JP2623488B2

JP2623488B2 - 空調用水加湿方法及び装置

Info

Publication number: JP2623488B2
Application number: JP2162373A
Authority: JP
Inventors: 幸夫周防; 秀美泡田
Original assignee: 鐘紡株式会社
Priority date: 1990-06-20
Filing date: 1990-06-20
Publication date: 1997-06-25
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JPH03148541A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、水加湿による湿度調整方法及び装置に関す
るもので、特に、天然繊維，合成樹脂などの糸条に加
熱，延伸，仮撚，巻縮等の後加工を施す室のように、常
に温湿度条件が変化しやすく、その変化が得られる製品
の品質に大きく影響し、しかもかなり多くの送気及び還
気を積極的に行う室に用いて好適な方法であって、湿度
調節に要する用役コストを最小限とすると共に、その湿
度の微調節を可能とした空気用水加湿方法及び装置に関
する。

（従来の技術）上記の如き室に対する従来の湿度調整方法としては、
特公昭57−40412号公報に開示されているごとく次のよ
うな方法が代表例として挙げられる。即ち、空調機の出
口に設けた湿度検知手段により送気の湿度を測定し予め
設定した所定値と比較すると共に、湿度の過不足に応じ
てエアワッシャを湿度調節方法のベースとして使用し、
その最大飽和効率までの加湿を施しても湿度不足の場
合、あるいは湿度の微妙な調節を必要とする場合は、更
に蒸気加湿器を利用して蒸気加湿を行う方法である。

また、空調機に新鮮な外気を取り入れ、汚れた空気を
屋外へ排出し、外気の有する冷熱及び水分を積極的に利
用し、かつ外気の取り入れ量（室内からの還気と取い入
れ外気との混合比率）を外気の温湿度状況に応じて、適
宜制御する方法も用いられている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、エアワッシャで加湿する方法では、その飽和
効率までの加湿は可能であるが、要求される相対湿度が
高く、かつ微調節の要求に対しては困難であった。一
方、蒸気加湿器で加湿する方法では、加湿効率が高く、
制御する場合の応答も速く微妙な温度調節が可能ではあ
るが、蒸気コストが高く、且つ加湿と同時に空気のエン
タルピ上昇を伴うので、その分に相当する冷房負荷が増
加する等の欠点があった。

また、空調機に新鮮な外気を取り入れるようにした方
法においては、取り入れる外気の湿度が年間を通じ季節
的にも変動するため、湿度調節手段の加湿能力は、非常
に小さい能力で十分な時と、かなり大きな能力を、必要
とする時で、相当量の変動があり、この変動量を効率的
に制御し、なおかつ低コストで実現する方法として適切
なものがなかった。

本発明は従来の湿度調整方法が備えるこの様な欠点の
解消を目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）上述の目的は制御対象室からの還気をポンプによりシ
ャワー量を制御するエアワッシャ，水加湿，蒸気加湿を
有する空調機を通して所定湿度に調節し再び前記制御対
象室へ供給せしめる空調用水加湿方法に於て、該水加湿
に給水圧と圧縮空気圧の調節により微細な噴霧ができる
二流体式ノズルを用い前記空調機の出口に設けた湿度検
知手段により送気の湿度を測定し予め設定した目標値と
比較し、湿度の過不足に応じて前記二流体式ノズルの加
湿制御を行うに際し、該二流体ノズルの噴霧を蒸発気化
させる圧縮空気圧と給水圧条件に調節固定し、そのノズ
ルの個数を段階的に制御することにより加湿制御するこ
とを特徴とする空調用水加湿方法により達成される。

又、湿度調節をエアワッシャ，水加湿，蒸気加湿の順
でそれぞれの加湿量を最大効率まで駆動してもなお湿度
不足の場合、順次切換えて加湿制御することにより湿度
調節に要する用役コストを最小限にすることが出来る。

又、これを実現する手段は、以下の構成により達成さ
れる。制御対象室からの還気をエアワッシャ，水加湿，
蒸気加湿を有する空調機を通して所定湿度に調節し再び
前記制御対象室へ供給させる湿度調節装置における水加
湿装置であって、この水加湿装置に給水圧と圧縮空気圧
の調節によって微細な霧滴が噴霧できる二流体式ノズル
を用い、これを空調機内に複数個並列配置すると共に、
この二流体ノズルをいくつかのグループに分割してグル
ープ単位毎に電磁弁を設け、それぞれ水圧調節器及び空
気圧調節器に接続し、コンピュータに収納されているプ
ログラムに従って空調機出力側に設けた湿度検出器と、
目標値との偏差に応じて前記電磁弁を作動させ、二流体
ノズルをグループ単位ごと段階的に制御させることを特
徴とする空調用水加湿装置により達成される。

