JP2842652B2

JP2842652B2 - 空調装置

Info

Publication number: JP2842652B2
Application number: JP2014387A
Authority: JP
Inventors: 匡椋本; 出松原
Original assignee: Taikisha Ltd
Current assignee: Taikisha Ltd
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH03217734A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、対象気を飽和状態近傍点にまで温湿度調整
する前段調整手段、この前段調整手段により調整した対
象気を設定加熱温度に加熱する加熱手段、及び、この加
熱手段により加熱した対象気を設定湿度に加湿する加湿
手段を備える空調装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、上記の如き空調装置においては、前段調整手段
による温湿度調整において目標とする飽和状態近傍点を
設定し、そして、他の加熱手段に対する制御、及び、加
湿手段に対する制御とは独立した状態で、対象気を上記
目標の飽和状態近傍点にまで温湿度調整させるべく前段
調整手段の温湿度調整状態を調整制御する構成としてい
た。

第３図は従来における上記型式の空調装置の一例を示
し、（１）はフィルタ、（２）はプレヒータとしてのバ
ーナ、（３）はワッシャ、（４）は冷却コイル、（５）
は再熱コイル（加熱手段）、（６）は蒸気加湿器（加湿
手段）、（７）はファンであり、冬期運転においてはバ
ーナ（２）及びワッシャ（３）が、対象気を飽和状態近
傍点にまで温湿度調整する前段調整手段として機能し、
一方、夏期運転においてはワッシャ（３）及び冷却コイ
ル（４）が前段調整手段として機能する。

（８）は第１温度センサ（T₁）により検出されるバー
ナ（２）通過後の対象気温度（t₁）を設定予熱温度（t
₁₁）に調整維持するように、バーナ（２）に対する燃料
供給量調整弁（V₁）を自動調整する第１制御器（冬期運
転において前段調整手段（2,3）を他と独立して調整制
御する制御器に相当）、（９）は、第２温度センサ
（T₂）により検出される冷却コイル（４）通過後の対象
気温度（t₂）を設定冷却温度（t₂₂）に調整維持するよ
うに、冷却コイル（４）に対する冷媒供給量調整弁
（V₂）を自動調整する第２制御器（夏期運転において前
段調整手段（3,4）を他と独立して調整制御する制御器
に相当）、（10）は、第３温度センサ（T₃）により検出
される再熱コイル（５）通過後の対象気温度（t₃）を設
定加熱温度（t₃₃）に調整維持するように、再熱コイル
（５）に対する熱媒供給量調整弁（V₃）を自動調整する
第３制御器（加熱手段（５）を独立して制御する制御
器）、（11）は、湿度センサ（H₁）により検出される蒸
気加湿器（６）通過後の対象気湿度（h₁）を設定湿度
（h₁₁）に調整維持するように、蒸気加熱器（６）に対
する蒸気供給量調整弁（V₄）を自動調整する第４制御器
（加湿手段（６）を独立して制御する制御器）である。

そして、この従来空調装置の運転としては、冬期運転
では、設定加熱温度（t₃₃）、及び、設定湿度（h₁₁）の
夫々を冬期用の値に切換えて、バーナ（２）、ワッシャ
（３）、再熱コイル（５）、及び、蒸気加湿器（６）を
運転することにより、第４図（イ）において実線で示す
如き調整パターン（〜）に沿って対象気を調整して
いた。

又、夏期運転では、設定加熱温度（t₃₃）、及び、設
定湿度（h₁₁）の夫々を夏期用の値に切換えて、ワッシ
ャ（３）、冷却コイル（４）、再熱コイル（５）、及
び、蒸気加湿器（６）を運転することにより、第４図
（ロ）において実線で示す如き調整パターン（〜）
に沿って対象気を調整していた。

