燥運転時間に達したとき、空気調和機１０の運転を継続
させながら、前記バルブ１７ａを強制的に全閉状態とす
ることで加湿器１７への給水を停止させている［ステッ
プＳ３］。つまり送風機１１を作動させて熱交換器１
５,１６により熱交換して生成された冷風または温風の
送風状態を維持しながら、加湿器１７への給水だけを停
止させる。すると加湿器１７に残存している水分は、引
き続き加湿器１７を通して送風される空気により気化さ
れて蒸発し、これによって加湿器１７が徐々に乾燥す
る。

【００２４】このような加湿器１７への無給水状態によ
る運転を、前述したタイマー管理部３４により管理され
ている空気調和機１０の運転停止時刻まで実行し［ステ
ップＳ４］、運転停止時刻に至った時点で送風機１１を
停止させ［ステップＳ５］、更に空気調和機１０の運転
の全てを停止させることで、該空気調和機１０の乾燥運
転も終了させる。

【００２５】かくして上述した如くして空気調和機１０
を所定の運転スケジュールに従って運転するに際し、そ
の運転停止までの残り時間が前述した如く設定された乾
燥運転時間に達したとき、乾燥運転制御機能３５の制御
の下でバルブ１７ａを強制的に閉じて加湿器１７への給
水を停止する乾燥運転モードを備えた空気調和機によれ
ば、空気調和機１０の運転を停止させるに先立って必ず
所定の時間に亘って加湿器１７およびを空気調和機１０
の内部を効果的に乾燥させることができる。従って空気
中に浮遊するカビの胞子や細菌等の加湿器１７における
加湿材（セル）等への付着を効果的に防止し、また細菌
等の増殖を効果的に防ぐことが可能となる。そして二次
的には、空気調和機の運転を再開した際に、セルに付着
したカビ等の異臭や胞子によって空気調和機から送風さ
れる空気が汚染されるような不具合を未然に防ぐことが
可能となる。

【００２６】特に運転停止までの残り時間が乾燥運転時
間に達したとき、加湿器１７への給水を停止させると言
う簡単な制御だけで乾燥運転を実行することができるの
で、予め設定された運転スケジュールの下で空気調和機
を自動運転するような場合であっても、その運転停止時
に必ず加湿器１７等を乾燥させることができ、その制御
自体も容易である等の利点がある。

【００２７】一方、前述した洗浄運転制御機能３６によ
る空気調和機１０の洗浄運転は、例えば図３に示すよう
にして実行される。この洗浄運転は、例えば空気調和機
を停止させている休日や夜間等の、空気調和環境に悪影
響を及ぼすことのない時間帯を利用して実行される。即
ち、この洗浄運転は、先ず洗浄運転の開始時刻と乾燥運
転の開始時刻、および乾燥運転の停止時刻をそれぞれ初
期設定することでその準備が整えられる［ステップＳ１
１］。尚、上記乾燥運転の開始・停止時刻の設定に代え
て、洗浄運転の継続時間と乾燥運転の継続時間を初期設
定することも可能である。

【００２８】また上記洗浄運転と乾燥運転については、
通常時における空気調和機１０の運転制御と異なり、オ
ープンループ制御により簡易に実行するべく、これらの
洗浄運転および乾燥運転時における送風機１１の運転条
件（ファン回転数）を初期設定する［ステップＳ１
２］。この送風機１１の運転条件（ファン回転数）につ
いては、該送風機１１の最大能力を引き出すべく、一般
的には最大ファン回転数に設定すれば十分である。

【００２９】以上のようにして初期設定が完了したなら
ば、前記タイマー管理機能３４の管理の下で現在時刻と
上記洗浄運転開始時刻とを比較し、洗浄運転を実行する
時刻が到来したか否かを判定する［ステップＳ１３］。
そして所定の洗浄運転開始時刻になったならば、先ず送
風機１１を起動し、同時にバルブ１７ａを全開にして加
湿器１７に対する給水量を最大とし、むしろ加湿器１７
にとって過剰となるように給水する［ステップＳ１
４］。すると加湿器１７においては、その加湿材（セ
ル）に浸透した水分が最大風量で通過する空気に触れて
気化される一方、その余剰水分が加湿材から流れ出る。
この際、加湿材（セル）の表面に付着しているカビの胞
子や細菌等が上記余剰水分によって洗い流され、これに
よって加湿器１７が洗浄される。尚、カビの胞子や細菌
等を洗い流した余剰水は、空気調和機１０に設けられた
所定のドレインから外部に排出される。

【００３０】しかして上述したようにして洗浄運転を実
行している際、現在時刻が前述した乾燥運転開始時刻に
達すると［ステップＳ１５］、前述したバルブ１７ａが
閉じられ、加湿器１７への給水が停止される［ステップ
Ｓ１６］。但し、この場合においても前記送風機１１は
運転状態のままに保たれ、これによって前述したように
加湿器１７の乾燥運転モードが設定される。そしてこの
間乾燥運転が所定時間に亘って継続し、現在時刻が前述
した乾燥運転停止時刻に達したとき［ステップＳ１
７］、送風機１１の運転を停止させることでその乾燥運
転を停止させる［ステップＳ１８］。