（作用）本発明の湿度調整方法にあっては以下の作用を有す
る。

すなわち、予め設定した湿度となるようエアワッシャ
のポンプ回転数をモータ可変速制御装置で制御し湿度の
調節を行う。さらに可変速度方式のポンプ回転数が上限
設定値となってもなお目標とする湿度に満たない場合
は、圧縮空気利用のスプレーノズルで湿度調節を行う。

このスプレーノズルは１個〜複数個を１つのグループ
とし、そのグループとする単位ごとに数量を加減するこ
とで湿度の調整を行うものである。又、その際スプレー
ノズルから噴霧する粒子径は蒸発気化する霧の大きさに
なる様、予めスプレーノズルに供給する圧縮空気圧と給
水圧が調整固定されているため、ノズルの個数を制御す
ることにより、最適噴霧条件下で希望する加湿量が容易
に得られる。

又、最適粒子径を得る条件からはずれ、気化せずトリ
ップ（液滴）という問題が解消された。従って、従来、
圧縮空気の圧力と給水圧力を調節していた方法では、そ
の蒸発気化する粒子径の条件設定が難しく、また加減量
を加減する場合にも極く僅かな範囲の加減しかできなか
ったという問題点が解消された。そして、スプレーノズ
ルによる水噴霧を最大限に発揮（つまり全ノズルを使
用）してもなお目標とする湿度に満たない場合は、更に
蒸気加湿で湿度の調節を行う。

この様に空調機においてコストの低い湿度調節方法か
ら順次使用する制御方法を採ったことにより、目的（目
標）とする湿度を最も低コストで得ることができ、省エ
ネルギ空調（湿度調整）が可能となる。以下図面に示す
実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例）実施装置の概略を示す第１図に於いて、（Ａ）は空調
機、（Ｂ）は制御対象室である合繊工場の糸条処理室を
示している。

前記空調機（Ａ），制御対象室（Ｂ）の両者は送気ダ
クト（19），還気ダクト（20）を介して連結し、送気
（SA）及び還気（RA）を循環せしめる経路を形成してい
る。また、外気（OA）を取り入れる経路と取り入れ外気
量と同量の排気（EA）を行う経路とを併設している。

前記空調機（Ａ）内には、還気ダクト（20）側よりエ
アワッシャ（１），冷却器（４），加熱器（５），二流
体式ノズル（圧縮空気利用のスプレーノズル）（６），
蒸気加湿器（８）が順次配列されており、前記エアワッ
シャ（１）はそのシャワー量を制御するポンプ（２）に
連結し、一方該ポンプ（２）に連結したポンプモータ
（３）は、モータ可変速制御装置（14）及び総合湿度調
節器（11）を介して空調機（Ａ）の出口に設けた湿度検
出手段である湿度センサー（18）に連結している。

次に、二流体式ノズル（６）は適度な圧力を有する水
（16）と、圧縮空気（17）とを利用するものであって、
該圧縮空気（17）の供給ライン上には電磁弁（７）が設
置され、該電磁弁（７）はノズル個数調節器（13）及び
総合湿度調節器（11）を介して前記湿度センサー（18）
に連結している。

更に、蒸気加湿器（８）は蒸気調節弁（９）を介して
蒸気供給源（15）と連結し、蒸気調節弁（９）は蒸気加
湿調節器（12）及び総合湿度調節器（11）を介して前記
温度センサー（18）に連結している。

尚、同図において（10）は送風機であり、前述の空調
機（Ａ）内の各機器の作用を受けて温湿度調整された空
気を、送気（SA）として、制御対象室（Ｂ）へ、送気ダ
クト（19）を経由して送り込むものである。

ここで前述の総合湿度調節器（11）は、前記湿度セン
サー（18）が測定した湿度と予め設定された目標値とを
比較して、湿度調節用の制御出力を演算するものである
が、本実施装置では第２図に示すごとくその制御出力を
例えば０％以上35％未満、35％以上70％未満、70％以上
（100％以下）の３区域に分割し、各出力区域に対応し
て予め加湿制御範囲が割り当てられているモータ可変速
制御装置（14），ノズル個数調節器（13），蒸気加湿調
節器（12）に対して前記制御出力を送り込む構成として
いる。しかして前記総合湿度調節器（11）からの制御出
力が35％未満の場合、つまり必要とする加湿量が少ない
場合にはエアワッシャ（１）による湿度調節方式を選択
し、前記エアワッシャ（１）を最大利用しても湿度不足
の場合には（つまり制御出力が35％以上になれば）圧縮
空気利用のスプレーノズルである二流体式ノズル（６）
による湿度調節方式を選択し、前記二流体式ノズル
（６）を最大限利用してもなお湿度不足の場合には（つ
まり制御出力が70％以上になれば）蒸気加湿器（８）に
よる温度調節方式を選択するのである。