尚、前段調整手段（2,3,4）が調整目標とする飽和状
態近傍点は、第４図（イ）においては点で示され、
又、第４図（ロ）においては点で示される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この種の空調装置は、前段調整手段の調整制
御（具体的には上記例の場合、燃料供給量調整弁（V1）
の調整によるバーナ（２）の加熱量調整や、冷媒供給量
調整弁（V2）の調整による冷却コイル（４）の冷却量調
整）により対象気を前段調整として目標の飽和状態近傍
点に調整し、その上で微調整的に、加熱手段の調整制御
（具体的には上記例の場合、熱媒供給量調整弁（V3）の
調整による再熱コイル（５）の加熱量調整）により対象
気を設定加熱温度に調整するとともに、加湿手段の調整
制御（具体的には上記例の場合、蒸気供給量調整弁（V
4）の調整による蒸気加湿器（６）の加湿量調整）によ
り対象気を設定湿度に調整するといった調整形態を採る
ことで、対象気をより精度良く所要の温湿度に調整でき
るようにするもの（特に温湿度の変動が大きい外気を対
象気とする場合に有効となるもの）であり、したがっ
て、この調整形態を採る上で前記の従来装置では、第４
図（イ），（ロ）に実線で示す如く調整パターンを決定
するにあたり、前段調整手段による温湿度調整の目標と
する飽和状態近傍点（点又は点）を加湿手段の調整
目標点（点）よりも低湿側（絶対湿度上）に設定すべ
きことは言うまでもないが、実際の運転上、他部の制御
とは独立した前記調整手段の調整制御において検出温度
誤差等に起因した調整誤差があり、そのため、対象気が
実際に達する飽和状態近傍点が図中′点や″点、又
は′点や″点となって目標の飽和状態近傍点（点
又は点）から大きくズレることがあるために、目標の
飽和状態近傍点（点又は点）を当初設定するにあた
っては、上記ズレにより不測に実際の飽和状態近傍点が
加湿手段の調整目標点（点）よりも高湿側となって設
定湿度（h₁₁）への調整が不能となることがないよう
に、上記変動を見込んだ状態で目標の飽和状態近傍点
（点又は点）を加湿手段の調整目標点（点）より
もかなり低湿側に離れた点に設定する必要があった。

ところが、このように目標の飽和状態近傍点（点又
は点）を加湿手段の調整目標点（点）よりも低湿側
に大きく離れた点に設定すると、加湿手段における単位
風量当りの必要加湿量（Ｇ）が定常的に大となり、その
結果、加湿手段により対象気に対し継続的に付与する大
量の加湿用水分を短時間で十分に気化させることが難し
くなって、ひいては、対象気を均一かつ精度良く設定湿
度（h₁₁）に調整することが難しくなったり、風路壁に
対するミスト付着を招き易くなったりする問題があっ
た。

又、一般に加湿に要するランニングコストは温調に要
するランニグコストに比して割高となる（特に蒸気加湿
の場合）ことが多いことから、加湿手段における必要加
湿量（Ｇ）が定常的に大となることで、装置全体として
のランニングコストが増大するといった問題もあった。

本発明の目的は、合理的な制御構成を採用すること
で、上記問題の解消を図る点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による空調装置の特徴構成は、対象気を飽和状
態近傍点にまで温湿度調整する前段調整手段、この前段
調整手段により調整した対象気を設定加熱温度に加熱す
る加熱手段、及び、この加熱手段により加熱した対象気
を設定湿度に加湿する加湿手段を備える構成において、前記加湿手段が対象気を前記の設定湿度にまで加湿す
るのに要する加湿量を検出する加湿量検出手段、及び、
この加湿量検出手段による検出加湿量に基づいて、その
検出加湿量を設定制限量に調整するように、前記加熱手
段及び前記加湿手段との並行運転において前記前段調整
手段の温湿度調整状態を変更調整する制御手段を設けた
ことにあり、その作用・効果は次の通りである。

〔作用〕

つまり、上記特徴構成によれば（第２図（イ），
（ロ）参照）、前段調整手段における調整誤差に起因し
て実際の飽和状態近傍点が目標の点（第２図（イ）にお
いて点、第２図（ロ）において点）よりも高湿側に
ズレる（′点又は′点）と、それに伴い、加湿量検
出手段による検出加湿量（Ｇ）が設定制限量（Gs）より
も小さくなることに基づいて制御手段が、検出加湿量
（Ｇ）を設定制限量（Gs）に調整すべく、実際の飽和状
態近傍点（′点又は′点）が低湿側に移行するよう
に前段調整手段の温湿度調整状態を変更調整する。

又、実際の飽和状態近傍点が目標の点（点又は
点）よりも低湿側にズレる（″点又は″点）と、そ
れに伴い、検出加湿量（Ｇ）が設定制限量（Gs）よりも
大きくなることに基づいて制御手段が、検出加湿量
（Ｇ）を設定制限量（Gs）に調整すべく、実際の飽和状
態近傍点（″点又は″点）が高湿側に移行するよう
に前段調整手段の温湿度調整状態を変更調整する。

