JP2013245928A - 塗装ブース用空調装置及びその温湿度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる塗装ブース用空調装置の提供。
【解決手段】塗装ブース用空調装置１は、調温手段２３，２６，２７と調湿手段２４と温湿度制御手段４１とを備える。温湿度制御手段４１は、空気線図６１上にて設定された温湿度の目標点Ｐ０に温湿度を到達させる制御を行い、空調空気Ａ１を生成する。調湿手段２４は、加湿用水Ｗ１を噴射して外気Ａ０を加湿し、加湿用水Ｗ１を回収して再利用する加湿手段を含む。温湿度制御手段４１は、加湿用水Ｗ１の水温を測定する温度センサ４０と、その測定値に基づき温湿度の目標点Ｐ０を変更する目標点変更手段４２とを有する。温湿度制御手段４１は、変更した目標点Ｐ０に温湿度を到達させるべく、加湿用水Ｗ１の水量を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装ブース用空調装置及びその温湿度制御方法に関するものである。

従来、各種の空調装置が知られているが、そのなかでも特に自動車の塗装ブースにおける空調装置には、製品の品質維持のためにシビアな温湿度制御が要求される。この種の空調装置は、加熱装置、冷却装置、加湿装置（ワッシャ）、送風ファンなどの機器で構成されており、これらの機器を組み合わせて動作させることで、空調空気が目標とする温湿度となるように制御を行っている（例えば、特許文献１を参照）。より具体的には、空気の状態値を座標に表した空気線図が設定された空気線図テーブルにおいて、その空気線図上の所定位置を空調空気の温湿度の目標点としてあらかじめ設定する。そして、空調装置内に取り入れた外気に対する加熱、冷却、加湿を適宜組み合わせて行うことで、空調空気の温湿度を目標点に到達するように制御している。

特許３９９３３５８号公報

ところで、上記従来の塗装ブース用空調装置では、加熱装置、冷却装置、加湿装置などの機器を組み合わせて動作させている関係上、目標とする温湿度となるように空調空気を制御するのに、多くのエネルギーを必要とするという問題があった。また、これらの機器を組み合わせて動作させることから、目標とする温湿度に空調空気を到達させることにより制御が安定するまでには、かなり時間がかかるという問題もあった。そして、場合によっては、長時間かけても目標とする温湿度に到達できない可能性さえあった。

さらに、従来の塗装ブース用空調装置の場合、起動時に温湿度制御の目標点を適切な値に設定したとしても、起動してからの経過時間が長くなると、外気の温湿度の変化などにより、目標点が適切な値からずれてしまうという問題があった。しかしながら、そのずれの原因については従来必ずしも明確には判かっていなかった。以上のような事情から、従来装置では実際上はシビアな温湿度制御を達成することが困難な状況にあった。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる塗装ブース用空調装置及びその温湿度制御方法を提供することにある。

塗装ブース用空調装置において起動してからの経過時間が長くなったときに目標点が適切な値からずれてしまうことに関し、本願発明者が鋭意調査を行ったところ、外気の温湿度の変化に原因があるばかりでなく、外気を加湿するために用いる加湿用水の水温の変化にも原因があることを新規に知見した。より詳しくいうと、加湿用水を噴射して外気を加湿するとともに、加湿用水を回収してそれを加湿用水として再利用する構成の加湿手段を含む空調装置の場合、水噴射部位の前段に配置されたヒータの影響を受け、加湿用水が加温されてしまう。このため、装置を起動してからの経過時間が長くなると、加湿用水の温度が上昇してしまい、温湿度の目標点が適切な値からずれてしまうのである。そこで、上記の課題を解決するために本願発明者がさらに鋭意研究を行ったところ、加湿用水の水温を測定しこれに基づいて温湿度の目標点を変更すればよいということを知見し、最終的に以下の発明を想到するに至ったのである。ちなみに従来では、加湿用水の温度変化による影響について特に着目されておらず、加湿用水の水温を測定するという発想や、その結果に基づいて温湿度の目標点を変更するという発想は、当業者にはなかった。

上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、取り込んだ外気の温度を調整する調温手段と、前記外気の湿度を調整する調湿手段と、空気線図上の所定位置にて設定された温湿度の目標点に前記温湿度を到達させる制御を行うことで、塗装ブースに供給する空調空気を生成する温湿度制御手段とを備えた塗装ブース用空調装置であって、前記調湿手段は、加湿用水を噴射して前記外気を加湿するとともに、前記加湿用水を回収してそれを前記加湿用水として再利用する構成の加湿手段を含んで構成され、前記温湿度制御手段は、前記加湿用水の水温を測定する温度センサと、前記温度センサの測定値に基づいて前記温湿度の目標点を変更する目標点変更手段とを有し、その変更した目標点に前記温湿度を到達させるべく、前記加湿用水の水量及び前記外気の取込量のうちの少なくともいずれかを調整する制御を行うことを特徴とする塗装ブース用空調装置をその要旨とする。