本発明は上述の如き装置を用いて実施するもので、次
にその実施態様について説明する。

まず制御対象室（Ｂ）の空気は還気ダクト（20）を通
り空調機（Ａ）に戻ると、エアワッシャ（１）にてシャ
ワーを洗浄されると共にその飽和効率までの範囲で加湿
調整される。

この時空調機（Ａ）の出口空気つまり送気（SA）の湿
度を湿度センサー（18）が検出し、それを受けて総合湿
度調節器（11）は目標湿度との偏差を演算し、湿度調節
用の制御信号を出力する。

前記総合湿度調節器（11）の制御信号を受けてモータ
可変速制御装置（14）がポンプモータ（３）の回転数を
制御することにより、エアワッシャ（１）のシャワー水
量が調節され、その結果ベースとしての湿度調整の作用
を果たすのである。

次に、前述のエアワッシャ（１）による加湿範囲を越
えて更に高い加湿量が要求される（目標とする湿度設定
値に実際の湿度が到達しない）場合にはポンプモータ
（３）の回転数は上限設定値で制限され、湿度制御はノ
ズル個数調節器（13）に移り、二流体式ノズル（６）の
噴霧個数により湿度制御が行われる。二流体式ノズル
（６）は噴霧した水が容易に蒸発する粒子径となるよう
に、その給水圧力（例えば0.5kg/cm²）と圧縮空気圧力
（同4.5kg/cm²）一定に保つように調節し、圧縮空気（1
7）はノズルを閉塞させないようオイルミストを分離
し、フィルターなどで微細なゴミなどを取除いた清浄な
空気を使用する。

また噴霧する水（16）は、ノズルを閉塞させないよう
に水に溶存するカルシウム，マグネシウムなどの硬度成
分を除去した軟水又は純粋などの不純物の少ない清浄な
水を使用する。

ここで、二流体式ノズル（６）による水の噴霧量の調
節は、二流体式ノズル（６）に供給する給水圧力と圧縮
空気圧力を変化させることにより可能であるが、噴霧し
た水（16）が容易に蒸発する最適粒子径とならず、加湿
効率が低下する。

そのため、ノズル個数調節器（13）は総合湿度調節器
（11）からの制御信号に応じ、あらかじめ定められたい
くつかの段階に対して噴霧させるべきノズルの数量及び
担当グループを決めるのである。

二流体式ノズル（６）はノズル個数調節器（13）の出
力信号に対応して開閉する電磁弁（７）により、その作
動個数が加減され、第２図に示すごとくある一定の加湿
量の幅をもってステップ状に湿度を調節する。

この様に加湿量の増減はこの二流体式ノズル（６）の
使用数量を加減することで実現され、二流体式ノズル
（６）は１個〜複数個からなるグループ単位で連続的に
加減使用され湿度を調節するのである。

更には、二流体式ノズル（６）による加湿範囲を越え
て（つまり二流体式ノズル（６）を全数使用しても）な
お高い加湿量が要求される（目標とする湿度設定値に実
際の湿度が到達しない）場合には蒸気加湿調節器（12）
に制御が移り、蒸気加湿器（８）より噴霧される蒸気量
を蒸気調節弁（９）で調節することにより目標とする湿
度が得られる。

これらの制御方式を組み合わせることにより、かなり
大きな加湿能力を要求される空調機（Ａ）であっても、
制御対象質（Ｂ）の湿度に大きな変動を生じさせること
なく、かつ運転コストを最小とする省エネルギー型の湿
度調整方法を提供できる。

尚、本発明は上述の実施例に限定することなく、次の
ように種々変形して実施可能である。

まず前記実施例では、制御対象室（Ｂ）として繊維工
場等、比較的高い湿度を必要とする室を例にとり説明し
たが、本発明ではビル空調システム等の人間を対象とし
た空調機にも適用可能である。