【００３１】このようにして空気調和機１０の運転が停
止している期間を利用して、バルブ１７ａを全開にして
前記加湿器１７に過剰となる水分を供給しながら送風機
１１を作動させることで、加湿材から流れ出る余剰水を
用いて該加湿材に付着したカビの胞子や細菌等を効果的
に洗い流すことが可能となる。しかも加湿材から流れ出
る余剰水を該加湿材を通過する空気によって吹き飛ばす
ことによって、加湿材に付着したカビの胞子や細菌等を
強制的に洗い流すことが可能となる。

【００３２】その後、加湿器１７への給水を停止し、送
風機１１による空気流によって加湿器１７を乾燥させる
ので、加湿器１７を、特にその加湿材（セル）をクリー
ンな状態に効果的に保つことが可能となる。従って前述
した乾燥運転だけでは加湿器１７へのカビ等の付着を完
全に防止することができないような場合であっても、上
述した洗浄運転により加湿器１７に付着したカビ等を効
果的に排除することが可能となる。

【００３３】従って上述した如き乾燥運転機能３５、更
には洗浄運転機能３６を備えた空気調和機によれば、一
般的にカビ等の付着により汚れ易い加湿器１７を常にク
リーンな状態に保つことができ、加湿器１７の清掃等の
メンテナンスの容易化を図ることが可能となる。しかも
加湿器１７の汚れを効果的に防ぎ得るので、空気調和機
から送風される空気がカビ等により汚染されたり、カビ
に起因する異臭が発生するような不具合を未然に防ぐこ
とが可能となる。また上述したように乾燥運転や洗浄運
転の制御が観点であり、運転管理スケジュールの中に簡
易に組み込む実とが可能であるので、乾燥／洗浄運転を
含む空気調和機の自動運転制御を簡単に実現できる等の
利点がある。

【００３４】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば洗浄運転後の乾燥運転時に加熱
用の熱交換器１６を作動させ、高温の温風によりカビや
細菌を滅菌処理するようにしても良い。またこのように
して高温の温風を加湿器１７に通流させるようにすれ
ば、その乾燥所要時間を短縮することができる等の効果
が奏せられる。またここでは気化式の加湿器１７を組み
込んだ空気調和機を例について説明したが、蒸気式の加
湿器や水噴霧式の加湿器を組み込んだ空気調和機におい
ても同様な運転制御を実施することが可能である。その
他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空
気調和機の運転停止に先立って、所定時間に亘って加湿
器への給水を停止させて空気調和機を乾燥させる乾燥運
転モード、また空気調和機の運転休止時に加湿器に対し
て強制的に給水し、且つ送風機を作動させて加湿器を洗
浄する洗浄運転モードを備えるので、空気中に浮遊する
カビの胞子や細菌の付着による汚れを効果的に防止し、
空気調和機が送風する空気を常に清浄な状態に保つこと
ができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。しかも
簡単な制御により空気調和機を清浄に保つことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和システムの
要部概略構成図。

【図２】本発明に係る空気調和機の運転制御装置におけ
る乾燥運転の制御手順の一例を示す図。

【図３】本発明に係る空気調和機の運転制御装置におけ
る洗浄運転の制御手順の一例を示す図。

【符号の説明】 １０ 空気調和機 １１ 送風機 １５ 熱交換器 １６ 熱交換器 １７ 加湿器 １７ａ バルブ ３０ 運転制御装置 ３３ 運転管理機能 ３４ タイマー管理機能 ３５ 乾燥運転制御機能 ３６ 洗浄運転制御機能

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱媒体と空気との熱交換を行う熱交換
   器、この熱交換器に空気を通流させて温風または冷風を
   生成して外部に出力する送風機、およびこの送風機によ
   り外部に出力される温風または冷風を加湿する加湿器を
   備えた空気調和機の運転を制御する運転制御装置であっ
   て、 前記空気調和機の運転を停止しようとする時刻までの残
   り時間が予め設定された時間に達したとき、前記加湿器
   への給水を停止して前記加湿器を乾燥運転する乾燥制御
   手段を備えることを特徴とする空気調和機の運転制御装
   置。
2. 【請求項２】 熱媒体と空気との熱交換を行う熱交換
   器、この熱交換器に空気を通流させて温風または冷風を
   生成して外部に出力する送風機、およびこの送風機によ
   り外部に出力される温風または冷風を加湿する加湿器を
   備えた空気調和機の運転を制御する運転制御装置であっ
   て、 予め設定された時刻に前記加湿器への給水を開始すると
   共に、前記送風機を作動させて前記加湿器を洗浄する洗
   浄制御手段と、この洗浄制御手段による前記加湿器の洗
   浄時間が予め設定された時間に達したとき、前記前記送
   風機を所定時間に亘って継続運転しながら前記加湿器へ
   の供水を停止させて前記加湿器を乾燥させる乾燥制御手
   段を備えることを特徴とする空気調和機の運転制御装
   置。