従って、手段１に記載の発明によると、目標点変更手段が加湿用水の水温の測定値に基づいて温湿度の目標点を変更することにより、温湿度の目標点のずれが解消される方向に補正される。さらに温湿度制御手段が加湿用水の水量及び外気の取込量のうちの少なくともいずれかを調整する制御が行われる結果、その変更した適切な目標点に温湿度を確実に到達させることができる。また、少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる。なお、本発明における水温センサは、加湿用水の水温を測定できるのであれば空調装置における任意の位置に設置可能であり、例えば加湿用水を循環させる経路の途上などに設けられる。

手段２に記載の発明は、手段１において、前記温湿度制御手段の前記目標点変更手段は、前記温度センサの測定値と、前記加湿用水及び前記外気の体積比として定義される水空気比とに基づいて、その時点での外気の状態点を通る加湿線の傾きを予測し、前記空気線図において前記予測した傾きを有する前記加湿線と目標温湿度線との交点に前記温湿度の目標点を変更することをその要旨とする。

空気線図において所定の傾きを有する加湿線と目標温湿度線との交点に温湿度の目標点を設定する場合において、経過時間の長期化に伴い加湿用水の温度が上昇したときには、加湿線の傾きに変化が生じ、それが原因となって目標値にずれが生じてしまう。その点、手段２に記載の発明によると、目標点変更手段によって、その時点での外気の状態点を通る加湿線の傾きがあらかじめ予測され、その予測した傾きを有する加湿線を用いて目標温湿度線との交点が算出される。その結果、温湿度の目標値のずれが効率よく確実に解消される方向に補正される。

この場合、前記温湿度制御手段は、前記加湿用水の水温を測定する第１の温度センサと、前記外気の温度、相対湿度、絶対湿度、露点温度、エンタルピのいずれか２つから外気の湿球温度を算出する湿球温度算出手段を有し、前記温度センサの測定値と前記湿球温度とを比較して温度差を求める温度比較手段を有していることが好ましい。前記温湿度制御手段は、取り込んだ前記外気の水空気比を求める水空気比算出手段を有することが好ましく、また、前記温度差及び前記水空気比に基づいてその時点での加湿線の傾きを予測し、前記空気線図においてその予測した傾きを有する加湿線との温度差が等絶対湿度線に沿って所定の値となるように前記温湿度の目標点を変更する前記目標点変更手段を有することが好ましい。

手段３に記載の発明は、手段１または２において、前記温湿度制御手段は、変更した目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際に、前記加湿用水の水量のみを調整することをその要旨とする。

従って、手段３に記載の発明によると、温湿度制御を行うにあたって調整すべき対象が１種類であるため、調査すべき対象が複数種類である場合に比較して、より少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる。なお、ここでは「外気の取込量」のみを調整するという方法も当然考えられるが、本発明のような塗装ブースの場合、塗装品質の向上のために一定量の空調空気を供給する必要があるため、この選択は好ましくない。その点、「加湿用水の水量」のみを調整する本発明によれば、調整を行ったとしても空調空気の流量が変化しないので、一定量の空調空気を供給することができ、塗装品質の向上を図るうえで好適なものとなる。

ところで、温湿度制御手段の目標点変更手段は、予測した傾きを有する加湿線が前記目標温湿度線の制御上限値から制御下限値までの間にて外れずに交差するような場合には、上記のように温湿度の目標点を変更する。これに対して、予測した傾きを有する加湿線が前記目標温湿度線の制御上限値あるいは制御下限値から外れてしまうような場合には、例えば以下のようにすることが好ましい。

手段４に記載の発明は、手段２において、前記温湿度制御手段の前記目標点変更手段は、前記予測した傾きを有する前記加湿線が前記目標温湿度線の制御上限値となる点よりも高エンタルピ側に外れる場合には、前記制御上限値となる点に前記温湿度の目標点を変更することをその要旨とする。

予測した傾きを有する加湿線が目標温湿度線の制御上限値となる点よりも高エンタルピ側に外れる場合、適切な温湿度の目標点が設定困難または不能となることがあり得るが、手段４に記載の発明によると、そのような場合であっても、制御上限値となる点に温湿度の目標点を変更することで、適切な温湿度の目標点を確実に設定することができる。