すなわち、後段の加湿手段において対象気を設定湿度
（h₁₁）（点）に加湿するように加湿量（Ｇ）が調整
制御されることと連係して、上述の如く制御手段が検出
加湿量（Ｇ）を設定制限量（Gs）に調整するように前段
調整手段の温湿度調整状態を変更調整する。

〔発明の効果〕

すなわち、本発明の特徴構成によれば、対象気を最終
的に設定湿度に加湿調整する加湿手段における加湿量の
検出に基づき、その加湿手段の加湿量が設定制限量にな
るように前段調整手段の温湿度調整状態を調整するか
ら、この種の空調装置の所期目的として、前段調整手段
の調整制御により対象気を目標の飽和状態近傍点に調整
した上で、さらに微調整的に、加熱手段の調整制御によ
り対象気を設定加熱温度に調整するとともに、加湿手段
の調整制御により対象気を設定湿度に調整するといった
調整形態をもって対象気をより精度良く所要の温湿度に
調整できるようにすることにおいて、従来の如き前段調
整手段の独立の調整制御で実際の飽和状態近傍点が不測
に加湿手段の調整目標点よりも高湿側（絶対湿度上）に
ズレて、設定湿度への調整が不能となってしまうといっ
たことを効果的に防止できる。

又、それ故に、設定制限量をかなり小さい値に設定
（換言すれば、目標の飽和状態近傍点を従来装置に比し
てより高湿側に設定）できて、加湿手段の必要加湿量を
定常的に小さくすることができ、ひいては、加湿手段に
より対象気に付与する加湿用水分を短時間で効率良く気
化させることができて、対象気を均一かつ精度良く設定
湿度に調整し得ると共に、風路壁に対するミスト付着を
効果的に防止できるようになり、又、加湿量の低減によ
りランニングコストの節減も可能となった。

〔実施例〕

次に実施例を説明する。

第１図は全外気型空調器の全体構成を示し、一端に外
気取入ダクト（12）を接続し、かつ、他端にファン
（７）を介して給気ダクト（13）を接続したケーシング
（Ｃ）に、ロールフィルタ（１）、プレヒータとしての
バーナ（２）、ワッシャ（３）、冷却コイル（４）、再
熱コイル（加熱手段）（５）、及び、蒸気加湿器（加湿
手段）（６）をこの順に上流側から並べて内装してあ
る。

又、センサ類としては、バーナ（２）通過後、冷却コ
イル（４）通過後、再熱コイル（５）通過後の夫々にお
ける対象気（Ａ）の温度（t₁），（t₂），（t₃）を検出
する第１ないし第３の温度センサ（T₁），（T₂），
（T₃）、及び、蒸気加湿器（６）通過後における対象気
（Ａ）の湿度（h₁）を検出する湿度センサ（H₁）を設け
てある。

尚、ワッシャ（３）において、（3a）は余剰噴霧水を
受ける受槽、（3b）は受槽（3a）に受けた水を噴霧ノズ
ル（3c）に循環供給するポンプ、（3d）はエリミネータ
である。

バーナ（２）に対しては、第１温度センサ（T₁）の検
出温度（t₁）が設定予熱温度（t₁₁）となるように、バ
ーナ（２）に対する燃料供給量調整弁（V₁）を自動調整
してバーナ（２）の燃焼量を調整する第１制御器（８）
を設けてあり、冷却コイル（４）に対しては、第２温度
センサ（T₂）の検出温度（t₂）が設定冷却温度（t₂₂）
となるように、冷却コイル（４）に対する冷媒供給量調
整弁（V₂）を自動調整して冷却コイル（４）よる冷却量
を調整する第２制御器（９）を設けてある。

又、再熱コイル（５）に対しては、第３温度センサ
（T₃）の検出温度（t₃）が設定加熱温度（t₃₃）となる
ように、再熱コイル（５）に対する熱媒体供給量調整弁
（V₃）を自動調整して再熱コイル（５）による加熱量を
調整する第３制御器（10）を設け、蒸気加湿器（６）に
対しては、湿度センサ（H₁）の検出湿度（h₁）が設定湿
度（h₁₁）となるように、蒸気加湿器（６）に対する蒸
気供給量調整弁（V₄）を自動調整して蒸気加湿器（６）
による加湿量（蒸気噴霧量）を調整する第４制御器（1
1）を設けてある。