また前記実施例では、湿度調節手段としてエアワッシ
ャ（１），二流体式ノズル（６）及び蒸気加湿器（８）
の三要素を組み合わせ利用したが、本発明の基本は加湿
効率及び制御性が良好でかつ用役コストの安い（二流体
式ノズル（６）利用の）水噴霧による加湿方式を採用し
たことにあり、本発明はこの水噴霧方式を中心にエアワ
ッシャ（１）あるいは蒸気加湿器（８）のどちらか一方
との、合計二要素の組み合わせによる湿度調整方法及び
装置、言い換えるとエアワッシャ（１）あるいは蒸気加
湿器（８）のいずれか一方が欠けている場合か停止して
いる場合をも包含するものである。

更に、エアワッシャ（１）の制御方式として、モータ
可変速制御装置（14）を利用して吐出水量を調節する方
式を採ったが、本発明ではこれに限定することなく、ポ
ンプ（２）の吐出水量を調節弁等を用いて調節すること
も可能である。

（発明の効果）上述ごとく本発明によれば、二流体ノズルへ供給する
給水圧及び圧縮空気圧を蒸発気気化する粒子径に調節
し、そのノズル個数の制御により加湿量を調節するよう
にしたから、エアワッシャでは不可能な湿度の微調節が
容易に得られ、又、加湿量の増減に応じて圧力設定を行
っていた従来技術の問題点であった、最適噴霧の条件設
定の困難さと、その湿度加減範囲の狭さ、更に、噴霧し
た霧が気化せずドリップ（液滴）していたといった問題
点が解消され加湿効率が著しく向上した。

又、エンタルピーの上昇を伴わない加湿方法であるか
ら冷房負荷を増加させることなく合理的な空気調和の加
湿装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す説明図、第２図は
本発明に係る温度調整方法の説明図である。第３図は水
加湿装置の配管及び配線系統図、第４図は二流体式ノズ
ルの圧縮空気圧力，給水圧と噴霧粒径の特性図、第５図
は二流体式ノズルの原理図を示す。（Ａ）……空調機、（Ｂ）……制御対象室、（１）……エアワッシャ、（２）……ポンプ、（３）……ポンプモータ、（４）……冷却器、（５）……加熱器、（６）……二流体式ノズル、（７）……電磁弁、（８）……蒸気加湿器、（９）……蒸気調節弁、（10）……送風機、（11）……総合湿度調節器、（12）……蒸気加湿調節器、（13）……ノズル個数調節器、（14）……モータ可変速制御装置、（15）……蒸気供給源、（16）……水、（17）……圧縮空気、（18）……湿度センサー、（19）……送気ダクト、（20）……還気ダクト、（SA）……送気、（RA）……還気、（OA）……外気、（EA）……排気。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】制御対象室から還気をポンプによりシャワ
ー量を制御するエアワッシャ、水加湿、蒸気加湿を有す
る空調機を通して所定湿度に調節し再び前記制御対象室
に供給せしめる空調用水加湿方法に於て、該水加湿器に
給水圧と圧縮空気圧の調節により微細な噴霧ができる二
流体式ノズルを用い、前記空調機の出口に設けた湿度検
知手段により送気の湿度を測定し予め設定した目標値と
比較し、湿度の過不足に応じて前記二流体式ノズルの加
湿制御を行うに際し、該二流体ノズルの噴霧を蒸発気化
させる圧縮空気圧と給水圧条件に調節固定し、そのノズ
ルの個数を段階的に制御することにより加湿制御するこ
とを特徴とする空調用水加湿方法。
【請求項２】湿度調節をエアワッシャ、水加湿、蒸気加
湿の順でそれぞれ駆動させるが、エアワッシャをベース
にして使用しその最大飽和効率までの加湿を施しても湿
度不足の場合には水加湿を使用し、水加湿の最大加湿量
まで加湿してもなお湿度不足の場合には蒸気加湿を使用
する三段階加湿制御を特徴とする請求項（１）記載の空
調用水加湿方法。
【請求項３】制御対象室からの還気をポンプによりシャ
ワー量を制御するエアワッシャ、水加湿、蒸気加湿を有
する空調機を通して所定湿度に調節し再び前記制御対象
室へ供給させる湿度調節装置における水加湿装置であっ
て、この水加湿装置に給水圧と圧縮空気圧の調節によっ
て微細な霧滴が噴霧できる二液体式ノズルを用い、これ
を空調機内に複数個並列配置すると共に、この二液体ノ
ズルをいくつかのグループに分割してグループ単位毎に
電磁弁を設け、それぞれ水圧調節器及び空気圧調節器に
接続し、コンピュータに収納されているプログラムに従
って空調機出力側に設けた湿度検出器と、目標値との偏
差に応じて前記電磁弁を作動させ、二液体ノズルをグル
ープ単位ごとに段階的に制御することを特徴とする空調
用水加湿装置。