ここで、変更した目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際には、前記温湿度制御手段は、まず前記加湿用水の水量を調整し、次に前記調温手段により前記外気を冷却することを行うことが好ましい。

手段５に記載の発明は、手段２において、前記温湿度制御手段の前記目標点変更手段は、前記予測した傾きを有する前記加湿線が前記目標温湿度線の制御下限値となる点よりも低エンタルピ側に外れる場合には、前記制御下限値となる点に前記温湿度の目標点を変更することをその要旨とする。

予測した傾きを有する加湿線が目標温湿度線の制御下限値となる点よりも低エンタルピ側に外れる場合、適切な温湿度の目標点が設定困難または不能となることがあり得るが、手段５に記載の発明によると、そのような場合であっても、制御下限値となる点に温湿度の目標点を変更することで、適切な温湿度の目標点を確実に設定することができる。

ここで、変更した目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際に、前記温湿度制御手段は、まず前記調温手段により前記外気を加熱し、次に前記加湿用水の水量を調整することを行うことが好ましい。

手段６に記載の発明は、塗装ブースに供給する空調空気を生成するために取り込んだ外気の調温及び調湿を行い、空気線図上の所定位置にて設定された温湿度の目標点に前記温湿度を到達させる空調装置の温湿度制御方法であって、加湿用水を噴射して前記外気を加湿するとともに、前記加湿用水を回収してそれを前記加湿用水として再利用することにより前記調湿を行うステップと、前記加湿用水の水温の測定値に基づいて前記温湿度の目標点を変更するステップと、その変更した目標点に前記温湿度を到達させるべく、前記加湿用水の水量及び前記外気の取込量のうちの少なくともいずれかを調整する制御を行うステップとを含むことを特徴とする塗装ブース用空調装置の温湿度制御方法をその要旨とする。

従って、手段６に記載の発明によると、調湿ステップ後の温湿度目標点変更ステップにおいては、加湿用水の水温の測定値に基づいて温湿度の目標点を変更することにより、温湿度の目標点のずれが解消される方向に補正される。続く調整制御ステップにおいては、加湿用水の水量及び外気の取込量のうちの少なくともいずれかを調整する制御が行われる結果、その変更した適切な目標点に温湿度を確実に到達させることができる。また、少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる。

以上詳述したように、請求項１〜５に記載の発明によると、少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる塗装ブース用空調装置を提供することができる。請求項６に記載の発明によると、少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる塗装ブース用空調装置の温湿度制御方法を提供することができる。

本発明を具体化した一実施形態の塗装ブース用空調装置を示す概略図。 第１実施形態の塗装ブース用空調装置による温湿度制御方法を説明するための空気線図。 第２実施形態の塗装ブース用空調装置による温湿度制御方法を説明するための空気線図。 第３実施形態の塗装ブース用空調装置による温湿度制御方法を説明するための空気線図。

［第１の実施形態］
以下、本発明を具体化した一実施の形態の塗装ブース用空調装置を図１〜図２に基づき詳細に説明する。

図１は、本実施形態の塗装ブース用空調装置１の概略図である。この空調装置１は、塗装ブース２に供給する空調空気Ａ１を生成するため装置である。

塗装ブース２は、被塗物（例えば、自動車部品など）の塗装を行うための塗装室１１と、塗装室１１の上側に設けられ塗装室１１にダウンフロー（上方から下方に向かう一定方向）の空気を供給するための給気室１２と、塗装室１１の下側に設けられその塗装室１１内の空気を排気するための排気室１３とを備える。本実施の形態の塗装ブース２において、空調装置１から排出される空調空気Ａ１がダウンフローで塗装室１１内に供給されている。

そして、塗装室１１において、図示しない塗装機から塗料ミストを噴射することで被塗物の塗装が行われる。このとき、塗装機からオーバースプレーされて飛散した塗料ミストは、塗装室１１内に作用するダウンフローの空調空気Ａ１によって塗装室１１から排気室１３に排出される。排気室１３では、ブース循環水を使用して空気中に含まれる塗料ミストが捕捉され塗料が回収される。また、排気室１３から排出される空気Ａ２は、送風ファン１４によって大気に放出される。