（14）は、第４制御器（11）により調整制御される蒸
気加湿器（６）の加湿量（Ｇ）（すなわち、対象気
（Ａ）を設定湿度（h₁₁）に調整するのに要する加湿
量）を第４制御器（11）からの情報入力により検出する
加湿量検出器（加湿量検出手段）であり、又、（15）
は、加湿量検出器（14）の検出加湿量（Ｇ）に基づい
て、その検出加湿量（Ｇ）を設定制限量（Gs）に調整す
るように、第１制御器（８）によるバーナ制御の調整目
標である前記の設定予熱温度（t₁₁）、及び、第２制御
器（９）による冷却コイル制御の調整目標である前記の
設定冷却温度（t₂₂）の夫々を変更調整する連係制御器
（制御手段）である。

具体的には連係制御器（15）は、冬期運転（暖房運
転）では検出加湿量（Ｇ）が設定制限量（Gs）よりも大
となると前記の設定予熱温度（t₁₁）を高温側に変更調
整し、かつ、検出加湿量（Ｇ）が設定制限量（Gs）より
も小となると設定予熱温度（t₁₁）を低温側に変更調整
し、又、夏期運転（冷房運転）では検出加湿量（Ｇ）が
設定制限量（Gs）よりも大となると前記の設定冷却温度
（t₂₂）を高温側に変更調整し、かつ、検出加湿量
（Ｇ）が設定制限量（Gs）よりも小となると設定冷却温
度（t₂₂）を低温側に変更調整する。

上記構成において冬期運転では、設定加熱温度
（t₃₃）、及び、設定湿度（h₁₁）の夫々を冬期用の値に
切換えて、バーナ（２）、ワッシャ（３）、再熱コイル
（５）、及び、蒸気加湿器（６）を運転することによ
り、対象気（Ａ）（外気取入ダクト（12）からの取入外
気）を第２図（イ）に実線で示す調整パターン（〜
）に沿って調整する。

すなわち、対象気（Ａ）を最初のバーナ（２）による
加熱（予熱）により点から点へ移行させ、次にワッ
シャ（３）の通過により点から点へ移行させる。つ
まり、バーナ（２）及びワッシャ（３）（前段調整手
段）をもって対象気（Ａ）を先ず目標の飽和状態近傍点
（点）にまで温湿度調整する。

そして、その後対象気（Ａ）を再熱コイル（５）によ
る加熱（再熱）により点から点に移行させ、続い
て、蒸気加湿器（６）による加湿により点から点へ
移行させる。

一方、夏期運転では、設定加熱温度（t₃₃）、及び、
設定湿度（h₁₁）の夫々を夏期用の値に切換えて、ワッ
シャ（３）、冷却コイル（４）、再熱コイル（５）、及
び、蒸気加湿器（６）を運転することにより、対象気
（Ａ）（外気取入ダクト（12）からの取入外気）を第２
図（ロ）に実線で示す調整パターン（〜）に沿って
調整する。

すなわち、対象気（Ａ）を最初にワッシャ（３）の通
過により点から点へ移行させ、次に冷却コイル
（４）による冷却により点から点へ移行させる。つ
まり、ワッシャ（３）及び冷却コイル（４）（前段調整
手段）をもって対象気（Ａ）を先ず目標の飽和状態近傍
点（点）にまで温湿度調整する。

そして、その後は冬期運転と同様に、対象気（Ａ）を
再熱コイル（５）による加熱（再熱）により点から
点に移行させ、続いて、蒸気加湿器（６）による加湿に
より点から点へ移行させる。尚、上記冬期運転、及
び、夏期運転の夫々において、第１温度センサ（T₁）や
第２温度センサ（T₂）の温度検出誤差等に起因してバー
ナ（２）の調整制御や冷却コイル（４）の調整制御に調
整誤差を生じ、そのために、対象気（Ａ）が実際に達す
る飽和状態近傍点が′点や″点、又は、′点や
″点となって目標の飽和状態近傍点（点又は点）
からズレることがある。