空調装置１は、装置外部から取り入れた空気（外気Ａ０）を所定温度（例えば２３℃前後）及び所定湿度（例えば７０％ＲＨ前後）に調節するための装置であり、１次フィルタ２１、２次フィルタ２２、プレヒータ２３、ワッシャ２４、クーリングコイル２６、レヒータ２７、及び送風ファン２８を備えている。

１次フィルタ２１、２次フィルタ２２は、取り込んだ外気中に含まれるゴミ等を除去して浄化するための手段である。プレヒータ２３は、取り込んだ外気の温度を調整する調温手段の一種であって、より具体的には、１次フィルタ２１及び２次フィルタ２２を経て浄化された外気を加熱して温度を上げる加熱手段である。ワッシャ２４は、取り込んだ外気の湿度を調整する調湿手段の一種であって、より具体的には、プレヒータ２３を経た外気に対する水の噴射により外気の湿度を上げる加湿手段である。クーリングコイル２６は、取り込んだ外気の温度を調整する調温手段の一種であって、より具体的には、ワッシャ２４を経た外気を冷却して温度を下げる冷却手段である。レヒータ２７は、取り込んだ外気の温度を調整する調温手段の一種であって、より具体的には、クーリングコイル２６を経た外気を加熱して温度を上げる加熱手段である。送風ファン２８は、調温及び調湿された外気（即ち空調空気Ａ１）を塗装ブース２に圧送するための手段である。なお、空調装置１において、プレヒータ２３及びレヒータ２７には図示しない熱源から蒸気が供給され、クーリングコイル２６には図示しない冷熱源から冷水が供給されるようになっている。

特に本実施形態のワッシャ２４は、水貯留部２４ａ、循環用配管２４ｂ、ポンプ２４ｃ、電磁弁２４ｄ、水噴射部２４ｅを備えたものとされている。水噴射部２４ｅは、加湿用水Ｗ１をノズルから噴射する役割を果たしている。水貯留部２４ａは水噴射部２４ｅの下方に配置され、加湿に用いる加湿用水Ｗ１が溜められている。循環用配管２４ｂは水噴射部２４ｅと水貯留部２４ａとの間を流路的に接続している。循環用配管２４ｂの途上における上流側には、水貯留部２４ａの加湿用水Ｗ１を水噴射部２４ｅ側に圧送するためのポンプ２４ｃが設けられている。同じくその途上における下流側には、循環用配管２４ｂからなる流路を開閉するための電磁弁２４ｄが設けられている。従って、電磁弁２４ｄを開状態としてポンプ２４ｃを駆動させると、加湿用水Ｗ１が水噴射部２４ｅのノズルから噴射され、その噴霧量などに応じて外気Ａ０を適宜加湿するようになっている。噴霧された加湿用水Ｗ１の大部分は、水貯留部２４ａに溜まることで回収され、再び加湿用水Ｗ１として利用されるようになっている。

この空調装置１では、いくつかの箇所にセンシング手段が設けられている。具体的にいうと、外気Ａ０の取り込み口付近には、温度センサ３４及び湿度センサ３５が設けられている。ワッシャ２４の上流側には、加湿を行う前の外気Ａ０の温度を測定するための温度センサ３６が設けられている。クーリングコイル２６には、加湿を行った後の外気Ａ０の温度を測定するための温度センサ３７が設けられている。空調空気Ａ１の出口側である送風ファン２８には、空調空気Ａ１の温度及び湿度を測定するための温度センサ３８及び湿度センサ３９が設けられている。さらに、この空調装置１においては、循環用配管２４ｂの途上に加湿用水Ｗ１の水温を測定するための温度センサ４０が設けられている。

この空調装置１は、ＣＰＵ４２、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４等からなる周知のコンピュータにより構成された制御装置４１（温湿度制御手段）を備えている。この制御装置４１には、図示しない各々のドライバ回路を介して制御対象（即ち、プレヒータ２３、ワッシャ２４における電磁弁２４ｄ及びポンプ２４ｃ、クーリングコイル２６、レヒータ２７並びに送風ファン２８）が電気的に接続されている。また、制御装置４１には、上記各センサ３４〜４０が電気的に接続されている。このように構成された制御装置４１では、各センサ３４〜４０から出力される温度、湿度の測定結果に基づいて前記制御対象が可変制御され、所定の温度、湿度に調整された空調空気Ａ１が生成されるようになっている。