しかし、これに対しては、実際の飽和状態近傍点が目
標の点（点又は点）よりも高湿側にズレた（′点
又は′点）場合には、それに伴い加湿量検出器（14）
による検出加湿量（Ｇ）が設定制御量（Gs）よりも小さ
くなることに基づいて、連係制御器（15）が検出加湿量
（Ｇ）を設定制限量（Gs）に調整すべく設定予熱温度
（t₁₁）ないし設定冷却温度（t₂₂）を低温側に変更調整
することで、実際の飽和状態近傍点（′点又は′
点）は低湿側（すなわち、目標点（点又は点）の
側）へ移行する。

又、実際の飽和状態近傍点が目標の点（点又は
点）よりも低湿側にズレた（″点又は″点）場合に
は、それに伴い検出加湿量（Ｇ）が設定制限量（Gs）よ
りも大きくなることに基づき、連係制御器（15）が検出
加湿量（Ｇ）を設定制限量（Gs）に調整すべく設定予熱
温度（t₁₁）ないし設定冷却温度（t₂₂）を高温側に変更
調整することで、実際の飽和状態近傍点（″点又は
″点）は高湿側（すなわち、目標点（点又は点）
の側）へ移行する。

〔別実施例〕

次に別実施例を列記する。

（ａ）本発明を冷房専用装置あるいは暖房専用装置に
適用しても良い。すなわち、前述実施例の装置において
プレヒータとしてのバーナ（２）を省略した冷房専用の
もの、あるいは、冷却コイル（４）を省略した暖房専用
のものに本発明を適用しても良い。

（ｂ）対象気（Ａ）を飽和状態近傍点にまで温湿度調
整する前段調整手段は、前述実施例の如きバーナ（２）
とワッシャ（３）との組み合せ、あるいは、ワッシャ
（３）と冷却コイル（４）との組み合せに限定されるも
のではなく、前段調整手段において温度調整を司る部分
の具体的調整型式、及び、湿度調整を司る部分の具体的
調整型式は夫々の型式を適用できる。

（ｃ）加熱手段には温水コイル、蒸気コイル、電熱コ
イル等々、種々の型式のものを適用できる。

（ｄ）加湿手段には、蒸気噴霧型式、水噴霧型式、超
音波式加湿器等々、種々の型式のものを適用できる。

（ｅ）加湿手段の加湿量（Ｇ）を検出するに、例えば
前述実施例において蒸気供給量調整弁（V₄）の弁開度に
基づき加湿量を検出したり、又、蒸気加湿器（６）への
蒸気供給量を流量センサにより直接的に検出したりして
も良く、加湿量検出手段の具体的検出構成は種々の構成
変更が可能である。

（ｆ）検出加湿量（Ｇ）を設定制限量（Gs）に調整す
るように、前段調整手段の温湿度調整状態を変更調整す
る制御手段を構成するに、例えば前述実施例において検
出加湿量（Ｇ）に応じバーナ（２）に対する燃料供給量
調整弁（V₁）や冷却コイル（４）に対する冷媒供給量調
整弁（V₂）を直接的に開度調整する構成としても良く、
制御手段には種々の制御方式のものを適用できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示し、第１図は装
置構成図、第２図（イ）及び（ロ）は夫々、運転形態を
示す図である。第３図及び第４図は従来例を示し、第３
図は装置構成図、第４図（イ）及び（ロ）は夫々、運転
形態を示す図である。（2,3,4）……前段調整手段、（５）……加熱手段、
（６）……加湿手段、（14）……加湿量検出手段、（1
5）……制御手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対象気（Ａ）を飽和状態近傍点にまで温湿
度調整する前段調整手段（2,3,4）、この前段調整手段
（2,3,4）により調整した対象気（Ａ）を設定加熱温度
に加熱する加熱手段（５）、及び、この加熱手段（５）
により加熱した対象気（Ａ）を設定湿度に加湿する加湿
手段（６）を備える空調装置であって、前記加湿手段（６）が対象気（Ａ）を前記の設定湿度に
まで加湿するのに要する加湿量（Ｇ）を検出する加湿量
検出手段（14）、及び、この加湿量検出手段（14）によ
る検出加湿量（Ｇ）に基づいて、その検出加湿量（Ｇ）
を設定制限量（Gs）に調整するように、前記加熱手段
（５）及び前記加湿手段（６）との並行運転において前
記前段調整手段（2,3,4）の温湿度調整状態を変更調整
する制御手段（15）を設けた空調装置。