次に、制御装置４１が行う温湿度制御について説明する。制御装置４１を構成するＲＯＭ４３内には、温湿度制御のためのプログラムが格納されており、ＣＰＵ４２は当該プログラムをＲＯＭ４３から読み出して順次実行するようになっている。ＲＯＭ４３内には、このプログラムのほかに、空気の状態値を座標に表した空気線図６１に関するデータ（空気線図テーブル）が格納されている。図２に示されるように、この空気線図６１上には、空調空気Ａ１の温湿度の理想状態点の集合である目標温湿度線Ｌ１があらかじめ設定されている。目標温湿度線Ｌ１の上端は制御上限値Ｐmaxとして定義され、下端は制御下限値Ｐminとして定義されている。ちなみに、エンタルピは空気線図６１の右上に行くほど高くなり、逆に左下にいくほど低くなる。なお、図２の空気線図６１において、目標温湿度線Ｌ１の右下側領域にある点は、外気の状態点Ｐ１を示している。

空気線図６１には、外気の状態点Ｐ１から加湿を行った場合の加湿線Ｌｈが示されている。加湿線Ｌｈは、外気の状態点Ｐ１を通って加湿後の変化点Ｐ２に至る左上がりの直線であって、空気線図６１の横軸を基準として所定の傾きαを有している。なお、この傾きαは、加湿用水Ｗ１の水温Ｔwaterの影響により変化する。例えば、加湿線Ｌｈの傾きαが想定範囲を超えて大きく変化してしまったような場合、加湿線Ｌｈの上端位置にある加湿後の変化点Ｐ２の位置が、目標温湿度線Ｌ１からずれてしまう（図中、破線で示した加湿線Ｌｈ´）。よって、これを温湿度の目標点Ｐ０として加湿を行うと、本来目的とする状態とは異なる温湿度に空調空気Ａ１が調整されてしまうことになる。それゆえ、本実施形態の制御装置４１は、その時点での加湿線Ｌｈの傾きαを以下の手順で算出し、予測する制御を行っている。

まず、湿球温度算出手段であるＣＰＵ４２は、加湿用水Ｗ１の水温Ｔwaterを測定する温度センサ４０（第１の温度センサ）と、外気Ａ０の温度、相対湿度、絶対湿度、露点温度、エンタルピのいずれか２つから外気Ａ０の湿球温度ＴＩwetを算出する。例えば、本実施形態では温度センサ３４の測定値をもって外気Ａ０の温度とする。

次に、温度比較手段でもあるＣＰＵ４２は、温度センサ４０の測定値Ｔwaterと湿球温度ＴＩwetとを比較して温度差ＴΔを求める。また、水空気比算出手段でもあるＣＰＵ４２は、取り込んだ外気Ａ０の水空気比βを求める。この水空気比βは、加湿用水Ｗ１の水量と外気の取込量との比（体積比）として把握することができ、例えば、ワッシャ２４の駆動量と送風ファン２８の駆動量とから算出することができる。

続いて、目標点変更手段でもあるＣＰＵ４２は、温度差ＴΔ及び水空気比βに基づいて、その時点での加湿線Ｌｈの傾きαを算出、予測し、その予測した傾きαを有する加湿線Ｌｈと目標温湿度線Ｌ１との交点に前記温湿度の目標点Ｐ０を変更する。

このように温湿度の目標点変更を行った後、ＣＰＵ４２は、変更した温湿度の目標点Ｐ０に温湿度を到達させる制御を行う際に、基本的に加湿用水Ｗ１の水量のみを調整する。つまり、送風ファン２８の風量は一定に維持したまま、ワッシャ２４における電磁弁２４ｄの開度やポンプ２４ｃの駆動量を調整することで、加湿の度合いを制御する。以上の制御の結果、塗装ブース２に供給するのに適した空調空気Ａ１が生成されるようになっている。

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態の塗装ブース用空調装置１によると、目標点変更手段であるＣＰＵ４２が、加湿用水Ｗ１の水温Ｔwaterの測定値に基づいて温湿度の目標点Ｐ０を変更する。これにより、温湿度の目標点Ｐ０のずれが解消される方向に補正される。さらに、加湿用水Ｗ１の水量及び外気の取込量のうちの少なくともいずれかを調整する制御が行われる結果、その変更した適切な目標点Ｐ０に温湿度を確実に到達させることができる。また、少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気Ａ１を確実に到達させることができる。

（２）本実施形態の塗装ブース用空調装置１では、温度センサ４０の測定値（即ち加湿用水Ｗ１の水温Ｔwaterの測定値）と水空気比βとに基づいて、その時点での外気の状態点Ｐ１を通る加湿線Ｌｈの傾きαを予測する。そして、その予測した傾きαを有する前記加湿線Ｌｈと目標温湿度線Ｌ１との交点に温湿度の目標点Ｐ０を変更するようにしている。従って、このような算出、予測方法によれば、温湿度の目標点Ｐ０のずれを効率よく確実に解消される方向に補正することができる。

（３）本実施形態の塗装ブース用空調装置１では、ＣＰＵ４２は、変更した目標点Ｐ０に温湿度を到達させる制御を行う際に、加湿用水Ｗ１の水量のみを調整することを特徴とする。つまり、温湿度制御を行うにあたって調整すべき対象が１種類である。そのため、調査すべき対象が複数種類である場合に比較して、より少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気Ａ１を確実に到達させることができる。また、調整を行ったとしても空調空気Ａ１の流量が変化しないので、一定量の空調空気Ａ１を供給することができ、塗装品質の向上を図るうえで好適なものとなる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、予測した傾きαを有する加湿線Ｌｈが目標温湿度線Ｌ１の制御上限値Ｐmaxから制御下限値Ｐminまでの間にて外れずに交差するような場合についての温湿度の目標点変更について説明した。

ところで、予測した傾きαを有する加湿線Ｌｈが目標温湿度線Ｌ１の制御上限値Ｐmaxあるいは制御下限値Ｐminから外れてしまうような場合には、例えば以下のようにすることが好ましい。

図３の空気線図６１には、予測した傾きαを有する加湿線Ｌｈが目標温湿度線Ｌ１の制御上限値Ｐmaxとなる点よりも高エンタルピ側に外れる場合の例が示されている。この場合、加湿用水Ｗ１の水量の調整のみでは、目標温湿度線Ｌ１上に温湿度を到達させる制御を行うことができない。そこで、ＣＰＵ４２は制御上限値Ｐmaxとなる点に温湿度の目標点Ｐ０を変更するような制御を行う。そして、その変更した目標点Ｐ０に温湿度を到達させる制御を行う際には、ＣＰＵ４２は、まずワッシャ２４の駆動量を調整して、加湿用水Ｗ１の水量を調整する。このとき、温湿度の状態点は加湿線Ｌｈに沿ってＰ０からＰ０´に移動する。次に、ＣＰＵ４２は、調温手段であるレヒータ２７を作動させて、外気Ａ０を冷却することを行う。このとき、温湿度の状態点は冷却線Ｌｃに沿ってＰ０´からＰ０に移動する。以上の結果、適切な温湿度の目標点Ｐ０が設定困難または設定不能となる場合であっても、制御上限値Ｐmaxとなる点に温湿度の目標点Ｐ０を変更することで、目標温湿度線Ｌ１上の点に確実に温湿度を到達させることができる。なお、上記の温湿度制御では、加湿のみに止まらず冷却も行っているため、調整すべき対象が２種類となるが、投入すべきエネルギーが比較的少なくても、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる。

一方、図３の空気線図６１には、予測した傾きαを有する加湿線Ｌｈが目標温湿度線Ｌ１の制御下限値Ｐminとなる点よりも低エンタルピ側に外れる場合の例も併せて示されている。この場合についても、加湿用水Ｗ１の水量の調整のみでは、目標温湿度線Ｌ１上に温湿度を到達させる制御を行うことができない（図中の加湿線Ｌｈ´を参照）。そこで、ＣＰＵ４２は制御下限値Ｐminとなる点に温湿度の目標点Ｐ０を変更するような制御を行う。そして、その変更した目標点Ｐ０に温湿度を到達させる制御を行う際には、ＣＰＵ４２は、まず調温手段であるプレヒータ２３あるいはレヒータ２７を作動させて外気Ａ０を加熱する。このとき、温湿度の状態点は加熱線Ｌｄに沿ってＰ１´からＰ１に移動する。次に、ワッシャ２４の駆動量を調整して、加湿用水Ｗ１の水量を調整することを行う。このとき、温湿度の状態点は加湿線Ｌｈに沿ってＰ１からＰ０に移動する。以上の結果、適切な温湿度の目標点Ｐ０が設定困難または設定不能となる場合であっても、制御下限値Ｐminとなる点に温湿度の目標点Ｐ０を変更することで、目標温湿度線Ｌ１上の点に確実に温湿度を到達させることができる。なお、上記の温湿度制御では、加湿のみに止まらず加熱も行っているため、調整すべき対象が２種類となるが、投入すべきエネルギーが比較的少なくても、目標とする温湿度に空調空気Ａ１を確実に到達させることができる。

［第３の実施形態］
次に第３の実施形態の温湿度制御方法を図５に基づいて説明する。

本実施形態においても基本的に第１の実施形態と同様の手順を経て、温度差ＴΔ及び水空気比βに基づいてその時点での加湿線Ｌｈの傾きαを算出、予測する。続いて、目標点変更手段としてのＣＰＵ４２は、その予測した傾きαを有する加湿線Ｌｈに基づいて温湿度の目標点Ｐ０を変更する。ただし、第１の実施形態では、当該加湿線Ｌｈと目標温湿度線Ｌ１との交点に温湿度の目標点Ｐ０を変更したのに対し、ここでは当該交点付近の別の位置に温湿度の目標点Ｐ０を変更する。即ち「交点付近の別の位置」とは、空気線図６１の等絶対湿度線に沿って前記交点から低温側（空気線図６１では左側）に所定値だけ移動した位置のことを指している。このような位置に温湿度の目標点Ｐ０を変更する理由は、以下のとおりである。一般に送風ファン２８の駆動時にはファンモータ等の発熱を伴うが、この熱の影響が無視できない程度になり、そこを通過する空調空気Ａ１の温度が際に上昇するような場合（即ち「成行きの加熱」が起こる場合）には、温湿度の目標点Ｐ０が適切な値からずれてしまう。そのため「成行きの加熱」の分を最初から考慮に入れたうえで温湿度の目標点Ｐ０を変更することにより、温湿度の目標点Ｐ０の適正化を図らんとしたからである。

このように温湿度の目標点変更を行った後、ＣＰＵ４２は、変更した温湿度の目標点Ｐ０に温湿度を到達させる制御を行う際に、基本的に加湿用水Ｗ１の水量のみを調整する。つまり、送風ファン２８の風量は一定に維持したまま、ワッシャ２４における電磁弁２４ｄの開度やポンプ２４ｃの駆動量を調整することで、加湿の度合いを制御する。以上の制御を行うとともに「成行きの加熱」が起こる結果、温湿度が目標温湿度線Ｌ１との交点に乗るようになり、塗装ブース２に供給するのに適した空調空気Ａ１を生成することができる。

なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施形態の空調装置１は、１次フィルタ２１、２次フィルタ２２、プレヒータ２３、ワッシャ２４、クーリングコイル２６、レヒータ２７、及び送風ファン２８を備えていたが、これに限定されず、異なる装置構成を採用してもよい。例えば、１次フィルタ２１及び２次フィルタ２２のうちの一方を省略してもよい。また、ワッシャ２４における水噴射部２４ｅを１段ではなく２段以上設けてもよい。また、２段設けたクーリングコイル２６を１段のみにしてもよく、また、不要であれば省略してもよい。レヒータ２７は不要であれば省略してもよい。つまり、空調装置は取り入れた外気Ａ０を加温、加湿及び冷却する機能を有するものに限らず、加温及び加湿機能を有しかつ冷却機能を有しないもの、冷却及び加湿機能を有しかつ加温機能を有しないものであってもよい。さらに、空調装置は取り入れた外気Ａ０を加温、加湿及び冷却機能に加えて、除湿する機能を有するものであってもよい。

・上記実施形態の空調装置１では、循環用配管２４ｂの途上、具体的には循環用配管２４ｂにおいてポンプ２４ｃの上流側位置に加湿用水Ｗ１の水温Ｔwaterを測定するための温度センサ４０を設けたが、この位置に限定されず、加湿用水Ｗ１の水温Ｔwaterを測定できるのであれば他の位置に設けてもよい。例えば、温度センサ４０は、水貯留部２４ａ、ポンプ２４ｃ、電磁弁２４ｄ、水噴射部２４ｅのある箇所の付近に設けることができる。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）手段１において、前記温湿度制御手段は、前記加湿用水の水温を測定する第１の温度センサと、前記外気の温度、相対湿度、絶対湿度、露点温度、エンタルピのいずれか２つから外気の湿球温度を算出する湿球温度算出手段を有し、前記温度センサの測定値と前記湿球温度とを比較して温度差を求める温度比較手段とを有すること。
（２）手段１において、前記温湿度制御手段は、前記加湿用水の水温を測定する第１の温度センサと、前記外気の温度、相対湿度、絶対湿度、露点温度、エンタルピのいずれか２つから外気の湿球温度を算出する湿球温度算出手段を有し、前記温度センサの測定値と前記湿球温度とを比較して温度差を求める温度比較手段と、取り込んだ前記外気の水空気比を求める水空気比算出手段とを有すること。
（３）手段１において、前記温湿度制御手段は、前記加湿用水の水温を測定する第１の温度センサと、前記外気の温度、相対湿度、絶対湿度、露点温度、エンタルピのいずれか２つから外気の湿球温度を算出する湿球温度算出手段を有し、前記温度センサの測定値と前記湿球温度とを比較して温度差を求める温度比較手段と、取り込んだ前記外気の水空気比を求める水空気比算出手段とを有するとともに、前記温度差及び前記水空気比に基づいてその時点での加湿線の傾きを予測し、前記空気線図においてその予測した傾きを有する加湿線との温度差が等絶対湿度線に沿って所定の値となるように前記温湿度の目標点を変更する前記目標点変更手段とを有すること。
（４）手段４において、前記温湿度制御手段は、変更した目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際に、まず前記加湿用水の水量を調整し、次に前記調温手段により前記外気を冷却すること。
（５）手段５において、前記温湿度制御手段は、変更した目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際に、まず前記調温手段により前記外気を加熱し、次に前記加湿用水の水量を調整すること。
（６）手段６に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

１…塗装ブース用空調装置
２…塗装ブース
２３…調温手段としてのプレヒータ
２４…調湿手段を構成する加湿手段（ワッシャ）
２６…調温手段としてのクーリングコイル
２７…調温手段としてのレヒータ
４０…温度センサ
４１…温湿度制御手段としての制御装置
４２…目標点変更手段としてのＣＰＵ
６１…空気線図
Ａ０…外気
Ａ１…空調空気
Ｐ０…温湿度の目標点
Ｗ１…加湿用水
α…傾き

Claims (6)

1. 取り込んだ外気の温度を調整する調温手段と、前記外気の湿度を調整する調湿手段と、空気線図上の所定位置にて設定された温湿度の目標点に前記温湿度を到達させる制御を行うことで、塗装ブースに供給する空調空気を生成する温湿度制御手段とを備えた塗装ブース用空調装置であって、
   前記調湿手段は、加湿用水を噴射して前記外気を加湿するとともに、前記加湿用水を回収してそれを前記加湿用水として再利用する構成の加湿手段を含んで構成され、
   前記温湿度制御手段は、前記加湿用水の水温を測定する温度センサと、前記温度センサの測定値に基づいて前記温湿度の目標点を変更する目標点変更手段とを有し、その変更した目標点に前記温湿度を到達させるべく、前記加湿用水の水量及び前記外気の取込量のうちの少なくともいずれかを調整する制御を行う
   ことを特徴とする塗装ブース用空調装置。
2. 前記温湿度制御手段の前記目標点変更手段は、前記温度センサの測定値と、前記加湿用水及び前記外気の体積比として定義される水空気比とに基づいて、その時点での外気の状態点を通る加湿線の傾きを予測し、前記空気線図において前記予測した傾きを有する前記加湿線と目標温湿度線との交点に前記温湿度の目標点を変更することを特徴とする請求項１に記載の塗装ブース用空調装置。
3. 前記温湿度制御手段は、変更した目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際に、前記加湿用水の水量のみを調整することを特徴とする請求項１または２に記載の塗装ブース用空調装置。
4. 前記温湿度制御手段の前記目標点変更手段は、前記予測した傾きを有する前記加湿線が前記目標温湿度線の制御上限値となる点よりも高エンタルピ側に外れる場合には、前記制御上限値となる点に前記温湿度の目標点を変更することを特徴とする請求項２に記載の塗装ブース用空調装置。
5. 前記温湿度制御手段の前記目標点変更手段は、前記予測した傾きを有する前記加湿線が前記目標温湿度線の制御下限値となる点よりも低エンタルピ側に外れる場合には、前記制御下限値となる点に前記温湿度の目標点を変更することを特徴とする請求項２に記載の塗装ブース用空調装置。
6. 塗装ブースに供給する空調空気を生成するために取り込んだ外気の調温及び調湿を行い、空気線図上の所定位置にて設定された温湿度の目標点に前記温湿度を到達させる空調装置の温湿度制御方法であって、
   加湿用水を噴射して前記外気を加湿するとともに、前記加湿用水を回収してそれを前記加湿用水として再利用することにより前記調湿を行うステップと、
   前記加湿用水の水温の測定値に基づいて前記温湿度の目標点を変更するステップと、
   その変更した目標点に前記温湿度を到達させるべく、前記加湿用水の水量及び前記外気の取込量のうちの少なくともいずれかを調整する制御を行うステップと
   を含むことを特徴とする塗装ブース用空調装置の温湿度制御方法。

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